【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下作业设备，特别涉及一种深海多金属结核采矿车。
技术介绍
1、深海矿产资源主要包括多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等，其富含的钴、锰、镍等稀有金属资源储量远远高于陆地，为新兴的新能源产业对稀有金属日益增加的需求提供了保障。
2、已探明的深海矿产资源中多金属结核大部分赋存在4000~6000m海底表面，因此深海矿产资源开采对相关装备技术要求极高。其中，采矿车是整个多金属结核采矿系统的首要环节，是实现多金属结核开采作业最关键的部分。
3、然而，由于多金属结核赋存于数千米深海底稀软底质表面，呈颗粒状，而海水压力高达几十兆帕，并且海底地质条件复杂，存在很多丘壑等的地势，而现有的采矿车无法在稀软底质稳定行走，产生的扰动使得采集效率低下；另外，现有的采矿车承载量较少，无法进行高效连续的采集作业；此外，现有的采矿车采用的电气控制、环境感知和自适应控制等技术远不能满足深海作业要求，因此使得多金属结核采集非常困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种深海多金属结核采矿车，以至少解决现有采矿车采集效率低下的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种深海多金属结核采矿车，包括：
3、结构框架；
4、履带行走机构，设于所述结构框架的底部，用于带动所述深海多金属结核采矿车沿预设方向移动；
5、采集机构，设于所述结构框架的头部，用于采集多金属结核；
6、感知控制机构，用于感知深海环境，并控
7、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述结构框架包括主板框架、连接梁、设备架、台车架和安装基座；所述连接梁贯穿所述主板框架并与所述主板框架相固定；所述设备架安装于所述主板框架的外围；所述台车架通过所述连接梁安装于所述主板框架的侧边；所述安装基座设于所述主板框架的底部。
8、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述结构框架还包括吊点、导接盘、采集头安装调节装置、地形探测装置和重心调节装置；所述吊点安装于所述导接盘的顶部；所述导接盘安装于所述主板框架的顶部；所述采集头安装调节装置位于所述结构框架的头部，且位于所述设备架的下部；所述地形探测装置吊装于所述结构框架的头部，且前凸出于所述采集头安装调节装置；所述重心调节装置可滑动的安装于所述结构框架内。
9、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述采集头安装调节装置包括托架、连杆和液压杆；所述托架通过所述连杆和所述液压杆可活动的设于所述安装基座和所述主板框架上。
10、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述地形探测装置包括探测臂、垂直基准臂、安装杆、探测球和角度传感器；所述探测臂的一端与所述主板框架固定连接，另一端前凸出于所述采集头安装调节装置，且固定有所述垂直基准臂；所述垂直基准臂吊装有所述安装杆；所述探测球安装于所述安装杆的末端；所述角度传感器设于所述垂直基准臂和所述安装杆的连接处，以获取所述安装杆相对于所述垂直基准臂的角度。
11、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述主板框架的材料为高强度钛合金，所述设备架的材料为铝合金；所述主板框架和所述设备架通过管状法兰组件对接固定；所述管状法兰组件包括钛合金法兰、铝合金法兰和垫片，所述钛合金法兰设于所述主板框架，所述铝合金法兰设于所述设备架，所述垫片位于所述钛合金法兰和所述铝合金法兰之间，所述垫片的材料为塑料或橡胶。
12、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述履带行走机构包括履带、驱动轮、承重轮、托链轮、引导轮、履带张紧装置、液压行走马达和速度编码器；所述引导轮和所述驱动轮分别位于所述台车架的前、后两端，且与所述履带内侧相啮合；多个所述承重轮位于所述台车架下方，且与所述履带的下层内侧相啮合；所述托链轮位于所述台车架上方，且与所述履带的上层外侧相接触；所述驱动轮与所述液压行走马达固定连接，以在所述液压行走马达提供的驱动力下带动所述履带转动；所述履带张紧装置位于所述台车架的前端内部，以通过所述引导轮对所述履带张紧；所述速度编码器安装于所述台车架，用于接收所述驱动轮的速度反馈。
13、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述履带的外侧履齿包括间隔交错分布的高齿和低齿。
