CN105052384A - 一种水草收割收获船 - Google Patents

Abstract

一种水草收割收获船，包括船体、水草切割装置、水草运输装置、水草收集装置、辅助收集装置以及动力装置，水草运输装置倾斜设置在船首的安装架上，其最低端与水草切割装置相连，最高端一侧设置水草收集装置，水草切割装置包括锥齿轮传动机构、曲柄滑块机构和切刀往复机构，水草运输装置包括链板、链轮、链条以及设置在链板上的防漏草机构，水草收集装置包括收集料斗、收集箱、导轨以及设置在船尾的收集平台，辅助收集装置为设置在船首的仿形变翼偏心收集轮或收集板。本发明集水草收割、运输、收集于一体，各个装置组合方便，易于拆卸更换、维修，整个收获过程连接紧密，机械化程度较高，收割效率远远高于人工打捞。

Description

一种水草收割收获船

技术领域

本发明属于水域环保机械设备领域，尤其是一种水草收割收获船，旨在维持公园湖泊、河道水域的生态平衡，保护水质。

背景技术

随着国民经济的发展，人民的生活水平不断提高，环境问题日益凸显出来，水资源的污染状况也越来越受到人们的重视。江河、湖泊水质的恶化，导致水草泛滥成灾，已经影响到市民的饮水、环境卫生及市容市貌。为了清除泛滥的水草，很多地区依旧采用人工打捞的方式。这种作业方式劳动强度大、危险系数高、效率低，工作环境恶劣。虽然也有一些相关的机械设备被研发出来，但是经过考察，其中很多收割收获效果不理想且造价高昂。

发明内容

本发明的目的是提供一种水草收割收获船，实现水草收割、运输、收集的连续化作业，省时省力，机械化程度高，以解决人工打捞作业所存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水草收割收获船，包括船体、驾驶室、水草切割装置、水草运输装置、水草收集装置以及驱动船体的动力装置，船体甲板上设有操作平台，驾驶室设置在该操作平台上，所述水草运输装置倾斜设置在船首的安装架上，水草运输装置的最低端与水草切割装置相连，水草运输装置的最高端一侧设置水草收集装置；

所述的水草切割装置由液压马达驱动，包括锥齿轮传动机构、曲柄滑块机构和切刀往复机构，锥齿轮传动机构设置在机壳内，机壳下端固定在切刀往复机构上，液压马达的输出轴端部与机壳内的主动轴一端连接，主动轴另一端设置一个小锥齿轮，与小锥齿轮啮合的大锥齿轮设置在从动轴的一端，从动轴另一端伸出机壳并插设在所述曲柄滑块机构中的转轮中心孔内，曲柄滑块机构中的连杆一端偏心转动设置在转轮上，另一端转动连接一滑块，所述切刀往复机构包括切刀支架、切刀固定板和导槽，在切刀固定板上固定设置固定刀片，在导槽内滑动设置固定有滑动刀片的刀杆，刀杆与所述的滑块连接；

所述的水草运输装置包括链板、链轮以及链条，由电机驱动链轮转动，并带动设置在链条上的链板转动，将水草切割装置切割的水草输送至水草收集装置中，所述链板上设有多个漏水孔，并于漏水孔之间垂直于链板设置防漏草机构，在防漏草机构上设置多个防漏刺，防漏刺朝远离链板平面的方向倾斜设置；

所述的水草收集装置包括收集料斗、收集箱、导轨以及设置在船尾并伸出船体的收集平台，所述收集料斗设置在所述的操作平台上，并位于链板和驾驶室之间，导轨设置在操作平台下方，收集箱滑动设置在该导轨上，收集箱上方开口。

进一步的，在船首上于所述安装架两侧分别设置一固定板，并在固定板上设置辅助收集装置，以聚拢水草切割装置所割断的水草。

进一步的，所述的辅助收集装置为仿形变翼偏心收集轮，由收集轮偏心仿形幅盘、收集轮主动幅盘、主动臂、导向铰链、导向连杆、变翼铰链、仿形臂、偏心仿形机构、收集轮轴以及弹性收集齿板组成，收集轮主动幅盘安装在收集轮轴上，5个主动臂相隔72°呈放射状分别固定在收集轮主动幅盘的外圆上，偏心仿形机构设置在收集轮偏心仿形幅盘内，5个仿形臂相隔72°呈放射状分别固定在收集轮偏心仿形幅盘的外圆上，主动臂通过变翼铰链与导向连杆联结，导向连杆通过导向铰链与仿形臂联结，弹性收集齿板安装在主动臂的变翼铰链上。

