基于1000m深海采矿试验系统设计参数,分析了不同工况条件下软管的受力状态和空间形态的特征规律,研究集矿车接地比压和水平拖曳力的变化规律,并模拟软管浮力配置的选取,结果表明:当浮力配置大小及位置固定时,随着软管内流颗粒体积浓度增高,集矿车受到的水平拖曳力减小且接地比压增大;集矿车与中间仓之间水平距离增大时,软管对集矿车水平方向上的分力增大,集矿车受到的水平拖曳力增大,反之减小.通过研究软管形态和集矿车受力状态的变化规律及内在机理,可为深海采矿系统软管输送参数的优化提供依据.
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。
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种浮力提升型海底矿产开采装置，可在深海环境中稳定行走，利用浮力调节机构改变整个装置的重力-浮力配比，实现开采装置的下潜和上浮，操作简便，解决了现有技术中存在的问题。
一种浮力提升型海底矿产开采装置，包括采矿车主体，在采矿车主体的前端设有水力集矿机构，在采矿车主体的两侧分别设有一行走履带,在每个行走履带上方的采矿车主体上分别设有两个升沉推进器，在采矿车主体的四周分别设有一水平推进器，所述采矿车主体包括由一竖直隔板分隔出的相互独立设置的集矿舱和浮力调节舱，在浮力调节舱内设有浮力调节机构，在浮力调节舱的顶部内侧壁上设有矿石探测器和通信装置，水力集矿机构、行走履带、升沉推进器、水平推进器、浮力调节机构、矿石探测器和通信装置均与控制器相连。
所述水力集矿机构包括倾斜设置的矿石收集通道，矿石收集通道一端伸入集矿舱内，且端部设有抽水口，另一端位于集矿舱外，在矿石收集通道两侧的采矿车主体上分别设有一两端均开口设置的水力管道，水力管道的一端与设于采矿车主体上的水泵的出水口相连，在水泵的进水口处设有第一过滤器，在水力管道的另一端设有与矿石收集通道的入口相对的水力喷头。
所述浮力调节机构包括一封闭设置的舱体，在舱体内设有一水平隔板，水平隔板与舱体内壁密封活动相连，在水平隔板上方的舱体内设有气囊，在舱体的顶部设有一与气囊内部相连通的充气口，在水平隔板下方的舱体下部设有第一进排水口，在第一进排水口处设有第二过滤器，在浮力调节舱侧壁的下部设有第二进排水口，在第二进排水口处设有第三过滤器，第二过滤器和第三过滤器通过设有控制阀和液压泵的进排水管道相连。
在集矿舱和浮力调节舱顶部开口处分别设有集矿舱盖板和浮力舱盖板，集矿舱盖板和浮力舱盖板彼此靠近的一端通过盖板铰接轴活动设于采矿车主体，另一端均设有安全锁。
在集矿舱的底部开口处设有两集矿舱底板，两集矿舱底板彼此靠近的一端通过底板铰接轴活动设于采矿车主体上，另一端均设有底板锁紧机构。
