本發(fā)明涉及一種海底集礦裝備，尤其涉及一種智能化協(xié)同作業(yè)海底集礦裝備。

背景技術：

海洋是地球上尚未被人類充分認識和利用的最大潛在資源基地。除海洋石油氣資源和海濱礦砂外，海底目前已知有商業(yè)開采價值的還有多金屬結核、富鈷結殼和多金屬硫化物等金屬礦產(chǎn)資源。這些礦物中富含鎳、鈷、銅、錳及金、銀金屬等，總儲量分別高出陸上相應儲量的幾十倍到幾千倍。2013年我國又正式獲得一塊太平洋富鈷結殼礦區(qū)。顯然，深海礦產(chǎn)資源的開發(fā)必須依賴深海采礦裝備進行。2015年5月19日公布的《中國制造2025》為“制造強國”戰(zhàn)略指明了方向，把“海洋工程裝備及高科技船舶”歸為重點突破的十大戰(zhàn)略領域之一，著重進行先進海洋工程裝備的研發(fā)和國有化。

隨著現(xiàn)代通信技術的發(fā)展和自動化控制的普及，智能化設計越來越受到重視。近年來，在電力、機械、化工、制藥、建筑、物流等各個領域，智能化裝備都得到了廣泛的應用。在這樣的時代背景下，海洋工程裝備的智能化也成為必然趨勢。尤其對于深遠海作業(yè)而言，實現(xiàn)作業(yè)裝備的智能化、自動化能夠大大降低人力物力投入，有效提高作業(yè)生產(chǎn)率，對于海洋資源的合理開發(fā)具有十分重要的意義。

現(xiàn)有的海底集礦裝備：

集礦器與主體為一體式結構，對設備的行走道路有一定要求(不可過于崎嶇)，對采礦的范圍造成了不利影響；

為了保證一定的采礦效率，設備的行走速度被迫提高，影響了設備的可控性和可靠性；

集礦器的吸附能力較弱，公布日為2016年2月24日，公布號為CN105350968A的中國專利文獻，公開了一種海底集礦車，其采用的吸礦罩采用了螺旋導流板和水射流噴嘴，從其附圖上可以看出，這種螺旋導流板與水射流噴嘴未能實現(xiàn)良好的配合，而且這種形式的螺旋導流板對提高吸附力的功效也十分有限；此外，其吸礦罩的密封不足，也會導致吸附能力的不足；

集礦器隨主體移動時容易與礦石或其他障礙物發(fā)生碰撞，集礦器必須向上提升避開障礙物，導致吸力不足，當避讓不及時，碰撞對集礦器會產(chǎn)生一定損傷；

由于水下地形復雜，現(xiàn)有海底集礦裝備行走時，對于水下復雜地形的探測不足，對于礦物分布也探測不足，影響了行進路徑的正確引導判定，也影響了對于高風險作業(yè)區(qū)域的避開。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種海底集礦裝備，集礦器與主體之間采用分體式結構，主體行進緩慢的過程中集礦器自身可以自由移動，尋找合適的礦區(qū)進行采吸，提高采礦效率；提高集礦器的抽吸能力，同時使集礦器可以避讓障礙物。

本發(fā)明采取以下技術方案：

一種基于旋渦水動力特性的集群式深海海底集礦裝備，包括設備主體、多個海底適應性集礦器10及各自輸?shù)V管；所述輸?shù)V管將設備主體與海底適應性集礦器10連接，所述輸?shù)V管能夠受控調(diào)節(jié)伸出設備主體的長度；所述海底適應性集礦器10具有履帶行走機構，能夠受控自主行走。該設計與傳統(tǒng)的“一體化”結構相比有效提高了運動的靈活性，并且集礦器距海底高度不會隨地形快速變化，使集礦效率穩(wěn)定。