进一步的，所述的辅助收集装置也可为收集板，收集板一端转动设置在所述的固定板上，并在两块收集板之间设置压缩弹簧，以保持两块收集板在船体静止时处于向船体两侧张开的状态，并且在收集板的内侧与固定板之间设置限位弹簧，限位弹簧处于拉伸状态。

进一步的，在所述收集平台下方固定设置船舶驱动装置。

进一步的，所述的安装架转动支撑在船首的支撑架上，并在安装架两侧分别设置液压油缸，以调整水槽切割装置和水槽运输装置的入水深度和角度。

进一步的，所述链板下方沿链板长度方向设置过滤板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明集水草收割、运输、收集于一体，各个装置之间组合方便，易于拆卸更换、维修，并且，整个收获过程连接紧密，机械化程度较高，收割效率远远高于人工打捞，可以根据水草的生长情况调节切割装置与运输装置的入水角度和深度，适用范围广；

第二，水草切割装置通过锥齿轮传动和曲柄滑块机构的配合实现刀片的往复切割，结构简单精巧，便于日常的维修保养，并且小锥齿轮和大锥齿轮的配合又起到了减速的作用；

第三，水草运输装置的链板上设置防漏草机构以及防漏草机构的防漏刺，可以在运输水草过程中，其中的水从链板的漏水孔漏出，水草则挂在防漏刺上，不会随着水流漏下，而当链板将其输送到收集料斗上方并绕过链轮时，原本向上倾斜的防漏刺在绕过链轮时其方向为向下倾斜，这样挂在防漏刺上的水草就顺利的掉落在收集料斗内；

第四，水草运输装置中的收集箱沿导轨滑动，可以及时将收集箱中的水草转移到船尾的收集平台上；

第五，本发明的驾驶室设置于操作平台上，高于其他装置，便于驾驶人员观察船体周围的情况，提高操作的安全性；

第六，本发明在水草切割装置两侧分别设置辅助收集装置，一方面，可以将切刀往复机构两侧的水草聚拢在切刀往复机构的前方，以便于切割，另一方面又可以将切割掉的水草送到水草运输装置上；

第七，采用收集板作为辅助收集装置，结构简单、使用方便，并且由于两块收集板之间设置压缩弹簧，收集板受到弹簧的弹力后向船体两侧张开，以扩大聚拢水草的面积，并且为了避免收集板张开角度过大而受到较大的水流阻力，在收集板的内侧还设置限位弹簧，并使得限位弹簧处于拉伸状态。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的整体结构剖视图。

图3是水草切割装置的侧视图。

图4是水草切割装置的主视图。

图5是水草切割装置的整体结构示意图。

图6是水草运输装置的结构示意图。

图7是仿形变翼偏心收集轮的结构示意图。

图8是收集板结构俯视图。

图9是防漏草机构的结构示意图。

图中标记：1、船体，2、甲板，3、船舶驱动装置，4、收集平台，5、导轨，6、操作平台，7、驾驶室，8、收集料斗，9、安装架，10、水草运输装置，11、水草切割装置，12、连接机构，13、仿形变翼偏心收集轮，14、固定板，15、支撑架，16、收集箱，17、液压油缸，18、收集板，19、限位弹簧，20、压缩弹簧，1001、链轮，1002、电机，1003、链条，1004、过滤板，1005、防漏草机构，1006、漏水孔，1007、链板，1008、防漏刺，1101、液压马达，1102、机壳，1103、主动轴，1104、小轴承，1105、小轴承固定板，1106、小锥齿轮，1107、大锥齿轮，1108、从动轴，1109、大轴承，1110、固定刀片，1111、滑动刀片，1112、刀杆，1113、转轮，1114、大轴承固定板，1115、导槽，1116、切刀固定板，1117、滑块，1118、连杆，1301、收集轮偏心仿形幅盘，1302、收集轮主动幅盘，1303、主动臂，1304、变翼铰链，1305、导向连杆，1306、导向铰链，1307、仿形臂，1308、偏心仿形机构，1309、收集轮轴，1310、弹性收集齿板。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图所示，一种水草收割收获船，由船体1、水草切割装置11、辅助收集装置、水草运输装置10、水草收集装置和动力装置组成，其中水草运输装置10倾斜设置在船首的安装架9上，水草运输装置10的最低端与水草切割装置11相连，水草运输装置10的最高端一侧设置水草收集装置，水草切割装置11包括锥齿轮传动机构、曲柄滑块机构和切刀往复机构，水草运输装置包括链轮1001、链条1003以及链板1007，水草收集装置包括收集料斗8、收集箱16、导轨5以及设置在船尾并位于导轨5末端的收集平台4。

