一种基于附壁效应的海底集矿装备的制作方法

本发明涉及集矿设备技术领域，具体为一种基于附壁效应的海底集矿装备。

背景技术：

康达效应亦称附壁作用或柯恩达效应，流体（水流或气流）有离开本来的流动方堑，改为随著凸出的物体流动的倾向，当流体与它流过的物体表面之间存在面摩擦时，流体的流速会减慢，只要物体表的曲率不是太大，依据流体力学中的伯努利原理流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。

海底采矿是对海底矿产资源进行开采的工作，主要采集水深较浅的海底表层沉积物，如砂矿、磷灰石及多金属结核等，采用的方法有链斗式、吸物式钢索及空气提升等，深海则用深海拖斗等，现在国际普遍的采矿技术可分为两种，一是机械式开采，它利用长长的链斗或海底机器人把海底表面的矿石收集起来，然后运用传送带提上来，二是浮式开采，它利用高速对射水流把海底矿石吹起，通过泵和管道以水力或气力方式将矿石从海底提升，这两种方式的采矿时设备无法在海底固定，设备容易随海水移动，采矿效率都比较低，而且采集的矿石中，泥沙较多。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于附壁效应的海底集矿装备，可以对整个装备进行定位固定，还可以对驱动装置和射水装置的位置进行调节，便于矿物的收集，并且可以对泥沙进行过滤，还可以对装有矿石的收集底座进行快速更换，可以有效提高矿石的收集效率，节约时间，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于附壁效应的海底集矿装备，包括固定板，所述固定板的侧面设有三块等弧度且呈环形分布的支撑板，所述支撑板的左侧面设有固定环，所述固定板的左侧面下端设有定位装置，所述定位装置的外套筒与固定板固定连接，所述定位装置的锥形件至少有三个，且三个锥形件在连接板的下表面等距分布，所述固定板的左侧面上端设有助推装置，所述助推装置的第一水泵与固定板的左侧面中部固定连接，且助推装置的两个固定座在固定板的左侧面上端对称分布。

所述固定板的右侧面设有安装结构，所述安装结构的第二电动伸缩杆的固定端与固定板的右侧面固定连接，所述安装结构的安装板侧面中部设有驱动装置，所述安装板的右侧面边缘设有四块等弧度且呈环形分布的引流板，所述引流板的右端为弧形结构，所述固定板与支撑板对应的右侧面设有三个均匀分布的调节装置，所述调节装置的第三电动伸缩杆的固定端与固定板的右侧面固定连接，且上侧调节装置的安装座上表面设有射水装置，所述射水装置的前后两端的输送管道分别与前侧和后侧的安装座固定连接，所述射水装置的第二水泵的进水口设有抽水管，所述抽水管的进水口设有过滤桶，所述过滤桶的内部设有两块对称设置的过滤板。

所述引流板右侧设有存储装置，所述存储装置的导杆左端与支撑板的右侧面固定连接，所述存储装置的环形挡板的外侧面右端和收集底座内侧面左端均设有螺纹，且环形挡板的右端与收集底座的左端螺纹连接，所述引流板的右端位于存储装置的环形挡板的内部，且相对两块引流板之间的距离小于环形挡板的轴径，所述存储装置的收集底座侧面设有均匀分布的通孔，且收集底座的侧面右端设有四个等弧度且呈环形分布的支座，所述支座与脚轮固定连接，且支座与收集底座右侧面的夹角为四十五度，所述第一水泵的输入端、第二电动伸缩杆的输入端和第二水泵的输入端均与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定位装置包括第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的固定端设有外套筒，所述第一电动伸缩杆的伸缩端设有连接板，所述连接板的下表面设有锥形件，且第一电动伸缩杆的输入端与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述助推装置包括第一水泵，所述第一水泵的进水口设有进水管，且第一水泵的出水口与第一三通管的下端管口连接，所述第一三通管的前端管口和后端管口均设有出水管，所述出水管的侧面设有固定座。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装结构包括第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆右四根，且四根第二电动伸缩杆在固定板的右侧面均匀分布，所述第二电动伸缩杆的伸缩端设有安装板，所述安装板的左侧面边缘设有三块均匀分布的锥形板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动装置包括伺服电机，所述伺服电机与安装板的侧面中部固定连接，所述伺服电机的输出轴侧面设有螺旋桨，所述螺旋桨左端到安装板的距离小于第二电动伸缩杆固定端的长度，且伺服电机的输入端与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节装置包括第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的伸缩端设有安装座，所述安装座与导杆对应的侧面设有圆孔，且安装座通过圆孔与导杆滑动连接，所述第三电动伸缩杆的输入端与外部开关组的输出端电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述射水装置包括第二水泵，所述第二水泵的出水口与第二三通管的下端管口固定连接，所述第二三通管的前端和后端管口均设有连接管，所述连接管远离第二三通管的一端设有输送管道，所述输送管道的出水口设有高压喷头。

