[发明专利]深海采矿机器人复合式重力控制系统

说明书

本发明公开了深海采矿机器人复合式重力控制系统，包括进料机构、压载机构、出料机构，进料机构的上料输送带和下料输送带套设在传输辊上且连续传动；压载机构的压载舱的底部和压杆连接，压杆底部通过传动机构和推杆连接，推杆的末端和密封腔内嵌设的密封板连接；出料机构的卸料舱内部设置有二阶推板，密封腔通过连通管和卸料舱连接，密封腔和连通管相互连通且填充密封介质，连通管内通过嵌设活塞，活塞通过活塞杆和卸料舱内的二阶推板连接，通过密封板作用于密封介质控制活塞及二阶推板左右移动。控制送、出料达到稳定平衡的状态，系统具有稳定性，准确性；可有效的控制压载，使深海采矿机器人能达到随动的平衡调节状态。

技术领域

本发明属于深海采矿设备技术领域，具体涉及深海采矿机器人复合式重力控制系统。

背景技术

现有技术中的深海采矿所采用的压载系统包含：油囊式浮力调节系统、海水泵式浮力调节系统、抛载式浮力调节系统；分别存在以下缺陷：

油囊式浮力调节系统利用可调压载袋的体积变化来改变水下机器人在水中的排水体积，从而改变机器人在水中的净浮力，达到浮力调节的目的。油囊式浮力调节系统应用的油压元件具有较高的可靠性，油压系统控制较水介质系统更容易实现，但油囊式浮力调节系统还存在一些问题，如体积和质量较大，需要较大空间要求；自备庞大的油箱，其耐压性直接影响到系统自身的可靠性；油囊在高压环境下伸缩，促进了油囊的老化，降低了系统的使用寿命。

海水泵式浮力调节系统通过海水泵的动力使海水在外界和压载水舱之间流动。液压源可直接从外界海水获得，不必自备液压源，降低了海水泵式浮力调节系统的重量和体积。很大程度上满足了水下机器人对被搭载设备的重量和体积要求。提高了载体的装载能力，但排水压力高且排水流量大的海水泵体积过大。

抛载式浮力调节系统是通过挂载和释放压载重物实现水下机器人净浮力改变。抛载式浮力调节系统大多不能实现精确调节，调节精度取决于单个压载物的质量，抛载式浮力调节系统对于水下机器人净浮力的调节是一次性不可逆的过程。载人潜器所搭载的抛载自救系统均有人为控制，且抛载装置结构复杂、庞大。

综上所述，如何研发一种深海采矿机器人复合式重力控制系统，克服现有技术中的深海采矿所采用的压载系统所存在的弊端，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中深海采矿所采用的压载系统所存在的弊端，本发明的目的在于提供深海采矿机器人复合式重力控制系统。

本发明采取的技术方案为：

深海采矿机器人复合式重力控制系统，包括进料机构、压载机构、出料机构，所述进料机构依次包括送料螺杆、上料输送带和下料输送带，上料输送带和下料输送带套设在传输辊上且连续传动；所述压载机构包括压载舱、压杆、传动机构、推杆和密封腔，压载舱的底部和压杆连接，压杆底部通过传动机构和推杆连接，推杆的末端和密封腔内嵌设的密封板连接；所述出料机构包括卸料舱和卸料螺杆，卸料舱内部设置有二阶推板，密封腔通过连通管和卸料舱连接，密封腔和连通管相互连通且填充密封介质，连通管内通过嵌设活塞，活塞通过活塞杆和卸料舱内的二阶推板连接，通过密封板作用于密封介质控制活塞及二阶推板左右移动。

进一步的，所述传动机构包括竖向齿条、横向齿条以及同轴排布的大齿轮、小齿轮，竖向齿条、横向齿条分别设置在压杆、推杆上，小齿轮、大齿轮分别与竖向齿条、横向齿条相互啮合传动。

通过压载使小齿轮与竖向齿条相互啮合传动，从而带动同轴的大齿轮转动，同时大齿轮与横向齿条啮合传动，使推杆向右运动，该传动机构增大了传动的量程，从而提高了负载的调节能力。通过传统的齿轮齿条啮合传动，实现大量程负载压力与浮力的双向调节。

进一步的，所述传动机构设置为凸轮结构，凸轮沿着压杆的底端向外凸出延伸设置为一体式结构，所述推杆和压杆相互对应的端部设置为倾斜的坡面，其与水平面的夹角为30-60°。