一种水下空间采矿装置的制作方法

文档序号:15578790发布日期:2018-09-29 06:16

本发明是一种水下空间采矿装置,属于水下采矿作业设备技术领 域。



背景技术:

水下采矿是对水下矿产资源进行开采的工作,主要采集水深较浅 的水底表层沉积物,如砂矿、磷灰石及多金属结核,海洋富含多种 金属矿产资源,面对日益枯竭的陆地资源,开发海底资源势在必行。

现有技术在采矿过程中容易晃动影响设备的工作效率,且设备的 自动化程度低,实用性差。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明目的是提供一种水下空间采矿 装置,以解决现有技术在采矿过程中容易晃动影响设备的工作效率, 且设备的自动化程度低,实用性差的问题。

为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:一种 水下空间采矿装置,其结构包括尾部螺旋浆、水下采矿机、遥控器信 号接收杆、连接支架、水下探照灯、防水摄像头、螺旋桨动力头、水 平推进螺旋桨、矿石输送座、矿石输送管、活动门、遥控器,所述遥 控器信号接收杆与遥控器通过无线电连接,所述遥控器信号接收杆连 接于水下采矿机上端表面的一侧,所述水下采矿机上端表面的另一侧 焊接有连接支架,所述连接支架上端表面的另一侧分别连接有水下探 照灯、防水摄像头,所述水下探照灯设于防水摄像头的上端表面,所 述水下采矿机的前端表面上均匀等距的设有活动门,所述尾部螺旋浆 安装于水下采矿机的一端,所述水下采矿机的下端表面均匀等距的连 接有水平推进螺旋桨,所述螺旋桨动力头连接于水下采矿机的另一 端,所述矿石输送座的上端表面连接于水下采矿机的内表面,所述矿 石输送座的下端表面与矿石输送座连接,所述水下采矿机由电机驱动 机构、第一连接皮带、固液分离装置驱动机构、水下采矿机外壳体、 固液分离装置、第二连接皮带、多级传动机构、矿石破碎机构、飞爪 定位机构、第三连接皮带、离心泵、矿石导管、飞爪出口座组成,所 述矿石输送管的上端表面设于水下采矿机外壳体的内表面并与离心 泵连接,所述离心泵通过矿石导管与固液分离装置连接,所述固液分 离装置的上端表面与固液分离装置驱动机构的另一端嵌套连接,所述 固液分离装置驱动机构通过第一连接皮带连接于电机驱动机构的另 一端,所述多级传动机构一端的上表面与电机驱动机构嵌套连接,所 述多级传动机构通过第二连接皮带与矿石破碎机构连接,所述矿石破 碎机构设于固液分离装置的一端,所述第三连接皮带的上下两端分别 与多级传动机构、离心泵连接,所述飞爪定位机构、飞爪出口座均设 有个,所述飞爪定位机构设于水下采矿机外壳体内表面的左右两侧, 所述水下采矿机外壳体下端表面的左右两侧均嵌有飞爪出口座。

进一步的,所述电机驱动机构由驱动电机、电机传动杆、第一传 动伞齿轮、伞齿轮传动盘、第二传动伞齿轮组成,所述驱动电机设于 水下采矿机外壳体内表面的左上方,所述驱动电机的下端表面连接有 电机传动杆,所述电机传动杆的下端表面与第一传动伞齿轮嵌套连 接,所述第一传动伞齿轮连接于伞齿轮传动盘前端的上表面,所述伞 齿轮传动盘前端的下表面连接有第二传动伞齿轮,所述伞齿轮传动盘 通过第一连接皮带与固液分离装置驱动机构连接,所述第二传动伞齿 轮嵌套连接于多级传动机构一端的上表面。

