一种海底富钴结壳矿区采矿实验车 |
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| 申请号 | CN201610071265.X | 申请日 | 2016-02-02 | 公开(公告)号 | CN105673017A | 公开(公告)日 | 2016-06-15 |
| 申请人 | 长沙矿山研究院有限责任公司; | 发明人 | 吴鸿云; 江敏; 候井宝; 刘伟; 徐俊杰; 高宇清; | ||||
| 摘要 | 一种海底富钴结壳矿区采矿实验车，包括 履带 车架、中柱、 推进器 、压 力 补偿器、 电子 仓、吸矿头推进油缸、吸矿头固定架、履带轮、 液压 泵 吸矿头、 水 下逆变器、履带轮 液压 马 达 、铣挖头、水下 电池 、铣挖头滑架、铣挖头推进油缸、 阀 箱、声学测厚 探头 、水下摄像头、声学探 头架 、 钢 缆、 滑轮 组、 机械臂 、折臂油缸、液压马达、水下动力站和料仓。利用本 发明 能对富钴结壳 矿体 的分布特征实时在线测试，获得探测矿体厚度，进而调整采矿头的截割 破碎 深度，提高工作效率，降低贫化率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种海底富钴结壳矿区采矿实验车，其特征在于：包括履带车架、中柱、推进器、压力补偿器、电子仓、吸矿头推进油缸、吸矿头固定架、履带轮、液压泵吸矿头、水下逆变器、履带轮液压马达、铣挖头、水下电池、铣挖头滑架、铣挖头推进油缸、阀箱、声学测厚探头、水下摄像头、声学探头架、钢缆、滑轮组、机械臂、折臂油缸、液压马达、水下动力站和料仓； |
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| 说明书全文 | 一种海底富钴结壳矿区采矿实验车技术领域[0001] 本发明涉及一种海底富钴结壳矿区采矿实验车。 背景技术[0002] 海底蕴藏着丰富的富钴结壳矿产资源，但其复杂的微地形特征及覆着分布特点，制约了采矿车行驶机构及采矿头的设计。 发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题是，提高一种能对富钴结壳矿体的分布特征实时在线测试，获得探测矿体厚度，进而调整采矿头的截割破碎深度，提高工作效率，降低贫化率的海底富钴结壳矿区采矿实验车。该实验车为富钴结壳采矿车研制提供设计参考依据。 [0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海底富钴结壳矿区采矿实验车，包括履带车架、中柱、推进器、压力补偿器、电子仓、吸矿头推进油缸、吸矿头固定架、履带轮、液压泵吸矿头、水下逆变器、履带轮液压马达、铣挖头、水下电池、铣挖头滑架、铣挖头推进油缸、阀箱、声学测厚探头、水下摄像头、声学探头架、钢缆、滑轮组、机械臂、折臂油缸、液压马达、水下动力站和料仓；所述声学测厚探头位于履带车架的前部，所述声学测厚探头固接在声学探头架上，所述声学探头架中部左右对称连接两铰杆，所述铰杆的另一端铰接在履带车架前下部，所述声学探头架下前部左右两侧铰接两万向轮，所述水下摄像头固定在声学探头架上部内侧； 所述机械臂铰接在履带车架的前上部，所述折臂油缸的油缸端铰接在履带车架前下部，活塞杆端与机械臂中部铰接，所述液压马达固接在机械臂下部，所述滑轮组包括3个动滑轮，分别位于机械臂的上部、中部和底部，所述液压马达的输出轴连接滑轮组中的底部滑轮，所述钢缆套接在滑轮组上，所述钢缆下部铰接声学探头架； 所述履带轮为4个，分别位于履带车架的四角，与履带车架通过减震油缸铰接，所述履带轮由履带轮液压马达驱动； 所述铣挖头滑架的滑轨嵌套在中柱的滑道内，所述铣挖头推进油缸位于中柱内，油缸端与中柱铰接，活塞杆端与铣挖头滑架上部铰接，所述铣挖头固接在铣挖头滑架下部，所述铣挖头推进油缸内置位移传感器，精确控制铣挖头上下运动的位移； 所述吸矿头固定架位于铣挖头滑架后部，固接在履带车架的后部，一对吸矿头推进油缸对称布置在吸矿头固定架两内侧，油缸端铰接吸矿头固定架，活塞杆端铰接液压泵吸矿头，所述吸矿头推进油缸内置位移传感器，精确控制液压泵吸矿头沿吸矿头固定架上的滑轨上下运动； 所述压力补偿器、电子仓固接在履带车架左侧，所述水下电池、阀箱固接在履带车架右侧；所述水下逆变器固接在履带车架后部；所述水下动力站横置于履带车架的前下部；所述料仓对称位于中柱两侧，且固接在履带车架上。 [0005] 进一步，所述中柱位于履带车架的正中部。 [0006] 进一步，所述推进器为两台，对称固接在中柱的两侧。 [0008] 进一步，所述推进器为液压推进器。 [0009] 进一步，所述声学探头架为环形声学探头架。 [0010] 进一步，所述液压马达为卷筒液压马达。 [0011] 进一步，所述履带轮为三角履带轮。 [0012] 进一步，所述吸矿头固定架为门式吸矿头固定架。 [0013] 进一步，所述料仓为箱式料仓。 [0014] 本发明采用四履带行驶机构，前部搭载声学测厚探头，在海底富钴结壳表层行驶过程中，采矿实验车前部搭载的声学测厚探头，对富钴结壳矿体的分布特征实时在线测试，获得探测矿体厚度，进而调整采矿头的截割破碎深度，提高工作效率，降低贫化率。 [0016] 图1 为本发明实施例的结构示意图；图中：1-履带车架，2-中柱，3-推进器，4-压力补偿器，5-电子仓，6-吸矿头推进油缸，7-吸矿头固定架，8-履带轮，9-液压泵吸矿头，10-水下逆变器，11-履带轮液压马达，12-铣挖头，13-水下电池，14-铣挖头滑架，15-铣挖头推进油缸，16-阀箱，17-铰杆，18-万向轮，19-声学测厚探头，20-水下摄像头，21-声学探头架，22-钢缆，23-滑轮组，24-机械臂，25-折臂油缸，26-液压马达，27-水下动力站，28-料仓。 具体实施方式[0017] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。 [0018] 参照附图，本实施例包括履带车架1、中柱2、推进器3、压力补偿器4、电子仓5、吸矿头推进油缸6、吸矿头固定架7、履带轮8、液压泵吸矿头9、水下逆变器10、履带轮液压马达11、铣挖头12、水下电池13、铣挖头滑架14、铣挖头推进油缸15、阀箱16、声学测厚探头19、水下摄像头20、声学探头架21、钢缆22、滑轮组23、机械臂24、折臂油缸25、液压马达26、水下动力站27和料仓28； 所述声学测厚探头19位于履带车架1的前部，所述声学测厚探头19固接在声学探头架 21上，所述声学探头架21中部左右对称连接两铰杆17，所述铰杆17的另一端铰接在履带车架1前下部，所述声学探头架21下前部左右两侧铰接两万向轮18，所述水下摄像头20固定在声学探头架21上部内侧； 所述机械臂24铰接在履带车架1的前上部，所述折臂油缸25的油缸端铰接在履带车架1前下部，活塞杆端与机械臂24中部铰接，所述液压马达26固接在机械臂24下部，所述滑轮组 23包括3个动滑轮，分别位于机械臂24的上部、中部和底部，所述液压马达26的输出轴连接滑轮组23中的底部滑轮，所述钢缆22套接在滑轮组23上，所述钢缆22下部铰接声学探头架 21； 所述履带轮8为4个，分别位于履带车架1的四角，与履带车架1通过减震油缸（图中未示出）铰接，在减震油缸的作用下，履带轮8可调整与履带车架1的相对高度，所述履带轮8由履带轮液压马达11驱动； 所述铣挖头滑架14的滑轨嵌套在中柱2的滑道内，所述铣挖头推进油缸15位于中柱内，油缸端与中柱2铰接，活塞杆端与铣挖头滑架14上部铰接，所述铣挖头12固接在铣挖头滑架 14下部，所述铣挖头推进油缸15内置位移传感器（图中未示出），精确控制铣挖头12上下运动的位移； 所述吸矿头固定架7位于铣挖头滑架14后部，固接在履带车架1的后部，一对吸矿头推进油缸6对称布置在吸矿头固定架7两内侧，油缸端铰接吸矿头固定架7，活塞杆端铰接液压泵吸矿头9，所述吸矿头推进油缸6内置位移传感器（图中未视出），精确控制液压泵吸矿头9沿吸矿头固定架7上的滑轨上下运动； 所述压力补偿器4、电子仓5固接在履带车架1左侧，所述水下电池13、阀箱16固接在履带车架1右侧；所述水下逆变器10固接在履带车架1后部；所述水下动力站27横置于履带车架1的前下部；所述料仓28对称位于中柱2两侧，且固接在履带车架1上。 [0019] 本实施例中，水面船的动力电由万米光纤缆输送至水下，经水下逆变器10逆变成高压电，驱动水下动力站27的水下电机（图中未示出），水下电机启动液压泵（图中未示出），液压泵输出动力经阀箱16分别为推进器3、吸矿头推进油缸6、液压泵吸矿头9、履带轮液压马达11、铣挖头12和油缸等提供液压动力，驱动相应部件动作。压力补偿器4为水下动力站27进行压力补偿，以平衡内外压力。水下电池13为水下摄像头20提供动力，用于寻址。置于电子仓5之内的水下CPU，用于控制采矿实验车的所有动作。 [0020] 本实施例中，所述中柱2位于履带车架1的正中部。 [0021] 本实施例中，所述推进器3为两台，对称固接在中柱2的两侧。 [0022] 本实施例中，所述履带车架1为钢管焊接框架机构。 [0023] 本实施例中，所述推进器3为液压推进器。 [0024] 本实施例中，所述声学探头架21为环形声学探头架。 [0025] 本实施例中，所述液压马达26为卷筒液压马达。 [0026] 本实施例中，所述履带轮8为三角履带轮。 [0027] 本实施例中，所述吸矿头固定架7为门式吸矿头固定架。 [0028] 本实施例中，所述料仓28为箱式料仓。 [0029] 工作过程：在推进器3和水下摄像头20的共同作用下，采矿实验车稳定着底，启动液压马达26，在铰杆17和钢缆22共同作用下，声学探头架21两端的万向轮18着底，通过折臂油缸25调整并使声学探头架21置于履带车架1前部一段距离，在履带轮8作用下，采矿实验车前进，声学测厚探头19探测矿体的分布厚度，操作人员根据矿体厚度，在位移传感器的作用下调整铣挖头12的截割深度，截割破碎富钴结壳矿体，同时，吸矿头推进油缸6控制位于铣挖头12后部的液压泵吸矿头9定距离底泵吸截割破碎的矿粒，液压泵吸矿头9吸的矿粒输送至料仓28内储存。 [0030] 行驶机构采用四个履带轮8，可上下调整与履带车架1的相对位置，履带液压马达单独驱动，可适应崎岖复杂的结壳地形。 [0031] 操作人员根据声学测厚探头19的测试数据，精确控制铣挖头12的截割深度，进一步降低贫化率。 |
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