JP6901188B2 - Deep Sea Multimetal Nodule Mining Work System - Google Patents

Deep Sea Multimetal Nodule Mining Work System Download PDF

Info

Publication number
JP6901188B2
JP6901188B2 JP2020539027A JP2020539027A JP6901188B2 JP 6901188 B2 JP6901188 B2 JP 6901188B2 JP 2020539027 A JP2020539027 A JP 2020539027A JP 2020539027 A JP2020539027 A JP 2020539027A JP 6901188 B2 JP6901188 B2 JP 6901188B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mining
robot
mineral
chamber
deep
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020539027A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021515122A (en
Inventor
▲劉▼▲貴▼杰
▲陳▼旭光
▲謝▼迎春
田▲暁▼▲潔▼
▲冷▼鼎▲シン▼
穆▲為▼磊
王泓▲暉▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ocean University of China
Original Assignee
Ocean University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN201910315339.3A external-priority patent/CN109973096B/en
Priority claimed from CN201920532793.XU external-priority patent/CN210152650U/en
Application filed by Ocean University of China filed Critical Ocean University of China
Publication of JP2021515122A publication Critical patent/JP2021515122A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6901188B2 publication Critical patent/JP6901188B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C50/00Obtaining minerals from underwater, not otherwise provided for
    • E21C50/02Obtaining minerals from underwater, not otherwise provided for dependent on the ship movements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

本発明は採鉱設備技術分野に属し、具体的には深海多金属団塊鉱床採鉱作業システムに関するものである。 The present invention belongs to the field of mining equipment technology, and specifically relates to a deep-sea polymetal nodule deposit mining work system.

世界経済の持続的な発展に伴い、鉱物資源に対する需要が増々高まるなか、大量の資源開発によって地球の陸地における鉱物資源が枯渇に向かっている。陸地の鉱物資源が枯渇する前に、資源の新たな供給経路を早急に開拓することは、目下、各国共通の課題である。探査によって太平洋が鉱物資源の宝庫であることが判明したため、人類の生存と発展における鉱物資源への需要を満たそうと、世界各国が海洋に注目するようになった。海洋の様々な深部には大量の海底鉱物資源が眠っており、その資源量や含有量は大陸とは比べ物にならず、鉱物を海底から陸上へ輸送する方法も大きく異なる。1つの面として、輸送方法が全く異なり、輸送の難易度が高い。別の面として、生産効率や経済性も重要な判断要素になると同時に、深海における採掘は、技術的難易度や複雑性が非常に高い。これらは、技術的要求事項に対する大きな課題となっている。 With the sustainable development of the world economy, the demand for mineral resources is increasing, and the mineral resources on the earth's land are being depleted due to the large amount of resource development. Immediate development of new resource supply channels before the depletion of land mineral resources is a common challenge for all countries at present. Exploration has revealed that the Pacific Ocean is a treasure trove of mineral resources, and countries around the world have turned their attention to the ocean to meet the demand for mineral resources in human survival and development. Large amounts of seafloor mineral resources lie in various depths of the ocean, their resources and contents are incomparable to those of continents, and the methods of transporting minerals from the seafloor to land are also very different. On the one hand, the transportation methods are completely different, and the difficulty of transportation is high. On the other hand, production efficiency and economic efficiency are also important factors, while mining in the deep sea is extremely technically difficult and complex. These pose major challenges to technical requirements.

パイプで引き上げる方式の採鉱モデルは、高効率であり、商業化の見込みを最も有する深海採鉱作業モデルであると見なされているが、以下の問題も存在する。(1)アンビリカルケーブルや鉱物輸送用フレキシブルパイプには海底採鉱ロボットのロバスト制御に対する高非線形結合の影響が存在し、且つ作業半径の変化に伴ってアンビリカルケーブルや鉱物輸送用フレキシブルパイプの水中形状に変化が生じ、動的挙動の記述難易度が増加する。海底採鉱ロボット対するそれらの動的外乱は、レオロジー特性を有する超軟底質の圧縮せん断支持力に複雑な動的変化を生じさせ、それらの要素の連成作用が海底採鉱ロボットにおける動的挙動の応答メカニズムを極めて複雑にさせる。アンビリカルケーブルや鉱物輸送用フレキシブルパイプの存在は、海底採鉱ロボットの力学モデルやロバスト制御を制約するボトルネックとなっている。(2)海底には無線信号の遮蔽、電磁信号の重大な減衰、作業現場の混濁、光透過性の悪さなどの不利な要素が存在しており、従来の感知原理に頼るセンサでは採鉱ロボットの精確な姿勢や位置情報を取得できず、又は測定に大きなバイアスが存在するため、これらから提供されるフィードバック情報に頼るなら、採鉱ロボットのロバスト制御を実現することはできない。上述の問題が存在する故に、採鉱ロボットのロバスト制御は多くの課題に直面している。そのため、自律式深海採鉱ロボットによる新型深海採鉱作業モデルの実施により、採鉱ロボットのロバスト制御に対するアンビリカルケーブルや鉱物輸送用フレキシブルパイプの影響を排除することができる。海底採鉱ロボットには、荷重をサーボ制御する重力制御方法、姿勢及び位置感知技術などのシステムが搭載されている。 The pipe-pulled mining model is considered to be the most efficient and most promising deep-sea mining work model, but it also has the following problems: (1) Umbilical cables and flexible pipes for mineral transportation have the influence of highly non-linear coupling on the robust control of submarine mining robots, and the underwater shape of umbilical cables and flexible pipes for mineral transportation changes as the working radius changes. Occurs, and the difficulty of describing dynamic behavior increases. Their dynamic disturbances to the seafloor mining robot cause complex dynamic changes in the compressive shear bearing capacity of the ultrasoft bottom sediment with rheological properties, and the coupled action of these elements is the dynamic behavior of the seafloor mining robot. It complicates the response mechanism extremely. The existence of umbilical cables and flexible pipes for mineral transportation has become a bottleneck that constrains the dynamic model and robust control of submarine mining robots. (2) There are disadvantageous factors such as shielding of radio signals, significant attenuation of electromagnetic signals, turbidity at work sites, and poor light transmission on the seabed. Robust control of the mining robot cannot be realized by relying on the feedback information provided from these because accurate posture and position information cannot be obtained or there is a large bias in the measurement. Due to the above-mentioned problems, robust control of mining robots faces many challenges. Therefore, by implementing a new deep-sea mining work model using an autonomous deep-sea mining robot, it is possible to eliminate the influence of umbilical cables and flexible pipes for mineral transportation on the robust control of the mining robot. The seafloor mining robot is equipped with systems such as a gravity control method for servo-controlling the load, attitude and position sensing technology.

従来技術において、アンビリカルケーブルや鉱物輸送用フレキシブルパイプの存在が海底採鉱ロボットの力学モデルやロバスト制御を制約するボトルネックとなっていることを鑑み、本発明は、深海多金属団塊鉱床採鉱作業システムを提供することを目的としている。 In view of the fact that the existence of umbilical cables and flexible pipes for mineral transportation is a bottleneck that constrains the dynamic model and robust control of the seafloor mining robot in the prior art, the present invention provides a deep-sea multi-metal baby boom mining work system. It is intended to be provided.

