[发明专利]一种复合橇板式海底矿车行走装置

说明书

本发明公开了一种复合橇板式海底矿车行走装置，包括矿车主体、推进转向装置、行走装置、浮力控制装置，推进转向装置包括螺旋桨推进器、整流罩、导流板，行走装置包括刚性橇板、柔性橇板，刚性橇板固定连接在矿车主体下部，柔性橇板固定连接在刚性橇板下方，柔性橇板包括外部保护层、水囊、气囊；外部保护层内设置有多个独立的水囊，水囊上部与橇板紧密相连水囊内部设置有气囊；浮力控制装置包括高压水泵、水管道、分水箱、充水阀、排水阀、高压气罐、气管道、充气阀、排气阀，每个水囊均设置有充水阀和排水阀，所述气囊设置有充气阀与排气阀。本发明可以使海底矿车适于放置、行走、脱陷自救、回收等不同的工作模式。

技术领域

本发明涉及海洋矿产资源开采设备领域，尤其涉及一种复合橇板式海底矿车行走装置。

背景技术

多金属结核矿具有极大开采价值，主要分布在深海平原沉积物表层。这种沉积物一般极为松软，矿车在其上部行走时，极易产生大幅度沉陷。且含水率大，摩擦角几乎为0，与车辆间摩擦力很小，普通轮式行走装置极易打滑。

现阶段的海底采矿车主要有自行履带式、阿基米德螺旋推进式等，其中以履带式为主流，主要依靠履齿插入沉积土进行剪切，利用履齿对沉积土的剪切力的反作用力进行前进。但是深海沉积土抗剪能力也相对较弱，难以提供稳定的推进力，使得履带十分容易打滑。而阿基米德螺旋推进式矿车对土壤扰动破坏太大。两种矿车都面临着由于矿车自身重量导致大幅度下沉，造成额外的推土阻力的问题，降低行走效率。

例如，公开号为CN204659846U的中国专利申请公开了一种海底采矿车行走底盘，其对履带结构进行了改进，包括车体支架、履带支架和安装于履带支架两侧的两条行走履带，所述行走履带上设有若干间隔布置的长齿板，相邻长齿板之间设有若干间隔布置的短齿板，长齿板的高度大于短齿板的高度；各长齿板垂直于行走履带的接地面并与行走履带行进方向呈锐角。

深海平原总体坡度小，但是存在坑洼处，极易造成车辆沉陷，如果车辆不能及时脱困，会严重影响多金属结核收集效率，甚至会造成矿车的损毁。申请人之前申请有公开号为CN111017058A的发明专利，涉及一种海底集矿车行走过程中沉陷脱困自救装置，包括履带行进装置，其特征是，履带行进装置的外侧安装有能够展开及收起的支撑板，支撑板中心沿其长度方向开设有长条孔，履带行进装置内腔设置有液压控制装置和能够水平伸缩的动力轮，动力轮外圆周上固定安装有拨土齿轮，液压控制装置通过上下两排液压杆分别与支撑板球形铰接，形成万向节，在液压控制装置控制下，液压杆推动支撑板由竖直状态向水平状态展开，动力轮水平伸出后，拨土齿轮恰好处于支撑板的长条孔中。其发明思路为采用机械方法利用支点杠杆原理来实现脱困，但是海底泥沙量大，海水腐蚀性强，长期工作环境下，机械设备可能会产生可靠性降低等问题，申请人从另一发明思路出发进行了改进。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的矿车下沉程度大、行走效率低以及陷入坑洼后自救方式较为复杂的问题。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种复合橇板式海底矿车行走装置，包括矿车主体、推进转向装置、行走装置、浮力控制装置，所述推进转向装置位于矿车主体尾部。

其中，矿车的推进转向装置包括螺旋桨推进器、整流罩、导流板。整流罩包裹在螺旋桨推进器周围，导流板设置在整流罩后缘，可左右活动调节。螺旋桨推进器有两个，均转速可调。

行走装置包括刚性橇板、柔性橇板，刚性橇板固定连接在矿车主体下部，柔性橇板固定连接在刚性橇板下方，柔性橇板包括外部保护层、水囊、气囊；外部保护层内设置有多个独立的水囊，水囊上部与橇板紧密相连，多个水囊彼此紧密相连，水囊内部设置有气囊。

浮力控制装置包括高压水泵、水管道、分水箱、充水阀、排水阀、高压气罐、气管道、充气阀、排气阀，每个水囊均设置有充水阀和排水阀，充水阀通过水管道、分水箱与所述高压水泵相连，排水阀为只允许水从气囊内部流向外部的单向阀，当内部水压达到一定程度打开；所述气囊设置有充气阀与排气阀，充气阀通过气管道与高压气罐相连，排气阀与外界相连通，为可以控制开启的单向阀。