[發明專利]一種行走采集一體式海底采礦車

有效

• 申請號: 202110146053.4
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112943254B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 陳旭光;王立振;劉學麟
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: E21C50/00
• 分類號: E21C50/00
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 張衛武

本發明公開了一種行走采集一體式海底采礦車。包括前車體、后車體、連接前車體和后車體的連接裝置；前車體前端設置有開采滾筒，開采滾筒與前車體通過液壓懸臂連接；前車體底部設置有采集行駛一體輪，采集行駛一體輪通過驅動軸與前車體連接；采集行駛一體輪中間為車輪本體，沿車輪本體外周均勻設置有多個可調節弧形輪齒，所述可調節弧形輪齒板上設置有多個板齒；前車體上還設置有提升裝置、傳送裝置；后車體底部設置有行駛氣墊；行駛氣墊設置有氣體調節裝置。本發明將傳統采礦車的行駛結構與采集結構相結合，實現了采集行走的一體化，并能降低能耗，增加礦車的越野性能。

技術領域

本發明涉及海底礦產資源開采設備領域，尤其涉及一種行走采集一體式海底采礦車。

背景技術

多金屬結核具有極高的開采價值，海洋礦產資源豐富，據統計，世界大洋海底錳結核的總儲量達30000億噸，僅太平洋就有17000億噸，海洋資源開發是目前世界各國競爭的焦點。

多金屬結核分布在世界大洋底部水深3500—6000米海底表層沉積物中，在深海進行開采作業，必然會消耗大量的能量，因此經濟性在采礦車的設計過程中是必然要考慮的。由于深海沉積物含水率高及承載力的特點，普通的輪式車體極易發生打滑，目前的深海采礦車主要采用的是履帶式的行駛方式，采集方式則是在車體前單獨設置水力式或機械式采礦裝置，采礦車的行駛和采集需要分別驅動，耗能巨大，很難實現開采的經濟性，同時履帶式礦車具有轉向困難，靈活性低的缺點。例如，公開號為CN106703812A的中國專利申請公開了一種深海鈷結殼采礦車，包括：雙車體框式車身以及設置于車身前端的切削裝置和集吸裝置、依次設置于車身上的分離倉、礦石儲倉以及驅動機構，其中：集吸裝置位于切削裝置上方；所述的切削裝置包括：帶有機械臂和液壓控制裝置的三組螺旋式滾筒組；所述的集吸裝置包括：與分離倉相連的收集蓋、分別與分離倉和礦石儲倉相連的離心泵，其中：收集蓋和離心泵均通過軟管與分離倉和礦石儲倉相連。所述的驅動機構包括：設置于雙車體框式車身底部的履帶運動機構以及設置于雙車體框式車身兩側的液壓推進器。其即存在前述問題。

中國專利申請CN101482018A公開了一種鐵錳結核水簾選礦車，主要由行進履帶、挖礦輪、傳輸履帶、高壓水噴射頭、礦箱、電力系統和兩端提升繩組成，礦車行進時，旋轉的挖礦輪在前方將礦物挖起并送到傳送履帶上，傳送履帶下方安裝高壓水噴射頭，高壓水噴射頭透過傳送履帶間隙沖洗礦物，使較輕礦物及淤泥等雜物吹出，鐵錳礦及更重礦物由傳送帶進入礦箱。該發明利用旋轉的挖礦輪將賦存于海底沉積物中的礦石挖起，雖能有效采集礦石，但機械式的挖礦輪對海底環境擾動大，降低了行走機構下臥土層的承載力，容易導致礦車沉陷，不適用易沉陷地層。高壓水射噴頭雖能有效沖洗礦物，但此過程需要外部系統持續提供高壓水流；同時傳送履帶的運轉需要外部系統的動力供應，能耗大幅提升。

發明內容

本發明的目的是提供一種行走采集一體式海底采礦車，將采礦車的行走裝置與采集裝置結合，能夠在驅動礦車行駛的同時完成采集任務，節約采礦過程中的能耗，并且采礦車的行使方式為輪式驅動，增加了采礦車行駛過程中的靈活性。

為解決現有技術存在的問題，本發明提供一種行走采集一體式海底采礦車，一種行走采集一體式海底采礦車，包括前車體、后車體、連接前車體和后車體的連接裝置。

前車體前端設置有開采滾筒，開采滾筒與前車體通過液壓懸臂連接。前車體底部設置有采集行駛一體輪，采集行駛一體輪通過驅動軸與前車體連接。采集行駛一體輪中間為車輪本體，沿車輪本體外周均勻設置有多個可調節弧形輪齒，所述可調節弧形輪齒板上設置有多個板齒。所述可調節弧形輪齒板的一端與車輪本體通過開閉機構活動連接，且角度可調。所述可調節弧形輪齒板的弧度與車輪本體弧度相同，閉合時可與車輪本體外周貼合。所述可調節弧形輪齒板的寬度大于車輪本體寬度。前車體上還設置有提升裝置、傳送裝置。提升裝置位于采集行駛一體輪的后側。傳送裝置位于提升裝置后側。

后車體底部設置有行駛氣墊。行駛氣墊設置有氣體調節裝置，可以充氣和放氣調整氣墊高度。