本発明は以下の技術案を採用している。 The present invention employs the following technical proposals.

深海多金属団塊鉱床採鉱作業システムであって、具体的には、採鉱プラットフォーム、揚鉱管システム、採鉱ロボット、着座式鉱物積替処理センターを含み、揚鉱管システムは揚鉱管及びスラッジポンプを含み、揚鉱管内には新規鉱物上昇管及び尾鉱下降管がそれぞれ設置されている。揚鉱管の頂端は採鉱プラットフォームと接続され、揚鉱管の底端は自在継手を介して着座式鉱物積替処理センターと接続されている。着座式鉱物積替処理センターの内部には多自由度プラットフォームが設置されており、多自由度プラットフォームには尾鉱庫及び新規鉱物庫が上から下に順に設置されており、尾鉱庫の出口及び新規鉱物庫の入口部分には上ベルトコンベア及び下ベルトコンベアがそれぞれ設置されており、上ベルトコンベア及び下ベルトコンベアの端部は採鉱ロボットを介して繋げられる。多自由度プラットフォームの下方には対応し合う複数の扇形採鉱エリアが設けられており、採鉱ロボットは扇形採鉱エリア内で作業を行う。 Deep sea multi-metal baby boom mining work system, specifically including mining platform, mining pipe system, mining robot, seated mineral transshipment processing center, mining pipe system including mining pipe and sludge pump Including, new mineral ascending pipes and tailing descending pipes are installed in the lifting pipes, respectively. The top end of the mine pipe is connected to the mining platform, and the bottom end of the mine pipe is connected to the seated mineral transshipment processing center via a universal joint. A multi-freedom platform is installed inside the seated mineral transshipment processing center, and the multi-freedom platform has a tail mine and a new mineral vault installed in order from top to bottom, and the exit of the tail mine. An upper belt conveyor and a lower belt conveyor are installed at the entrance of the new mineral storage, and the ends of the upper belt conveyor and the lower belt conveyor are connected via a mining robot. Below the multi-degree-of-freedom platform, there are multiple corresponding fan-shaped mining areas, and the mining robot works within the fan-shaped mining area.

さらに、着座式鉱物積替処理センターは円柱体構造として設置され、採鉱ロボットが採集した鉱物の積替及び揚鉱を行い、その内部の多自由度プラットフォームは、幾つかのブロックに等分された、断面が扇形を呈する柱体構造として設置され、各自由度プラットフォームには積替センター出入口が設置されている。 In addition, the seated mineral transshipment processing center was set up as a cylindrical structure to transship and unload the minerals collected by the mining robot, and the multi-freedom platform inside it was evenly divided into several blocks. , It is installed as a columnar structure with a fan-shaped cross section, and each degree of freedom platform is equipped with a transshipment center entrance / exit.

さらに、着座式鉱物積替処理センターの内部には、採鉱ロボットに電力を補充する、海底無線充電パイルが設置されている。 In addition, a submarine wireless charging pile is installed inside the seated mineral transshipment processing center to replenish the mining robot with electricity.

さらに、採鉱ロボットはクローラ式採鉱ロボットとして設置され、採鉱ロボットの上方には鉱物チャンバーが設けられ、鉱物チャンバーの内部には新規鉱物チャンバー及び尾鉱チャンバーがプッシュプレートによって隔てられて形成され、プッシュプレートの前後移動により新規鉱物チャンバーと尾鉱チャンバーの体積の相対的変化が制御される。 Furthermore, the mining robot is installed as a crawler type mining robot, a mineral chamber is provided above the mining robot, and a new mineral chamber and a tail ore chamber are formed inside the mineral chamber separated by a push plate, and the push plate is formed. The relative change in volume between the new mineral chamber and the tail ore chamber is controlled by the anteroposterior movement of.

さらに、採鉱ロボットの鉱物チャンバーの底部には集鉱クローラが敷設され、集鉱クローラが開くと新規鉱物チャンバーが開き、集鉱クローラが閉じると新規鉱物チャンバーが閉じる。 Furthermore, a mining crawler is laid at the bottom of the mineral chamber of the mining robot, and when the mining crawler opens, a new mineral chamber opens, and when the mining crawler closes, the new mineral chamber closes.

さらに、採鉱ロボットの尾鉱チャンバーのチャンバー開口部には集鉱クローラと対応し合う尾鉱プレートが設置されており、尾鉱プレートの頂端は回転軸により尾鉱チャンバーに可動的に取り付けられている。 Furthermore, a tailing plate corresponding to the collection crawler is installed at the chamber opening of the Tailing chamber of the mining robot, and the top end of the Tailing plate is movably attached to the Tailing chamber by a rotation axis. ..

さらに、採鉱ロボットの鉱物チャンバーのプッシュプレートと対応し合う位置にはスライドレールが設置されており、プッシュプレートはスライドレール内に可動的に嵌設され、プッシュプレートはモーターにより駆動され、スライドレールに沿って前後移動する。 In addition, a slide rail is installed at a position corresponding to the push plate of the mineral chamber of the mining robot, the push plate is movably fitted in the slide rail, and the push plate is driven by a motor to the slide rail. Move back and forth along.

さらに、採鉱ロボットには浮力調節装置が設置されており、浮力調節装置は連通し合う2方向シリンダ及びオイルブラダを含み、電磁弁により2方向シリンダとオイルブラダの間の油路の開閉を制御し、2方向シリンダとオイルブラダの間の油量を変えることにより、浮力の大きさを調節する。 In addition, the mining robot is equipped with a buoyancy compensator, which includes a two-way cylinder and an oil bladder that communicate with each other, and an electromagnetic valve controls the opening and closing of the oil passage between the two-way cylinder and the oil bladder. The magnitude of buoyancy is adjusted by changing the amount of oil between the directional cylinder and the oil bladder.

さらに、採鉱ロボットには推進器も設置され、推進器は採鉱ロボットの両側に沿って対称に配置して設置された2組のプロペラであり、プロペラの回転が採鉱ロボットの姿勢及び重量を補助制御する。 In addition, a propulsion device is also installed in the mining robot, and the propulsion devices are two sets of propellers installed symmetrically along both sides of the mining robot, and the rotation of the propellers assists and controls the posture and weight of the mining robot. To do.

さらに、採鉱ロボットには無線受電モジュール及び無線結合型電力搬送波双方向通信モジュールが取り付けられ、電力搬送波方式により、採鉱ロボットと外界の双方向高速データ伝送及び通信を実現する。 Further, the mining robot is equipped with a wireless power receiving module and a wirelessly coupled power carrier bidirectional communication module, and realizes bidirectional high-speed data transmission and communication between the mining robot and the outside world by the power carrier method.