14、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述采集机构包括顺次连接的采集头、轴流泵组件、输送管和脱泥装置；所述采集头用于采集多金属结核；所述轴流泵组件用于将采集的多金属结核通过输送管送入脱泥装置；所述脱泥装置用于对采集的多金属结核进行分离脱泥。
15、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述采集头为双排射流采集头；所述轴流泵组件包括环形射流管、前侧轴流泵和后侧轴流泵，所述环形射流管的两端分别与所述双排射流采集头和所述输送管相连，所述前侧轴流泵用于使所述双排射流采集头吸取多金属结核；所述后侧轴流泵用于使所述环形射流管将采集的多金属结核输送至所述输送管；所述输送管包括顺次连接固定的连接软管和输送圆管；所述脱泥装置包括异形腔体，所述异形腔体内部设置有筛网，所述筛网的两侧分别设置有开口和导流口，所述开口与所述储料机构相连通以收集多金属结核，所述导流口排出泥水混合物。
16、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述深海多金属结核采矿车还包括储料机构，所述储料机构包括储存仓、液压油缸和重力传感器；所述储存仓位于所述结构框架的尾部，且与所述采集机构相连通；所述储存仓开设有仓门，所述仓门在所述液压油缸的作用下开合；所述重力传感器用于对所述储存仓内的多金属结核进行称重。
17、可选的，在所述的深海多金属结核采矿车中，所述感知控制机构包括液压控制模块和电气控制模块；所述液压控制模块和所述电气控制模块均设于所述结构框架内，并与所述履带行走机构、所述采集机构和所述储料机构电气连接。
18、本专利技术提供的深海多金属结核采矿车，包括：结构框架；履带行走机构，设于所述结构框架的底部，用于带动所述深海多金属结核采矿车沿预设方向移动；采集机构，设于所述结构框架的头部，用于采集多金属结核；感知控制机构，用于感知深海环境，并控制所述履带行走机构和所述采集机构。通过将采集机构和感知控制机构集成设置于结构框架，使得采矿车结构紧凑、功能齐全，有利于采矿车内各路信号数据的采集和传递，从而实现采矿车的自动化控制；通过履带行走机构保证了采矿车在稀软底质的稳定行走，降低了扰动，提高了采矿效率；通过采集机构和储料机构能够实现采集和收集的一体化，提高了单次采矿产能，解决了现有采矿车采集效率低下的问题。
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1.一种深海多金属结核采矿车，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述结构框架还包括吊点、导接盘、采集头安装调节装置、地形探测装置和重心调节装置；所述吊点安装于所述导接盘的顶部；所述导接盘安装于所述主板框架的顶部；所述采集头安装调节装置位于所述结构框架的头部，且位于所述设备架的下部；所述地形探测装置吊装于所述结构框架的头部，且前凸出于所述采集头安装调节装置；所述重心调节装置可滑动的安装于所述结构框架内。
3.根据权利要求2所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述采集头安装调节装置包括托架、连杆和液压杆；所述托架通过所述连杆和所述液压杆可活动的设于所述安装基座和所述主板框架上。
4.根据权利要求2所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述地形探测装置包括探测臂、垂直基准臂、安装杆、探测球和角度传感器；所述探测臂的一端与所述主板框架固定连接，另一端凸出于所述采集头安装调节装置，且固定有所述垂直基准臂；所述垂直基准臂吊装有所述安装杆；所述探测球安装于所述安装杆的末端；所述角度传感器设于所述垂直基准臂和所
5.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述主板框架的材料为高强度钛合金，所述设备架的材料为铝合金；所述主板框架和所述设备架通过管状法兰组件对接固定；所述管状法兰组件包括钛合金法兰、铝合金法兰和垫片，所述钛合金法兰设于所述主板框架，所述铝合金法兰设于所述设备架，所述垫片位于所述钛合金法兰和所述铝合金法兰之间，所述垫片的材料为塑料或橡胶。
6.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述履带行走机构包括履带、驱动轮、承重轮、托链轮、引导轮、履带张紧装置、液压行走马达和速度编码器；所述引导轮和所述驱动轮分别位于所述台车架的前、后两端，且与所述履带内侧相啮合；多个所述承重轮位于所述台车架下方，且与所述履带的下层内侧相啮合；所述托链轮位于所述台车架上方，且与所述履带的上层外侧相接触；所述驱动轮与所述液压行走马达固定连接，以在所述液压行走马达提供的驱动力下带动所述履带转动；所述履带张紧装置位于所述台车架的前端内部，以通过所述引导轮对所述履带张紧；所述速度编码器安装于所述台车架，用于接收所述驱动轮的速度反馈。