进一步的,所述固液分离装置驱动机构由一号活动转盘、联动杆、 齿轮驱动盘、活动齿轮、螺纹转杆、主动转座、一号传动带、从动转 座组成,所述一号活动转盘通过第一连接皮带连接于电机驱动机构的 另一端,所述一号活动转盘通过联动杆与齿轮驱动盘连接,所述齿轮 驱动盘活动连接于活动齿轮上端表面的一侧,所述活动齿轮与螺纹转 杆相啮合,所述螺纹转杆的上端表面与主动转座嵌套连接,所述主动 转座通过一号传动带与从动转座连接,所述从动转座嵌套连接于固液 分离装置的上端表面。

进一步的,所述固液分离装置由矿石出口座、螺旋提升杆、固液 分离箱、排水滤网、蓄水箱组成,所述螺旋提升杆的上端表面呈纵向 贯穿于固液分离箱的外表面并与固液分离装置驱动机构嵌套连接,所 述固液分离箱上端表面的一侧焊接有矿石出口座,所述固液分离箱的 下端表面连接有蓄水箱,所述蓄水箱的上端表面嵌有排水滤网。

进一步的,所述多级传动机构由伞齿轮驱动杆、一号连接转轴、 一号转轴驱动盘、二号连接转轴、横向转杆、三号连接转轴、二号转 轴驱动盘、活动连杆、皮带轮传动座组成,所述伞齿轮驱动杆嵌套连 接于电机驱动机构的下端表面,所述伞齿轮驱动杆的下端表面与一号 连接转轴嵌套连接,所述一号连接转轴连接于一号转轴驱动盘前端的 上表面,所述一号转轴驱动盘前端表面的另一侧连接有二号连接转 轴,所述横向转杆的左右两端分别与二号连接转轴、三号连接转轴嵌 套连接,所述三号连接转轴连接于二号转轴驱动盘前端表面的一侧, 所述二号转轴驱动盘通过活动连杆与皮带轮传动座连接,所述二号转 轴驱动盘通过第二连接皮带连接于矿石破碎机构的一端,所述皮带轮 传动座通过第三连接皮带与离心泵连接。

进一步的,所述矿石破碎机构由矿石破碎室、主动转盘、矿石进 料座、从动转盘、矿石破碎锤、二号传动带、矿石储藏箱组成,所述 多级传动机构通过第二连接皮带与主动转盘连接,所述二号传动带的 左右两侧分别与主动转盘、从动转盘连接,所述主动转盘、从动转盘 的前端表面上均匀等距的连接有矿石破碎锤,所述主动转盘、从动转 盘均设于矿石破碎室的内表面,所述矿石破碎室的上端表面连接有矿 石进料座,所述矿石破碎室的下端表面与矿石储藏箱相连接。

进一步的,所述飞爪定位机构由卷线器支架、卷线器驱动电源、 电动卷线器、活动拉绳、压缩弹簧、连接横杆、二号活动转盘、三号 传动带、三号活动转盘、活动卡销、电动伸缩缸、飞爪、连接卡环、 活动触板组成,所述卷线器支架分别焊接于水下采矿机外壳体内表面 的左右两侧,所述卷线器支架的上端表面设有电动卷线器,所述电动 卷线器的一端电连接有卷线器驱动电源,所述活动拉绳的上端表面与 电动卷线器连接,所述活动拉绳的下端表面与连接卡环相连接,所述 连接卡环的下端表面焊接有飞爪,所述活动触板设于连接卡环的上端 表面,所述压缩弹簧的上下两端分别与卷线器支架、活动触板连接, 活动触板一端的下表面设有连接横杆,所述连接横杆焊接于二号活动 转盘的另一端,所述二号活动转盘通过三号传动带与三号活动转盘连 接,所述三号活动转盘的前端表面焊接有活动卡销,所述电动伸缩缸 的上端表面与活动卡销相连接。

