[实用新型]一种可悬浮履带式多功能水下机器人

说明书

本实用新型公开了一种可悬浮履带式多功能水下机器人，其包括底盘、集物箱、浮力机构和作业模块，底盘的底部设有履带式行走机构，集物箱设置在底盘上，且集物箱的前部和尾部分别设有作业模块和推进机构，作业模块为机械手臂，可实现抓取、控制吸水管位姿、维修等多种功能，推进机构由一对螺旋桨组成，既可以实现水平方向的前进和转向，同时可以为集物箱制造低压区从而吸入海底资源，浮力机构包括多个浮力调整气囊，实现对装置的升沉进行主动控制、从而，可悬浮履带式多功能水下机器人能同时够实现水下漂浮运动和坐底式行进，本实用新型可在恶劣海况中自行到达工作海域，进行下潜与上浮和海底作业，缩短了作业周期，提高作业安全性。

技术领域

本实用新型涉及海底集矿技术领域，尤其涉及一种可悬浮履带式多功能水下机器人。

背景技术

随着人类社会经济和工业的飞速发展，对矿产资源的需求也逐渐增加，为了解决陆地资源日益枯竭的问题，人们开始把视线投向了海洋。海洋面积占地球表面积的71％，除了海洋石油气资源和海滨矿砂之外，海底还蕴藏着储量巨大、极具商业开采价值的多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等金属矿产资源。这些矿物中富含镍、钴、铜、锰及金、银金属等，总储量分别高出陆上相应储量的几十倍到几千倍。除此之外，海底还有海参等珍贵水产品、琥珀等矿产资源。2013年我国又正式获得一块太平洋富钴结壳矿区。显然，深海矿产资源的开发必须依赖深海采矿装备进行。2015年5月19日公布的《中国制造2025》为“制造强国”战略指明了方向，把“海洋工程装备及高科技船舶”归为重点突破的十大战略领域之一，着重进行先进海洋工程装备的研发和国有化。

随着现代计算机技术的发展和自动化控制在制造业的普及，产品的智能化，多功能化也成为了必然的趋势。海洋工程作业具有作业环境复杂、作业精度要求高的特点，因此，实现作业装备的智能化、自动化与多动能化能够有效应对复杂的作业环境、提高作业生产率，从而降低人力成本，对海洋资源的的合理开发有着重要的意义。

现有的海底集矿设备存在以下缺点：

1)、不具备悬浮、漂浮能力，工作时需要额外配置母船进行投放与回收，成本较高，效率低下。

2)、只能进行贴底作业，由于只配有履带机构而没有浮力设备，在工作时只能依靠履带等设备在海底进行三自由度运动。遇到陡坡等海底地形时需要强大的功率才能行进，容易烧坏主机，降低系统的可靠性。遇到复杂多变的海底地形时不能自由地调整姿态，易触碰障碍物，对集矿设备造成一定的损坏。

3)、水下拍摄困难。由于现有的海底集矿设备结构笨重，若要对海底环境进行详细的、全方位多角度的拍摄，需要安装多个水下摄像头，对海底集矿设备结构布局有着很高的要求，也加大了设备设计时的难度，提高了人力物力的投入。

4)、由于没有配备机械手臂，因此无法清理障碍物，只能吸取平坦海底的矿石，当有石块或者其他杂物压在待吸取物上时必须选择放弃作业，强行作业易损伤集矿头。

实用新型内容

本实用新型主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种无需配置母船进行投放和回收，能够在水下实现六自由度运动，有效地避开障碍物；实现水下大角度拍摄，探测海底地形，寻找合适的矿区；具备在矿区作业时清理石块等障碍物的能力，提高吸矿的效率和质量的可悬浮履带式多功能水下机器人。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型提供的可悬浮履带式多功能水下机器人，其包括底盘、集物箱、浮力机构和控制机构，所述底盘的底部设有行走机构，所述集物箱设置在所述底盘上，且所述集物箱的前部和尾部分别设有作业模块和推进机构，所述作业模块用于采集矿物并输送至所述集物箱中，所述浮力机构包括多个浮力调整气囊，多个所述浮力调整气囊沿所述集物箱的顶部横向对称分布，以及所述控制机构分别与所述行走机构、作业模块、推进机构和浮力调整气囊相连接。