[發明專利]錳結核采集飛船

有效

• 申請號: 202011644735.X
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112776961B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 李新亞
• 申請（專利權）人: 李新亞
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H21/17;B63B45/00;B63B1/24;B63B17/00;B63H5/07
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1.一種錳結核采集飛船，其特征在于：

所述錳結核采集飛船含船體(1)、導引裝置和采集裝置；

所述船體(1)，其在海面上時停在岸邊或母船向水中伸出的傾斜滑道上，其含舷板(2)、船底(3)、船艙(4)、船翼(5)、垂直尾翼(6)、水平尾翼(7)、照明攝像裝置和推進裝置；

所述舷板(2)，其為豎直板，其后端面與其水平頂面或水平底面垂直，其前端面分為相互連接的上端面(2a)和下端面(2b)，其上端面(2a)與其頂面垂直，其下端面(2b)與其底面的夾角大于90°；所述船體(1)上有兩塊舷板(2)，這兩舷板(2)分居所述船體(1)的兩側；

所述船底(3)，其為水平矩形板，其縱向長度小于舷板(2)底面的縱向長度，其前部有多個豎直漏水孔(3a)；所述船底(3)，其兩側向面分別與相應位置的這兩舷板(2)的兩內側向面固定連接，其底面分別與這兩舷板(2)的底面齊平，其后端面分別與這兩舷板(2)的后端面齊平；

所述船艙(4)，其位于所述船底(3)上最后面漏水孔(3a)的后方，其由水平矩形頂板(4a)、豎直矩形前艙壁(4b)、豎直矩形后艙壁(4c)和相應位置的所述船底(3)以及相應位置的這兩舷板(2)圍成長方體形密封內腔(4d)；所述頂板(4a)上有供人員或物資進出所述內腔(4d)的且可用艙蓋嚴密封蓋的艙口；所述內腔(4d)中放置電池；所述錳結核采集飛船若為人員操控，則操控人員位于所述內腔(4d)中，若為智能操控，則智能操控設備位于所述內腔(4d)中；

所述船體(1)上有一對船翼(5)，這一對船翼(5)的結構和功能類似于飛機上的一對機翼，其產生的升力支持所述船體(1)在水中潛行，又使所述船體(1)具有橫側穩定性；這一對船翼(5)的兩船翼(5)，其內端面分別與這舷板(2)縱向中部上方的外側向面固定連接；

所述垂直尾翼(6)的結構和功能類似于飛機的垂直尾翼，其沿縱向豎立在所述船艙(4)頂板(4a)后部上表面的橫向中央，其底面與相應位置的所述頂板(4a)的上表面固定連接；當所述船體(1)受到水流擾動發生偏轉時，所述垂直尾翼(6)產生阻礙偏轉的力矩，使所述船體(1)恢復原來的運動狀態；所述操控人員或所述智能操控設備通過調節所述垂直尾翼(6)，可對所述船體(1)進行航向操縱；

所述船體(1)上有一對水平尾翼(7)；這一對水平尾翼(7)，其結構和功能類似于飛機上的一對水平尾翼，其使所述船體(1)在俯仰方向上具有靜穩定性，所述操控人員或所述智能操控設備通過調節這一對水平尾翼(7)，還能對所述船體(1)的俯仰進行操縱；這一對水平尾翼(7)的兩水平尾翼(7)，其兩內端面分別與這舷板(2)后端上轉角處的外側向面固定連接；

所述照明攝像裝置由撐桿(19)、探照燈(20)和攝像機(21)組成；

所述撐桿(19)的橫斷面為矩形；兩撐桿(19)，其后端的內側向面分別與這兩舷板(2)前端上轉角處的外側向面固定連接，其前端分別從這兩舷板(2)的上端面(2a)向前方伸出；

兩探照燈(20)，其分別固定安裝在這兩撐桿(19)前端附近的下表面上，其共同探照所述船底(3)前方海底的地形和錳結核的分布情況；

兩攝像機(21)，其均具廣角攝像功能，其分別固定安裝在這兩撐桿(19)的前端，其分別拍攝所述船底(3)兩側前方海底的地形和錳結核的分布情況，并將拍攝的信息傳輸給所述船艙(4)中的操控人員或智能操控設備；

這兩探照燈(20)或這兩攝像機(21)均由所述電池供電，且供電由所述操控人員或所述智能操控設備控制；

所述船體(1)上有兩套推進裝置，這兩套推進裝置分居所述船體(1)的兩側，這兩套推進裝置工作時產生推力，使所述船體(1)前進；每套推進裝置均由電動機、螺旋漿軸(8)和螺旋漿(9)組成；

