水下空間采礦裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水下空間采礦裝置，包括機架、輸送機、安裝于機架上的采礦頭以及連接輸送機和采礦頭的輸送管，機架上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件和用于驅動水下空間采礦裝置在水下移動的推進機構。該水下空間采礦裝置具有結構簡單、運動靈活、地形適應性好等優點。
【專利說明】
水下空間采礦裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及水下采礦作業設備技術領域，具體涉及一種水下空間采礦裝置。
【背景技術】
[0002]海洋富含多種金屬礦產資源，面對日益枯竭的陸地資源，開發海底資源勢在必行。然而，主要的三種海底礦產資源(多金屬結核、多金屬硫化物、富鈷結殼)分布的底質環境復雜，導致現有水下采礦設備在采礦過程中存在各種問題，無法開展地面規模化作業。其中，多金屬結核分布在承載能力極低的稀軟沉積物表面，采礦作業車極易出現沉陷和打滑，甚至無法行走作業;多金屬硫化物分布在洋中脊熱液區，是由海底火山口噴出的巖漿與海水作用形成的許多煙霧狀的“黑色煙筒”，其分布分散，地形復雜使得大型采礦機的規模化作業無法實現；富鈷結殼賦存于海底海山側面的基巖表面，對集礦機的行走及采集均帶來了嚴重阻礙。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種結構簡單、運動靈活、地形適應性好的水下空間采礦裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]—種水下空間采礦裝置，包括機架、輸送機、安裝于機架上的采礦頭以及連接輸送機和采礦頭的輸送管，所述機架上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件和用于驅動水下空間采礦裝置在水下移動的推進機構。
[0006]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述浮力部件為深海固體浮力材料制件。
[0007]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述推進機構包括一個以上豎向推進螺旋槳和四個以上水平推進螺旋槳，四個以上水平推進螺旋槳分設于機架的四周。
[0008]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述采礦頭通過一微地形適應機構可調整安裝高度的安裝于機架上。
[0009]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述微地形適應機構包括伸縮驅動件和兩套以上平行四邊形機構，各平行四邊形機構包括兩根平行的連桿，各連桿的兩端分別與機架和采礦頭鉸接，所述伸縮驅動件鉸接安裝于機架上，所述伸縮驅動件的驅動端與采礦頭鉸接。
[0010]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述伸縮驅動件為伸縮油缸或伸縮電缸。
[0011 ]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述采礦頭包括破碎機構和采集罩，所述破碎機構安裝于所述采集罩內，所述采集罩通過所述輸送管與輸送機的輸入口相連，所述輸送管為輸送軟管。
[0012]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述機架上安裝有用于測量水下空間采礦裝置懸浮高度的聲學測距傳感器。
[0013]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述機架上安裝有動力站。
[0014]上述的水下空間采礦裝置，優選的，所述輸送機安裝于所述機架上。
[0015]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:本實用新型水下空間采礦裝置在機架上安裝浮力部件、推進機構和采礦頭，可使水下空間采礦裝置懸浮在水下的固定高度，并能夠自主移動到可采區域，相比傳統水下采礦設備，該水下空間采礦裝置不會出現沉陷、打滑和無法行走等問題，具有結構簡單、運動靈活性高、地形適應性好等優點。
【附圖說明】
[0016]圖1為水下空間采礦裝置的主視結構示意圖。
[0017]圖2為水下空間采礦裝置的側視結構示意圖。
[0018]圖例說明:
[0019]1、機架;2、輸送機;3、采礦頭;31、破碎機構;32、采集罩;4、浮力部件;5、豎向推進螺旋槳;6、水平推進螺旋槳;7、伸縮驅動件;8、連桿;9、輸送軟管；10、動力站;11、上部設備。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0021]如圖1和圖2所示，本實施例的水下空間采礦裝置，包括機架1、輸送機2和采礦頭3，采礦頭3安裝于機架I的前下方，輸送機2通過輸送管與采礦頭3相連，機架I上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件4和用于驅動水下空間采礦裝置在水下移動的推進機構。其中，機架I采用鋼結構框架，浮力部件4采用深海固體浮力材料制作。推進機構包括兩個豎向推進螺旋槳5和四個水平推進螺旋槳6，兩個豎向推進螺旋槳5安裝在機架I頂部，四個水平推進螺旋槳6分設于機架I中部的四個角部位置，通過豎向推進螺旋槳5可驅使水下空間采礦裝置上下運動，通過各水平推進螺旋槳6可驅使水下空間采礦裝置水平移動，進而水下空間采礦裝置能運動至水下任意位置。上述深海固體浮力材料、豎向推進螺旋槳5和水平推進螺旋槳6均為現有技術。