本発明は次の有利な効果を有する。 The present invention has the following advantageous effects.

本発明中、深海多金属団塊鉱床採鉱作業システムは、複数台のDSAMVが各自指定されたエリア内で並行して作業し、互いに干渉せず、採集した鉱物はいずれも着座式鉱物積替処理センターで積み替えられ、一式の揚鉱システムだけで鉱物を採鉱作業プラットフォームまで揚げて処理することができ、着座式鉱物積替処理センターは、海底における集鉱、揚鉱、エネルギー供給及び通信のコアユニットであり、アンビリカルケーブルや鉱物輸送用フレキシブルパイプを排除し、採鉱管の動的変化にリアルタイムで適応し、積み替え時におけるDSAMVのリアルタイムの状態に適応することが可能である。当該部分の主な機能には、DSAMVが採集してきた鉱物の積替及び揚鉱が含まれており、DSAMVが鉱物を降ろすと同時に、並行して等重量の尾鉱が着座式鉱物積替処理センターの尾鉱チャンバーに注入されてDSAMVにバラストが供され、且つ海底無線充電パイルによりDSAMVに電気エネルギーが補充され、DSAMVには無線受電モジュール及び無線結合型電力搬送波双方向通信モジュールが取り付けられ、電力搬送波方式により、採鉱ロボットと外界の双方向高速データ伝送及び通信を実現する。浮力調節装置によりDSAMVの重力と浮力の関係のバランスをとり、推進器により姿勢及び重量の補助制御を行い、さらには沈降によって回収不能となる問題を解決することもできる。 In the present invention, in the deep-sea multi-metal baby boom mining work system, a plurality of DSAMVs work in parallel in their designated areas, do not interfere with each other, and all the collected minerals are seated mineral transshipment processing centers. With a complete mining system, minerals can be lifted and processed to a mining work platform, and a seated mineral transshipment center is a core unit for mining, mining, energy supply and communications on the seabed. Yes, it is possible to eliminate umbilical cables and flexible pipes for mineral transport, adapt to dynamic changes in mining pipes in real time, and adapt to the real-time state of DSAMV at the time of transshipment. The main functions of this part include the transshipment and lifting of minerals collected by DSAMV, and at the same time that DSAMV unloads the minerals, the equal weight tail ore is sedentary mineral transshipment processing. It is injected into the center's tail mineral chamber to provide ballast to the DSAMV, and the DSAMV is replenished with electrical energy by a submarine wireless charging pile, and the DSAMV is equipped with a wireless power receiving module and a wirelessly coupled power carrier bidirectional communication module. The power carrier method realizes bidirectional high-speed data transmission and communication between the mining robot and the outside world. The buoyancy compensator balances the relationship between the gravity and buoyancy of the DSAMV, the propulsion device controls the attitude and weight, and the problem of being unrecoverable due to subsidence can be solved.

本発明の全体構造概略図である。It is a schematic diagram of the whole structure of this invention. 本発明の着座式鉱物積替処理センターの全体構造概略図である。It is a schematic of the whole structure of the seating type mineral transshipment processing center of this invention. 本発明の着座式鉱物積替処理センターの局所構造概略図である。It is a schematic of the local structure of the seating type mineral transshipment processing center of this invention. 本発明の自律式採鉱ロボット(DSAMV)の集鉱クローラが閉じている構造概略図である。It is a structural schematic diagram in which the mining crawler of the autonomous mining robot (DSAMV) of this invention is closed. 本発明の自律式採鉱ロボット(DSAMV)の集鉱クローラが開いている構造概略図である。It is a structural schematic view in which the mining crawler of the autonomous mining robot (DSAMV) of this invention is open.

図3は揚鉱、荷卸、バラスト積載、充電及び通信の過程を示している。 FIG. 3 shows the process of mining, unloading, ballast loading, charging and communication.

以下、図面を基に本発明についてさらに説明する。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to the drawings.

図1、図2及び図3に示す通り、深海多金属団塊鉱床採鉱作業システムであって、具体的には、採鉱プラットフォーム1、揚鉱管システム2、採鉱ロボット3(DSAMV)、着座式鉱物積替処理センター5を含み、揚鉱管システム2は揚鉱管6及びスラッジポンプ13を含み、揚鉱管6内には新規鉱物上昇管7及び尾鉱下降管8がそれぞれ設置されており、新規鉱物上昇管7及び尾鉱下降管8はいずれも垂直方向に沿って配置して設けられ、スラッジポンプ13は着座式鉱物積替処理センター5の底部の中心位置(及び新規鉱物庫12内)に設置されて、新規鉱物上昇管7と接続され、DSAMVが採集した鉱物資源を採鉱プラットフォーム1まで揚げて加工処理が行われる。揚鉱管6の頂端は採鉱プラットフォーム1と接続され、揚鉱管6の底端は自在継手を介して着座式鉱物積替処理センター5と接続されている。 As shown in FIGS. 1, 2 and 3, it is a deep-sea multi-metal baby boom mining work system, specifically, a mining platform 1, a lifting pipe system 2, a mining robot 3 (DSAMV), and a seated mineral product. The replacement processing center 5 is included, the mining pipe system 2 includes a mining pipe 6 and a sludge pump 13, and a new mineral ascending pipe 7 and a tail ore descending pipe 8 are installed in the mining pipe 6, respectively. Both the mineral ascending pipe 7 and the tail ore descending pipe 8 are arranged along the vertical direction, and the sludge pump 13 is located at the center position of the bottom of the seated mineral transshipment processing center 5 (and in the new mineral storage 12). It is installed, connected to the new mineral riser pipe 7, and the mineral resources collected by DSAMV are lifted to the mining platform 1 for processing. The top end of the mine pipe 6 is connected to the mining platform 1, and the bottom end of the mine pipe 6 is connected to the seated mineral transshipment processing center 5 via a universal joint.

着座式鉱物積替処理センター5は円柱体構造として設置され、採鉱ロボット3が採集した鉱物の積替及び揚鉱を行い、着座式鉱物積替処理センター5の内部には6自由度プラットフォームが設置されており、内部の6自由度プラットフォームは6つのブロックに等分された、断面が扇形を呈する柱体構造として設置され、各自由度プラットフォームには積替センター出入口14が設置されており、6自由度プラットフォームの下の方には対応し合う6つの扇形採鉱エリア4が設けられており、採鉱ロボット3は扇形採鉱エリア4内で作業を行い、DSAMVは積替センター出入口14に沿って出入りする。 The seated mineral transshipment processing center 5 is installed as a columnar structure to transship and mine the minerals collected by the mining robot 3, and a 6-degree-of-freedom platform is installed inside the seated mineral transshipment processing center 5. The internal 6-degree-of-freedom platform is installed as a pillar structure with a fan-shaped cross section, which is divided into 6 blocks, and each degree-of-freedom platform is equipped with a transshipment center entrance / exit 14. At the bottom of the freedom platform are six corresponding fan-shaped mining areas 4, where the mining robot 3 works within the fan-shaped mining area 4 and the DSAMV enters and exits along the transshipment center doorway 14. ..