進一步的，所述海底適應性集礦器10的四周均勻布置多個小型履帶19，構成所述小型履帶行走機構。

進一步的，所述海底適應性集礦器10底部周圍設有裙式外罩18，所述裙式外罩在與障礙物相碰時能夠向內(nèi)側收縮抬起，通過障礙物后裙式外罩在重力作用下自動垂落，起到增加集礦器底部封閉效果的作用。

更進一步的，所述海底適應性集礦器10內(nèi)部周圍設有一圈多個導流板23，至少有一處相鄰導流板之間設有噴水頭22，所述噴水頭噴凈水，使海底適應性集礦器10內(nèi)部產(chǎn)生旋流效果，從而增加抽吸能力；所述裙式外罩18設有引導外部海水進入的導流槽20。

再進一步的，所述裙式外罩為多段式結構，相鄰兩段具有部分交錯，使外部海水進入海底適應性集礦器10時，產(chǎn)生一定旋流效果；交錯部位產(chǎn)生的水流導向結構與所述導流板23的導流方向相適應。

進一步的，還包括水下探測器，所述水下探測器通過有線的方式與所述設備主體電連接，并在位于設備本體前方較高位置自動行進，具有視覺或聲吶探測功能。

更進一步的，所述水下探測器包括聲吶探測儀1、電子設備艙2、若干螺旋槳推進器4及對應的多自由度連接器3、尾翼5、光電纜6；所述多自由度連接器可調(diào)節(jié)螺旋槳推進器4的轉動方向，從而調(diào)節(jié)水下探測器的行進和轉向；所述光電纜6與設備主體連接。

更進一步的，所述設備主體設有儲礦艙7、進礦口8、減震器11、多個履帶行進裝置、出礦口13、外輸?shù)V管14、水下探測器泊位16，所述履帶行進裝置的最大行走速度為1m/s，所述履帶行走機構的最大行走速度為3m/s。

更進一步的，所述海底適應性集礦器10設有碟形外罩17、裙式外罩18、小型履帶19、導流槽20、水泵21。

再進一步的，儲礦艙7用于儲存來自海底適應性集礦器10的礦物原料，內(nèi)部具有破碎裝置，可將大尺度的礦粒破碎成細小的顆粒以便于水力輸送。當儲存量達到一定程度，可通過大型礦漿泵輸送至海底中繼艙。再進一步的，進礦口8內(nèi)部安裝有調(diào)節(jié)扁型輸?shù)V管9長度的機械裝置，便于扁型輸?shù)V管9自由伸縮以及防止纏繞。

進一步的，儲礦艙7設置有減壓閥15，一旦儲礦艙內(nèi)壓力過大時，能夠通過向外排出海水來降低儲礦艙7內(nèi)的壓力。

進一步的，海底適應性集礦器10的集礦器外罩分為碟形外罩17和裙式外罩18兩部分。

更進一步的，裙式外罩18具有多層褶皺，具有強伸縮性和靈活性。

進一步的，所述設備主體采用蟒式全地形雙節(jié)履帶車的形式，兩臺履帶車一前一后布置，二者之間連接方式為鉸接，兩臺履帶車自帶驅(qū)動能力；前面一臺履帶車安裝有水泵、扁形輸?shù)V管調(diào)節(jié)裝置，后面一臺履帶車安裝有破碎裝置、儲存裝置、輸送裝置。

更進一步的，集礦器10誘導出特定的螺旋流對礦粒的抽吸力頻率接近半埋入海泥中礦粒的振動固有頻率，從而激發(fā)海泥中的礦粒共振，使得礦粒更容易從海泥中被抽起。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)采用多個各自獨立的海底適應性集礦器，與裝備主體通過柔性的輸?shù)V管連接，擴大了采礦的范圍，設備主體可選擇相對平坦的海底道路，避開崎嶇的道路；該設計與傳統(tǒng)的“一體化”結構相比有效提高了運動的靈活性，并且集礦器距海底高度不會隨地形快速變化，使集礦效率穩(wěn)定。

2)設備主體的行走速度可以大幅降低，在確保采礦效率的基礎上，提高了設備主體的可靠性與可控性；較低的行走速度同時能夠降低行進過程中對海泥的揚起，減弱對海底環(huán)境的不利影響。

