采矿机器人及采矿作业设备制造技术

本实用新型专利技术涉及水下作业装备领域，具体是指一种采矿机器人及采矿作业设备，一种采矿机器人，包括机架，机架上设有绞吸作业机构和采集舱，采集舱上设有抽吸机构，抽吸机构包括抽吸壳体、动力叶轮和抽吸电机，采集舱上设有卸料机构，卸料机构可以由第一舱门、第二舱门、第一电推杆和第二电推杆组成，也可以由壳体翻转电推杆、翻斗推杆、卸料门和卸料门推杆组成，绞吸作业机构包括机械臂、绞吸头、绞吸电机和绞吸管路，一种采矿作业设备，包括水上动力平台，水上动力平台下方设有上述所述的采矿机器人，水上动力平台上设有平台推进器，水上动力平台下方设有动力架，采矿机器人一侧设有集料机构，本实用新型专利技术矿物可过滤、海水可排出、采矿效率高。率高。率高。

【技术实现步骤摘要】
采矿机器人及采矿作业设备


[0001]本技术涉及水下作业装备领域，具体是指一种采矿机器人及采矿作业设备。

技术介绍

[0002]海底不但富含镍、铜、钴、锌等金属矿产，还具有较多的砂矿、磷灰石及多金属结核等物质，这些是制造新能源电池、智能手机等高端产品的关键，经检索，中国专利CN111236946A公开了一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器及作业方法，一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器，所述潜水器的结构为：包括载体框架，所述载体框架内通过支撑件由上至下依次划分为：浮力材布置区、可调压载水舱布置区、设备布置区、和货舱区，载体框架的艏前部安装矿浆绞吸机械臂；载体框架的底部两侧对称设置两块滑撬板；所述矿浆绞吸机械臂包括机械臂本体，其一端转动连接在载体框架上，另一端连接搅拌头，其内部设有泵吸头，机械臂本体外部设有泵吸管路，其一端与所述泵吸头连接，另一端与设于设备布置区的矿浆泵连接，矿浆泵的出口连接至货舱区内设置的货舱，浮力材布置区中设有均匀排布成整体的浮力材，沿浮力材四周设有垂向推进器，浮力材顶面还设有超短基线定位信标、无线电与频闪灯一体机及起吊装置，可调压载水舱布置区内设有多台耐压水舱，耐压水舱通过耐压管路与设于设备布置区中的高压海水泵连接，设备布置区内四周处设有水平推进器，还设有惯性导航与DVL一体机、避碰声呐、深海液压源、液压补偿器、液压阀箱、电子舱、接线箱、摄像机及成像声呐，货舱区内设有截面为倒梯形结构的所述货舱，在货舱底部设置有液压开启的舱盖装置，所述机械臂本体通过油缸实现上下俯仰运动，一种用于深海采矿的有缆穿梭运矿潜水器的作业方法，所述潜水器为有缆潜水器，起吊装置通过潜器铠装缆与卸矿母船相连，通过潜器铠装缆进行电力与控制信号的传输，操作人员可在卸矿母船上直接遥控潜水器；潜水器与深海采矿系统配合作业，所述深海采矿系统包括座底中继站，所述座底中继站成空心钟罩形，上部与采矿母船通过中继站铠装缆相连，侧面与采矿机器人通过中性缆及输送软管相连；采矿机器人围绕座底中继站进行矿物采集，并将矿物破碎处理为一定浓度矿浆后，通过采矿机器人上的泵输入到座底中继站内部空腔中，当座底中继站内的矿浆达预定矿浆容量后，将座底中继站吊起一定高度移动至新的座底位置，不断收集整理成新的矿物堆，成圆锥型的矿物堆暴露在海底，潜水器航行至矿物堆旁，开始采集矿物，具体步骤为：第一步：潜水器下潜：通过高压海水泵向耐压水舱泵水，当潜水器重力大于浮力时，潜水器开始下潜，在下潜过程中，同步放出潜器铠装缆，当潜水器到达海底矿物堆处时，继续通过高压海水泵向耐压水舱泵入海水，直至耐压水舱处于灌满海水状态，此时潜水器座底；第二步：潜水器用矿浆绞吸机械臂采集矿物：利用矿浆泵将矿浆输送至货舱，并同步进行压载水代换矿浆重量，货舱装满后，耐压水舱中的压载水即排空，潜水器利用自身浮力返回水面；第三步：潜水器返回水面后向处于半潜状态的卸矿母船卸矿，潜水器航行至卸矿母船的卸货甲板区域，卸矿母船上浮，潜水器坐稳在卸货甲板后，打开底部卸货舱的舱盖装置，矿浆自卸进入卸货母船艉部过渡货舱；待潜水器再度下水后，矿浆由卸货母船上的泵从过渡货舱输送至主货舱，上述专利的不足：一是矿浆泵设置在耐压水舱下端，被