這兩套推進裝置的兩電動機，其分別固定安裝在所述船體(1)的兩船翼(5)中，其均由所述電池供電，且供電由所述操控人員或所述智能操控設備控制；

這兩套推進裝置的兩螺旋漿軸(8)，其分別從這兩船翼(5)中水平向前伸出，其旋轉分別由這兩電動機驅動；

這兩套推進裝置的兩螺旋漿(9)分別固定連接在這兩螺旋漿軸(8)的前端；

所述采集裝置含轉軸(16)、轉柱(17)和轉板(18)；

所述轉軸(16)，其為橫向水平軸，其位于這兩舷板(2)底面前端的前上方，其兩端分別固定連接在這兩舷板(2)的前上角轉角處的這兩舷板(2)上；

所述轉柱(17)，其為橫向水平圓柱體，其軸向長度等于這兩舷板(2)上兩內側向面之間的距離，其外徑大于所述轉軸(16)的外徑，其同軸套裝在所述轉軸(16)上，其在轉柱輪轂電機驅動下可繞軸線沿順時針方向自由轉動，但不能沿軸向移動；所述轉柱輪轂電機由所述電池供電，且供電由所述操控人員或所述智能操控設備控制；

所述轉板(18)，其為矩形板，其橫向寬度等于所述轉柱(17)的軸向長度，其內端沿軸向與所述轉柱(17)的外圓周表面固定連接，其外端沿所述轉柱(17)的徑向伸出，其位于所述轉軸(16)的正下方時，其外端面接近所述船底(3)底面的延伸面；環繞所述轉柱(17)的圓周表面均勻安裝多塊轉板(18)；

所述導引裝置由斜板(13)、弧板(14)和鏟板(15)組成；

所述弧板(14)，其為向前下方傾斜的弧形板，其橫向兩端面分別與這兩舷板(2)的兩內側向面固定連接，其前表面與虛擬圓筒(12)的圓周表面重合，其上端位于所述轉軸(16)軸線的后下方且在豎直方向上接近所述轉軸(16)的軸線，其下端位于所述轉軸(16)軸線的正下方；所述虛擬圓筒(12)，其軸線與所述轉軸(16)的軸線重合，其半徑等于轉板(18)外端面與所述轉軸(16)軸線之間的距離；

所述鏟板(15)，其為水平矩形短板，其豎直厚度等于所述弧板(14)的徑向厚度，其后端與所述弧板(14)的下端固定連接，其橫向兩端面分別與這兩舷板(2)的兩內側向面固定連接，其前端向前伸出；

所述斜板(13)，其為向前上方傾斜的矩形板，其后端較前端低，其前端與所述弧板(14)的頂端圓滑固定連接，其橫向兩端面分別與這兩舷板(2)的兩內側向面固定連接；

所述船體(1)沿海底緩慢前進時，所述鏟板(15)推動接觸的錳結核使之松動；所述轉柱(17)帶著其上多塊轉板(18)在轉柱輪轂電機驅動下沿順時針方向旋轉過程中，推著松動的錳結核進到所述鏟板(15)上后，繼而再沿著所述弧板(14)上升；當錳結核翻越所述弧板(14)的頂端進到所述斜板(13)上后，便沿所述斜板(13)自動滾下，接著離開所述斜板(13)自動掉落到所述船體(1)的船底(3)上。

2.根據權利要求1所述錳結核采集飛船，其特征在于：

所述錳結核采集飛船的工作程序是這樣的：

第一步，準備：

岸邊或母船上工作人員將停在滑道上的船體(1)上船艙(4)內腔(4d)中電力不足的電池取出，換上充電的電池；所述錳結核采集飛船若為人員操控，則操控人員進到所述內腔(4d)中，若為智能操控，則啟動智能操控設備，然后重新密封所述內腔(4d)；

第二步，下潛和搜索：

外力推動所述船體(1)使之沿所述滑道下滑；操控人員或智能操控設備將照明攝像裝置的兩控照燈(20)點亮、兩攝像機(21)開始拍攝，并啟動所述船體(1)的推進裝置；所述船體(1)離開所述滑道后在海水中一邊前進一邊下降；所述船體(1)接近海底時一邊盤旋一邊尋找錳結構密集點，然后將所述船體(1)降落到錳結構密集點附近的海底上；

第三步，采集錳結核：

減小所述推進裝置的功率，讓所述船體(1)沿海底緩慢前進，同時啟動所述采集裝置，此后不斷有錳結核掉落并聚集到所述船體(1)中；

第四步，運輸錳結核：

當所述船體(1)中聚集的錳結核達到額定量時，所述采集裝置停止工作；加大所述推進裝置的功率，使所述船體(1)離開海底一邊前進一邊上升，最后回到所述滑道上，并讓所述船艙(4)的頂板(4a)露出水面，此時所述推進裝置停止工作、這兩控照燈(20)熄滅、這兩攝像機(21)關機；所述錳結核采集飛船若由人員操控，則操控人員離開所述內腔(4d)，若為智能操控，則所述智能操控設備自動關機；

第五步，卸載錳結核：

岸邊或母船上工作人員將所述船體(1)中聚集的錳結核卸載，至此便完成了一個周期錳結核的采集和運輸工作；

此后所述錳結核采集飛船的工作程序為上述程序的重復。