[發(fā)明專利]用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)、控制方法及多金屬結(jié)核采礦車

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711225929.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN107842367A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭建平;程陽銳;李俊;唐紅平;何成;王建華;黃鑫超;楊京
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21C50/00
• 分類號(hào): E21C50/00;B63C11/52;G01B7/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)43213
• 代理人: 何湘玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)、控制方法及多金屬結(jié)核采礦車。

背景技術(shù)

目前深海多金屬結(jié)核這種礦產(chǎn)資源開采工藝與方法中水力采集是一種具有發(fā)展前景的工藝與方法。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低，對(duì)海底環(huán)境擾動(dòng)較小等優(yōu)點(diǎn)，但是它對(duì)離地高度有一定范圍要求，離地高度過高或過低都會(huì)嚴(yán)重影響水力采集機(jī)構(gòu)的采集率。

水力采集機(jī)構(gòu)在深海海底采集多金屬結(jié)核時(shí)，由于海底地形變化，離地高度也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，一旦離地高度的變化超出其適用的范圍，就會(huì)嚴(yán)重影響多金屬結(jié)核采集效率，造成采集率大大下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)、控制方法及多金屬結(jié)核采礦車，以解決海底地形變化造成水力采集機(jī)構(gòu)離地高度超出其適用的范圍導(dǎo)致采集率效率低的現(xiàn)有技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)，包括平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)、水力采集機(jī)構(gòu)和離地高度測(cè)量機(jī)構(gòu)，離地高度測(cè)量機(jī)構(gòu)有兩組，分別固定在水力采集機(jī)構(gòu)的兩側(cè)用于測(cè)量水力采集機(jī)構(gòu)的離地高度，平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)一端鉸接在水力采集機(jī)構(gòu)上用于調(diào)節(jié)水力采集機(jī)構(gòu)的離地高度，另一端鉸接在采礦車前端。

優(yōu)選地，離地高度測(cè)量機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向桿安裝座、導(dǎo)向桿鉸座、彈性元件、導(dǎo)向桿、地形檢測(cè)板、離地高度測(cè)量元件、立桿安裝座、立桿，導(dǎo)向桿安裝座與立桿安裝座固定在水力采集機(jī)構(gòu)的側(cè)面；導(dǎo)向桿一端通過銷軸與地形檢測(cè)板鉸接，另一端穿過導(dǎo)向桿鉸座形成移動(dòng)副并用雙螺母限位；導(dǎo)向桿有兩根，分別位于立桿前后兩側(cè)；導(dǎo)向桿鉸座另一鉸孔穿于導(dǎo)向桿安裝座上形成回轉(zhuǎn)副；彈性元件套于導(dǎo)向桿圓柱面上，隨地形檢測(cè)板上升或下降，導(dǎo)向桿在導(dǎo)向桿鉸座軸孔內(nèi)向上或向下滑動(dòng)使彈性元件壓縮或伸長(zhǎng)；立桿的一端通過銷軸與地形檢測(cè)板鉸接成回轉(zhuǎn)副，另一端圓柱面與立桿安裝座的孔同軸形成移動(dòng)副；離地高度測(cè)量元件固定在立桿安裝座上，用于測(cè)量立桿在立桿安裝座的孔中的位移值。

優(yōu)選地，彈性元件為彈簧。

優(yōu)選地，離地高度測(cè)量元件為磁致位移傳感器。

優(yōu)選地，平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)由連桿和升降油缸組成，連桿共有四根，連桿一端鉸接在水力采集機(jī)構(gòu)上，另一端鉸接在采礦車前端；升降油缸一端鉸接在水力采集機(jī)構(gòu)上，另一端通過耳軸鉸接安裝在采礦車上。

優(yōu)選地，升降油缸內(nèi)部安裝有位移傳感器用于測(cè)量升降油缸的活塞桿伸長(zhǎng)或縮短。

優(yōu)選地，升降油缸配有雙向液壓鎖。

依托于上述用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種多金屬結(jié)核采礦車，包括采礦車本體和用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)，用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)鉸接在采礦車前端。離地高度過高或過低都會(huì)嚴(yán)重影響水力采集機(jī)構(gòu)的采集率，因此安裝了用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)的采礦車能夠在海底地形變化時(shí)，實(shí)時(shí)改變水力采集機(jī)構(gòu)的離地高度。

本發(fā)明還提供了一種用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制方法，包括以下步驟：

S1：設(shè)定水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的閥值范圍；

S2：通過離地高度測(cè)量機(jī)構(gòu)獲取水力采集機(jī)構(gòu)的實(shí)際離地高度；

S3：比較水力采集機(jī)構(gòu)的實(shí)際離地高度與離地高度閥值范圍；

S4：平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)整水力采集機(jī)構(gòu)的離地高度。

優(yōu)選地，平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)水力采集機(jī)構(gòu)的離地高度是通過伺服閥變位進(jìn)行控制的。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的離地高度控制系統(tǒng)通過高度測(cè)量元件實(shí)時(shí)測(cè)量水力采集機(jī)構(gòu)的離地高度，通過離地高度測(cè)量值與離地高度控制設(shè)定值來比較，根據(jù)比較結(jié)果來控制平行移動(dòng)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)水力采集機(jī)構(gòu)的實(shí)際離地高度，保證多金屬結(jié)核的采集率穩(wěn)定地處于較高的水平。

2、本發(fā)明的離地高度控制系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)測(cè)量，實(shí)時(shí)響應(yīng)，閉環(huán)控制的方式，能夠快速及時(shí)的控制水力采集機(jī)構(gòu)工作過程的離地高度。

下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于水力采集機(jī)構(gòu)離地高度的控制系統(tǒng)的另一立體結(jié)構(gòu)示意圖；