海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法
专利汇可以提供海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种海底集矿车行走防沉陷底盘 履带 装置，包括通过伸缩装置连接在一起的上下底盘，上下底盘嵌套在一起形成能够上下移动的密封空腔作为浮 力 舱， 浮力 舱内有弹性气囊，弹性气囊与空气 压缩机 连通，上底盘左右两侧安装有外履带，下底盘下部安装有内履带，外履带的外部边缘设置伸缩板装置。伸缩装置控制上下底盘分离，联动轮带动内履带下伸，抬升车体；浮力舱增大车体浮力。速凝喷射装置喷射 速凝剂 与强化剂，增大扰动土体的 沉降速度 与强度。伸缩板内板插入软弱土体，增大动力。伸缩装置根据数据反馈不断进行伸长收缩，调整上下底盘间距及内履带高度，适应不同强度土层，实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，车体同步前行。，下面是海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法专利的具体信息内容。
1.一种海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，包括通过伸缩装置连接在一起的上、下底盘，上、下底盘嵌套在一起形成能够上下移动的密封空腔作为浮力舱，浮力舱内有弹性气囊，弹性气囊与空气压缩机连通，上底盘左右两侧安装有外履带，下底盘下部安装有与外履带相独立的内履带，外履带的外部边缘设置伸缩板装置。
2.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述伸缩装置为液压缸或气缸，伸缩装置下端通过连接盘及螺丝与上底盘刚性固定连接；伸缩装置的上端通过连接盘及螺丝与下底盘刚性固定连接，伸缩装置上安装有位移传感器，位移传感器用于测量内履带及下底盘下降位移，测得数据传至控制系统；控制系统根据位移传感器的监测数据来控制和调节伸缩装置的液体压力、流量和方向，从而能够控制伸缩装置伸长与收缩，不断对内履带及下底盘高度进行反馈调节；
所述伸缩装置数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。
3.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述浮力舱是由下底盘上开口向上的长方体空腔套嵌入上底盘开口向下的长方体空腔内而形成的密封空腔，所述上、下底盘的长方体空腔间通过密封方环密封连接，即下底盘的长方体空腔外侧面上设置密封方环，上、下底盘的长方体空腔间能够浮动自适应联接；形成的密封空腔，上、下底盘能够相对上下移动。
4.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述空气压缩机安装于上底盘上。
5.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述外履带长度大于集矿车主体长度；
所述内履带前端面与外履带前端面齐平，内履带后端面与下底盘后端面齐平。
6.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，速凝喷射装置包括上下储液舱及控制系统组成，上储液舱及下储液舱之间刚性连接而成，所述上储液舱由上储液箱与斜向上45°的喷头构成，两者通过滚珠支座连接，上储液箱体内存放硬化剂；
所述下储液舱由下储液箱与斜向下45°的喷头构成，两者通过滚珠支座连接，下储液箱体内存放早强剂。
7.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述下底盘左右两侧的下表面上分别有L型支臂，L型支臂的水平部分的两端分别水平设置有内动力轮连接杆，中间位置设置有多个与内动力轮连接杆平行的联动轮连接杆，联动轮连接杆和内动力轮连接杆上分别对应安装有联动轮和内动力轮，内履带绕在联动轮和内动力轮上，内动力轮由设置于下底盘上的动力系统提供动力；
所述联动轮数量至少为六个，每侧数量至少为三个，对称分布。
8.如权利要求7所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，内动力轮连接杆通过螺栓与轮毂同轴连接，同样使用螺栓将动力轮同轴连接在轮毂外侧壁上，轮毂内侧壁通过滚柱轴承与下底板下端支臂活性连接；实现了内动力轮、轮毂、内动力轮连接杆与下底板支臂的连接，进而动力系统带动内动力轮连接杆旋转，内动力轮连接杆带动内动力轮旋转提供动力。