作为本发明的一种优选技术方案，所述存储装置包括导杆，所述导杆的右端设有固定套筒，所述固定套筒与环形挡板的侧面固定连接，所述固定套筒有三个，且三个固定套筒在环形挡板的侧面均匀分布，所述环形挡板的右端设有收集底座。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装板的侧面设有四个等弧度且呈环形分布的扇形孔，且安装板的侧面设有四组等弧度且呈环形分布的圆形孔，所述每组圆形孔有两个，且四个扇形孔和四组圆形孔在安装板的侧面交叉且呈环形分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本基于附壁效应的海底集矿装备，可以通过第一电动伸缩杆带动连接板移动，从而使连接板推动锥形件移动，可以通过锥形件对整个装备的位置进行固定，便于矿石的收集，还可以通过第一水泵提供设备倾倒的助力，便于整个装备的固定。

2、本基于附壁效应的海底集矿装备，可以通过第二电动伸缩杆推动安装板移动，从而对驱动装置的位置进行调节，便于伺服电机带动螺旋桨转动，可以对带有矿石的水进行推动，还可以通过带有弧度的引流板对带有矿石的水进行引流，便于通过附壁效应对矿石进行收集。

3、本基于附壁效应的海底集矿装备，可以通过第三电动伸缩杆对安装座进行推动，便于安装座沿导杆的方向移动，从而使第二水泵和高压喷头移动，还可以通过第二水泵和高压喷头对海底的矿物进行吹起，便于矿物的收集。

4、本基于附壁效应的海底集矿装备，可以通过存储装置对矿石进行收集，还可以通过通孔对海水和泥沙进行过滤，同时收集底座能够和环形挡板分离，而且收集底座可以移动，便于对矿石快速进行转移，提高矿石的收集效率，节约时间。

5、本基于附壁效应的海底集矿装备，可以对整个装备进行定位固定，还可以对驱动装置和射水装置的位置进行调节，便于矿物的收集，并且可以对泥沙进行过滤，还可以对装有矿石的收集底座进行快速更换，可以有效提高矿石的收集效率，节约时间。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构右视示意图；

图3为本发明过滤桶的结构示意图。

图中：1固定板、2定位装置、21外套筒、22第一电动伸缩杆、23连接板、24锥形件、3助推装置、31第一水泵、32进水管、33第一三通管、34出水管、35固定座、4安装结构、41第二电动伸缩杆、42安装板、43锥形板、5驱动装置、51伺服电机、52螺旋桨、6调节装置、61第三电动伸缩杆、62安装座、7射水装置、71第二水泵、72第二三通管、73连接管、74输送管道、75高压喷头、8存储装置、81导杆、82固定套筒、83环形挡板、84收集底座、9引流板、10支撑板、11固定环、12过滤桶、13过滤板、14支座、141脚轮、15通孔、16螺纹、17圆形孔、18扇形孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于附壁效应的海底集矿装备，包括固定板1，固定板1的侧面设有三块等弧度且呈环形分布的支撑板10，支撑板10的左侧面设有固定环11，通过外部挂钩和锁链对固定环11进行固定，然后通过外部锁链将装备放入到海底，固定板1的左侧面下端设有定位装置2，定位装置2包括第一电动伸缩杆22，第一电动伸缩杆22的固定端设有外套筒21，第一电动伸缩杆22的伸缩端设有连接板23，连接板23的下表面设有锥形件24，且第一电动伸缩杆22的输入端与外部开关组的输出端电连接，定位装置2的外套筒21与固定板1固定连接，定位装置2的锥形件24至少有三个，且三个锥形件24在连接板23的下表面等距分布，可以通过第一电动伸缩杆22带动连接板23移动，从而使连接板23推动锥形件24移动，可以通过锥形件24对整个装备的位置进行固定，便于矿石的收集，固定板1的左侧面上端设有助推装置3，助推装置3包括第一水泵31，第一水泵31的进水口设有进水管32，且第一水泵31的出水口与第一三通管33的下端管口连接，第一三通管33的前端管口和后端管口均设有出水管34，出水管34的侧面设有固定座35，可以通过第一水泵31提供装备倾倒的助力，便于整个装备的固定，助推装置3的第一水泵31与固定板1的左侧面中部固定连接，且助推装置3的两个固定座35在固定板1的左侧面上端对称分布，通过外部开关组控制第一水泵31和第一电动伸缩杆22工作，第一电动伸缩杆22通过连接板23推动锥形件24移动，从而使锥形件24伸出到固定板1的外侧，第一水泵31通过进水管32抽取水源，并通过第一三通管33和出水管34将水排出，且出水管34排水时，水对出水管34有一股反向的推动，从而使装备倾倒，装备倾倒后锥形件24插入地面内部，从而对整个装备进行固定。