进一步的,所述水平推进螺旋桨设有4个。

进一步的,所述矿石输送管的材质为聚氯乙烯。

本发明的有益效果在于:本发明一种水下空间采矿装置,在进行 使用时,将本设备放置于海洋内,用户通过遥控器遥控设备潜入水底 并对海洋内矿产进行检测,防水摄像头可对水下环境进行监控,防水 摄像头监测的画面传递至遥控器上,水下探照灯可用于对水下漆黑的 环境进行照明,当设备寻找到矿产时,用户通过遥控器控制设备停靠 在合适的工作位置并通过遥控器信号接收杆控制飞爪定位机构上的 电动伸缩缸通电,电动伸缩缸在通电后向上伸缩并通过活动卡销带动 三号活动转盘转动,二号活动转盘通过三号传动带跟随三号活动转盘 转动,二号活动转盘在转动时带动连接横杆转动,连接横杆在转动过 程中带动压缩弹簧及活动触板上升,当连接横杆转动到一定程度时, 连接横杆失去与活动触板的接触,原本处于压缩状态的压缩弹簧瞬间 释放冲击力通过活动触板推动连接卡环及飞爪向下移动,飞爪在向下 移动过程中与海洋内的礁石接触固定在礁石上,避免设备在采矿过程 中晃动导致设备的工作效率下降,当设备固定好后,用户再次通过遥 控器控制水下采矿机外壳体内的电机驱动机构工作,电机驱动机构在 工作过程中同步带动固液分离装置驱动机构、多级传动机构工作,多 级传动机构通过第三连接皮带带动离心泵工作,离心泵在工作过程中 产生离心力通过矿石输送管及矿石导管经矿石及海水吸入固液分离 装置内,固液分离装置在工作过程中通过固液分离装置驱动机构驱动 后自动将矿石及海水分离出来,分离出的海水通过排水滤网导入蓄水 箱内,而分离出的矿产通过螺旋提升杆工作带动其上升并通过矿石出 口座排出,排出的矿石掉入矿石破碎机构内,矿石破碎机构上的主动 转盘通过第二连接皮带跟随多级传动机构工作,主动转盘在工作过程 中通过二号传动带带动从动转盘同步转动,主动转盘、从动转盘在转 动过程中带动矿石破碎锤转动对由固液分离装置导出的矿石进行粉 碎,粉碎后的矿石存于矿石储藏箱内,当矿石储藏箱内储满矿石后, 用户可通过遥控器控制设备返回将矿石导出完成对矿石的采集工作, 本发明通过上述部件的互相组合,实现了设备能够在采矿前快速进行 固定,避免设备在采矿过程中晃动导致设备的工作效率下降,同时设 备采用远程操控的方式控制设备运转,提高了设备的工作安全性,设 备的自动化程度高,实用性强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述, 本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明一种水下空间采矿装置的结构示意图。

图2为本发明遥控器的结构示意图。

图3为本发明水下采矿机的结构示意图一。

图4为本发明水下采矿机的结构示意图二。

图5为本发明图4中A的放大图。

图6为本发明图4中B的放大图。

图中:尾部螺旋浆-1、水下采矿机-2、遥控器信号接收杆-3、连 接支架-4、水下探照灯-5、防水摄像头-6、螺旋桨动力头-7、水平推 进螺旋桨-8、矿石输送座-9、矿石输送管-10、活动门-11、遥控器-12、 电机驱动机构-201、第一连接皮带-202、固液分离装置驱动机构-203、 水下采矿机外壳体-204、固液分离装置-205、第二连接皮带-206、多 级传动机构-207、矿石破碎机构-208、飞爪定位机构-209、第三连接 皮带-210、离心泵-211、矿石导管-212、飞爪出口座-213、驱动电机 -20101、电机传动杆-20102、第一传动伞齿轮-20103、伞齿轮传动盘 -20104、第二传动伞齿轮-20105、一号活动转盘-20301、联动杆 -20302、齿轮驱动盘-20303、活动齿轮-20304、螺纹转杆-20305、主 动转座-20306、一号传动带-20307、从动转座-20308、矿石出口座 -20501、螺旋提升杆-20502、固液分离箱-20503、排水滤网-20504、 蓄水箱-20505、伞齿轮驱动杆-20701、一号连接转轴-20702、一号转 轴驱动盘-20703、二号连接转轴-20704、横向转杆-20705、三号连接 转轴-20706、二号转轴驱动盘-20707、活动连杆-20708、皮带轮传动 座-20709、矿石破碎室-20801、主动转盘-20802、矿石进料座-20803、 从动转盘-20804、矿石破碎锤-20805、二号传动带-20806、矿石储藏 箱-20807、卷线器支架-20901、卷线器驱动电源-20902、电动卷线器-20903、活动拉绳-20904、压缩弹簧-20905、连接横杆-20906、二号 活动转盘-20907、三号传动带-20908、三号活动转盘-20909、活动卡 销-20910、电动伸缩缸-20911、飞爪-20912、连接卡环-20913、活动 触板-20914。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明 白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