9.如权利要求1所述的海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置，其特征是，所述伸缩板装置包括嵌套在一起的内、外板，外板为上部开口的槽状构造，内板底部通过刚性弹簧安装于外板槽内底部，内板受到一定强度的压强后，便会压入外板槽中，当内板收到足够的压力时，可以完全压入外板槽中；
所述外履带外侧边缘设置加厚层，其目的是紧密连接外板与履带，所述外板通过连接盘与螺栓刚性连接于加厚层上，且能够随外履带一起转动；
外板的开口朝向外履带的外周面，且外板的上端面不超过外履带与土壤接触表面，且外履带上下平行面上的外板相间布置，随外履带一起转动；
朝向外履带行进方向，首先与土壤接触的内板侧边呈刃状结构，该结构使内板与土壤接触面面积最小，更容易使内板插入柔软的土层中，增加履带与土壤的摩擦力，增强履带在地面的附着性。
10.一种利用海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置的行走自救方法，其特征是，包括：
1）集矿车在海底正常行走
集矿车随海上运输系统下放到海底矿区作业面区域，内外履带处于同一高度，共同为集矿车提供前进动力；
外履带伸缩板内板接触强度相对较高路面，受压收缩进外板，不影响集矿车正常有效行走；
速凝喷射装置与控制伸缩装置暂时不启动；
2）集矿车在海底软弱土面上行走
集矿车行进至海底软弱土面，集矿车出现轻微下陷；在不影响正常行进速度与轨迹的情况下，控制伸缩系统暂不启动；
速凝喷射装置接收自集矿车自带的土体强度探测系统的数据处理结果，控制下储液仓，根据不同下垫面土体强度数据，由控制系统配置不同用量的早强剂与硬化剂混合液，控制喷入下部软弱土体，实现软弱土体在一定程度上快速固结硬化；
外履带伸缩板内板部分插入软弱土中，一方面增大集矿车前进动力，另一方面两侧内板形成插入软弱土中，在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少土体损失，减小沉陷量，保证集矿车稳定有效通过软弱土面；
3）集矿车发生沉陷
集矿车行进至受到强烈扰动的海底软弱土面，发生突然沉陷时，集矿车自带的车辆水平行走监测装置系统监测到车体沉陷状况及沉陷高度，伸缩装置启动，下底盘向下方分离，通过联动轮带动内履带同下底盘一齐向下伸出，接触到足够强度的土层承载面，通过反作用力，将外履带、上底盘及集矿车主体的前部抬升，助力集矿车脱离沉陷区；
浮力舱空间变大，空气压缩机向弹性气囊内注入压缩空气，以此增大集矿车浮力，减小集矿车对沉陷区软弱土面的压力，便于沉陷自救；
外履带伸缩板内板全部插入沉陷区软弱土中，增大集矿车前进动力，同时在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少下部土体损失，为内外履带及底盘提供足够的土体承载；
根据集矿车对于前部土体强度数据处理分析，控制伸缩系统在保证外履带与上底盘始终沿行进方向正常行进，不再沉陷的情况下，伸缩装置向上收缩，使内履带与下底盘向上移动；
伸缩装置在整个过程中，根据集矿车沉陷情况与实时自救情况的数据反馈，不断进行伸长收缩，调整内履带高度，使其高效实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，增加集矿车前进阻力；
整个沉陷自救过程中，外履带受到上部软弱土层支持，沿行进方向正常向前行驶；内履带受到下部强度较高土层支持，同时提供向前动力；整个集矿车脱离沉陷区自救过程中，始终保持正常行进。
海底集矿车行走防沉陷底盘履带装置及其行走自救方法
技术领域
背景技术
采用履带式结构，集矿车行走极易发生沉陷，且类型与陆地整体剪切破坏不同，类似冲剪破坏，沉陷发生突然。再者，由于集矿车前方破土采矿，海底稀软底质土产生较大扰动，严重影响了抗剪强度，导致集矿车沉陷极易发生。
发明内容
集矿车随海上运输系统下放到海底矿区作业面区域，内外履带处于同一高度，共同为集矿车提供前进动力；
外履带伸缩板内板接触强度相对较高路面，受压收缩进外板，不影响集矿车正常有效行走；
速凝喷射装置与控制伸缩装置暂时不启动；
2）集矿车在海底软弱土面上行走
集矿车行进至海底软弱土面，集矿车出现轻微下陷；在不影响正常行进速度与轨迹的情况下，控制伸缩系统暂不启动；
速凝喷射装置接收集矿车自身带有的土体强度探测系统的数据处理结果，控制下储液仓，根据不同下垫面土体强度数据，由控制系统配置不同用量的早强剂与硬化剂混合液，控制喷入下部软弱土体，实现软弱土体在一定程度上快速固结硬化；
外履带伸缩板内板部分插入软弱土中，一方面增大集矿车前进动力，另一方面两侧内板形成插入软弱土中，在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少土体损失，减小沉陷量，保证集矿车稳定有效通过软弱土面；
