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一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车

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成果类型:
专利
发明/设计人:
戴兵;张雷;陈英;贺桂成
申请/专利权人:
南华大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2019-11-25
申请/专利号:
CN201911165430.8
公开时间:
2020-04-03
公开号:
CN110952984A
主申请人地址:
421000 湖南省衡阳市蒸湘区常胜西路28号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,包括控制舱(1),压载舱组件(2),采矿车底盘(3),沉陷测量组件(4),破碎采集组件(5)及履带(6),其特征在于,所述采矿车底盘(3)两侧对称分布有履带(6),且其上方车体内固定安装有控制舱(1)及压载舱组件(2),车体前端为破碎采集组件(5),所述破碎采集组件(5)包括破碎采集头(51),并与压载舱组件(2)连接,所述沉陷测量组件(4)包括测陷轮(43),所述测陷轮(43)安装于所述海底采矿车后方,且其左右两端对称分布有若干光信号发生器(47)及光电传感器(48)以检测光信号接收。 2.根据权利要求1所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,所述压载舱组件(2)包括压载舱(21),且所述压载舱组件(2)中心与所述海底采矿车空载时重心位置一致,所述压载舱(21)为网状外壳舱体结构,且其外壳网状间隙尺寸小于经破碎采集头(51)破碎采集的矿砂尺寸。 3.根据权利要求2所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,所述压载舱组件(2)还包括旋转叶杆(22),所述旋转叶杆(22)旋转安装于压载舱(21)底部中心,并与压载舱(21)外部驱动电机安装连接,且其与所述压载舱(21)安装部经密封胶密封。 4.根据权利要求3所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,所述破碎采集组件(5)还包括收集泵(52)及集料软管(53),所述集料软管(53)与收集泵(52)连接,且其前端与破碎采集头(51)连接,其后端与压载舱(21)入口处连接。 5.根据权利要求1所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,所述破碎采集头(51)为水力采集式集矿头或水力机械复合式集矿头。 6.根据权利要求1所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,所述履带(6)表面均匀分布有若干长齿板(61),相邻长齿板(61)之间均匀分布有若干短齿板(62),所述短齿板(62)高度小于长齿板(61),且所述履带(6)由海底采矿车内置液压站驱动。 7.根据权利要求1所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,所述光信号发生器(48)为红外线发生器,所述沉陷测量组件(4)还包括第一摆杆(45),第二摆杆(46),第一角度传感器(41),第二角度传感器(42)及气缸(44),所述第一摆杆(45),第二摆杆(46)与测陷轮(43)铰接,且所述第一摆杆(45)与采矿车底盘(3)后端中心处铰接,所述第二摆杆(46)滑动安装于采矿车底盘(3)前端的滑动支座(49),所述滑动支座(49)与采矿车底盘(3)前端中心处铰接,所述气缸(44)气缸座铰接于采矿车底盘(3)后端,其气缸推杆铰接于第一摆杆(45)中部,第一角度传感器(41)安装于第一摆杆(45)与采矿车底盘(3)铰接处,第二角度传感器(42)安装于滑动支座(49)与采矿车底盘(3)铰接处。 8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,还包括水平调节组件(8),所述水平调节组件(8)包括陀螺仪传感器(81)及若干弹簧油缸(82),所诉陀螺仪传感器(81)固定安装于采矿车底盘(3)前端,若干弹簧油缸(82)活塞杆均匀固定安装于海底采矿车车身前端及后端,其底座固定安装于采矿车底盘(3),且所述弹簧油缸(82)由海底采矿车内置液压站驱动。 9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,还包括输料软管(7),所述输料软管(7)前端与压载舱(21)连接,其后端与海底采矿母船或海底采矿集料舱连接。 10.根据权利要求1~8任意一项所述的一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,其特征在于,所述沉陷测量组件(4)综合其第一角度传感器(41),第二角度传感器(42)及光电传感器(48)数据信号,获取所述海底采矿车前后端沉陷近似值,并将所得数值信号传递至控制舱(1),所述控制舱(1)依据所获最大沉陷值比对沉陷阈值进行判定,并采取相应的处置措施,所述陀螺仪传感器(81)测得采矿车底盘(3)俯仰值,并将所得数值信号传递至控制舱(1),经所述控制舱(1)控制弹簧油缸(82)内部油压。
摘要:
本发明公开了一种具有沉陷状态监测装置的海底采矿车,通过压载舱的中心布局及内置旋转叶杆结构,使得压载舱内矿浆分布更为均匀,避免过大纵向重心偏移,使得履带与海底沉积层接触面最大压强过大,进而导致严重沉陷,另一方面通过光电传感器与光信号发生器组合,使用测陷轮对于土层位置进行有效测量,以获得车体沉陷深度并通过位于前后端的摆杆与测陷轮铰接,对于海底采矿车履带前后端沉陷度进行简化估算,简单有效地测得车体最大沉陷深度,避免因纵向重心偏移导致前后沉陷深度不一从而造成沉陷误判,且内置水平调节机构,使得海底采矿车于斜坡状海底沉积层运行时,有效减轻因平面倾斜导致的重...

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