[0022]本實施例中，采礦頭3通過一微地形適應機構安裝于機架I上，通過微地形適應機構可調整采礦頭3在機架I上的安裝高度，以適應海底地形出現的局部凸起或凹下，確保采礦頭3與礦層接觸，提高作業的適應性。該微地形適應機構包括伸縮驅動件7和兩套以上平行四邊形機構，各平行四邊形機構包括兩根平行的連桿8，各連桿8的兩端分別與機架I和采礦頭3鉸接，伸縮驅動件7鉸接安裝于機架I上，伸縮驅動件7的伸縮驅動端與采礦頭3鉸接，在平行四邊形機構的限制下，伸縮驅動件7伸縮動作可驅使采礦頭3以平移方式運動改變安裝高度。上述伸縮驅動件7可采用伸縮油缸或伸縮電缸。該微地形適應機構能夠使采礦頭3以平移運動升降，保證采礦頭3的集礦口保持水平，且其結構簡單、剛度好、重量輕。
[0023]本實施例中，采礦頭3和輸送機2均為現有技術，其中，采礦頭3包括破碎機構31和采集罩32，破碎機構31安裝于采集罩32內，采集罩32通過上述輸送管與輸送機2的輸入口相連，該輸送管為輸送軟管9。
[0024]本實施例中，輸送機2布置在機架I的內部，輸送機2的輸出口通過軟管連接至水下空間采礦裝置的上部設備U，將采礦頭3采集的礦物質輸送至水下空間采礦裝置的上部設備11。輸送機2安裝在機架I上，使水下空間采礦裝置不需要設置儲存礦石的料倉，可有效降低水下空間采礦裝置的尺寸和重量。上述輸送軟管9和軟管可采用橡膠波紋軟管。
[0025]本實施例中，機架I上安裝有用于測量水下空間采礦裝置懸浮高度的聲學測距傳感器，通過聲學測距傳感器測量水下空間采礦裝置距海底的高度，可以配合控制系統控制水下空間采礦裝置處在合適高度。
[0026]本實施例中，機架I上還安裝有動力站10，動力站10具體布置在機架I的下部平臺上，便于給伸縮油缸和輸送機2提供動力。
[0027]本實施例的水下空間采礦裝置作業時，通過控制豎向推進螺旋槳5和水平推進螺旋槳6使水下空間采礦裝置運動到目的區域，根據聲學測距傳感器測量的距地礦層表面的高度，控制豎向推進螺旋槳5使水下空間采礦裝置懸浮在合適的作業高度范圍。調整微地形適應機構使采礦頭3達到預定作業位置，再控制破碎機構31進行破碎作業，同時輸送機2運行，通過抽吸作用將采集罩32進口處被破碎的礦石吸入到輸送機2內，再通過軟管輸送至上部設備11。
[0028]在復雜地形工作時，可根據地形起伏調整水下空間采礦裝置的懸浮位置，以確保水下空間采礦裝置處在合適的作業高度。
[0029]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例。對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型技術構思前提下所得到的改進和變換也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種水下空間采礦裝置，包括機架(I)、輸送機(2)、安裝于機架(I)上的采礦頭(3)以及連接輸送機(2)和采礦頭(3)的輸送管，其特征在于:所述機架(I)上安裝有使水下空間采礦裝置在水下保持懸浮的浮力部件(4)和用于驅動水下空間采礦裝置在水下移動的推進機構。2.根據權利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述浮力部件(4)為深海固體浮力材料制件。3.根據權利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述推進機構包括一個以上豎向推進螺旋槳(5)和四個以上水平推進螺旋槳(6)，四個以上水平推進螺旋槳(6)分設于機架(I)的四周。4.根據權利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述采礦頭(3)通過一微地形適應機構可調整安裝高度的安裝于機架(I)上。5.根據權利要求4所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述微地形適應機構包括伸縮驅動件(7)和兩套以上平行四邊形機構，各平行四邊形機構包括兩根平行的連桿(8)，各連桿(8)的兩端分別與機架(I)和采礦頭(3)鉸接，所述伸縮驅動件(7)鉸接安裝于機架(I)上，所述伸縮驅動件(7)的驅動端與采礦頭(3)鉸接。6.根據權利要求5所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述伸縮驅動件(7)為伸縮油缸或伸縮電缸。7.根據權利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述采礦頭(3)包括破碎機構(31)和采集罩(32)，所述破碎機構(31)安裝于所述采集罩(32)內，所述采集罩(32)通過所述輸送管與輸送機(2)的輸入口相連，所述輸送管為輸送軟管(9)。8.根據權利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述機架(I)上安裝有用于測量水下空間采礦裝置懸浮高度的聲學測距傳感器。9.根據權利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述機架(I)上安裝有動力站(10) O10.根據權利要求1所述的水下空間采礦裝置，其特征在于:所述輸送機(2)安裝于所述機架(I)上。
【文檔編號】E21C50/00GK205618161SQ201620365420
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】鄭皓, 金星, 毛桂庭, 程陽銳, 唐紅平, 彭建平, 李滿紅, 曾軒, 劉禹維, 盧旭, 李秋華, 李小艷
【申請人】長沙礦冶研究院有限責任公司