请参阅图1-图6,本发明提供一种水下空间采矿装置技术方案: 一种水下空间采矿装置,其结构包括尾部螺旋浆1、水下采矿机2、 遥控器信号接收杆3、连接支架4、水下探照灯5、防水摄像头6、螺 旋桨动力头7、水平推进螺旋桨8、矿石输送座9、矿石输送管10、 活动门11、遥控器12,所述遥控器信号接收杆3与遥控器12通过无 线电连接,所述遥控器信号接收杆3连接于水下采矿机2上端表面的 一侧,所述水下采矿机2上端表面的另一侧焊接有连接支架4,所述 连接支架4上端表面的另一侧分别连接有水下探照灯5、防水摄像头 6,所述水下探照灯5设于防水摄像头6的上端表面,所述水下采矿 机2的前端表面上均匀等距的设有活动门11,所述尾部螺旋浆1安 装于水下采矿机2的一端,所述水下采矿机2的下端表面均匀等距的 连接有水平推进螺旋桨8,所述螺旋桨动力头7连接于水下采矿机2 的另一端,所述矿石输送座9的上端表面连接于水下采矿机2的内表 面,所述矿石输送座9的下端表面与矿石输送座9连接,所述水下采 矿机2由电机驱动机构201、第一连接皮带202、固液分离装置驱动 机构203、水下采矿机外壳体204、固液分离装置205、第二连接皮 带206、多级传动机构207、矿石破碎机构208、飞爪定位机构209、 第三连接皮带210、离心泵211、矿石导管212、飞爪出口座213组 成,所述矿石输送管10的上端表面设于水下采矿机外壳体204的内 表面并与离心泵211连接,所述离心泵211通过矿石导管212与固液 分离装置205连接,所述固液分离装置205的上端表面与固液分离装 置驱动机构203的另一端嵌套连接,所述固液分离装置驱动机构203 通过第一连接皮带202连接于电机驱动机构201的另一端,所述多级 传动机构207一端的上表面与电机驱动机构201嵌套连接,所述多级 传动机构207通过第二连接皮带206与矿石破碎机构208连接,所述 矿石破碎机构208设于固液分离装置205的一端,所述第三连接皮带 210的上下两端分别与多级传动机构207、离心泵211连接,所述飞 爪定位机构209、飞爪出口座213均设有2个,所述飞爪定位机构209 设于水下采矿机外壳体204内表面的左右两侧,所述水下采矿机外壳 体204下端表面的左右两侧均嵌有飞爪出口座213,所述电机驱动机 构201由驱动电机20101、电机传动杆20102、第一传动伞齿轮20103、 伞齿轮传动盘20104、第二传动伞齿轮20105组成,所述驱动电机 20101设于水下采矿机外壳体204内表面的左上方,所述驱动电机 20101的下端表面连接有电机传动杆20102,所述电机传动杆20102 的下端表面与第一传动伞齿轮20103嵌套连接,所述第一传动伞齿轮 20103连接于伞齿轮传动盘20104前端的上表面,所述伞齿轮传动盘 20104前端的下表面连接有第二传动伞齿轮20105,所述伞齿轮传动 盘20104通过第一连接皮带202与固液分离装置驱动机构203连接, 所述第二传动伞齿轮20105嵌套连接于多级传动机构207一端的上表 面,所述固液分离装置驱动机构203由一号活动转盘20301、联动杆 20302、齿轮驱动盘20303、活动齿轮20304、螺纹转杆20305、主动 转座20306、一号传动带20307、从动转座20308组成,所述一号活 动转盘20301通过第一连接皮带202连接于电机驱动机构201的另一 端,所述一号活动转盘20301通过联动杆20302与齿轮驱动盘20303 连接,所述齿轮驱动盘20303活动连接于活动齿轮20304上端表面的 一侧,所述活动齿轮20304与螺纹转杆20305相啮合,所述螺纹转杆 20305的上端表面与主动转座20306嵌套连接,所述主动转座20306 通过一号传动带20307与从动转座20308连接,所述从动转座20308 嵌套连接于固液分离装置205的上端表面,所述固液分离装置205由 矿石出口座20501、螺旋提升杆20502、固液分离箱20503、排水滤 网20504、蓄水箱20505组成,所述螺旋提升杆20502的上端表面呈 纵向贯穿于固液分离箱20503的外表面并与固液分离装置驱动机构 203嵌套连接,所述固液分离箱20503上端表面的一侧焊接有矿石出 口座20501,所述固液分离箱20503的下端表面连接有蓄水箱20505, 所述蓄水箱20505的上端表面嵌有排水滤网20504,所述多级传动机 构207由伞齿轮驱动杆20701、一号连接转轴20702、一号转轴驱动 盘20703、二号连接转轴20704、横向转杆20705、三号连接转轴20706、 二号转轴驱动盘20707、活动连杆20708、皮带轮传动座20709组成, 所述伞齿轮驱动杆20701嵌套连接于电机驱动机构201的下端表面, 所述伞齿轮驱动杆20701的下端表面与一号连接转轴20702嵌套连 接,所述一号连接转轴20702连接于一号转轴驱动盘20703前端的上 表面,所述一号转轴驱动盘20703前端表面的另一侧连接有二号连接 转轴20704,所述横向转杆20705的左右两端分别与二号连接转轴 20704、三号连接转轴20706嵌套连接,所述三号连接转轴20706连 接于二号转轴驱动盘20707前端表面的一侧,所述二号转轴驱动盘 20707通过活动连杆20708与皮带轮传动座20709连接,所述二号转 轴驱动盘20707通过第二连接皮带206连接于矿石破碎机构208的一 端,所述皮带轮传动座20709通过第三连接皮带210与离心泵211连 接,所述矿石破碎机构208由矿石破碎室20801、主动转盘20802、 矿石进料座20803、从动转盘20804、矿石破碎锤20805、二号传动 带20806、矿石储藏箱20807组成,所述多级传动机构207通过第二 连接皮带206与主动转盘20802连接,所述二号传动带20806的左右 两侧分别与主动转盘20802、从动转盘20804连接,所述主动转盘 20802、从动转盘20804的前端表面上均匀等距的连接有矿石破碎锤 20805,所述主动转盘20802、从动转盘20804均设于矿石破碎室20801 的内表面,所述矿石破碎室20801的上端表面连接有矿石进料座 20803,所述矿石破碎室20801的下端表面与矿石储藏箱20807相连 接,所述飞爪定位机构209由卷线器支架20901、卷线器驱动电源 20902、电动卷线器20903、活动拉绳20904、压缩弹簧20905、连接 横杆20906、二号活动转盘20907、三号传动带20908、三号活动转 盘20909、活动卡销20910、电动伸缩缸20911、飞爪20912、连接卡 环20913、活动触板20914组成,所述卷线器支架20901分别焊接于 水下采矿机外壳体204内表面的左右两侧,所述卷线器支架20901的 上端表面设有电动卷线器20903,所述电动卷线器20903的一端电连 接有卷线器驱动电源20902,所述活动拉绳20904的上端表面与电动 卷线器20903连接,所述活动拉绳20904的下端表面与连接卡环20913 相连接,所述连接卡环20913的下端表面焊接有飞爪20912,所述活 动触板20914设于连接卡环20913的上端表面,所述压缩弹簧20905 的上下两端分别与卷线器支架20901、活动触板20914连接,活动触 板20914一端的下表面设有连接横杆20906,所述连接横杆20906焊 接于二号活动转盘20907的另一端,所述二号活动转盘20907通过三 号传动带20908与三号活动转盘20909连接,所述三号活动转盘20909 的前端表面焊接有活动卡销20910,所述电动伸缩缸20911的上端表 面与活动卡销20910相连接,所述水平推进螺旋桨8设有4个,所述 矿石输送管10的材质为聚氯乙烯。

