[發明專利]海底采礦車底盤、海底采礦車及其控制方法

有效

• 申請號: 201710602458.8
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107521643B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 侯井寶;高宇清;左立標;吳鴻云;宋其新;劉偉;王榮耀;江敏;陳秉正;徐俊杰;臧龍;艾楊;張偉;徐立
• 申請（專利權）人: 長沙礦山研究院有限責任公司
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B62D55/08;E21C50/00
• 代理公司: 深圳市沃德知識產權代理事務所(普通合伙) 44347
• 代理人: 高杰;于志光

本發明涉及一種海底采礦車底盤、海底采礦車及其控制方法。采礦車底盤包括電驅式履帶行走機構、懸掛機構、底盤架及底盤控制系統，電驅式履帶行走機構有四個，分別安裝在四個懸掛機構上，電驅式履帶行走機構通過履帶架安裝在相對應的懸掛機構的承重桿上，承重桿通過螺母和絲桿與轉向桿連接，轉向桿的內端通過滑動軸承與底盤架的懸掛座相連，底盤架上安裝的底盤控制系統包括電子倉、聲信標和慣性導航組件。當海底采礦車在運行過程中，底盤控制系統根據傳感器采集的數據進行測算實時調節各個履帶行走機構，可以獨立調節各個履帶行走機構高度，使采礦車在行走過程中保持在平衡，提高了采礦車的地形適應能力和越障能力，更能適應復雜海底環境。

技術領域

本發明涉及海底采礦技術領域，尤其涉及一種海底采礦車底盤，以及海底采礦車及其控制方法。

背景技術

隨著陸地礦產資源的日益枯竭，海洋資源越來越受到各國的重視，我國提出了“維護海洋權益，建設海洋強國”的宏偉藍圖，建設和發展我國海洋事業。在海洋中存在著大量的生物資源和礦產資源。海底主要礦產資源主要有多金屬硫化物、多金屬結核和富鈷結殼殼。世界各國特別是西方發達國家正在對這些資源進行勘探以及試開采。我國自“八五”開始對海底采礦車進行研制，完成了集礦車的湖試，并正著手準備進行多金屬結核采礦的1000m海試。

目前，海底采礦車底盤多采用雙履帶的液壓驅動差速轉向，這種履帶底盤地形適應能力差，不利于采礦車的采礦作業。同時由于采用液壓驅動，對履帶的行走速度控制有嚴重的滯后現象，不利于采礦車的行走軌跡控制。另一方面，液壓驅動不可避免地會有液壓油泄漏的現象，污染海洋環境，破壞海洋生態平衡。

綜上所述，雙履帶的液壓驅動采礦車對地形適應能力和越障能力差并且液壓驅動響應慢易漏油污染的缺陷，成了本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種海底采礦車底盤、海底采礦車及其控制方法，旨在提高海底采礦車的響應速度，同時避免出現液壓油泄漏的現象，以及提高海底采礦車對地形適應能力和越障能力。

為了實現上述目的，本發明提供一種海底采礦車底盤，所述海底采礦車底盤包括電驅式履帶行走機構、懸掛機構、底盤架及底盤控制系統，

所述底盤架的相對兩側安裝有四個懸掛機構，每一個懸掛機構對應連接有一個電驅式履帶行走機構，所述電驅式履帶行走機構包括履帶、履帶架、減速箱及伺服電機，所述履帶安裝在履帶架上，所述履帶架設有用于驅動履帶行走的驅動輪，所述伺服電機帶動驅動輪運行，所述減速箱用于控制伺服電機來對履帶行走機構的運行速度進行調節，

所述懸掛機構包承重桿、絲桿、導向套、轉向桿、位移傳感器、升降電機、滑動軸承、偏轉電機和角度傳感器，每一個履帶行走機構通過其履帶架安裝在相對應的懸掛機構的承重桿上，所述承重桿上設置有螺母及與所述螺母配合的絲桿，所述絲桿的上端可轉動地安裝在轉向桿上，所述導向套連接在承重桿與轉向桿之間以對履帶行走機構的升降運動進行導向；

所述底盤架的兩側各設有兩個懸掛座，所述轉向桿的內端通過滑動軸承與底盤架的懸掛座可轉動地連接，所述位移傳感器和升降電機設于轉向桿上，所述升降電機與絲桿的頂部連接以驅動絲桿轉動，并由絲桿帶動與之配合的螺母連同整個履帶行走機構一起做升降運動，所述位移傳感器用于測量履帶行走機構的升降高度并反饋給底盤控制系統；所述角度傳感器和偏轉電機設于滑動軸承上，所述偏轉電機驅動滑動軸承連同轉向桿一起轉動，從而調節履帶行走機構的擺角，所述角度傳感器用于測量履帶行走機構的擺角并反饋給底盤控制系統；

所述底盤控制系統包括設于所述底盤架上的電子倉和聲信標，所述電子倉用于與水面科考船實現通訊，所述聲信標用于對海底采礦車進行定位，所述電子倉內安裝有姿態傳感器，用于檢測所述海底采礦車底盤的整體姿態。

優選地，所述伺服電機和所述減速箱采用一體化設計以節省安裝空間。