固定板1的右侧面设有安装结构4，安装结构4包括第二电动伸缩杆41，第二电动伸缩杆41右四根，且四根第二电动伸缩杆41在固定板1的右侧面均匀分布，第二电动伸缩杆41的伸缩端设有安装板42，安装板42的左侧面边缘设有三块均匀分布的锥形板43，当时安装板42右侧海水直接移动到安装板42左侧，安装结构4的第二电动伸缩杆41的固定端与固定板1的右侧面固定连接，安装板42的侧面设有四个等弧度且呈环形分布的扇形孔18，且安装板42的侧面设有四组等弧度且呈环形分布的圆形孔17，每组圆形孔17有两个，且四个扇形孔18和四组圆形孔17在安装板42的侧面交叉且呈环形分布，通过外部开关组控制第二电动伸缩杆41工作，第二电动伸缩杆41推动安装板42和锥形板43移动，安装板42对驱动装置5进行推动，安装结构4的安装板42侧面中部设有驱动装置5，驱动装置5包括伺服电机51，伺服电机51与安装板42的侧面中部固定连接，伺服电机51的输出轴侧面设有螺旋桨52，螺旋桨52左端到安装板42的距离小于第二电动伸缩杆41固定端的长度，且伺服电机51的输入端与外部开关组的输出端电连接，可以通过第二电动伸缩杆41推动安装板42移动，从而对驱动装置5的位置进行调节，便于伺服电机51带动螺旋桨52转动，可以对带有矿石的水进行推动，还可以通过带有弧度的引流板9对带有矿石的水进行引流，便于通过附壁效应对矿石进行收集，通过外部开关组控制伺服电机51工作，伺服电机51带动螺旋桨52转动，螺旋桨52转动过程中，使海水通过圆形孔17和扇形孔18，并使海水沿引流板9的方向缓慢移动，由于附壁效应，海水携带矿石贴附在引流板9的侧面移动，从而对矿石进行收集，安装板42的右侧面边缘设有四块等弧度且呈环形分布的引流板9，引流板9的右端为弧形结构，固定板1与支撑板10对应的右侧面设有三个均匀分布的调节装置6，调节装置6包括第三电动伸缩杆61，第三电动伸缩杆61的伸缩端设有安装座62，安装座62与导杆81对应的侧面设有圆孔，且安装座62通过圆孔与导杆81滑动连接，第三电动伸缩杆61的输入端与外部开关组的输出端电连接，调节装置6的第三电动伸缩杆61的固定端与固定板1的右侧面固定连接，可以通过第三电动伸缩杆61对安装座62进行推动，便于安装座62沿导杆81的方向移动，从而使第二水泵71和高压喷头75移动，且上侧调节装置6的安装座62上表面设有射水装置7，射水装置7包括第二水泵71，第二水泵71的出水口与第二三通管72的下端管口固定连接，第二三通管72的前端和后端管口均设有连接管73，连接管73远离第二三通管72的一端设有输送管道74，输送管道74的出水口设有高压喷头75，还可以通过第二水泵71和高压喷头75对海底的矿物进行吹起，便于矿物的收集，射水装置7的前后两端的输送管道74分别与前侧和后侧的安装座62固定连接，射水装置7的第二水泵71的进水口设有抽水管，抽水管的进水口设有过滤桶12，过滤桶12的内部设有两块对称设置的过滤板13，可以对海水进行过滤，防止矿石进入到第二水泵71内部对第二水泵71造成损坏，通过外部开关组控制第三电动伸缩杆61和第二水泵71工作，第三电动伸缩杆61推动安装座62沿导杆81的方向移动，第二水泵71抽取海水，并依次通过连接管73和输送管道74进行输送，最后通过高压喷头75喷出，高压喷头75喷出的高压水流对海底的矿石进行冲刷，从而使矿石随海水浮动。