3）集矿车发生沉陷
集矿车行进至受到强烈扰动的海底软弱土面，发生突然沉陷时，集矿车自带的车辆水平行走监测装置系统监测到车体沉陷状况及沉陷高度，伸缩装置启动，下底盘向下方分离，通过联动轮带动内履带同下底盘一齐向下伸出，接触到足够强度的土层承载面，通过反作用力，将外履带、上底盘及集矿车主体的前部抬升，助力集矿车脱离沉陷区；
浮力舱空间变大，空气压缩机向弹性气囊内注入压缩空气，以此增大集矿车浮力，减小集矿车对沉陷区软弱土面的压力，便于沉陷自救；
外履带伸缩板内板全部插入沉陷区软弱土中，增大集矿车前进动力，同时在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少下部土体损失，为内外履带及底盘提供足够的土体承载；
根据集矿车对于前部土体强度数据处理分析，控制伸缩系统在保证外履带与上底盘始终沿行进方向正常行进，不再沉陷的情况下，伸缩装置向上收缩，使内履带与下底盘向上移动；
伸缩装置在整个过程中，根据集矿车沉陷情况与实时自救情况的数据反馈，不断进行伸长收缩，调整内履带高度，使其高效实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，增加集矿车前进阻力；
整个沉陷自救过程中，外履带受到上部软弱土层支持，沿行进方向正常向前行驶；内履带受到下部强度较高土层支持，同时提供向前动力；整个集矿车脱离沉陷区自救过程中，始终保持正常行进。
图3为浮力舱结构示意图；
图4为内履带及下底板结构示意图；
图5为控制伸缩装置及其连接方式示意图；
图6a为外履带伸缩板伸出状态结构示意图；
图6b为外履带伸缩板缩回状态结构示意图；
图7为速凝喷射装置结构示意图；
图8为内履带内动力轮结构示意图；
其中：1、上底盘；101、开口向下的长方体空腔；102、上底板支臂；2、下底盘；201、开口向上的长方体空腔；202、下底板支臂；203、联动轮连接杆；204、内动力轮连接杆；3、外履带；4、内履带；5、外动力轮；6、伸缩板装置；601、内板；602、外板；7、速凝喷射装置；701、上储液舱；
702、下储液舱；703、斜向上45°喷头；704、斜向下45°喷头；705、滚珠支座；8、伸缩装置；9、浮力舱；901、弹性气囊；10、联动轮；11、内动力轮；12、轴承；13、轮毂。
具体实施方式
集矿车随海上运输系统下放到海底矿区作业面区域，内外履带处于同一高度，共同为集矿车提供前进动力；
外履带伸缩板内板接触强度相对较高路面，受压收缩进外板，不影响集矿车正常有效行走；
速凝喷射装置与控制伸缩装置暂时不启动；
2）集矿车在海底软弱土面上行走
集矿车行进至海底软弱土面，集矿车出现轻微下陷；在不影响正常行进速度与轨迹的情况下，控制伸缩系统暂不启动；
速凝喷射装置接收自集矿车土体强度探测系统的数据处理结果，控制下储液仓，根据不同下垫面土体强度数据，由系统配置不同用量的早强剂与硬化剂混合液，控制喷入下部软弱土体，实现软弱土体在一定程度上快速固结硬化；
外履带伸缩板内板部分插入软弱土中，一方面增大集矿车前进动力，另一方面两侧内板形成插入软弱土中，在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少土体损失，减小沉陷量，保证集矿车稳定有效通过软弱土面；
3）集矿车发生沉陷
集矿车行进至受到强烈扰动的海底软弱土面，发生突然沉陷时，车辆水平行走监测装置系统监测到车体沉陷状况及沉陷高度，伸缩装置启动，下底盘向下方分离，通过联动轮带动内履带同下底盘一齐向下伸出，接触到足够强度的土层承载面，通过反作用力，将外履带、上底盘及集矿车主体的前部抬升，助力集矿车脱离沉陷区；
浮力舱空间变大，空气压缩机向弹性气囊内注入压缩空气，以此增大集矿车浮力，减小集矿车对沉陷区软弱土面的压力，便于沉陷自救；
外履带伸缩板内板全部插入沉陷区软弱土中，增大集矿车前进动力，同时在集矿车两侧形成相对封闭区域，有效阻挡底盘下部软弱土体因受挤压而向两侧流失，减少下部土体损失，为内外履带及底盘提供足够的土体承载；
根据集矿车对于前部土体强度数据处理分析，控制伸缩系统在保证外履带与上底盘始终沿行进方向正常行进，不再沉陷的情况下，伸缩装置向上收缩，使内履带与下底盘向上移动；
伸缩装置在整个过程中，根据集矿车沉陷情况与实时自救情况的数据反馈，不断进行伸长收缩，调整内履带高度，使其高效实现车体抬升，同时避免内履带一直在海底土中行进，增加集矿车前进阻力；
整个沉陷自救过程中，外履带受到上部软弱土层支持，沿行进方向正常向前行驶；内履带受到下部强度较高土层支持，同时提供向前动力；整个集矿车脱离沉陷区自救过程中，始终保持正常行进。
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