6自由度プラットフォームには尾鉱庫9及び新規鉱物庫12が上から下に順に設置されており、尾鉱庫9の出口及び新規鉱物庫12の入口部分には上ベルトコンベア10及び下ベルトコンベア11がそれぞれ設置されており、上ベルトコンベア10の前端は尾鉱庫9の出口に面して設置され、下ベルトコンベア11の末端は新規鉱物庫12の入口に面して設置され、上ベルトコンベア10の末端及び下ベルトコンベア11の前端は採鉱ロボット3を介して繋げられる。着座式鉱物積替処理センター5は、DSAMVの荷卸と同時に、並行して等重量の尾鉱をバラストチャンバー内に注入し、採鉱中は、鉱物量の変化に基づき、ベルトコンベアの輸送方式を用いて、尾鉱を海底にまいて埋戻しを行う。この種のバラスト調節方式はバラストチャンバーを密封する必要がなく、大きな範囲で浮力調節を行うことができ、回数制限なしに繰り返し利用でき、且つ尾鉱が均等に埋め戻されるため、海底の環境保護に有利である。 The tail mine 9 and the new mineral vault 12 are installed in order from top to bottom on the 6-degree-of-freedom platform, and the upper belt conveyor 10 and the lower belt conveyor are installed at the exit of the tail mine 9 and the entrance of the new mineral vault 12. 11 are installed respectively, the front end of the upper belt conveyor 10 is installed facing the outlet of the tail mine 9, and the end of the lower belt conveyor 11 is installed facing the entrance of the new mineral storage 12, and the upper belt is installed. The end of the conveyor 10 and the front end of the lower belt conveyor 11 are connected via a mining robot 3. The seated mineral transshipment processing center 5 injects equal weight of tailing into the ballast chamber at the same time as unloading the DSAMV, and during mining, a belt conveyor transportation method is used based on the change in the amount of minerals. Then, the Tailings are sown on the seabed and backfilled. This type of ballast adjustment method does not require sealing the ballast chamber, allows buoyancy adjustment over a large range, can be used repeatedly without limit of the number of times, and evenly backfills the tailing, thus protecting the environment of the seabed. It is advantageous to.

着座式鉱物積替処理センター5の内部には、採鉱ロボット3に電力を補充する、海底無線充電パイルが設置されている。 Inside the seated mineral transshipment processing center 5, a submarine wireless charging pile that replenishes the mining robot 3 with electric power is installed.

採鉱ロボット3はクローラ式採鉱ロボット3として設置され、DSAMVは新型深海採鉱システムのコア装備であり、海底多金属団塊鉱床の採集及び輸送の任務を担い、それにはクローラ駆動方式及び自律式作業モードを採用し、採鉱ロボットのアンビリカルケーブルや鉱物輸送用フレキシブルパイプを排除しており、採鉱ロボット3のDSAMVの底部にはバッテリーチャンバー24及び制御センター25が設置されており、作業時にはバッテリーチャンバー24内にバッテリーを携帯し、採集した鉱物は鉱物チャンバーで担う。採鉱ロボット3の上方には鉱物チャンバーが設けられ、鉱物チャンバーの内部には新規鉱物チャンバー16及び尾鉱チャンバー18がプッシュプレート17によって隔てられて形成され、採鉱ロボット3の鉱物チャンバーのプッシュプレート17と対応し合う位置にはスライドレールが設置されており、プッシュプレート17はスライドレール内に可動的に嵌設され、プッシュプレート17はモーターにより駆動され、スライドレールに沿って前後移動し、プッシュプレート17の前後移動により新規鉱物チャンバー16と尾鉱チャンバー18の体積の相対的変化が制御される。 The mining robot 3 is installed as a crawler-type mining robot 3, and the DSAMV is the core equipment of the new deep-sea mining system, which is responsible for the collection and transportation of submarine multi-metal baby boom deposits, which have a crawler drive system and an autonomous work mode. Adopted, eliminating the umbilical cable of the mining robot and the flexible pipe for mineral transportation, the battery chamber 24 and the control center 25 are installed at the bottom of the DSAMV of the mining robot 3, and the battery is installed in the battery chamber 24 during work. The collected minerals are carried in the mineral chamber. A mineral chamber is provided above the mining robot 3, and a new mineral chamber 16 and a tail ore chamber 18 are formed inside the mineral chamber separated by a push plate 17, and the push plate 17 of the mineral chamber of the mining robot 3 is formed. Slide rails are installed at corresponding positions, the push plate 17 is movably fitted in the slide rail, the push plate 17 is driven by a motor, moves back and forth along the slide rail, and the push plate 17 The relative change in volume of the new mineral chamber 16 and the tail ore chamber 18 is controlled by the back-and-forth movement of.

採鉱ロボット3の鉱物チャンバーの底部には集鉱クローラ15が敷設され、集鉱クローラ15が開くと新規鉱物チャンバー16が開かれ、集鉱クローラ15が閉じると新規鉱物チャンバー16が閉じられる。 A mining crawler 15 is laid at the bottom of the mineral chamber of the mining robot 3, a new mineral chamber 16 is opened when the mining crawler 15 is opened, and a new mineral chamber 16 is closed when the mining crawler 15 is closed.

採鉱ロボット3の尾鉱チャンバー18のチャンバー開口部には集鉱クローラ15と対応し合う尾鉱プレート19が設置されており、尾鉱プレート19の頂端は回転軸により尾鉱チャンバー18に可動的に取り付けられている。 A tailing plate 19 corresponding to the collection crawler 15 is installed in the chamber opening of the Tailing chamber 18 of the mining robot 3, and the top end of the Tailing plate 19 can be moved to the Tailing chamber 18 by a rotation axis. It is attached.

採鉱ロボット3には浮力調節装置22が設置されており、浮力調節装置22は連通し合う2方向シリンダ及びオイルブラダを含み、電磁弁により2方向シリンダとオイルブラダの間の油路の開閉を制御し、2方向シリンダとオイルブラダの間の油量を変えることにより、浮力の大きさを調節する。マニュアルラインセンサ20によりDSAMVの姿勢情報、上部荷重情報を取得し、マニュアルラインセンサ20の情報及び超軟底質の圧縮せん断支持力モデルに基づき、浮力及び重力並びに浮力中心位置の調節を行い、本プログラムではスライディングモード制御アルゴリズム及び調整ポリシーを採用し、DSAMVの姿勢制御の安定性を確保する。 The buoyancy compensator 22 is installed in the mining robot 3, and the buoyancy compensator 22 includes a two-way cylinder and an oil bladder that communicate with each other, and an electromagnetic valve controls the opening and closing of the oil passage between the two-way cylinder and the oil bladder. The magnitude of buoyancy is adjusted by changing the amount of oil between the two-way cylinder and the oil bladder. The attitude information and upper load information of DSAMV are acquired by the manual line sensor 20, and the buoyancy and gravity and the center position of the buoyancy are adjusted based on the information of the manual line sensor 20 and the compression shear bearing capacity model of the ultrasoft bottom sediment. The program adopts a sliding mode control algorithm and adjustment policy to ensure the stability of DSAMV attitude control.