3)在海底適應性集礦器上設置了裙式外罩，提升了吸力；裙式外罩，其具有多層褶皺結構，受力后可向上抬起，避開障礙物，因此具有很強的伸縮性和靈活性；其可以罩住集礦區(qū)域的海底表面，具有很強的海底地形適應性，且可以減少對周圍海底的擾動；集礦器的裙式外罩表面開有多個導流槽，用以誘導水平的螺旋流，進而有利于增強集礦效果，提高單位能耗的抽吸力，從而配置更少數(shù)量的更小體積的水泵，降低集礦機主尺度從而大大降低能耗，更加環(huán)保。

4)導流槽內(nèi)部位置設置導流板，同時在相鄰導流板之間設置噴水頭，增加旋流效果，提升吸附能力；

5)裙式外罩能夠向上收縮，避開障礙物，在確保提升吸附力的同時還可以避免集礦器撞擊受損；

6)采用水下探測器，漂浮行走在設備主體前部上方，利用水下探測器探測作業(yè)區(qū)域附近的海底地形和礦物分布。水下探測器的設計滿足了深海采礦任務智能化的要求。

7)水下探測器設有電子設備艙，可將用于控制航行、探測、集礦、輸?shù)V等作業(yè)的電子設備置于電子設備艙內(nèi)，避免將其搭載于儲礦車上，從而減輕儲礦車的重量，使其能夠在海底較為平穩(wěn)地行進。既有利于結構安全，又有利于節(jié)省能量。

8)水下探測器與儲礦車之間通過光電纜連接，將光纖與金屬導線結合，既能夠滿足供電的需求，又能夠?qū)⑺绿綔y器的控制信號輸送至儲礦車，使得二者得以協(xié)同工作。

9)儲礦車采用履帶行進裝置，其與海底的接觸方式是面接觸。與點接觸相比，履帶行進裝置更加適應海底松軟的地質(zhì)條件，作用于海底的壓強較小，能提供更大的抓地力，因此能夠連續(xù)、穩(wěn)定地行進。

10)使用多臺海底適應性集礦器同時獨立工作，通過系統(tǒng)控制使得每一臺集礦器均覆蓋一定的工作范圍。因此，多臺集礦器與單臺相比，在單位時間內(nèi)相當于覆蓋了更廣的作業(yè)范圍，進而有效增加單位時間內(nèi)的集礦總量，提高工作效率，縮短任務周期。

11)扁型輸?shù)V管可以將輸?shù)V管道和光電纜集成于一體，便于礦物的傳輸以及集礦器的供電和控制。且扁型輸?shù)V管因其變形自由度受限制而更加便于伸縮和防止纏繞，提高了裝置的可靠性。

12)集礦器設置有裙式外罩，其具有多層褶皺結構，因此具有很強的伸縮性和靈活性。其可以罩住集礦區(qū)域的海底表面，具有很強的海底地形適應性，且可以減少對周圍海底的擾動。

附圖說明

圖1是本發(fā)明海底集礦裝備的立體圖。

圖2是本發(fā)明海底集礦裝備的主視圖。

圖3是海底適應性集礦器的立體圖。

圖4是海底適應性集礦器底部位置的立體圖。

圖5是采用多段式結構的裙式外罩的示意圖，相鄰兩段具有部分交錯，使外部海水進入海底適應性集礦器時，產(chǎn)生一定旋流效果；交錯部位產(chǎn)生的水流導向結構與所述導流板的導流方向相適應。

