[发明专利]用于水力采集机构离地高度的控制系统、控制方法及多金属结核采矿车

说明书

技术领域

本发明涉及机械自动控制领域，尤其涉及一种用于水力采集机构离地高度的控制系统、控制方法及多金属结核采矿车。

背景技术

目前深海多金属结核这种矿产资源开采工艺与方法中水力采集是一种具有发展前景的工艺与方法。它具有结构简单、故障率低，对海底环境扰动较小等优点，但是它对离地高度有一定范围要求，离地高度过高或过低都会严重影响水力采集机构的采集率。

水力采集机构在深海海底采集多金属结核时，由于海底地形变化，离地高度也会相应发生变化，一旦离地高度的变化超出其适用的范围，就会严重影响多金属结核采集效率，造成采集率大大下降。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于水力采集机构离地高度的控制系统、控制方法及多金属结核采矿车，以解决海底地形变化造成水力采集机构离地高度超出其适用的范围导致采集率效率低的现有技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于水力采集机构离地高度的控制系统，包括平行移动机构、水力采集机构和离地高度测量机构，离地高度测量机构有两组，分别固定在水力采集机构的两侧用于测量水力采集机构的离地高度，平行移动机构一端铰接在水力采集机构上用于调节水力采集机构的离地高度，另一端铰接在采矿车前端。

优选地，离地高度测量机构包括导向杆安装座、导向杆铰座、弹性元件、导向杆、地形检测板、离地高度测量元件、立杆安装座、立杆，导向杆安装座与立杆安装座固定在水力采集机构的侧面；导向杆一端通过销轴与地形检测板铰接，另一端穿过导向杆铰座形成移动副并用双螺母限位；导向杆有两根，分别位于立杆前后两侧；导向杆铰座另一铰孔穿于导向杆安装座上形成回转副；弹性元件套于导向杆圆柱面上，随地形检测板上升或下降，导向杆在导向杆铰座轴孔内向上或向下滑动使弹性元件压缩或伸长；立杆的一端通过销轴与地形检测板铰接成回转副，另一端圆柱面与立杆安装座的孔同轴形成移动副；离地高度测量元件固定在立杆安装座上，用于测量立杆在立杆安装座的孔中的位移值。

优选地，弹性元件为弹簧。

优选地，离地高度测量元件为磁致位移传感器。

优选地，平行移动机构由连杆和升降油缸组成，连杆共有四根，连杆一端铰接在水力采集机构上，另一端铰接在采矿车前端；升降油缸一端铰接在水力采集机构上，另一端通过耳轴铰接安装在采矿车上。

优选地，升降油缸内部安装有位移传感器用于测量升降油缸的活塞杆伸长或缩短。

优选地，升降油缸配有双向液压锁。

依托于上述用于水力采集机构离地高度的控制系统，本发明还提供了一种多金属结核采矿车，包括采矿车本体和用于水力采集机构离地高度的控制系统，用于水力采集机构离地高度的控制系统铰接在采矿车前端。离地高度过高或过低都会严重影响水力采集机构的采集率，因此安装了用于水力采集机构离地高度的控制系统的采矿车能够在海底地形变化时，实时改变水力采集机构的离地高度。

本发明还提供了一种用于水力采集机构离地高度的控制方法，包括以下步骤：

S1：设定水力采集机构离地高度的阀值范围；

S2：通过离地高度测量机构获取水力采集机构的实际离地高度；

S3：比较水力采集机构的实际离地高度与离地高度阀值范围；

S4：平行移动机构根据对比结果调整水力采集机构的离地高度。

优选地，平行移动机构调节水力采集机构的离地高度是通过伺服阀变位进行控制的。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的离地高度控制系统通过高度测量元件实时测量水力采集机构的离地高度，通过离地高度测量值与离地高度控制设定值来比较，根据比较结果来控制平行移动机构来调节水力采集机构的实际离地高度，保证多金属结核的采集率稳定地处于较高的水平。

2、本发明的离地高度控制系统采用实时测量，实时响应，闭环控制的方式，能够快速及时的控制水力采集机构工作过程的离地高度。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的用于水力采集机构离地高度的控制系统整体结构示意图；

图2是本发明优选实施例的用于水力采集机构离地高度的控制系统的立体结构示意图；

图3是本发明优选实施例的用于水力采集机构离地高度的控制系统的另一立体结构示意图；