包裹在滑撬板内，这使得矿浆泵维修十分不便；二是上述专利采集的矿物直接送入货舱，这样矿物中含有很多海水，这样直接输入货舱，货舱很快就满了，需要不停卸料，严重影响采集效率；三是上述专利中货舱装满后，需要上升到水面在进行卸矿，进一步降低采集效率。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是为了解决现有技术不足，提供一种结构简单、维修方便、矿物可过滤、海水可排出、采矿效率高的采矿机器人及采矿作业设备。
[0004]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0005]一种采矿机器人，包括机架，所述机架上设有水下控制系统，所述机架前端设有绞吸作业机构，所述机架上设有采集舱，其特征在于：所述采集舱上设有抽吸机构，所述抽吸机构包括抽吸壳体、动力叶轮和抽吸电机，所述采集舱上设有抽吸壳体，所述抽吸壳体与机架连接，所述抽吸壳体下端面从前至后间隔设有第一抽吸口和第二抽吸口，所述抽吸壳体上设有第一抽吸空间和第二抽吸空间，所述第一抽吸空间一端与绞吸作业机构的绞吸管路连通，另一端与第一抽吸口连通，所述第二抽吸空间与第二抽吸口连通，所述第二抽吸空间后端开口，所述第二抽吸空间内至少设有一个动力叶轮，所述动力叶轮固定在抽吸电机的输出轴上，所述抽吸电机与抽吸壳体固定连接，所述抽吸电机由水下控制系统控制，所述采集舱上端面从前至后间隔设有第一连接口和第二连接口，所述采集舱内设有收集空间，收集空间与第一连接口和第二连接口连通，第一抽吸口和第一连接口相对挤压密封连接，第二抽吸口和第二连接口相对挤压密封连接，以利于采矿作业时，抽吸电机驱动动力叶轮旋转，产生负压，促使绞吸管路将绞吸作业机构采集的淤泥、矿石等杂物经第一抽吸空间、第一抽吸口、第一连接口进入收集空间，水或者轻的杂物穿过第二连接口、第二抽吸口经过第二抽吸空间排出。
[0006]本技术所述采集舱内设有过滤网，所述第一连接口和第二连接口位于过滤网两侧，所述过滤网周边与采集舱内壁固定连接，以利于通过过滤网将大的矿石阻拦留在采集舱内，水流穿过过滤网、经第二连接口、第二抽吸口、第二抽吸空间排出。
[0007]本技术所述采集舱上设有卸料机构，以利于方便卸料。
[0008]本技术所述卸料机构可以由第一舱门、第二舱门、第一电推杆和第二电推杆组成，所述采集舱左侧面和右侧面分别与机架固定连接，所述采集舱下端面设有对开的第一舱门和第二舱门，所述第一舱门一端与采集舱铰接，另一端前后两侧分别设有第一电推杆，所述第一电推杆置于采集舱前侧面或后侧面，所述第一电推杆下端与第一舱门铰接，上端与采集舱铰接，所述第二舱门一端与采集舱铰接，另一端前后两端分别设有第二电推杆，所述第二电推杆置于采集舱前侧面或后侧面，所述第二电推杆下端与第二舱门铰接，上端与采集舱铰接，所述第二电推杆和第一电推杆分别与水下控制系统连接，所述抽吸壳体与机架固定连接，以利于驱动第一电推杆和第二电推杆同时伸出，可将第一舱门和第二舱门打开，实现下端卸料。
[0009]本技术所述卸料机构也可以由壳体翻转电推杆、翻斗推杆、卸料门和卸料门推杆组成，所述抽吸壳体前端与机架铰接，抽吸壳体与机架之间至少设有一个壳体翻转电推杆，所述壳体翻转电推杆前端与机架铰接，后端与抽吸壳体上端中部或抽吸壳体上端后侧铰接，所述采集舱和机架之间设有翻斗推杆，所述采集舱下端面后侧与机架铰接，所述采
集舱下端面中部或下端面前侧与翻斗推杆一端铰接，所述翻斗推杆另一端与机架铰接，所述采集舱后侧面设有卸料门，所述卸料门上端与采集舱后侧面铰接，卸料门下端两侧分别设有卸料门推杆，所述卸料门推杆置于采集舱左侧面或右侧面，所述卸料门推杆前端与采集舱左侧面或右侧面铰接，卸料门推杆后端与卸料门铰接，所述卸料门推杆、翻斗推杆、壳体翻转电推杆分别与水下控制系统连接，以利于抽吸壳体向上翻转后，启动卸料门推杆，卸料门推杆伸出，将卸料门打开，实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采矿机器人，包括机架（1），所述机架（1）上设有水下控制系统，所述机架（1）前端设有绞吸作业机构（2），所述机架（1）上设有采集舱（3），其特征在于：所述采集舱（3）上设有抽吸机构（4），所述抽吸机构（4）包括抽吸壳体（5）、动力叶轮和抽吸电机（6），所述采集舱（3）上设有抽吸壳体（5），所述抽吸壳体（5）与机架（1）连接，所述抽吸壳体（