本发明的主要特征是:在进行使用时,将本设备放置于海洋内, 用户通过遥控器12遥控设备潜入水底并对海洋内矿产进行检测,防 水摄像头6可对水下环境进行监控,防水摄像头6监测的画面传递至 遥控器12上,水下探照灯5可用于对水下漆黑的环境进行照明,当 设备寻找到矿产时,用户通过遥控器12控制设备停靠在合适的工作 位置并通过遥控器信号接收杆3控制飞爪定位机构209上的电动伸缩 缸20911通电,电动伸缩缸20911在通电后向上伸缩并通过活动卡销 20910带动三号活动转盘20909转动,二号活动转盘20907通过三号 传动带20908跟随三号活动转盘20909转动,二号活动转盘20907在 转动时带动连接横杆20906转动,连接横杆20906在转动过程中带动 压缩弹簧20905及活动触板20914上升,当连接横杆20906转动到一 定程度时,连接横杆20906失去与活动触板20914的接触,原本处于 压缩状态的压缩弹簧20905瞬间释放冲击力通过活动触板20914推动 连接卡环20913及飞爪20912向下移动,飞爪20912在向下移动过程 中与海洋内的礁石接触固定在礁石上,避免设备在采矿过程中晃动导 致设备的工作效率下降,装置在采矿前能够帮助设备快速固定,避免 设备在采矿过程中晃动导致设备的工作效率下降。