採鉱過程において担う鉱物量は常に変化するうえに、衝撃も存在するため、DSAMV全体の重量を一定又は小さな範囲内の変動に維持し、超軟底質の圧縮せん断支持力に対する外乱を減らすことは、車体の傾斜及び沈降を回避するうえで極めて重要である。採鉱ロボット3には推進器21も設置され、推進器21は採鉱ロボット3の両側に沿って対称に配置して設置された2組のプロペラであり、DSAMV上部の4角に追加した4つのプロペラ推進器21により、姿勢及び重量の補助制御を行えるだけでなく、沈降によって回収不能となる問題を解決することもできる。 Since the amount of minerals carried in the mining process is constantly changing and impacts are also present, it is possible to maintain the weight of the entire DSAMV within a constant or small range and reduce the disturbance to the compressive shear bearing capacity of the ultrasoft sediment. It is extremely important to avoid tilting and settling of the vehicle body. A propulsion device 21 is also installed in the mining robot 3, and the propulsion device 21 is two sets of propellers installed symmetrically along both sides of the mining robot 3, and four propellers added to the four corners above the DSAMV. The propeller 21 can not only perform auxiliary control of attitude and weight, but also solve the problem of being unrecoverable due to sedimentation.

採鉱ロボット3には無線受電モジュール及び無線結合型電力搬送波双方向通信モジュールが取り付けられ、電力搬送波方式により、採鉱ロボット3と外界の双方向高速データ伝送及び通信を実現する。 A wireless power receiving module and a wirelessly coupled power carrier bidirectional communication module are attached to the mining robot 3, and bidirectional high-speed data transmission and communication between the mining robot 3 and the outside world are realized by the power carrier method.

図4及び図5に示す通り、具体的な稼働過程は次の通りである。 As shown in FIGS. 4 and 5, the specific operation process is as follows.

着座式鉱物積替処理センター5の出入り口が開き、自律式採鉱ロボット3のDSAMVが積替センター出入口14に沿って扇形採鉱エリア4に入り、このとき、採鉱ロボット3のDSAMVのプッシュプレート17は鉱物チャンバーの最先端にあり、DSAMVの尾鉱チャンバー18には尾鉱が満載されている。DSAMVの鉱物チャンバーの集鉱クローラ15が開くと、新規鉱物チャンバー16が開いた状態になり、DSAMVが扇形採鉱エリア4内で採鉱作業を行い、採集した新規鉱物は集鉱クローラ15に沿って新規鉱物チャンバー16内に向かって輸送され、新規鉱物チャンバー16の鉱物量が増加するにつれて、鉱物チャンバー内のプッシュプレート17がモーターの駆動下でスライドレールに沿って後方へ移動し、これにより、尾鉱チャンバー18内の尾鉱が尾鉱プレート19の底部の開かれた開口部に沿ってチャンバーの外に排出され、集鉱しながら放出することが実現する。マニュアルラインセンサ20は、新規鉱物チャンバー16及び尾鉱チャンバー18のチャンバー底部の応力状況をリアルタイムで検出し、且つ情報をDSAMVの制御センター25に伝達し、プッシュプレート17のプッシュ速度を制御して、集鉱及び放出の動的平衡を保証する。 The doorway of the seated mineral transshipment processing center 5 opens, and the DSAMV of the autonomous mining robot 3 enters the fan-shaped mining area 4 along the doorway 14 of the transshipment center. At this time, the push plate 17 of the DMAV of the mining robot 3 is a mineral. At the forefront of the chamber, the DSAMV Tailings Chamber 18 is full of Tailings. When the collection crawler 15 in the mineral chamber of DSAMV is opened, the new mineral chamber 16 is opened, DSAMV performs mining work in the fan-shaped mining area 4, and the new minerals collected are newly collected along the collection crawler 15. Transported into the mineral chamber 16 and as the amount of minerals in the new mineral chamber 16 increases, the push plate 17 in the mineral chamber moves backward along the slide rail under the drive of a motor, thereby tailing ore. The tail ore in the chamber 18 is discharged out of the chamber along the open opening at the bottom of the tail ore plate 19 and is released while collecting ore. The manual line sensor 20 detects the stress status at the bottom of the new mineral chamber 16 and the tailing chamber 18 in real time, transmits the information to the control center 25 of the DRAMV, and controls the push speed of the push plate 17. Guarantee dynamic equilibrium of mineral collection and release.

採鉱中、採鉱ロボット3のDSAMVの重力と浮力の関係に変化が生じた場合、ロボットの両側に対称に配置された浮力調節装置22が作動を開始し、オイルブラダの大きさを調節することにより浮力を制御する。浮力の増大が必要な場合、電磁弁は中央位置にあり(各油口部は閉じた状態にある)、駆動モーターがポンプの作動を駆動し、圧力センサが検出した圧力値が要求に達したとき、電磁弁に変位が生じて油路が導通し、ポンプが油を2方向シリンダのオイルチャンバーからオイルブラダに汲み上げ、オイルブラダの体積が増大し、浮力調節装置22の体積が増大して浮力が増加し、変位センサがピストンの位置をリアルタイムで検出し、油量の変化を精確に制御して、要求が満たされると、電磁弁に変位が生じて油路が閉じ、駆動モーターが停止する。 If the relationship between the gravity and buoyancy of the DSAMV of the mining robot 3 changes during mining, the buoyancy compensators 22 symmetrically arranged on both sides of the robot start operating and adjust the size of the oil bladder to adjust the buoyancy. To control. When increased buoyancy is required, the solenoid valve is in the central position (each oil outlet is closed), the drive motor drives the operation of the pump, and the pressure value detected by the pressure sensor reaches the required value. At that time, the electromagnetic valve is displaced and the oil passage becomes conductive, the pump pumps oil from the oil chamber of the two-way cylinder to the oil bladder, the volume of the oil bladder increases, the volume of the buoyancy adjusting device 22 increases, and the buoyancy increases. However, the displacement sensor detects the position of the piston in real time, precisely controls the change in the amount of oil, and when the requirement is satisfied, the electromagnetic valve is displaced, the oil passage is closed, and the drive motor is stopped.

浮力の減少が必要な場合、電磁弁は中央位置にあり、駆動モーターがポンプの作動を駆動し、圧力センサが検出した圧力値が要求に達したとき、電磁弁に変位が生じて油路が導通し、2方向シリンダのオイルチャンバーの低圧油がピストンチャンバーの高圧海水を押動することができ、これによりポンプが作動を必要とせず、一方向絞り弁により流速を制御するだけで、オイルブラダからオイルチャンバーへの油液輸送を実現することができる。 When reduction of buoyancy is required, the electromagnetic valve is in the central position, the drive motor drives the operation of the pump, and when the pressure value detected by the pressure sensor reaches the required value, the electromagnetic valve is displaced and the oil passage is opened. Conducting, the low pressure oil in the oil chamber of the two-way cylinder can push the high pressure seawater in the piston chamber, which eliminates the need for the pump to operate and simply controls the flow velocity with a one-way throttle valve from the oil bladder. Oil liquid transportation to the oil chamber can be realized.