引流板9右侧设有存储装置8，存储装置8包括导杆81，导杆81的右端设有固定套筒82，固定套筒82与环形挡板83的侧面固定连接，固定套筒82有三个，且三个固定套筒82在环形挡板83的侧面均匀分布，环形挡板83的右端设有收集底座84，存储装置8的导杆81左端与支撑板10的右侧面固定连接，存储装置8的环形挡板83的外侧面右端和收集底座84内侧面左端均设有螺纹16，且环形挡板83的右端与收集底座84的左端螺纹连接，引流板9的右端位于存储装置8的环形挡板83的内部，且相对两块引流板9之间的距离小于环形挡板83的轴径，存储装置8的收集底座84侧面设有均匀分布的通孔15，当海水携带矿石贴附在引流板9的侧面移动后，矿石缓慢进入到环形挡板83和收集底座84内部，泥沙和海水则通过通孔15被排出，当矿石收集完成后，通过外部锁链对整个装备进行提升，然后转动收集底座84，对收集底座84进行更换，并将装有矿石的收集底座84搬运移动即可且收集底座84的侧面右端设有四个等弧度且呈环形分布的支座14，支座14与脚轮141固定连接，且支座14与收集底座84右侧面的夹角为四十五度，当装备立放或者横放时，都时脚轮141着地，便于装备的移动，可以通过存储装置8对矿石进行收集，还可以通过通孔15对海水和泥沙进行过滤，同时收集底座84能够和环形挡板83分离，而且收集底座84可以移动，便于对矿石快速进行转移，提高矿石的收集效率，节约时间，第一水泵31的输入端、第二电动伸缩杆41的输入端和第二水泵71的输入端均与外部开关组的输出端电连接，可以对整个装备进行定位固定，还可以对驱动装置5和射水装置7的位置进行调节，便于矿物的收集，并且可以对泥沙进行过滤，还可以对装有矿石的收集底座84进行快速更换，可以有效提高矿石的收集效率，节约时间。

外部开关组上设有与第一电动伸缩杆22、第一水泵31、第二电动伸缩杆41、伺服电机51、第三电动伸缩杆61和第二水泵71对应的控制按钮。

在使用时：通过外部挂钩和锁链对固定环11进行固定，然后通过外部锁链将装备放入到海底，通过外部开关组控制第一水泵31和第一电动伸缩杆22工作，第一电动伸缩杆22通过连接板23推动锥形件24移动，从而使锥形件24伸出到固定板1的外侧，第一水泵31通过进水管32抽取水源，并通过第一三通管33和出水管34将水排出，且出水管34排水时，水对出水管34有一股反向的推动，从而使装备倾倒，装备倾倒后锥形件24插入地面内部，从而对整个装备进行固定，通过外部开关组控制第三电动伸缩杆61和第二水泵71工作，第三电动伸缩杆61推动安装座62沿导杆81的方向移动，第二水泵71抽取海水，并依次通过连接管73和输送管道74进行输送，最后通过高压喷头75喷出，高压喷头75喷出的高压水流对海底的矿石进行冲刷，从而使矿石随海水浮动，通过外部开关组控制伺服电机51和第二电动伸缩杆41工作，第二电动伸缩杆41推动安装板42和锥形板43移动，安装板42对驱动装置5进行推动，伺服电机51带动螺旋桨52转动，螺旋桨52转动过程中，使海水通过圆形孔17和扇形孔18，并使海水沿引流板9的方向缓慢移动，由于附壁效应，海水携带矿石贴附在引流板9的侧面移动，从而使矿石进入到环形挡板83和收集底座84内部，泥沙和海水则通过通孔15被排出，当矿石收集完成后，通过外部锁链对整个装备进行提升，然后转动收集底座84，对收集底座84进行更换，并将装有矿石的收集底座84搬运移动即可。

本发明可以对整个装备进行定位固定，还可以对驱动装置5和射水装置7的位置进行调节，便于矿物的收集，并且可以对泥沙进行过滤，还可以对装有矿石的收集底座84进行快速更换，可以有效提高矿石的收集效率，节约时间。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。