權利要求書： 1.搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機，包括鉆機框架、取芯鉆具，其特征在于，還包括動力回轉系統(tǒng)、沖洗排渣系統(tǒng)、鉆進提升系統(tǒng)和搭載安裝接口；動力回轉系統(tǒng)與鉆機框架滑動連接，沖洗排渣系統(tǒng)安裝于動力回轉系統(tǒng)上，動力回轉系統(tǒng)與取芯鉆具相連，鉆進提升系統(tǒng)安裝于鉆機框架內(nèi)，鉆進提升系統(tǒng)與動力回轉系統(tǒng)相連，搭載安裝接口安裝于鉆機框架背部；

鉆機框架上設有導軌；動力回轉系統(tǒng)包括液壓回轉馬達、軸承座、導軌滑板、主軸和給水套；動力回轉系統(tǒng)的導軌滑板安裝于鉆機框架的導軌上；動力回轉系統(tǒng)通過導軌滑板在鉆機框架的導軌上滑動；軸承座與導軌滑板固連，液壓回轉馬達安裝于軸承座上端面，給水套安裝于軸承座下端面，軸承座和給水套中心開有通孔，主軸上端穿過軸承座中心通孔和給水套中心通孔后與液壓回轉馬達的輸出軸固連，主軸下端與取芯鉆具固連；通過動力回轉系統(tǒng)的主軸帶動取芯鉆具回轉；主軸下端開有軸向中心孔，主軸下端的軸向中心孔與取芯鉆具的軸向中心孔連通；主軸下端開有與軸向中心孔連通的橫向孔，給水套一側亦開有橫向孔，給水套的橫向孔與主軸下端的橫向孔連通；

沖洗排渣系統(tǒng)包括齒輪馬達、連接套、齒輪泵和沖洗液壓管路；動力回轉系統(tǒng)的軸承座上安裝有馬達安裝板和齒輪泵安裝板，齒輪馬達安裝于馬達安裝板上，齒輪泵安裝于齒輪泵安裝板上；齒輪馬達通過連接套與齒輪泵連接，齒輪泵與沖洗液壓管路相連，沖洗液壓管路伸入給水套的橫向孔中；

鉆進提升系統(tǒng)包括液壓缸和鋼繩倍程機構；鋼繩倍程機構包括頂滑輪組、底滑輪組、動滑輪組和兩根鋼絲繩，頂滑輪組安裝于鉆機框架的頂部內(nèi)側，底滑輪組安裝于鉆機框架的底部內(nèi)側；動滑輪組設于頂滑輪組和底滑輪組之間；其中一根鋼絲繩一端繞過頂滑輪組后固定于鉆機框架上，另一端繞過動滑輪組后與動力回轉系統(tǒng)的導軌滑板相連；另一根鋼絲繩一端繞過底滑輪組后固定于鉆機框架上，另一端繞過動滑輪組后與動力回轉系統(tǒng)的導軌滑板相連；動滑輪組固定在液壓缸的活塞桿端，液壓缸的缸筒固定在鉆機框架上。

2.根據(jù)權利要求1所述的搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機，其特征在于，鉆進提升系統(tǒng)還包括孔口扶正器，孔口扶正器安裝在鉆機框架的底部外側。