浮力調節装置22の体積が減少して浮力が減少すると、変位センサがピストンの位置をリアルタイムで検出し、油量の変化を精確に制御して、要求が満たされると、電磁弁に変位が生じて油路が閉じ、電磁弁が中央位置に移動して、駆動モーターが停止する。そのうち、圧力センサと圧力センサは、オイルブラダと2方向シリンダのオイルチャンバーの油圧に対するリアルタイムモニタリングを行うことができる。 When the volume of the buoyancy adjusting device 22 decreases and the buoyancy decreases, the displacement sensor detects the position of the piston in real time, precisely controls the change in the amount of oil, and when the requirement is satisfied, the solenoid valve is displaced. The oil passage closes, the solenoid valve moves to the center position, and the drive motor stops. Among them, the pressure sensor and the pressure sensor can perform real-time monitoring of the oil pressure of the oil chamber of the oil bladder and the two-way cylinder.

採鉱中、採鉱ロボット3のDSAMVが海底に沈み、駆動クローラ23が正常作動できなくなった場合には、推進器21のプロペラが作動を開始してDSAMVを穴から出させる。採鉱ロボット3のDSAMVの駆動クローラ23が海底から引き出され、駆動クローラ23が正常作動可能である場合、推進器21のプロペラが作動を停止する。 During mining, if the DSAMV of the mining robot 3 sinks to the seabed and the drive crawler 23 cannot operate normally, the propeller of the propulsion unit 21 starts operating to cause the DSAMV to come out of the hole. When the drive crawler 23 of the DSAMV of the mining robot 3 is pulled out from the seabed and the drive crawler 23 can operate normally, the propeller of the propeller 21 stops operating.

採鉱終了時には、採鉱ロボット3のDSAMVの新規鉱物チャンバー16が既に満杯となり、尾鉱チャンバー18が空にされて尾鉱プレート19が閉じ、集鉱クローラ15がしまわれて閉じる。このとき、ロボットは着座式鉱物積替処理センター5の出入口から着座式鉱物積替処理センター5に入り、揚鉱、荷卸、バラスト積載、充電及び通信を行う。即ち、採鉱ロボット3のDSAMVが着座式鉱物積替処理センター5の指定位置に入った後、チャックに固定され、対応する新規鉱物庫12の入口と尾鉱庫9の出口が開き、充電、通信を行いつつ、海底無線充電パイルにより採鉱ロボット3に電力を補充し、且つ荷卸及びバラスト積載が行われる。即ち、DSAMVは上ベルトコンベア10の右端及び下ベルトコンベア11の右端に停まり、DSAMVの新規鉱物チャンバー16の集鉱クローラ15が開き、新規鉱物チャンバー16が開いた状態となり、DSAMVが採集した新規鉱物を下ベルトコンベア11上に降ろし、下ベルトコンベア11に沿って新規鉱物庫12内まで輸送され、粉砕、攪拌を経ると、スラッジポンプ13が稼働して採集した新規鉱物を新規鉱物上昇管7に沿って海上の採鉱プラットフォーム1まで揚げる。これと同時に、海上の採鉱プラットフォーム1で生じた等量の尾鉱がロボットの尾鉱チャンバー18に運ばれる。即ち、採鉱プラットフォーム1上の採鉱船が選鉱処理した後の尾鉱が尾鉱下降管8を通って着座式鉱物積替処理センター5の尾鉱庫9内に降ろされ、上ベルトコンベア10に沿ってDSAMVの尾鉱チャンバー18内まで水平輸送されることで、DSAMVの荷卸と同時に、並行して等重量の尾鉱を尾鉱チャンバー18内に注入してバラスト積載を行うことが実現し、採鉱中は、鉱物量の変化に基づき、ベルトコンベアの輸送方式を用いて、尾鉱を海底にまいて埋戻しを行うが、このときロボット内のプッシュプレート17は一番左端まで移動しており、新規鉱物チャンバー16は空にされ、新規鉱物チャンバー16の体積は0であり、ロボットには尾鉱が満たされている。この種のバラスト調節方式はバラストチャンバー(尾鉱チャンバー18)を密封する必要がなく、大きな範囲で浮力調節を行うことができ、回数制限なしに繰り返し利用でき、且つ尾鉱が均等に埋め戻されるため、海底の環境保護に有利である。 At the end of mining, the new mineral chamber 16 of the DSAMV of the mining robot 3 is already full, the Tailing chamber 18 is emptied, the Tailing plate 19 is closed, and the collection crawler 15 is closed. At this time, the robot enters the seated mineral transshipment processing center 5 from the entrance / exit of the seated mineral transshipment processing center 5 and performs mine unloading, unloading, ballast loading, charging, and communication. That is, after the DSAMV of the mining robot 3 enters the designated position of the seated mineral transshipment processing center 5, it is fixed to the chuck, and the entrance of the corresponding new mineral storage 12 and the exit of the tailing storage 9 are opened to charge and communicate. The mining robot 3 is replenished with electric power by the submarine wireless charging pile, and unloading and ballast loading are performed. That is, the DSAMV is stopped at the right end of the upper belt conveyor 10 and the right end of the lower belt conveyor 11, the mining crawler 15 of the new mineral chamber 16 of the DSAMV is opened, the new mineral chamber 16 is opened, and the new mineral chamber 16 is collected. Minerals are unloaded onto the lower belt conveyor 11, transported along the lower belt conveyor 11 into the new mineral storage 12, and after crushing and stirring, the sludge pump 13 operates to collect new minerals in the new mineral riser pipe 7. Fry along to the offshore mining platform 1. At the same time, an equal amount of tailing produced on the offshore mining platform 1 is carried to the robot's tailling chamber 18. That is, the Tailings after the mining vessel on the mining platform 1 has been beneficiated are unloaded into the Tailings 9 of the seated mineral transshipment processing center 5 through the Tailings descending pipe 8 and along the upper belt conveyor 10. By being horizontally transported into the Tailings chamber 18 of the DSAMV, it is possible to inject equal weight of Tailings into the Tailings chamber 18 and load the ballast at the same time as the unloading of the DSAMV. Inside, based on the change in the amount of minerals, the Tailings are sown on the seabed and backfilled using the transportation method of the belt conveyor. At this time, the push plate 17 in the robot has moved to the leftmost end. The new mineral chamber 16 is emptied, the volume of the new mineral chamber 16 is 0, and the robot is filled with taillings. This type of ballast adjustment method does not require sealing the ballast chamber (tailing chamber 18), allows buoyancy adjustment in a large range, can be used repeatedly without limitation, and the taillings are evenly backfilled. Therefore, it is advantageous for environmental protection on the seabed.