圖6是采用導流板和切向孔結構的裙式外罩的外部結構示意圖，使得集礦器能夠根據(jù)工作條件采用兩種誘導旋流的方法。

圖7是采用導流板和切向孔結構的裙式外罩的內(nèi)部結構示意圖。

圖8是設有備用水下探測器的海底集礦裝備的立體結構圖。

圖9是圖8的主視圖。

圖10是本發(fā)明海底集礦裝備設計的邏輯圖。

圖中，1.聲吶探測儀，2.電子設備艙，3.多自由度連接器，4.螺旋槳推進器，5.尾翼，6.光電纜，7.儲礦艙，8.進礦口，9.扁型輸?shù)V管，10.海底適應性集礦器，11.減震器，12.履帶式行進裝置，13.出礦口，14.外輸?shù)V管，15.減壓閥，16.水下探測器泊位，17.碟形外罩，18.裙式外罩，19.小型履帶，20.導流槽，21.水泵，22.噴水頭，23.導流板,24.切向孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步說明。

協(xié)同是指協(xié)調(diào)兩個或以上的個體，發(fā)揮各自功能，合作完成特定任務的能力。對于深海采礦這樣的復雜工程來說，包含多種作業(yè)任務，需要完成多項功能。因此，采用多種裝備“各司其職”，協(xié)同作業(yè)將是十分有效的設計方法。本發(fā)明提出一款海底集礦裝備，將智能化與協(xié)同化設計相結合。整套裝備包括水下探測器、海底適應性集礦器和履帶式儲礦車等多個部分，能夠分別完成探測、采礦、儲礦和加工的功能。各個系統(tǒng)之間協(xié)同配合，可顯著提高海底采礦作業(yè)的安全性和高效性。此外，每一種裝備都根據(jù)各自的作業(yè)特點進行了合理化設計，使其在協(xié)同作業(yè)的同時，保證自身功能可實現(xiàn)，以期達到可靠性的要求。

參見圖10，下面對本發(fā)明總的設計思路進一步闡述：

首先，從改善水力集礦性能和多個集礦器形成觸須式協(xié)同作業(yè)布局兩個方面提高集礦效率。從原理上具有突破：利用旋渦水動力特性，增加負壓的傳遞距離，有效降低礦粒的臨界起動速度，增加單位能耗的抽吸力；

第二，從減小行進壓力和改進抬礦方式兩個方面降低對海底環(huán)境的影響。從結果布置上具有創(chuàng)新：利用補水射流或者水平附加水射流，通過增加切向角動量形成穩(wěn)定的豎軸旋渦。詳見附圖10。

實施例一：

如圖1-3所示，一款海底集礦裝備，包括水下探測器、履帶式儲礦車和海底適應性集礦器等多個部分。水下探測器主要包括：聲吶探測儀1、電子設備艙2、多自由度連接器3、螺旋槳推進器4和尾翼5等。水下探測器通過光電纜6與履帶式儲礦車連接。履帶式儲礦車主要包括：儲礦艙7、進礦口8、減震器11、履帶式行進裝置12、出礦口13、外輸?shù)V管14、減壓閥15和探測器泊位16等。海底適應性集礦器主要包括：碟形外罩17、裙式外罩18、小型履帶19、導流槽20、水泵21。集礦器通過扁形輸?shù)V管9與儲礦車的進礦口8相連接。

水下探測器的功能主要是：①探測海底地形；②探測海底礦物的分布；③搭載電子設備。水下探測器具備自航能力，并且能夠在深海環(huán)境中航行。探測器上安裝有聲吶探測儀1，用于探測海底地形和礦物的分布，以便合理地規(guī)劃行進路徑，規(guī)避存在風險的作業(yè)區(qū)域，以及提高集礦作業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，水下探測器的設計滿足了深海采礦任務智能化的要求。電子設備艙2搭載用于控制航行、探測、集礦、輸?shù)V等作業(yè)的電子裝備，其外殼為耐壓殼體結構，能夠承受深海巨大的壓力。水下探測器的航行由螺旋槳推進器4推進，其通過多自由度連接器3與探測器相連，因此可以通過自由調(diào)整方向，實現(xiàn)航行姿態(tài)的調(diào)整。尾翼5能夠改善水下探測器的操縱性，使其穩(wěn)定航行，從而保護電子設備艙2內(nèi)的設備不受損壞。光電纜6是一種將光纖和金屬導線結合起來的傳輸介質(zhì)，兼具電力輸送和信息傳輸?shù)墓δ?。水下探測器通過光電纜6獲得來自儲礦車的電力供應，同時將控制信號傳輸至儲礦車上的控制設備，使其按照規(guī)劃的路徑行進和開展采礦任務。因此，這一設計實現(xiàn)了水下探測器和儲礦車的協(xié)同作業(yè)。