說明書： 搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機技術領域[0001] 本發(fā)明涉及一種搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機。背景技術[0002] 現(xiàn)有深海取芯鉆機，體積均較為龐大，無行走功能。若需要調整鉆機坐底位置，需要通過移動母船帶動光纜實現(xiàn)鉆機移址。在深海地質復雜的情況下，往往面臨尋址、定位難的問題。目前，載人潛器（如蛟龍?zhí)枺坝欣|水下機器人(RO)廣泛應用于海洋礦物開采、水下工程施工、海洋救助與打撈、軍事和國防建設等諸多方面,能較好輔助鉆機完成礦區(qū)內(nèi)定點開采任務。但在礦區(qū)內(nèi)通過選址取芯進行樣品研究時，現(xiàn)有深海鉆機的使用局限性較大。[0003] 現(xiàn)有傳統(tǒng)鉆機一般空氣中重達5t以上，外形框架尺寸一般在2m×2m×4m以上，結構復雜，質量過重，下放時往往需要水下遙控機器人預先勘測海底，選擇平面度達標區(qū)域供其坐底工作；也就是說，需先通過水下遙控機器人尋址，然后再通過鉆機至已尋好的地址處實現(xiàn)鉆取。且，鉆機無自移動功能，只能靠母船移動來拖動，僅適用于已完成勘探的礦區(qū)進行定點取芯工作，不適合搭載于載人潛器和纜水下機器人(RO)上，無法實現(xiàn)隨機取址。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種結構簡單、可搭載于載人潛器和纜水下機器人(RO)上的搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機。[0005] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：[0006] 搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機，包括鉆機框架、動力回轉系統(tǒng)、沖洗排渣系統(tǒng)、取芯鉆具、鉆進提升系統(tǒng)和搭載安裝接口。動力回轉系統(tǒng)與鉆機框架滑動連接，沖洗排渣系統(tǒng)安裝于動力回轉系統(tǒng)上，動力回轉系統(tǒng)與取芯鉆具相連，鉆進提升系統(tǒng)安裝于鉆機框架內(nèi)，鉆進提升系統(tǒng)與動力回轉系統(tǒng)相連，搭載安裝接口安裝于鉆機框架背部。[0007] 本發(fā)明之搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的搭載安裝接口可通過螺栓螺母固定于載人潛器或有纜水下機器人上。[0008] 進一步，鉆機框架上設有導軌。[0009] 進一步，動力回轉系統(tǒng)（簡稱動力頭）包括液壓回轉馬達、軸承座、導軌滑板、主軸和給水套。動力回轉系統(tǒng)的導軌滑板安裝于鉆機框架的導軌上。動力回轉系統(tǒng)通過導軌滑板可在鉆機框架的導軌上滑動。軸承座與導軌滑板固連，液壓回轉馬達安裝于軸承座上端面，給水套安裝于軸承座下端面，軸承座和給水套中心開有通孔，主軸上端穿過軸承座中心通孔和給水套中心通孔后與液壓回轉馬達的輸出軸固連，主軸下端與取芯鉆具固連。通過動力回轉系統(tǒng)的主軸可帶動取芯鉆具回轉。主軸下端開有軸向中心孔，主軸下端的軸向中心孔與取芯鉆具的軸向中心孔連通。主軸下端開有與軸向中心孔連通的橫向孔，給水套一側亦開有橫向孔，給水套的橫向孔與主軸下端的橫向孔連通。[0010] 進一步，沖洗排渣系統(tǒng)安裝于動力頭的軸承座上，隨動力頭升降。沖洗排渣系統(tǒng)包括齒輪馬達、連接套、齒輪泵和沖洗液壓管路。動力回轉系統(tǒng)的軸承座上安裝有馬達安裝板和齒輪泵安裝板，齒輪馬達安裝于馬達安裝板上，齒輪泵安裝于齒輪泵安裝板上。齒輪馬達通過連接套與齒輪泵連接，保證兩者轉速相同。齒輪泵與沖洗液壓管路相連，沖洗液壓管路伸入給水套的橫向孔中。[0011] 進一步，取芯鉆具中心開有軸向中心孔。取芯鉆具是外購現(xiàn)有產(chǎn)品。[0012] 進一步，鉆進提升系統(tǒng)包括液壓缸、鋼繩倍程機構和孔口扶正器。鋼繩倍程機構包括頂滑輪組、底滑輪組、動滑輪組和兩根鋼絲繩，頂滑輪組安裝于鉆機框架的頂部內(nèi)側，底滑輪組安裝于鉆機框架的底部內(nèi)側。動滑輪組設于頂滑輪組和底滑輪組之間。其中一根鋼絲繩一端繞過頂滑輪組后固定于鉆機框架上，另一端繞過動滑輪組后與動力回轉系統(tǒng)的導軌滑板相連。另一根鋼絲繩一端繞過底滑輪組后固定于鉆機框架上，另一端繞過動滑輪組后與動力回轉系統(tǒng)的導軌滑板相連。動滑輪組固定在液壓缸的活塞桿端，液壓缸的缸筒固定在鉆機框架上?？卓诜稣靼惭b在鉆機框架的底部外側。[0013] 進一步，鉆具頭部安裝有鉆頭，鉆頭包括鉆頭本體和鑲嵌在鉆頭本體外圈的合金齒，合金齒的外圈徑大于鉆頭本體外徑和鉆具外徑。[0014] 本鉆機通過功能集成化（即沖洗排渣系統(tǒng)安裝于動力回轉系統(tǒng)上）、整機輕量化設計，使鉆機可搭載于載人潛器或有纜水下機器人(RO)，跟隨其在礦區(qū)內(nèi)進行隨機選址的取芯工作。[0015] 鉆機框架可為鋁合金或鈦合金焊接組件。區(qū)別于現(xiàn)有鉆機使用碳鋼，采用鋁合金，可比碳鋼材料減重逾60%；采用鈦合金，可比碳鋼材料減重逾40%。[0016] 將沖洗排渣系統(tǒng)和動力回轉系統(tǒng)集成安裝在一起，集成沖洗排渣系統(tǒng)于動力回轉系統(tǒng)的動力頭上，最大外形尺寸體積，比相同取芯長度能力的鉆機減小逾80%。集成后，在保證功能性前提下，有利于減少整機體積、減輕整機重量、縮短液壓管路及沖洗管路長度以降低壓降、降低整機功耗。[0017] 本發(fā)明結構簡單、緊湊、體積小、質量輕、可靠性高，可搭載于載人潛器或水下機器人上，隨其在礦區(qū)內(nèi)自由移動，可實現(xiàn)隨機取址，無需先尋址。海底礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源的具體分布情況及礦層厚度未知時，載人潛器或水下遙控機器人（RO）搭載本鉆機在礦區(qū)內(nèi)移動時，可隨意選取任意點進行取樣工作，便捷性高。在載人潛器或水下遙控機器人的作用下，鉆機下放及回收方便，能夠滿足深海巖芯取樣的惡劣工況下的各項要求，可方便、可靠地為深海礦產(chǎn)資源的科學研究提供樣品。本發(fā)明符合以水下機器人（RO）為平臺進行擴展功能的趨勢。附圖說明[0018] 圖1為本發(fā)明搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的主視圖；[0019] 圖2為圖1所示搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的左視圖；[0020] 圖3為圖1所示搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的俯視圖；[0021] 圖4為圖1所示搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的后視圖；[0022] 圖5為圖1所示搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的動力回轉系統(tǒng)和沖洗排渣系統(tǒng)組裝后的剖視圖；[0023] 圖6為圖1所示搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的軸承座立體結構圖；[0024] 圖7為圖1所示搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的導軌滑板的立體結構圖；[0025] 圖8為圖1所示搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的給水套的立體結構圖。[0026] 圖中：1——鉆機框架；2——動力回轉系統(tǒng)；2?1——液壓回轉馬達；2?2——軸承座；2?3——導軌滑板；2?4——主軸；2?4?1——主軸下端的軸向中心孔；2?4?2——主軸橫向孔；2?5——給水套；2?5?1——給水套橫向孔；3——沖洗排渣系統(tǒng)；3?1——齒輪馬達；3?2——連接套；3?3——齒輪泵；3?4——沖洗液壓管路；4——取芯鉆具；5——鉆進提升系統(tǒng)；6——搭載安裝接口。