（1）船体

船体结构设计的主要思想：船体1的设计是在结构功能、船体重量、占有空间等相互制约的条件中找到一个平衡的设计方案。

船体1骨架是由100×100×7mm的角钢焊接而成，然后用15mm厚的薄钢板包覆起来。船体1的两侧外壁有15°的倾角，可形成上宽下窄的结构，有利于提升船体1稳定性和减少阻力，船体1前端做成斜角，减小水流阻力。船体1前端两侧分布有螺栓孔，用于安装支撑水草运输装置10的安装架9，并且在船首设置支撑安装架9的液压油缸17，可以调整安装架9以及水草运输装置10的角度。船体1甲板2上安装有角钢支撑的操作平台6，在操作平台6前端有螺栓孔，用于安装固定收集料斗8，而后端用来安装驾驶室7，在甲板2尾部焊接收集平台4，在收集平台4和船体尾部焊接三块加强筋板，起到辅助支撑作用，收集平台4下部焊接有支架，主要用来安装船舶驱动装置3。

（2）水草切割装置

水草切割装置11由液压马达1101驱动，采用往复式切割装置，包括锥齿轮传动机构、曲柄滑块机构和切刀往复机构，锥齿轮传动机构设置在机壳1102内，机壳1102下端通过螺栓固定在切刀往复机构上，锥齿轮传动机构上设置相互垂直的主动轴1103和从动轴1108，其中主动轴1103上端与液压马达1101的输出轴连接，下端设置一个小锥齿轮1106，主动轴1103与机壳1102之间设置小轴承1104，小轴承1104安装在小轴承固定板1105上，并通过小轴承端盖压紧；从动轴1108一端设置与小锥齿轮1106相互啮合的大锥齿轮1107，并在从动轴1108和机壳1102之间设置大轴承1109，大轴承1109安装在大轴承固定板1114上，并通过大轴承端盖压紧，所述大轴承端盖与大轴承固定板1114通过螺栓固定；所述的曲柄滑块机构包括转轮1113、连杆1118以及滑块1117，转轮1113的中心套设在上述从动轴1108的另一端，连杆1118一端通过销轴偏心设置在转轮1113上，另一端通过销轴转动设置在滑块1117上；切刀往复机构包括切刀支架、切刀固定板1116和导槽1115，切刀固定板1116和导槽1115通过螺栓固定在切刀支架上，在切刀固定板1116上固定设置固定刀片1110，在导槽1115内滑动设置固定有滑动刀片1111的刀杆1112，所述的滑块1117通过螺栓固定在该刀杆1112上。

（3）水草运输装置

水草运输装置包括链轮1001、链条1003以及链板1007，由电机1002驱动链轮1001转动，并带动固定在链条1003上的链板1007转动，将水草切割装置11切割的水草输送至水草收集装置的收集料斗8中，所述链板1007上设有多个漏水孔1006，并于漏水孔1006之间垂直于链板1007设置防漏草机构1005，在防漏草机构1005上围绕柱体向上倾斜设置多个防漏刺1008，并且在链板1007下方设置过滤板1004，以防止杂质经漏水孔1006落入水中造成再次污染。

（4）水草收集装置

水草收集装置包括收集料斗8、收集箱16、导轨5以及设置在船尾并伸出船体1的收集平台4，并设置控制机构，所述收集料斗8设置在甲板2上的操作平台6上，并位于水草运输装置10和驾驶室7之间，导轨5设置在操作平台6下方，收集箱16滑动设置在该导轨5上，收集箱16上方开口，侧壁以及底板上设置漏水格栅，并且收集料斗8底板由两块对开的平板组成，并由控制机构控制，在收集料斗8内装满水草后，控制机构打开底板，水草落在下方的收集箱16中。

（5）辅助收集装置

辅助收集装置两个为一组，并分别设置在船首前端左右两侧的固定板14上，用于将水草切割装置11两侧的水草聚拢收集在水草切割装置11前方，扩大收割面积，同时将切割掉的水草及时输送到水草运输装置10，以免扩散造成二次污染。