履帶式儲礦車的功能主要是：①儲存來自海底適應性集礦器10的礦物；②加工礦物，使其成為礦漿；③將礦漿輸送至海底中繼艙；④為水下探測器提供電力和停泊處所；⑤接收來自水下探測器的控制信號，并控制行進路徑和采礦作業(yè)。來自海底適應性集礦器10的礦物儲存于儲礦艙7中。儲礦艙7設置有多個進礦口8，每個進礦口通過扁型輸?shù)V管9與一臺海底適應性集礦器10相連。因此儲礦艙7可同時收集來自多臺海底適應性集礦器10采集的礦物，覆蓋較廣的范圍，進而有效增加單位時間內(nèi)的集礦總量，提高集礦作業(yè)的整體效率。進礦口8內(nèi)部安裝有調(diào)節(jié)扁型輸?shù)V管9長度的機械裝置，目的是便于扁型輸?shù)V管9自由伸縮以及防止纏繞。儲礦艙7中安裝有破碎裝置，可將大尺度礦粒破碎成細小的顆粒，以便于水力輸送。當儲存量接近飽和時，可借助大型礦漿泵由出礦口13通過外輸?shù)V管14輸送至海底中繼艙。必要時亦可通過減壓閥15向外排出海水來降低艙內(nèi)壓力。儲礦車底部采用履帶式行進裝置12，其與海底的接觸方式為面接觸。與點接觸相比，履帶式行進裝置更加適應海底松軟的地質(zhì)條件，作用于海底的壓強較小，壓陷小，因此能夠在大承載情況下連續(xù)、穩(wěn)定地行進。履帶式行進裝置12上還安裝有減震器11，目的是降低儲礦車在復雜海底地形上行進時產(chǎn)生的振動，保證結構和設備的安全，以及對集礦器底盤進行升沉補償，動態(tài)貼靠海底，保證集礦作業(yè)任務的穩(wěn)定進行。儲礦車上安裝有水下探測器泊位16，當海底地形三維掃描完畢、非工作狀態(tài)以及集礦機修整時，可供探測器停泊。

海底適應性集礦器10的主要功能是：①在海底表面自主移動；②通過水泵的抽吸作用以及誘導螺旋流，收集海底礦物。集礦器的外罩分為兩部分，上部是碟形外罩17，下部是裙式外罩18。裙式外罩18具有多層褶皺，因此具有很強的伸縮能力和靈活性，可以罩住吸礦區(qū)域的海底表面，進而減少對海底的擾動。裙式外罩18表面均勻地開有導流槽20，其作用是誘導水平的螺旋流，進而提高集礦的效果。集礦器底部安裝有小型履帶19，可以使得集礦器在海底自主行駛。集礦器的上部安裝有水泵21，借助水泵的抽吸作用可將礦物泵送至扁型輸?shù)V管9。

所述海底適應性集礦器10內(nèi)部周圍設有一圈多個導流板23，至少有一處相鄰導流板之間設有噴水頭22，所述噴水頭噴凈水，使海底適應性集礦器10內(nèi)部產(chǎn)生旋流效果，從而增加抽吸力。

本發(fā)明的基本思想是：根據(jù)海底集礦作業(yè)的特點，通過水下探測器、履帶式儲礦車和海底適應性集礦器三者的協(xié)同作業(yè)，提高海底集礦作業(yè)的可行性、高效性，從而實現(xiàn)智能、協(xié)同、高效的海底集礦作業(yè)。