具體實施方式[0027] 以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。[0028] 參照附圖，搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機，包括鉆機框架1、動力回轉系統(tǒng)2、沖洗排渣系統(tǒng)3、取芯鉆具4、鉆進提升系統(tǒng)5和搭載安裝接口6。動力回轉系統(tǒng)2與鉆機框架1滑動連接，沖洗排渣系統(tǒng)3安裝于動力回轉系統(tǒng)2上，動力回轉系統(tǒng)2與取芯鉆具4相連，鉆進提升系統(tǒng)5安裝于鉆機框架1內(nèi)，鉆進提升系統(tǒng)5與動力回轉系統(tǒng)2相連，搭載安裝接口6安裝于鉆機框架1背部。[0029] 本發(fā)明之搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機的搭載安裝接口6可通過螺栓螺母固定于載人潛器或有纜水下機器人上。[0030] 鉆機框架1上設有導軌（圖中未示出）。鉆機框架1可為鋁合金或鈦合金焊接組件。區(qū)別于現(xiàn)有鉆機使用碳鋼，采用鋁合金，可比碳鋼材料減重逾60%；采用鈦合金，可比碳鋼材料減重逾40%。

[0031] 動力回轉系統(tǒng)2（簡稱動力頭）包括液壓回轉馬達2?1、軸承座2?2、導軌滑板2?3、主軸2?4和給水套2?5。動力回轉系統(tǒng)2的導軌滑板2?3安裝于鉆機框架1的導軌上。動力回轉系統(tǒng)2通過導軌滑板2?3可在鉆機框架1的導軌上滑動。軸承座2?2通過焊接或螺栓螺母與導軌滑板2?3固連，液壓回轉馬達2?1通過螺釘安裝于軸承座2?2上端面，給水套2?5通過螺釘安裝于軸承座2?2下端面，軸承座2?2和給水套2?5中心開有通孔，主軸2?4上端穿過軸承座2?2中心通孔和給水套2?5中心通孔后與液壓回轉馬達2?1的輸出軸固連，主軸2?4下端與取芯鉆具4固連。通過動力回轉系統(tǒng)2的主軸2?4可帶動取芯鉆具4回轉。主軸2?4下端開有軸向中心孔2?4?1，主軸2?4下端的軸向中心孔2?4?1與取芯鉆具4的軸向中心孔連通。主軸2?4下端開有與軸向中心孔2?4?1連通的橫向孔2?4?2，給水套2?5一側亦開有橫向孔2?5?1，給水套2?5的橫向孔2?5?1與主軸2?4下端的橫向孔2?4?2連通。