7.根据权利要求6所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述履带的外侧履齿包括间隔交错分布的高齿和低齿。
8.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述采集机构包括顺次连接的采集头、轴流泵组件、输送管和脱泥装置；所述采集头用于采集多金属结核；所述轴流泵组件用于将采集的多金属结核通过输送管送入脱泥装置；所述脱泥装置用于对采集的多金属结核进行分离脱泥。
9.根据权利要求8所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述采集头为双排射流采集头；所述轴流泵组件包括环形射流管、前侧轴流泵和后侧轴流泵，所述环形射流管的两端分别与所述双排射流采集头和所述输送管相连，所述前侧轴流泵用于使所述双排射流采集头吸取多金属结核；所述后侧轴流泵用于使所述环形射流管将采集的多金属结核输送至所述输送管；所述输送管包括顺次连接固定的连接软管和输送圆管；所述脱泥装置包括异形腔体，所述异形腔体内部设置有筛网，所述筛网的两侧分别设置有开口和导流口，所述开口与一储料机构相连通以收集多金属结核，所述导流口排出泥水混合物。
10.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述深海多金属结核采矿车还包括储料机构，所述储料机构包括储存仓、液压油缸和重力传感器；所述储存仓位于所述结构框架的尾部，且与所述采集机构相连通；所述储存仓开设有仓门，所述仓门在所述液压油缸的作用下开合；所述重力传感器用于对所述储存仓内的多金属结核进行称重。
11.根据权利要求10所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述感知控制机构包括液压控制模块和电气控制模块；所述液压控制模块和所述电气控制模块均设于所述结构框架内，并与所述履带行走机构、所述采集机构和所述储料机构电气连接。
...【技术特征摘要】
1.一种深海多金属结核采矿车，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述结构框架还包括吊点、导接盘、采集头安装调节装置、地形探测装置和重心调节装置；所述吊点安装于所述导接盘的顶部；所述导接盘安装于所述主板框架的顶部；所述采集头安装调节装置位于所述结构框架的头部，且位于所述设备架的下部；所述地形探测装置吊装于所述结构框架的头部，且前凸出于所述采集头安装调节装置；所述重心调节装置可滑动的安装于所述结构框架内。
3.根据权利要求2所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述采集头安装调节装置包括托架、连杆和液压杆；所述托架通过所述连杆和所述液压杆可活动的设于所述安装基座和所述主板框架上。
4.根据权利要求2所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述地形探测装置包括探测臂、垂直基准臂、安装杆、探测球和角度传感器；所述探测臂的一端与所述主板框架固定连接，另一端凸出于所述采集头安装调节装置，且固定有所述垂直基准臂；所述垂直基准臂吊装有所述安装杆；所述探测球安装于所述安装杆的末端；所述角度传感器设于所述垂直基准臂和所述安装杆的连接处，以获取所述安装杆相对于所述垂直基准臂的角度。
5.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述主板框架的材料为高强度钛合金，所述设备架的材料为铝合金；所述主板框架和所述设备架通过管状法兰组件对接固定；所述管状法兰组件包括钛合金法兰、铝合金法兰和垫片，所述钛合金法兰设于所述主板框架，所述铝合金法兰设于所述设备架，所述垫片位于所述钛合金法兰和所述铝合金法兰之间，所述垫片的材料为塑料或橡胶。
6.根据权利要求1所述的深海多金属结核采矿车，其特征在于，所述履带行走机构包括履带、驱动轮、承重轮、托链轮、引导轮、履带张紧装置、液压行走马达和速度编码器；所述引导轮和所述驱动轮分别位于所述台车架的前、后两端，且与所述履带内侧相啮合；多个所述承重轮位于所述台车架下方，且与所述履带的下层内侧相啮合；所述托链轮位于所述台车架上方，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建成，张修占，陈峰落，魏佳康，李浩，李磊，卢宇，邱何伟，
申请(专利权)人：招商局海洋装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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