下面結合圖1-2進一步說明本裝置的具體工作原理：

此智能化協(xié)同作業(yè)海底集礦裝備在某深海海域開展海底采礦任務。海底地形和礦物的具體分布未知，因此派出水下探測器執(zhí)行探測任務。水下探測器依靠聲吶探測儀1探測海底的地形狀況以及礦物的分布情況。這些信息經(jīng)過控制系統(tǒng)的處理，能夠規(guī)劃出最優(yōu)的行進路徑，以提高集礦的生產(chǎn)率，并能夠避開存在危險的作業(yè)區(qū)域。水下探測器的電子設備艙2內(nèi)攜帶有大量電子設備，用于控制其航行、探測以及采礦、儲礦、加工、輸送等任務。水下探測器依靠多自由度連接器3和螺旋槳推進器4推進，當其需要上升、下降或轉彎時，可調(diào)整多自由度連接器3，改變螺旋槳推進器4的位置和角度，從而實現(xiàn)航行姿態(tài)的控制。尾翼5能夠保證其在航行過程中維持穩(wěn)定。水下探測器依靠儲礦車供電，電力通過光電纜6傳輸，同時水下探測器發(fā)出的控制信號亦通過光電纜6傳輸至儲礦車。儲礦車上安裝有水下探測器泊位16，當海底地形三維掃描完畢、非工作狀態(tài)以及集礦器修整時，可供探測器停泊。

儲礦車根據(jù)水下探測器的控制信號，按照規(guī)劃的路徑行進。儲礦車采用履帶式行進裝置12，能夠在復雜的海床表面連續(xù)、穩(wěn)定地行進。履帶式行進裝置12上還安裝有減振器11，使其在海底能夠平穩(wěn)地移動，從而保證結構的安全性以及集礦作業(yè)的穩(wěn)定進行。儲礦艙7設置多個進礦口8和一個出礦口13。每個進礦口通過扁型輸?shù)V管9與一臺海底適應性集礦器10相連。因此儲礦艙7可同時收集來自多臺海底適應性集礦器10采集的礦物，覆蓋較廣的范圍，進而有效增加單位時間內(nèi)的集礦總量，提高集礦作業(yè)的整體效率。若集礦機向遠離儲礦車的方向行進，則需伸長扁型輸?shù)V管9的長度；反之，則需縮短。為此，進礦口8內(nèi)部安裝有調(diào)節(jié)扁型輸?shù)V管9長度的機械裝置，便于扁型輸?shù)V管9自由伸縮。儲礦艙7不僅具備儲存礦物原料的功能，還安裝有加工設備，能夠?qū)⒌V物原料加工成礦漿。隨著集礦器源源不斷輸送礦物原料，礦漿的儲存量也不斷增加。當達到某一程度時，借助大型礦漿泵，將儲存的礦漿由出礦口13通過外輸?shù)V管14輸送至海底中繼艙，從而實現(xiàn)作業(yè)任務的循環(huán)。

集礦器通過扁形輸?shù)V管9與儲礦車相連接，同時通過扁型輸?shù)V管9內(nèi)部集成的光電纜接收來自儲礦車的電力供應和控制信號。借助小型履帶，集礦器可以在海底一定區(qū)域內(nèi)自主移動，進而開展集礦任務。集礦器下部的裙式外罩18具有多層褶皺結構，可以罩住集礦區(qū)域的海底表面，減少對其他海底區(qū)域的擾動，并且可以使集礦器與海底貼合更加緊密，有利于增強吸力。集礦開始后，在水泵21的抽吸作用下，海水和礦粒受到強大的抽吸力。大量的水通過裙式外罩18表面的導流槽20流入集礦器內(nèi)部，進而誘導出水平的螺旋流。這種形式的螺旋流可以有效地增強集礦效果，提高集礦效率。被抽吸上來的礦物顆?；旌虾Ｋ秃Ｄ?，陸續(xù)通過裙式外罩19和碟形外罩18，并在水泵21的泵送作用下，通過扁型輸?shù)V管9輸送至儲礦車。