5）下端面从前至后间隔设有第一抽吸口（7）和第二抽吸口（8），所述抽吸壳体（5）上设有第一抽吸空间和第二抽吸空间，所述第一抽吸空间一端与绞吸作业机构（2）的绞吸管路（9）连通，另一端与第一抽吸口（7）连通，所述第二抽吸空间与第二抽吸口（8）连通，所述第二抽吸空间后端开口，所述第二抽吸空间内至少设有一个动力叶轮，所述动力叶轮固定在抽吸电机（6）的输出轴上，所述抽吸电机（6）与抽吸壳体（5）固定连接，所述抽吸电机（6）由水下控制系统控制，所述采集舱（3）上端面从前至后间隔设有第一连接口（10）和第二连接口（11），所述采集舱（3）内设有收集空间（12），收集空间（12）与第一连接口（10）和第二连接口（11）连通，第一抽吸口（7）和第一连接口（10）相对挤压密封连接，第二抽吸口（8）和第二连接口（11）相对挤压密封连接。2.根据权利要求1所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述采集舱（3）内设有过滤网（13），所述第一连接口（10）和第二连接口（11）位于过滤网（13）两侧，所述过滤网（13）周边与采集舱（3）内壁固定连接。3.根据权利要求1或2所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述采集舱（3）上设有卸料机构（14）。4.根据权利要求3所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述卸料机构（14）由第一舱门（15）、第二舱门（16）、第一电推杆（17）和第二电推杆（18）组成，所述采集舱（3）左侧面和右侧面分别与机架（1）固定连接，所述采集舱（3）下端面设有对开的第一舱门（15）和第二舱门（16），所述第一舱门（15）一端与采集舱（3）铰接，另一端前后两侧分别设有第一电推杆（17），所述第一电推杆（17）置于采集舱（3）前侧面或后侧面，所述第一电推杆（17）下端与第一舱门（15）铰接，上端与采集舱（3）铰接，所述第二舱门（16）一端与采集舱（3）铰接，另一端前后两端分别设有第二电推杆（18），所述第二电推杆（18）置于采集舱（3）前侧面或后侧面，所述第二电推杆（18）下端与第二舱门（16）铰接，上端与采集舱（3）铰接，所述第二电推杆（18）和第一电推杆（17）分别与水下控制系统连接，所述抽吸壳体（5）与机架（1）固定连接。5.根据权利要求3所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述卸料机构（14）由壳体翻转电推杆（19）、翻斗推杆（20）、卸料门（21）和卸料门推杆（22）组成，所述抽吸壳体（5）前端与机架（1）铰接，抽吸壳体（5）与机架（1）之间至少设有一个壳体翻转电推杆（19），所述壳体翻转电推杆（19）前端与机架（1）铰接，后端与抽吸壳体（5）上端中部或抽吸壳体（5）上端后侧铰接，所述采集舱（3）和机架（1）之间设有翻斗推杆（20），所述采集舱（3）下端面后侧与机架（1）铰接，所述采集舱（3）下端面中部或下端面前侧与翻斗推杆（20）一端铰接，所述翻斗推杆（20）另一端与机架（1）铰接，所述采集舱（3）后侧面设有卸料门（21），所述卸料门（21）上端与采集舱（3）后侧面铰接，卸料门（21）下端两侧分别设有卸料门推杆（22），所述卸料门推杆（22）置于采集舱（3）左侧面或右侧面，所述卸料门推杆（22）前端与采集舱（3）左侧面或右侧面铰接，卸料门推杆（22）后端与卸料门（21）铰接，所述卸料门推杆（22）、翻斗推杆（20）、壳体翻转电推杆（19）分别与水下控制系统连接。6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种采矿机器人，其特征在于：所述绞吸作业机构
（2）包括机械臂（23）、绞吸头（24）、绞吸电机（25）和绞吸管路（9），所述机架（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶泽文，王亚丽，张百德，董斌，郝松松，杜阳，蔡洪乐，陶一锐，
申请(专利权)人：山东未来机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：