本发明可以选择设置两种辅助收集装置，一种为仿形变翼偏心收集轮13，另一种为收集板18。

仿形变翼偏心收集轮13由收集轮偏心仿形幅盘1301、收集轮主动幅盘1302、主动臂1303、变翼铰链1304、导向连杆1305、导向铰链1306、仿形臂1307、偏心仿形机构1308、收集轮轴1309以及弹性收集齿板1310组成，收集轮主动幅盘1302安装在收集轮轴1309上，5个主动臂1303相隔72°呈放射状分别固定在收集轮主动幅盘1302的外圆上，偏心仿形机构1308设置在收集轮偏心仿形幅盘1301内，5个仿形臂1307相隔72°呈放射状分别固定在收集轮偏心仿形幅盘1301的外圆上，主动臂1303通过变翼铰链1304与导向连杆1305联结，导向连杆1305通过导向铰链1306与仿形臂1307联结，弹性收集齿板1310安装在主动臂1303的变翼铰链1304上。

仿形变翼偏心收集轮13工作时，设置在船体1上的传动系统通过收集轮轴1309带动收集轮主动幅盘1302回转，收集轮主动幅盘1302上的主动臂1303通过变翼铰链1304拖动导向连杆1305，导向连杆1305又通过导向铰链1306拖动仿形臂1307，仿形臂1307推动收集轮偏心仿形幅盘1301在偏心仿形机构1308上运转，在偏心仿形机构1308的引导下，仿形臂1307通过导向铰链1306拖动导向连杆1305，导向连杆1305又拖动主动臂1303上的变翼铰链1304产生角位移，使变翼铰链1304上固定的弹性收集齿板1310在仿形变翼偏心收集轮13回转运动时，不断变换着扩张与收缩状态。

辅助收集装置也可采用收集板18，收集板18的一端转动设置在所述的固定板14上，并且，收集板18的板面在竖直方向上向船体1外侧倾斜，船体1两侧的收集板18之间设置压缩弹簧20，在压缩弹簧20弹力的作用下收集板18前端在水平方向上向船体1外侧张开，在两块收集板18相对的面上设置处于拉伸状态的限位弹簧19，限位弹簧19的一端固定在收集板18上，另一端固定在所述的固定板14上或者船体1上。

（6）动力装置

动力装置包括柴油发电机和船舶驱动装置3。

柴油发电机的选择：经计算电动机、机械设备及电气设备的全部功率约为45Kw，所以选择的柴油发电机型号为东风康明斯系列，参数如下：

机组型号：THK-50GF

输出功率：50Kw

电流：90A

柴油机型号：4BTA3.9-G2

船舶驱动装置3是提供动力的装置，其作用是使船舶前进、后退以及转弯。选用悬扣式电动船舶驱动装置，该装置结构简单，功能性强，效能转换率高，应用范围广，且绿色环保，便于维护。驱动装置主体选用不锈钢和高强度合成纤维，具有足够的强度并经久耐用；采用电子调速，以满足不同速度的需要；舷外悬挂式安装，有防撞脱扣机构，保证马达安全；采用可更换式防缠型螺旋桨，防止在工作的时候被水草缠绕而停机。

当该船体1在不工作状态下行进时，可通过设置在船首的液压油缸17，将安装架9连同水草运输装置10以及水草切割装置11升起，使其脱离水面，减少行进阻力，并减少腐蚀。

当船体1在工作状态下，根据水深和水草的生长状况，调节液压油缸17伸出臂的长度，进而调整水草切割装置11到适合的位置，启动液压马达1101，通过锥齿轮传动机构和曲柄滑块机构的传动，驱动刀片往复切割水草，并由辅助收集装置将切割掉的水草聚拢到水草运输装置10上，运送到水草收集装置中，在水草输送过程中，水透过漏水孔1006漏下，而水草被阻拦挂在防漏草机构1005的防漏刺1008上，当防漏草机构1005随链板1007转动越过上端链轮1001位置时，防漏刺1008向下倾斜，挂在防漏刺1008上的水草脱离防漏刺1008掉落在收集料斗8内，在收集料斗8中水草达到预定值时，由控制机构控制打开收集料斗8的底板，水草落入下方的收集箱16中，并由收集箱16沿导轨5滑动输送集中到船尾的收集平台4上。

本发明集水草收割、运输、收集于一体，各个装置之间组合方便，易于拆卸更换、维修，并且，整个收获过程连接紧密，机械化程度较高，收割效率远远高于人工打捞，可以根据水草的生长情况调节切割装置与运输装置的入水角度和深度，适用范围广。

Claims (8)

1.一种水草收割收获船，包括船体（1）、驾驶室（7）、水草切割装置（11）、水草运输装置（10）、水草收集装置以及驱动船体（1）的动力装置，船体（1）甲板（2）上设有操作平台（6），驾驶室（7）设置在该操作平台（6）上，所述水草运输装置（10）倾斜设置在船首的安装架（9）上，水草运输装置（10）的最低端与水草切割装置（11）相连，水草运输装置（10）的最高端的下方设置水草收集装置，其特征在于：