なお、上述は本発明を限定するものでは決してなく、本技術分野の当業者であれば本発明の実質的な範囲を逸脱せずにいくらかの変更、改造、追加又は置換を行うことが可能であり、それらの改良及び修飾は本発明の保護範囲に属すると見なされるべきである。 It should be noted that the above is by no means limiting to the present invention, and those skilled in the art can make some modifications, modifications, additions or replacements without departing from the substantial scope of the invention. Yes, their improvements and modifications should be considered to belong to the scope of protection of the present invention.

1 採鉱プラットフォーム
2 揚鉱管システム
3 採鉱ロボット
4 扇形採鉱エリア
5 着座式鉱物積替処理センター
6 揚鉱管
7 新規鉱物上昇管
8 尾鉱下降管
9 尾鉱庫
10 上ベルトコンベア
11 下ベルトコンベア
12 新規鉱物庫
13 スラッジポンプ
14 積替センター出入口
15 集鉱クローラ
16 新規鉱物チャンバー
17 プッシュプレート
18 尾鉱チャンバー
19 尾鉱プレート
20 マニュアルラインセンサ
21 推進器
22 浮力調節装置
23 駆動クローラ
24 バッテリーチャンバー
25 制御センター
1 Mining platform 2 Mining pipe system 3 Mining robot 4 Fan-shaped mining area 5 Seated mineral transshipment processing center 6 Mining pipe 7 New mineral rising pipe 8 Tailing descending pipe 9 Tailing storage 10 Upper belt conveyor 11 Lower belt conveyor 12 New mineral storage 13 Sludge pump 14 Transshipment center entrance / exit 15 Mining crawler 16 New mineral chamber 17 Push plate 18 Tailing chamber 19 Tailing plate 20 Manual line sensor 21 Propulsion device 22 Floating force adjusting device 23 Drive crawler 24 Battery chamber 25 Control center

Claims (10)

採鉱プラットフォーム、揚鉱管システム、採鉱ロボット、着座式鉱物積替処理センターを含み、前記揚鉱管システムは揚鉱管及びスラッジポンプを含み、前記揚鉱管内には新規鉱物上昇管及び尾鉱下降管がそれぞれ設置されており、前記揚鉱管の頂端は前記採鉱プラットフォームと接続されており、前記揚鉱管の底端は自在継手を介して前記着座式鉱物積替処理センターと接続されており、前記着座式鉱物積替処理センターの内部には多自由度プラットフォームが設置されており、前記多自由度プラットフォームには尾鉱庫及び新規鉱物庫が上から下に順に設置されており、前記尾鉱庫の出口及び前記新規鉱物庫の入口部分には上ベルトコンベア及び下ベルトコンベアがそれぞれ設置されており、前記上ベルトコンベア及び前記下ベルトコンベアの端部は前記採鉱ロボットを介して繋げられており、前記多自由度プラットフォームの下の方には対応し合う複数の扇形採鉱エリアが設けられており、前記採鉱ロボットは前記扇形採鉱エリア内で作業を行うことを特徴とする、深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 It includes a mining platform, a mining pipe system, a mining robot, a seated mineral transshipment processing center, the mining pipe system includes a mining pipe and a sludge pump, and a new mineral rising pipe and a tail ore descending in the mining pipe. Each pipe is installed, the top end of the lifting pipe is connected to the mining platform, and the bottom end of the lifting pipe is connected to the seated mineral transshipment processing center via a universal joint. A multi-degree-of-freedom platform is installed inside the seated mineral transshipment processing center, and a tail mining and a new mineral storage are installed in this multi-degree-of-freedom platform in order from top to bottom. An upper belt conveyor and a lower belt conveyor are installed at the exit of the mine and the entrance of the new mineral storage, respectively, and the ends of the upper belt conveyor and the lower belt conveyor are connected via the mining robot. A deep-sea multi-metal baby boom is characterized in that a plurality of corresponding fan-shaped mining areas are provided below the multi-degree-of-freedom platform, and the mining robot works in the fan-shaped mining area. Mining work system. 前記着座式鉱物積替処理センターは円柱体構造として設置され、前記採鉱ロボットが採集した鉱物の積替及び揚鉱を行い、その内部の前記多自由度プラットフォームは、幾つかのブロックに等分された、断面が扇形を呈する柱体構造として設置され、各自由度プラットフォームには積替センター出入口が設置されていることを特徴とする、請求項1に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 The seated mineral transshipment processing center is installed as a cylindrical structure to transship and mine the minerals collected by the mining robot, and the multi-degree-of-freedom platform inside the center is equally divided into several blocks. The deep-sea multi-metal baby boom mining work system according to claim 1, wherein the deep-sea multi-metal baby boom mining work system is installed as a columnar structure having a fan-shaped cross section, and a transshipment center entrance / exit is installed in each degree of freedom platform. 前記着座式鉱物積替処理センターの内部には、前記採鉱ロボットに電力を補充する、海底無線充電パイルが設置されていることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 The deep-sea polymetal according to claim 1 or 2, wherein a submarine wireless charging pile for replenishing electric power to the mining robot is installed inside the seated mineral transshipment processing center. Baby boomer deposit mining work system. 前記採鉱ロボットはクローラ式採鉱ロボットとして設置され、前記採鉱ロボットの上方には鉱物チャンバーが設けられ、前記鉱物チャンバーの内部には新規鉱物チャンバー及び尾鉱チャンバーがプッシュプレートによって隔てられて形成され、前記プッシュプレートの前後移動により前記新規鉱物チャンバーと前記尾鉱チャンバーの体積の相対的変化を制御することを特徴とする、請求項1に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 The mining robot is installed as a crawler type mining robot, a mineral chamber is provided above the mining robot, and a new mineral chamber and a tailing chamber are formed inside the mining chamber separated by a push plate. The deep-sea multi-metal baby boom mining operation system according to claim 1, wherein the relative change in volume between the new mineral chamber and the tailing chamber is controlled by moving the push plate back and forth. 前記採鉱ロボットの前記鉱物チャンバーの底部には集鉱クローラが敷設され、前記集鉱クローラが開くと前記新規鉱物チャンバーが開かれ、前記集鉱クローラが閉じると前記新規鉱物チャンバーが閉じられることを特徴とする、請求項4に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 A mining crawler is laid at the bottom of the mineral chamber of the mining robot, the new mineral chamber is opened when the mining crawler is opened, and the new mineral chamber is closed when the mining crawler is closed. The deep-sea multi-metal baby boomer ore mining work system according to claim 4. 前記採鉱ロボットの前記尾鉱チャンバーのチャンバー開口部には前記集鉱クローラと対応し合う尾鉱プレートが設置されており、前記尾鉱プレートの頂端は回転軸により前記尾鉱チャンバーに可動的に取り付けられることを特徴とする、請求項4に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 A tailing plate corresponding to the collecting crawler is installed at the chamber opening of the tailing chamber of the mining robot, and the top end of the tailing plate is movably attached to the tailing chamber by a rotation axis. The deep-sea multi-metal baby boomer ore mining work system according to claim 4, wherein the mining work system is characterized in that. 前記採鉱ロボットの前記鉱物チャンバーの前記プッシュプレートと対応し合う位置にはスライドレールが設置されており、前記プッシュプレートは前記スライドレール内に可動的に嵌設され、前記プッシュプレートはモーターにより駆動され、前記スライドレールに沿って前後移動することを特徴とする、請求項4に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 A slide rail is installed at a position corresponding to the push plate of the mineral chamber of the mining robot, the push plate is movably fitted in the slide rail, and the push plate is driven by a motor. The deep-sea polymetal nodule mining work system according to claim 4, wherein the robot moves back and forth along the slide rail. 前記採鉱ロボットには浮力調節装置が設置されており、前記浮力調節装置は連通し合う2方向シリンダ及びオイルブラダを含み、電磁弁により前記2方向シリンダと前記オイルブラダの間の油路の開閉を制御し、前記2方向シリンダと前記オイルブラダの間の油量を変えることにより、浮力の大きさを調節することを特徴とする、請求項1又は請求項4に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 A buoyancy compensator is installed in the mining robot, and the buoyancy compensator includes a two-way cylinder and an oil bladder that communicate with each other, and an electromagnetic valve controls the opening and closing of an oil passage between the two-way cylinder and the oil bladder. The deep-sea multi-metal baby boom mining work system according to claim 1 or 4, wherein the magnitude of buoyancy is adjusted by changing the amount of oil between the two-way cylinder and the oil bladder. 前記採鉱ロボットには推進器も設置され、前記推進器は前記採鉱ロボットの両側に沿って対称に配置して設置された2組のプロペラであり、前記プロペラの回転が前記採鉱ロボットの姿勢及び重量を補助制御することを特徴とする、請求項1又は請求項4に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 A propulsion device is also installed in the mining robot, and the propulsion devices are two sets of propellers installed symmetrically along both sides of the mining robot, and the rotation of the propellers is the posture and weight of the mining robot. The deep-sea multi-metal baby boomer ore mining work system according to claim 1 or 4, wherein the robot is assisted and controlled. 前記採鉱ロボットには無線受電モジュール及び無線結合型電力搬送波双方向通信モジュールが取り付けられ、電力搬送波方式により、前記採鉱ロボットと外界の双方向高速データ伝送及び通信を実現することを特徴とする、請求項1に記載の深海多金属団塊鉱床採鉱作業システム。 The mining robot is equipped with a wireless power receiving module and a wirelessly coupled power carrier bidirectional communication module, and realizes bidirectional high-speed data transmission and communication between the mining robot and the outside world by a power carrier method. Item 1. The deep-sea multi-metal baby boom mining work system according to Item 1.
JP2020539027A 2019-04-19 2019-09-24 Deep Sea Multimetal Nodule Mining Work System Active JP6901188B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910315339.3 2019-04-19
CN201910315339.3A CN109973096B (en) 2019-04-19 2019-04-19 Deep sea multi-metal nodule mining operation system
CN201920532793.XU CN210152650U (en) 2019-04-19 2019-04-19 Mining operation system for deep sea multi-metal nodule mine
CN201920532793.X 2019-04-19
PCT/CN2019/107388 WO2020211289A1 (en) 2019-04-19 2019-09-24 Deep-sea polymetallic nodule mining operation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021515122A JP2021515122A (en) 2021-06-17
JP6901188B2 true JP6901188B2 (en) 2021-07-14

