[发明专利]一种自行式海底矿石收集装置及收集方法

说明书

技术领域

本发明涉及海底矿石采集领域，具体地说，特别涉及到一种自行式海底矿 石收集装置。

背景技术

随着世界科学技术的飞速发展以及矿产资源的日渐枯竭，人们越来越期待 挖掘海底这座蕴含着丰富矿产资源的宝库。除海洋石油气资源和海滨矿砂外， 海底目前已知有商业开采价值的还有多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等 金属矿产资源。在海洋资源的开发中，深海集矿无疑是最重要最核心的内容， 集矿机作为海底采矿系统最关键也是技术难度最大的部分，自20世纪60年代 便成为科研人员的研究重点，人们也研发出多代具有不同特点的集矿机。

但传统的集矿机多存在体积庞大，控制复杂，成本高昂，集矿效率低下等 缺点，不利于海洋资源的进一步开发利用。

在集矿机的开发中，集矿头的设计开发是最重要最核心的。

随着现代通信技术的发展和自动化控制的普及，智能化设计越来越受到人 们的青睐。近年来，在电力、机械、化工、制药、建筑、物流等各个领域，智 能化装备都得到了广泛的应用且取得了良好的成效。在这样的时代背景下，海 洋工程装备的智能化也成为必然趋势。尤其对于深远海作业而言，实现作业装 备的智能化、自动化能够大大降低人力物力投入，有效提高作业生产率，对于 海洋资源的进一步开发具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种自行式海底矿石收集 装置，能够在海底自动行驶的同时实现快速集矿功能，该小车同时还具有转弯 灵活，抗压减震，高度可调，控制方便，自动化程度高等优良特点。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种自行式海底矿石收集装置，包括车体、用于驱动所述车体的若干驱动 模块、以及用于收集矿石的采集模块；

其中，所述车体包括底盘，在所述底盘的侧面安装有若干组相对设置的侧 连接板，且底盘通过所述侧连接板与位于底盘上方的上抗扭架连接；

所述驱动模块包括固定安装在所述侧连接板内侧的底盘上的驱动电机，所 述驱动电机的传动轴穿过侧连接板，且与设置在侧连接板外侧面的履带轮主动 轮连接，在所述侧连接板的外侧面上还安装有若干履带轮从动轮，所述履带轮 从动轮通过防滑履带与履带轮主动轮联动，且可在驱动电机的驱动下带动车体 运动；

所述采集模块包括固定安装在底盘上的集矿吸盘，集矿吸盘的内部为空腔 结构，在所述集矿吸盘底部的侧方开设有与空腔结构连通造漩进水口，造漩进 水口用于导入海水在空腔结构内形成用于吸入海底矿石的漩涡，在所述集矿吸 盘的设有用于与下一级矿石输送组件连接的输矿软管，在所述输矿软管的外部 套设有软管支撑架，软管支撑架通过若干支撑辐条与上抗扭架连接。

进一步的，所述驱动电机对称分布在底盘的两侧，其具有正反转功能，所 述车体可通过一侧的驱动电机正转和另一侧的驱动电机反转实现原地转动。

进一步的，所述履带轮从动轮的数量为两个，其分布在履带轮主动轮的下 方，且与所述履带轮主动轮构成三角履带轮结构。

进一步的，所述侧连接板的顶部与上抗扭架固定连接，侧连接板的底部通 过调高螺丝与底盘连接，调高螺丝用于调节底盘和集矿吸盘与海底表面的距离。

进一步的，在所述调高螺丝的外表面套设有减震弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.符合水动力特性的集矿头，在内部强大负压的作用下不断将矿石吸起进 入输矿软管，进入储矿舱。

2.造漩进水口通过侧面诱导水流进入的方法，利用进入水流的动能和惯性， 在集矿头核心区域形成漩涡，极大程度上提高了相同抽吸力下的矿石临界启动 速度，从而提高集矿效率。

3.采用三角履带轮设计，有效提高集矿设备在海底的行走能力，在防止打 滑、提供持续稳定动力等方面性能较轮胎优越；同时有效提高了驱动电机在整 个集矿设备中的高度，防止其接触海底发生碰撞而发生不可逆转的损坏。

4.驱动电机可通过一侧反转一侧正转来达到原地转向的功能，使转弯半径 从理论上达到最小，同时在遇到危险地形时能原路返回。

5.可调高度螺丝让集矿头的离地距离可在很大范围内变化，有利于找到不 同海底作业环境下最佳的集矿高度。

6.减震弹簧有效吸收集矿设备运动过程中由海底地形变化带来的振动，为 集矿头提供稳定的作业环境。

附图说明

图1为本发明所述的自行式海底矿石收集装置的结构示意图。

图2为本发明所述的自行式海底矿石收集装置的左视图。

图3为本发明所述的自行式海底矿石收集装置的前视图。