[0032] 沖洗排渣系統(tǒng)3安裝于動力頭的軸承座2?2上，隨動力頭升降。沖洗排渣系統(tǒng)3包括齒輪馬達3?1、連接套3?2、齒輪泵3?3和沖洗液壓管路3?4。動力回轉系統(tǒng)2的軸承座2?2上安裝有馬達安裝板（圖中未示出）和齒輪泵安裝板（圖中未示出），齒輪馬達3?1通過螺栓螺母安裝于馬達安裝板上，齒輪泵3?3通過螺栓螺母安裝于齒輪泵安裝板上。齒輪馬達3?1通過連接套3?2與齒輪泵3?3連接，保證兩者轉速相同。齒輪泵3?3與沖洗液壓管路3?4相連，沖洗液壓管路3?4伸入給水套2?5的橫向孔2?5?1中。[0033] 取芯鉆具4中心開有軸向中心孔。取芯鉆具4是外購現(xiàn)有產(chǎn)品。[0034] 鉆進提升系統(tǒng)5包括液壓缸（圖中未示出）、鋼繩倍程機構（圖中未示出）和孔口扶正器（圖中未示出）。鋼繩倍程機構包括頂滑輪組（圖中未示出）、底滑輪組（圖中未示出）、動滑輪組（圖中未示出）和兩根鋼絲繩（圖中未示出），頂滑輪組通過螺栓螺母安裝于鉆機框架1的頂部內(nèi)側，底滑輪組通過螺栓螺母安裝于鉆機框架1的底部內(nèi)側。動滑輪組設于頂滑輪組和底滑輪組之間。其中一根鋼絲繩一端繞過頂滑輪組后固定于鉆機框架1上，另一端繞過動滑輪組后與動力回轉系統(tǒng)2的導軌滑板2?3相連。另一根鋼絲繩一端繞過底滑輪組后固定于鉆機框架1上，另一端繞過動滑輪組后與動力回轉系統(tǒng)2的導軌滑板2?3相連。動滑輪組通過螺栓螺母固定在液壓缸的活塞桿端，液壓缸的缸筒通過銷軸固定在鉆機框架1上?？卓诜稣魍ㄟ^螺栓螺母安裝在鉆機框架1的底部外側。

[0035] 鉆具頭部安裝有鉆頭，鉆頭包括鉆頭本體和鑲嵌在鉆頭本體外圈的合金齒，合金齒的外圈徑大于鉆頭本體外徑和鉆具外徑。[0036] 工作時，通過液壓缸的活塞桿伸出與收縮，帶動動滑輪組向上或向下運動，動滑輪組通過鋼絲繩帶動導軌滑板在鉆機框架1的導軌上向上或向下滑動，從而實現(xiàn)對整個動力回轉系統(tǒng)2即動力頭上下行的控制，實現(xiàn)取芯鉆具4的提升與下放，為鉆進過程提供鉆進壓力控制，為收取巖心提供拔心力。[0037] 通過液壓回轉馬達2?1可帶動主軸2?4旋轉，進而帶動取芯鉆具4回轉。液壓回轉馬達2?1具有低速正轉、高速正轉和低速度反轉等功能，配合不同鉆壓，實現(xiàn)最佳鉆進效果。齒輪馬達3?1驅動齒輪泵3?3提供壓力海水。壓力海水經(jīng)沖洗液壓管路3?4、給水套2?5的橫向孔2?5?1、主軸2?4下端的橫向孔2?4?2流入主軸2?4下端的軸向中心孔2?4?1。流入主軸2?4下端軸向中心孔2?4?1的壓力海水經(jīng)取芯鉆具4的軸向中心孔和鉆頭后流向鉆頭所鉆孔的孔底。因為鉆具鉆頭在鉆進時產(chǎn)生圓柱形孔，且由于鉆具外徑與鉆頭本體外徑均小于鑲嵌在鉆頭本體外圈的合金齒外圈徑，所以鉆出的孔的孔壁與鉆具外壁之間形成環(huán)形空間。該環(huán)形空間將用于排出鉆進時產(chǎn)生的巖渣。因齒輪泵持續(xù)將海水壓入鉆具，故沖洗液（即壓力海水）從鉆頭流出后，會在該壓力下沿環(huán)形空間向孔口端流出，并帶出巖渣，實現(xiàn)鉆孔排渣和冷卻鉆頭。[0038] 本發(fā)明之搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機主要用于淺層取樣，所以只需攜帶鉆具即可，未配備鉆桿庫和鉆具保持機構。將本發(fā)明之搭載式深海礦產(chǎn)資源取芯鉆機用于非淺層取樣時，所述鉆桿配備相應的鉆桿庫和鉆具保持機構可參見申請?zhí)枮?01520129297.1的中國專利。[0039] 以上對本發(fā)明的一種優(yōu)選具體實施方式作了詳細介紹。所述具體實施方式只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應當指出，對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。