本发明的主要特征是:当设备固定好后,用户再次通过遥控器 12控制水下采矿机外壳体204内的电机驱动机构201工作,电机驱 动机构201在工作过程中同步带动固液分离装置驱动机构203、多级 传动机构207工作,多级传动机构207通过第三连接皮带210带动离 心泵211工作,离心泵211在工作过程中产生离心力通过矿石输送管 10及矿石导管212经矿石及海水吸入固液分离装置205内,固液分 离装置205在工作过程中通过固液分离装置驱动机构203驱动后自动 将矿石及海水分离出来,分离出的海水通过排水滤网20504导入蓄水 箱20505内,而分离出的矿产通过螺旋提升杆20502工作带动其上升 并通过矿石出口座20501排出,排出的矿石掉入矿石破碎机构208内, 装置在工作过程中能够自动将抽取的海水从矿石中分离出来,操作方 便,设备的自动化程度高。

本发明的主要特征是:矿石破碎机构208上的主动转盘20802通 过第二连接皮带206跟随多级传动机构207工作,主动转盘20802在 工作过程中通过二号传动带20806带动从动转盘20804同步转动,主 动转盘20802、从动转盘20804在转动过程中带动矿石破碎锤20805 转动对由固液分离装置205导出的矿石进行粉碎,粉碎后的矿石存于 矿石储藏箱20807内,当矿石储藏箱20807内储满矿石后,用户可通 过遥控器12控制设备返回将矿石导出完成对矿石的采集工作,装置 在工作过程中能够自动将矿石粉碎,避免矿石体积过大不便储存。

本发明解决的问题是现有技术在采矿过程中容易晃动影响设备 的工作效率,且设备的自动化程度低,实用性差,本发明通过上述部 件的互相组合,实现了设备能够在采矿前快速进行固定,避免设备在 采矿过程中晃动导致设备的工作效率下降,同时设备采用远程操控的 方式控制设备运转,提高了设备的工作安全性,设备的自动化程度高, 实用性强。

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