[发明专利]深海水下无人采矿系统

权利要求书

1.一种深海水下无人采矿系统，其特征在于，包括：工作于水下的水下无人矿石提升系统(1)和海底集矿机(2)，一个所述水下无人矿石提升系统(1)与多个所述海底集矿机(2)连接形成分布式拓扑结构，所述水下无人矿石提升系统(1)按照预定规划分别管理所述海底集矿机(2)组合协同工作。

2.根据权利要求1所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述深海水下无人采矿系统还包括：

矿砂输送软管(3)，一端与所述水下无人矿石提升系统(1)连接，另一端与外部支持平台(4)连接，用于将采集的矿砂输送给所述外部支持平台(4)；

脐带缆(5)，一端与所述水下无人矿石提升系统(1)连接，另一端与外部支持平台(4)连接，用于从所述外部支持平台(4)获取能源。

3.根据权利要求1所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述水下无人矿石提升系统(1)包括浮力平台(6)、提升管系(7)、和垂直缆系(8)，所述浮力平台(6)通过所述提升管系(7)、垂直缆系(8)与一个或多个所述海底集矿机(2)连接。

4.根据权利要求3所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述水下无人矿石提升系统(1)还包括浮力调节装置(9)，安装在所述浮力平台(6)上，用于控制所述浮力平台(6)水下工作深度。

5.根据权利要求3所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述水下无人矿石提升系统(1)还包括：

垂直推进系统(10)，安装在所述浮力平台(6)上，用于调节所述浮力平台(6)水下工作深度；和/或

水平推进系统(11)，安装在所述浮力平台(6)上，用于驱动浮力平台(6)按照预定轨迹航行或按照人员操纵指令航行；和/或

水下基础(12)，与所述浮力平台(6)通过张力缆(13)形成张力腿结构，优选地水下基础(12)上设置有水平推进系统，用于控制水下基础(12)的首向和轨迹与浮力平台(6)同步。

6.根据权利要求3所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述水下无人矿石提升系统(1)还包括应急能源供给系统(14)，安装在所述浮力平台(6)上，用于在无法从外部支持平台(4)获取能源时向水下无人矿石提升系统(1)提供能源。

7.根据权利要求3所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述水下无人矿石提升系统(1)还包括用于延伸所述提升管系(7)及垂直缆系(8)的海底中继站(15)，优选地所述海底中继站(15)配置有海底中继站水平推进系统(11)以控制所述海底中继站(15)的首向和轨迹与浮力平台(6)同步。

8.根据权利要求3所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述水下无人矿石提升系统(1)还包括无线和卫星通信装置(16)，安装在水面浮块(17)上，用于与岸基或船舶之间通讯，实现对水下无人矿石提升系统(1)的远程控制。

9.根据权利要求3所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述水下无人矿石提升系统(1)还包括USBL超短基线定位信标(18)，安装在所述浮力平台(6)上，用于供外部支持平台(4)上的USBL超短基线定位基阵(19)根据所述USBL超短基线定位信标(18)的信标信号计算水下无人矿石提升系统(1)的空间位置。

10.根据权利要求3所述的深海水下无人采矿系统，其特征在于，所述提升管系(7)由多组管道和水泵串联而成的管系并联组成、或由多组提升链斗组成，用于矿砂的提升；和/或所述垂直缆系(8)的中部与所述提升管系(7)上的水泵连接。