利用基于量綱分析的數(shù)值模擬和試驗研究獲得不同大小礦粒在不同集礦工況(集礦流量、集礦器流域形態(tài)等)下的垂向受力規(guī)律。使得集礦作業(yè)中，通過計算分析獲得的抽吸力恰好滿足作業(yè)要求。過大的抽吸力不僅需要水泵提供更大的抽吸流量，更是增大了集礦器履帶的行走阻力，從而造成能耗極大浪費。而剛好滿足集礦需求的抽吸力不僅能最大程度降低對海底的擾動，抽吸過程中形成的貼靠海床吸附力增加了集礦器結構的穩(wěn)性，從而施工更加安全。

本實施例具有以下創(chuàng)新點：

1、利用水下探測器探測作業(yè)區(qū)域附近的海底地形和礦物分布，進而根據(jù)探測的信息合理地規(guī)劃海底集礦車和儲礦車的行進路徑。

2、設有電子設備艙，可將用于控制航行、探測、集礦、輸?shù)V等作業(yè)的電子設備置于電子設備艙內(nèi)，避免將其搭載于儲礦車上。

3、水下探測器與儲礦車之間通過光電纜連接，能夠同時輸送電力和信息。

4、儲礦車采用履帶行進裝置，適合于在海底行進。

5、使用多臺海底適應性集礦器同時獨立工作，能夠擴大集礦范圍，提高單位時間內(nèi)的集礦總量。

6、使用扁型輸?shù)V管，其在機械裝置的作用下可以自由調(diào)整長度。

7、集礦器設置有裙式外罩，其具有多層褶皺結構，因此具有很強的伸縮性和靈活性。

8、集礦器的裙式外罩表面開有多個導流槽，用以誘導水平的螺旋流。

實施例二:

與實施例一的不同之處在于：參見圖5，所述裙式外罩為多段式結構，相鄰兩段具有部分交錯，使外部海水進入海底適應性集礦器10時，產(chǎn)生一定旋流效果；交錯部位產(chǎn)生的水流導向結構與所述導流板23的導流方向相適應。

實施例三：

與實施例一、二的不同之處在于：參見圖6、圖7，將所述的導流板23設置于集礦器下部，同時碟形外罩下緣表面開有若干切向孔24，使得集礦器能夠根據(jù)工作條件采用兩種誘導旋流的方法。當海底平坦，集礦器與海底貼靠較緊密時，借助水泵的抽吸和導流板的導流作用，即可產(chǎn)生一定的旋流效果；當海底崎嶇，集礦器無法緊密貼靠海底時，切向孔能夠產(chǎn)生橫向水射流，提供水流的的角動量，從而保證旋流的產(chǎn)生。

實施例四：

與實施例一的不同之處在于：參見圖8、圖9，儲礦車主體的結構采用蟒式全地形雙節(jié)履帶車的形式。兩臺履帶車一前一后布置，二者之間連接方式為鉸接。兩臺履帶車均有一定的驅(qū)動能力，使其具有良好的越障能力和很強的地形適應性。因此對于海底地形坡度較大的區(qū)域，與單臺履帶車相比，其具有更加良好的機動性和通過性，進而提高了海底集礦作業(yè)過程的可靠性。在設備布局方面，前面一臺履帶車主要安裝有水泵、扁形輸?shù)V管調(diào)節(jié)裝置等，后面一臺履帶車主要安裝有破碎裝置、儲存裝置、輸送裝置等。

半埋入海泥中的礦粒具有較為固定的振動固有頻率范圍(13-17Hz)，集礦器誘導出特定的螺旋流對礦粒的抽吸力頻率接近半埋入海泥中礦粒的振動固有頻率，從而激發(fā)海泥中的礦粒共振，使得礦粒更容易從海泥中被抽起，從而增加集礦效率。

以上四個實施例均為本申請的優(yōu)選實施例，本領域的普通技術人員還可以在此基礎上進行各種變換或改進，在不脫離本申請總的構思的前提下，這些變換或改進都應當屬于本申請要求保護的范圍之內(nèi)。