Family

ID=72836955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020539027A Active JP6901188B2 (en) 2019-04-19 2019-09-24 Deep Sea Multimetal Nodule Mining Work System

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6901188B2 (en)
WO (1) WO2020211289A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114135289A (en) * 2021-12-27 2022-03-04 上海交通大学 Full-suspension type terrain tracking seabed mining machine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167298C1 (en) * 2000-04-04 2001-05-20 Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет) Method of mining concretions and device for its embodiment
CN101519967B (en) * 2009-03-16 2010-12-01 长沙矿山研究院 Method and device for mining submarine hydrothermal sulfide ore
CN206309352U (en) * 2016-11-18 2017-07-07 长沙矿冶研究院有限责任公司 Deep-sea mining Hydraulic transportation pilot system
CN106761762A (en) * 2017-03-07 2017-05-31 长沙矿冶研究院有限责任公司 A kind of discontinuous deep sea mineral resources mining system and recovery method
CN109611097B (en) * 2018-11-27 2021-01-12 江苏科技大学 Novel deep sea mining lift system
CN109973096B (en) * 2019-04-19 2023-12-22 中国海洋大学 Deep sea multi-metal nodule mining operation system
CN110107300A (en) * 2019-05-17 2019-08-09 中国海洋大学 Deep-sea mining bottom-sitting type is plugged into processing center

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020211289A1 (en) 2020-10-22
JP2021515122A (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109973096B (en) Deep sea multi-metal nodule mining operation system
CN100523434C (en) Dispersed deep-sea partial trial-mining system
CN104652348B (en) Deep-water foundation bed rock throwing system
CN107120118B (en) Deep sea mineral resource development system
CN105735999B (en) Hydrospace mining apparatus
WO2017082427A1 (en) Device for lifting and recovering seabed resource
CN106761762A (en) A kind of discontinuous deep sea mineral resources mining system and recovery method
CN107503752B (en) Buoyancy lifting type submarine mineral exploitation device
CN112033383B (en) Deep sea polymetallic nodule mining engineering geological environment monitoring system and method
Chung et al. Advance in deep-ocean mining systems research
CN206636562U (en) A kind of discontinuous deep sea mineral resources mining system
JP6901188B2 (en) Deep Sea Multimetal Nodule Mining Work System
CN210152650U (en) Mining operation system for deep sea multi-metal nodule mine
CN108204235B (en) Be used for seabed mineral conveyer
CN111236946A (en) Cabled shuttling ore-transporting submersible for deep-sea mining and operation method
Liu et al. Deep-sea rock mechanics and mining technology: State of the art and perspectives
Yungmeister et al. Feasibility of type of deep-water technologies for the extraction of marine ferro-manganese nodules
JP2014156176A (en) Underwater elevator
CN205908292U (en) Deep sea mineral resources mining system
CN101705822B (en) No-dilution isolation mining method for mid and thick sand deposits in shallow sea
RU2507431C2 (en) Production method of excavation and laying works at routing of underwater pipelines, and device for its implementation
CN111411965B (en) Deep sea mining bottom-sitting type connection processing center
CN115182730A (en) Double-ship type micro-energy-consumption hoisting deep-sea mining system
US4247229A (en) Mining method and apparatus
CN112978226B (en) Self-cleaning multi-metal nodule lifting system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200715

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20200715

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20210406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210601

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210610

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6901188

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150