全悬浮式地形跟踪海底采矿机制造技术

本发明专利技术提供了一种全悬浮式地形跟踪海底采矿机，包括安装支架、漂浮结构、驱动结构、控制系统、动力系统、地形底高测量系统、集矿输矿结构；所述集矿输矿结构包括集矿头。所述地形底高测量系统用于测量所述海底采矿机距离海底的高度，所述控制系统能够根据地形底高测量系统测量的数值通过调节动力系统控制所述驱动结构使所述海底采矿机运动；所述控制系统能够根据地形底高测量系统测量的数值控制所述集矿输矿结构运动。本发明专利技术采用采矿机整体与采矿机中的集矿头同时进行调高的设计，在采矿机整体初步调节高度以后，利用质量轻的集矿头精准调节高度，避免了由于集矿机整体质量大，难以快速精确调整距底高度的问题。以快速精确调整距底高度的问题。以快速精确调整距底高度的问题。

【技术实现步骤摘要】
全悬浮式地形跟踪海底采矿机


[0001]本专利技术涉及海底集矿装备，具体地，涉及一种全悬浮式地形跟踪海底采矿机。

技术介绍

[0002]在人类对金属矿产资源的需求不断增加、陆地金属资源越来越匮乏的迫切情势下，各国将目光投向了海洋。海洋中的矿产资源种类繁多、储量充足。在深海底处，更是蕴藏着丰富的多金属结核和稀土等矿产资源。其中，多金属锰结核是最具有经济价值的海底矿产之一。据估计整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，其将成为新能源的重要组成部分，极大地缓解现有的能源危机。因此，如何在不破坏海洋生态的情况下，高采集率低扰动地开采海底矿石，已经成为世界各国争抢的技术高地。现有集矿装备行进装置大多数为履带式坐底行走，压陷深、易打滑，且行进过程对海底沉积物破坏严重。
[0003]专利文献CN106812529B公开了基于旋涡水动力特性的集群式深海海底集矿装备，包括设备主体、多个海底适应性集矿器及各自输矿管；输矿管将设备主体与海底适应性集矿器连接，输矿管能够受控调节伸出设备主体的长度；海底适应性集矿器具有履带行走机构，能够受控自主行走。但该方案仍然采用履带行走机构并不能结局行进过程对海底沉积物破坏严重的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种全悬浮式地形跟踪海底采矿机。
[0005]根据本专利技术提供的一种全悬浮式地形跟踪海底采矿机，包括、驱动结构、控制系统、动力系统、地形底高测量系统、集矿输矿结构；
[0006]所述动力系统能够驱使所述驱动结构工作；
[0007]所述地形底高测量系统用于测量所述海底采矿机距离海底的高度，所述控制系统能够根据地形底高测量系统测量的数值通过调节动力系统控制所述驱动结构使所述海底采矿机运动；所述控制系统能够根据地形底高测量系统测量的数值控制所述集矿输矿结构运动。
[0008]优选的，还包括安装支架、漂浮结构；
[0009]所述漂浮结构、驱动结构、控制系统、动力系统、地形底高测量系统、集矿输矿结构均安装在所述安装支架上；
[0010]或驱动结构安装在漂浮结构上；控制系统、动力系统、地形底高测量系统、集矿输矿结构均安装在所述安装支架上。
[0011]优选的，所述集矿输矿结构包括扬矿水泵、扬矿高压水管、矿物分离舱、废水泵、采矿摆臂、采矿摆臂驱动缸、吸矿管、集矿头、输矿管、输矿口连接器；
[0012]所述矿物分离舱设置有容纳空间，所述集矿头设置有内外腔室，所述内腔室通过吸矿管与所述容纳空间相连通；所述容纳空间通过输矿管与所述输矿口连接器连接，所述
容纳空间还与所述废水泵相连通；
[0013]所述扬矿水泵与所述扬矿高压水管的进水口连接，所述扬矿高压水管的出水口与所述集矿头的外腔室相连；
[0014]所述采矿摆臂的一端可旋转的安装在所述矿物分离舱的外壁，另一端与所述集矿头连接；所述采矿摆臂驱动缸安装在所述采矿摆臂上，且能够驱动所述采矿摆臂靠近集矿头的一端沿竖直方向运动。
[0015]优选的，集矿输矿结构还包括集矿头调整马达所述采矿摆臂的另一端通过所述集矿头调整马达与所述集矿头连接；所述集矿头能够在所述集矿头调整马达的驱动下摆动。
[0016]优选的，所述动力系统为液压系统，所述采矿摆臂驱动缸与所述驱动结构均通过管道与所述液压系统连接。
[0017]优选的，所述漂浮结构包括浮体材料。
[0018]优选的，驱动结构包括多个推进器，一部分推进器安装在所述漂浮结构上，另一部分一部分推进器在所述安装支架左右两侧；还有一部分推进器安装在所述安装支架前后两侧。
[0019]优选的，所述扬矿高压水管的出口、采矿摆臂、采矿摆臂驱动缸、集矿头以及吸矿管的数量均为多个，且一一对应，每个集矿头能够在对应的矿摆臂、采矿摆臂驱动缸的作用下独立运动；
[0020]所述扬矿高压水管的出口、采矿摆臂、采矿摆臂驱动缸、集矿头以及吸矿管的数量均为2个。
[0021]优选的，所述地形底高测量系统为图像声呐系统或激光系统，且所述地形底高测量系统安装在采矿机前方。
