[发明专利]桩腿步行式高效环保深海锰结核采矿机器人

说明书

本发明公开了一种桩腿步行式高效环保深海锰结核采矿机器人，包括机体、桩柱行走机构、矢量推进机构、负压抽吸机构和锰结核绞吸机构。本发明能够在复杂的锰结核所在地质层上稳定高效地完成开采任务，并且有效地保护了开采区域的底栖生物的生命和生存环境，锰结核的生长环境也得到了保护，开采后不影响海底的生物或其他资源的再生长环境，极大的化解了资源开采和环境保护这一尖锐矛盾。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，更具体的说是涉及一种桩腿步行式高效环保深海锰结核采矿机器人。

背景技术

全球经济迅猛发展，资源的消耗加剧，陆地矿产资源渐渐不能满足人们的巨大需求，人们开始从海洋获取所需矿产资源。水下机器人作为一种开采水下或海底矿物资源的工具，已经得到了长足的发展，但依然面临许多问题。

目前现有的深海锰结核采矿机器人在锰结核所在地质层上行走困难，由于锰结核所在地质层较软，直接承载采矿机器人会面临沉陷这一问题，机器人沉陷则会导致行走困难，这将直接影响到采矿机器人的工作效率。另一方面，现有的深海锰结核采矿机器人在开采过程中，没有考虑到对底栖生物的保护，这将导致其开采时，造成深海底栖生物的大量死亡，甚至致使灭绝。锰结核还会不断生长，但经过行走履带碾压之后，会改变锰结核所在地质层的结构等，这就会影响锰结核的生长，这就严重破坏了海底的环境，不利于海洋未来的发展。现有的深海锰结核采矿机器人对海洋环境的破坏性巨大，无法实现资源开采与生态环境保护的合理平衡。

因此，如何提供一种用于开采深海锰结核，并且开采过程中，对底栖生物基本无害，对海洋环境有效保护，工作能耗小，开采效率较高的水下机器人，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种桩腿步行式高效环保深海锰结核采矿机器人，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种桩腿步行式高效环保深海锰结核采矿机器人，包括：

机体；

桩柱行走机构；所述桩柱行走机构的数量为三个，所述桩柱行走机构包括驱动组件和升降桩柱；三个所述驱动组件分别安装在所述机体中部的两侧壁，以及所述机体的尾部中央；所述升降桩柱分别与所述驱动组件连接，且能够在所述驱动组件的驱动下实现水平或竖直方向的布置；当所述升降桩柱竖直布置时，所述驱动组件能够带动所述升降桩柱产生竖向和水平方向的往复位移；

矢量推进机构；所述矢量推进机构包括均匀安装在所述机体四周的多个竖向矢量推进器和横向矢量推进器；

负压抽吸机构；所述负压抽吸机构安装在所述机体头部，且用于对底栖生物进行抽吸转移；

锰结核绞吸机构；所述锰结核绞吸机构安装在所述机体头部，且位于所述机体头部和所述负压抽吸机构之间，并用于吸取锰结核。

通过上述技术方案，本发明采用驱动组件带动升降桩柱实现行走功能，能够在复杂的锰结核所在地质层上稳定高效地完成开采任务，并且通过负压抽吸机构对底栖生物进行抽吸转移，有效地保护了开采区域的底栖生物的生命和生存环境，锰结核的生长环境也得到了保护，开采后不影响海底的生物或其他资源的再生长环境，极大的化解了资源开采和环境保护这一尖锐矛盾。

优选的，在上述一种桩腿步行式高效环保深海锰结核采矿机器人中，所述驱动组件包括转动部件、进给液压缸和升降部件；所述转动部件与所述机体连接；所述进给液压缸的缸体侧壁与所述转动部件的连接端固定连接，且能够在所述转动部件的转动带动下实现水平或竖直方向的布置；所述升降部件与所述进给液压缸的活塞杆端头固定连接，所述升降部件能够带动所述升降桩柱产生竖向和水平方向的往复位移。本发明提供的转动部件为常规的电机带动转轴转动的机械结构，能够通过转动部件的转动实现对升降桩柱进行收放的操作，当转动部件将升降桩柱转动至与机体平行时，即为收回状态，使用时将升降桩柱转动至竖直状态即可，收放简单方便，稳定可靠，且节省空间。