技术领域
[0001] 本发明涉及海底作业设备技术领域，特别是涉及一种利用浮力运转的深海采矿装置及控制方法。
相关背景技术
[0002] 在世界各大洋2000—6000米水深的海底表层，广泛分布着金属结核矿物，其赋存于海底沉积物表层，以半埋状为主。对这些可再生多金属矿物资源进行开采，不仅具有潜在
的经济意义，在科学研究上也具有重要价值。目前开采海底金属结核矿物时，都是根据事先
探测到的矿物存藏点，直接将采矿车下放到矿物点进行开采，开采结束后通过绳索将采矿
车从海底拉到开采船上。这样每进行一个地点的开采就需要拉放采矿车一次，操作非常复
杂，采矿车的下潜和上浮不好操作，而且现有的采矿车在海底行走机动性差，根本无法实现
对金属结核矿物的自主探测。
具体实施方式
[0047] 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。
[0048] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0049] 参照图1‑图5，本发明提供了一种利用浮力运转的深海采矿装置，包括：
[0050] 外壳1，外壳1的一侧设置有采矿机构，采矿机构用于对海底矿石进行采集；
[0051] 两分隔板2，两分隔板2分别固接在外壳1内腔两侧，两分隔板2将外壳1内腔分隔为集矿区和两浮力升降区，两浮力升降区分别位于集矿区的两侧，浮力升降区内设置有浮力
机构；
[0052] 集矿筒3，集矿筒3设置在集矿区内，集矿筒3的一端设置有粉碎机构，用于对采矿机构所采集到的矿石进行粉碎，集矿筒3外侧设置有抽水机构，采矿机构通过抽水机构将海
底矿石抽入到集矿筒3内，集矿筒3内设置有搅拌机构，外壳1的一侧设置有驱动机构，驱动
机构与搅拌机构传动连接。
[0053] 通过设置的采矿机构用于对海底矿石进行采集，在抽水机构的驱动下，通过抽取采矿机构处的海水协同矿石抽入到粉碎机构内，进入到粉碎机构内的矿石通过粉碎后进入
到集矿筒3内，在搅拌机构的搅拌作用下，集矿筒3内的矿石连通杂质进行搅动，矿石滞留在
集矿筒3内，杂质连通海水被抽出，这样的设置可以实现排杂的同时，实现对矿石的收集，通
过浮力机构可以实现采矿车的自动升降，并提高采矿车在海底行走的机动性。
[0054] 进一步优化方案，浮力机构包括：
[0055] 两导轨4，两导轨4分别固接在浮力升降区的两侧；
[0056] 升降板5，升降板5位于浮力升降区内，升降板5的两侧分别开设有与导轨4相适配的凹槽，升降板5与导轨4滑动接触，升降板5将浮力升降区分隔为进排水区和充气区；
[0057] 进排水泵6，进排水泵6固接在外壳1的外壁上，进排水泵6的输出端与进排水区连通设置；
[0058] 气囊7，气囊7设置在充气区内；
[0059] 其中，进排水泵6通过对进排水区进行抽水，升降板5向上滑动，以使得气囊7进行扩张。
[0060] 进排水泵6通过对进排水区进行抽水，升降板5向上滑动，以使得气囊7进行扩张，进而实现采矿车的上浮，进排水泵6通过对进排水区进行注水，升降板5向下滑动，以使得气
囊7进行收缩，进而实现采矿车的下沉。
[0061] 进一步优化方案，采矿机构包括：
[0062] 管道8，管道8倾斜设置，且管道8的一端与粉碎机构连通设置，管道8的另一端设置有粉碎组件，用于对海底矿石进行初步破碎，以使得海底矿石能够进入到管道8内。
[0063] 进一步优化方案，破碎组件包括：
[0064] 若干破碎电机9，若干破碎电机9固接在管道8的顶部，破碎电机9输出端贯穿管道8固接有破碎辊10，破碎电机9驱动破碎辊10进行转动，以使得对海底矿石进行初步破碎。
[0065] 通过设置的破碎辊10对海底较大体积的矿石进行粉碎，配合抽水泵15抽动海水，进而携带矿石进入到集矿筒3内。
[0066] 进一步优化方案，粉碎机构包括：
[0067] 粉碎壳体11，粉碎壳体11与集矿筒3内腔连通设置，粉碎壳体11内腔一侧固接有隔离板12；
[0068] 若干粉碎电机13，固接在隔离板12上，粉碎电机13输出端贯穿隔离板12固接有粉碎辊14，粉碎电机13驱动粉碎辊14进行转动，以使得对矿石进行粉碎。
[0069] 设置的粉碎电机13驱动粉碎辊14进行转动，实现对矿石的进一步粉碎，使其进入到集矿筒3内的效率提高。
[0070] 进一步优化方案，抽水机构包括：
[0071] 若干抽水泵15，若干抽水泵15固接在外壳1上，抽水泵15输入端与集矿区连通设置，集矿筒3上开设有若干过滤孔16。
[0072] 抽水机构抽动海水进入到管道8内，同时将杂质排出集矿筒3。
[0073] 进一步优化方案，搅拌机构包括：
[0074] 搅拌轴17，搅拌轴17的一端与外壳1内壁转动连接，搅拌轴17的另一端与驱动机构传动连接，搅拌轴17的外壁上固接有若干搅拌杆18的一端，搅拌杆18的另一端固接有刮板
19，刮板19与集矿筒3内壁滑动接触。
[0075] 进一步优化方案，驱动机构包括：
[0076] 端盖20，外壳1外壁上开设有出料孔，出料孔与集矿筒3内腔连通设置，端盖20与出料孔孔壁可拆卸连接，端盖20上设置有驱动组件，驱动组件与搅拌轴17传动连接。
[0077] 进一步优化方案，驱动件包括：
[0078] 驱动电机21，驱动电机21固接在端盖20上，驱动电机21输出端贯穿端盖20固接有矩形轴22，搅拌轴17的端面开设有矩形孔，矩形轴22与矩形孔相适配。
[0079] 进一步优化方案，外壳1的底部固接有车架23，车架23的两侧分别设置有履带轮24。
[0080] 一种利用浮力运转的深海采矿装置的控制方法，包括如下步骤：
[0081] S1、将深海采矿装置通过外部设备投放到海面上；
[0082] S2、并驱动浮力机构将海水引入到浮力升降区内，使深海采矿装置下沉直至海底；
[0083] S3、驱动履带轮24带动整个深海采矿装置到达指定采矿区域；
[0084] S4、开启采矿机构，对需进行采集的海底矿石进行破碎；
[0085] S5、同步开启粉碎机构和抽水机构，粉碎机构将采矿机构所采集到的矿石进行粉碎后，抽水机构将粉碎后的矿石连带海水抽入到集矿筒3内；
[0086] S6、开启驱动机构带动搅拌机构进行驱动，将集矿筒3内的矿石进行搅拌，配合海水的流通，实现除杂；
[0087] S7、完成矿石的定量采集后，再次开启浮力机构将海水排出，使得深海采矿装置上升至海面；
[0088] S8、海采矿装置上升至海面后，通过外部设备将其运输到陆地，进行矿石排放。
[0089] “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本
发明的限制。
[0090] 以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的
各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