所述的水草切割装置（11）由液压马达（1101）驱动，包括锥齿轮传动机构、曲柄滑块机构和切刀往复机构，锥齿轮传动机构设置在机壳（1102）内，机壳（1102）下端固定在切刀往复机构上，液压马达（1101）的输出轴端部与机壳（1102）内的主动轴（1103）一端连接，主动轴（1103）另一端设置一个小锥齿轮（1106），与小锥齿轮（1106）啮合的大锥齿轮（1107）设置在从动轴（1108）的一端，从动轴（1108）另一端伸出机壳（1102）并插设在所述曲柄滑块机构中转轮（1113）的中心孔内，曲柄滑块机构中的连杆（1118）一端偏心转动设置在所述转轮（1113）上，另一端转动连接一滑块（1117），所述切刀往复机构包括切刀支架、切刀固定板（1116）和导槽（1115），在切刀固定板（1116）上固定设置固定刀片（1110），在导槽（1115）内滑动设置固定有滑动刀片（1111）的刀杆（1112），刀杆（1112）与所述的滑块（1117）固定连接；

所述的水草运输装置（10）包括链轮（1001）、链条（1003）以及链板（1007），由电机（1002）驱动链轮（1001）转动，并带动设置在链条（1003）上的链板（1007）转动，将水草切割装置（11）切割的水草输送至水草收集装置中，所述链板（1007）上设有多个漏水孔（1006），并于漏水孔（1003）之间垂直于链板（1007）设置防漏草机构（1005），在防漏草机构（1005）上设置多个防漏刺（1008），并且防漏刺朝远离链板平面的方向倾斜设置；

所述的水草收集装置包括收集料斗（8）、收集箱（16）、导轨（5）以及设置在船尾并伸出船体（1）的收集平台（4），所述收集料斗（8）设置在所述的操作平台（6）上，并位于水草运输装置（10）和驾驶室（7）之间，导轨（5）设置在操作平台（6）下方，收集箱（16）滑动设置在该导轨（5）上，收集箱（16）上方开口。

2.根据权利要求1所述的一种水草收割收获船，其特征在于：在船体（1）上于所述安装架（9）两侧分别设置一固定板（14），并在固定板（14）上设置辅助收集装置，以聚拢水草切割装置（11）所割断的水草。

3.根据权利要求2所述的一种水草收割收获船，其特征在于：所述的辅助收集装置为仿形变翼偏心收集轮（13），由收集轮偏心仿形幅盘（1301）、收集轮主动幅盘（1302）、主动臂（1303）、导向铰链（1304）、导向连杆（1305）、变翼铰链（1306）、仿形臂（1307）、偏心仿形机构（1308）、收集轮轴（1309）以及弹性收集齿板（1310）组成，收集轮主动幅盘（1302）安装在收集轮轴（1309）上，5个主动臂（1303）相隔72°呈放射状分别固定在收集轮主动幅盘（1301）的外圆上，偏心仿形机构（1308）设置在收集轮偏心仿形幅盘（1302）内，5个仿形臂（1307）相隔72°呈放射状分别固定在收集轮偏心仿形幅盘（1302）的外圆上，主动臂（1303）通过变翼铰链（1304）与导向连杆（1305）联结，导向连杆（1305）通过导向铰链（1306）与仿形臂（1307）联结，弹性收集齿板（1310）安装在主动臂（1303）的变翼铰链（1304）上。

4.根据权利要求2所述的一种水草收割收获船，其特征在于：所述的辅助收集装置为收集板（18），收集板（18）一端转动设置在所述的固定板（14）上，并在两块收集板（18）之间设置压缩弹簧（20），以保持两块收集板（18）在船体（1）静止时处于向船体（1）两侧张开的状态，并且在收集板（18）的内侧与固定板（14）之间设置限位弹簧（19），限位弹簧（19）处于拉伸状态。

5.根据权利要求1所述的一种水草收割收获船，其特征在于：在所述收集平台（4）下方固定设置船舶驱动装置（3）。

6.根据权利要求1所述的一种水草收割收获船，其特征在于：所述的安装架（9）转动支撑在船首的支撑架（15）上，并在安装架（9）两侧分别设置液压油缸（17），以调整水草切割装置（11）和水槽运输装置（10）的入水深度和角度。

7.根据权利要求1所述的一种水草收割收获船，其特征在于：所述链板（1007）下方沿链板（1007）长度方向设置过滤板（1004）。

8.根据权利要求1所述的一种水草收割收获船，其特征在于：所述的防漏刺（1008）呈锥形。