[0022]优选的，所述漂浮结构上设置有4个安装槽，所述4个安装槽沿所述漂浮结构的中轴周向布置，4个所述推进器分别安装在所述4个安装槽内，所述4个所述推进器的推进方向均为竖直方向。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0024]1、本专利技术通过采矿机与海底完全不接触的全悬浮工作方式，解决了履带式和滑橇式采矿机对海底环境干扰大的问题。
[0025]2、本专利技术通过设置多个推进器，每个推进器均可由控制系统单独控制的设计，使所述采矿机在面对横倾较大的海底环境时，可通过不同垂直推进器间的相互配合，调整整个采矿机在水中的横倾角度，达到更好的采矿效果。
[0026]3、本专利技术采用采矿机整体与采矿机中的集矿头同时进行调高的设计，在采矿机整体初步调节高度以后，利用质量轻的集矿头精准调节高度，避免了由于集矿机整体质量大，难以快速精确调整距底高度的问题。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]图1为本专利技术的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术能够观察到动力系统角度的结构示意图；
[0030]图3为本专利技术的右视示意图；
[0031]图4为本专利技术的主视示意图；
[0032]图5为本专利技术的左视示意图；
[0033]图6为本专利技术的俯视示意图；
[0034]图7为本专利技术的集矿输矿结构示意图；
[0035]图8为本专利技术的集矿输矿结构侧视示意图；
[0036]图9为本专利技术的集矿输矿结构能观察到吸矿管及扬矿高压水管的示意图；
[0037]图10为本专利技术的集矿头结构示意图。
[0038]图中示出：
[0039]具体实施方式
[0040]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0041]本专利技术提供了一种全悬浮式地形跟踪海底采矿机，包括安装支架01、漂浮结构02、驱动结构03、控制系统04、动力系统05、地形底高测量系统06、集矿输矿结构07；所述安装支架01是其他部件设备的安装骨架，是整个装备的结构框架，所述漂浮结构02包括浮体材料。
[0042]如图1
‑
图6所示，所述漂浮结构02、驱动结构03、控制系统04、动力系统05、地形底高测量系统06、集矿输矿结构07均安装在所述安装支架01上；或驱动结构03安装在漂浮结构02上；控制系统04、动力系统05、地形底高测量系统06、集矿输矿结构07均安装在所述安装支架01上。
[0043]所述控制系统04本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全悬浮式地形跟踪海底采矿机，其特征在于，包括、驱动结构(03)、控制系统(04)、动力系统(05)、地形底高测量系统(06)、集矿输矿结构(07)；所述动力系统能够驱使所述驱动结构(03)工作；所述地形底高测量系统(06)用于测量所述海底采矿机距离海底的高度，所述控制系统(04)能够根据地形底高测量系统(06)测量的数值通过调节动力系统(05)控制所述驱动结构(03)使所述海底采矿机运动；所述控制系统(04)能够根据地形底高测量系统(06)测量的数值控制所述集矿输矿结构(07)运动。2.根据权利要求1所述的全悬浮式地形跟踪海底采矿机，其特征在于，还包括安装支架(01)、漂浮结构(02)；所述漂浮结构(02)、驱动结构(03)、控制系统(04)、动力系统(05)、地形底高测量系统(06)、集矿输矿结构(07)均安装在所述安装支架(01)上；或驱动结构(03)安装在漂浮结构(02)上；控制系统(04)、动力系统(05)、地形底高测量系统(06)、集矿输矿结构(07)均安装在所述安装支架(01)上。3.根据权利要求1所述的全悬浮式地形跟踪海底采矿机，其特征在于，所述集矿输矿结构(07)包括扬矿水泵(0701)、扬矿高压水管(0702)、矿物分离舱(0703)、废水泵(0704)、采矿摆臂(0705)、采矿摆臂驱动缸(0706)、吸矿管(0707)、集矿头(0708)、输矿管(0710)、输矿口连接器(0711)；所述矿物分离舱(0703)设置有容纳空间，所述集矿头(0708)设置有内外腔室，所述内腔室通过吸矿管(0707)与所述容纳空间相连通；所述容纳空间通过输矿管(0710)与所述输矿口连接器(0711)连接，所述容纳空间还与所述废水泵(0704)相连通；所述扬矿水泵(0701)与所述扬矿高压水管(0702)的进水口连接，所述扬矿高压水管(0702)的出水口与所述集矿头(0708)的外腔室相连；所述采矿摆臂(0705)的一端可旋转的安装在所述矿物分离舱(0703)的外壁，另一端与所述集矿头(0708)连接；所述采矿摆臂驱动缸(0706)安装在所述采矿摆臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄广胶，葛彤，夏，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：