CN107130575A - 一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水面漂浮物打捞装置，特别是一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，属于河流、电站等漂浮物拦截打捞装置技术领域；该装置包括可在水面航行的基座，该基座前部设置有用于拦截水面漂浮物的围栏机构，围栏机构的前方设置有用于将水面漂浮物往围栏机构方向聚集的聚料机构，基座上还设置有用于打捞围栏机构与聚料机构间水面漂浮物的抓料机械手；本发明解决了传统装置自动化程度低的问题，有效的提升打捞作业的自动化性能，降低人力成本，同时通过多转动结构实现装置体积可变，有利于装置移动，提高装置的实用性。

Description

一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种水面漂浮物打捞装置，特别是一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，属于河流、电站等漂浮物拦截打捞技术领域。
背景技术
随着国家对水利环保的逐渐重视，水库、电站等水体受到树木枝叶、庄稼杂草、生活垃圾等漂浮污物的污染日益加剧，但是目前国内尚无高效、经济处理漂浮污物的清漂装备，目前普遍采用的清漂打捞装置是网链打捞装置，其对于细小的漂浮物打捞是有效的，但对于大小不一的复杂漂浮物，网链打捞装置会经常被大的漂浮物卡堵，因此必须要人工进行疏堵，这样就无法实现无人自动化作业；当漂浮物中大件漂浮物较多时，其工作效率就会很低，甚至无法满足打捞作业要求。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够适应各种几何尺寸的漂浮物高效自动化打捞的水面漂浮物自动聚料及打捞装置。
本发明采用的技术方案如下：
一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，包括可在水面航行的基座，该基座前部设置有用于拦截水面漂浮物的围栏机构，围栏机构的前方设置有用于将水面漂浮物往围栏机构方向聚集的聚料机构，基座上还设置有用于打捞围栏机构与聚料机构间水面漂浮物的抓料机械手。
本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置利用围栏机构将水上漂浮物进行拦截，所述聚料机构将拦截的漂浮物推向围栏机构，由于围栏机构与聚料机构共同对漂浮物进行夹压，从而能够增加拦截的漂浮物的厚度，所述抓料机械手将堆积的漂浮物进行打捞，由于抓料机械手可以抓取各种尺寸的漂浮物，从而解决了尺寸较大的漂浮物自动打捞难的问题。利用三者配合的关系能够有效的实现打捞的自动化。
本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，所述聚料机构包括聚料机械手，该聚料机械手通过框梁与基座连接，并且聚料机械手可绕框梁转动，所述框梁上还设置有用于驱动聚料机械手前后摆动的摆臂回转轴和用于驱动回转轴转动的摆臂回转驱动。采用该方式能够实现聚料机构的前后动，有效的推动漂浮物向前移动。
进一步的，所述框梁上设置有2个轴套，轴套间连接有可转动的转动轴，该转动轴上设置有摆臂回转轴，该摆臂回转轴与摆臂回转驱动连接。
进一步的，所述框梁与基座之间还设置有连接板体，该框梁可转动的与连接板体连接，所述连接板体上设置有使框梁上下可升降的驱动装置。利用该方式有利于聚料机械手在回复原始状态时不牵动漂浮物向后移动。
进一步的，所述驱动装置包括固定在连接板体上的框梁升降驱动支座，该框梁升降驱动支座两侧固定连接有框梁升降驱动，框梁升降驱动与框梁连接。
进一步的，所述聚料机械手是采用多根板体组成的阑珊，并且框架两侧均设置有聚料机械手，该聚料机械手通过聚料机械手回转驱动可转动的连接在框架上。结构简单，质量轻，动力消耗小，利于聚料效果。
本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，所述围栏机构包括围料机械手第一围栏和其他多个围料机械手围栏，该围料机械手围栏之间通过围料机械手回转驱动连接以使围料机械手围栏可以转动。该方式的设计有利于围料机械手的回收，原始状态下长度适中，并且有利于形成聚集漂浮物的“U”形料池，提高聚集效果。
进一步的，所述围料机械手第一围栏通过围料机械手驱动装置与基座连接，围料机械手第一围栏通过围料机械手驱动装置可实现水平方向与竖直方向的转动。该设计方式能够很好将围料机械手围栏重叠收起，更利于该装置需要移动航行。
进一步的，所述基座前部设置有2个围栏机构，围料机械手围栏为采用多根板体组成的阑珊，该2个围栏机构与聚料机构形成用于容纳抓料机械手抓取漂浮物的多边形结构料池。该方式能够增大围料机械手围栏的拦截有效面积，并且利用在聚料过程中不会出现漂浮物向两侧移动，确保被抓取的厚度。
进一步的，所述围栏机构包括围料机械手第一围栏、围料机械手第二围栏和围料机械手第三围栏，围料机械手第一围栏和围料机械手第二围栏之间、料机械手第二围栏和围料机械手第三围栏之间通过围料机械手回转驱动连接。采用3段的结构效果更佳，并且利用围料机械手驱动装置使各个围料机械手围栏实现相对转动，有利于收纳。
本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，所述基座上设置有用于破碎打捞起的漂浮物的破碎装置。利于打捞的漂浮物进入下一处理工序。
一种水面漂浮物自动聚料及打捞的方法，包括以下步骤：
步骤1，拦截水面漂浮物，围料机械手驱动装置下放围料机械手第一围栏，使围料机械手第一围栏处于竖直状态，并通过围料机械手回转驱动展开其他围料机械手围栏；
步骤2，漂浮物聚料，通过聚料机械手回转驱动展开聚料机械手，并通过驱动装置使聚料机械手下放至水面下一定的距离，在摆臂回转轴与摆臂回转驱动的作用下使聚料机械手前后转动，使水上漂浮物向围料机械手围栏围拢；
步骤3，打捞漂浮物，通过抓料机械手将围料机械手围栏与聚料机械手之间的漂浮物打捞上岸；
步骤4，根据机械手围池内漂浮物的量重复步骤2-步骤3;
步骤5，当机械手围池内漂浮物量不能满斗打捞时，基座向前航行进行赶料，使围料机械手围栏内重新充满漂浮物，重新进行下一周期的工作；
步骤6，当需要结束打捞工作时，使装置恢复到原始状态，即机械手进行折叠收缩并转向脱离水面。
进一步的，步骤1还包括围料机械手第一围栏与其他围料机械手围栏形成“U”形漂浮物料池。
进一步的，步骤2还包括聚料机械手将漂浮物聚集后由框梁将聚料机械手提升并且脱离水面，聚料机械手再恢复至聚料前的位置。
进一步的，步骤3还包括抓料机械手将漂浮物打捞上岸后进行破碎。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置通过聚料机械手解决了抓料机械手因漂浮物厚度偏薄而不能具备较好的抓料效果的问题，聚料机械手的设计能够使漂浮物聚集在有效区域，在一定的区域内进行堆积能够有效增加漂浮物的堆积厚度；
2、本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置通过抓料机械手的设计解决了传统拦漂和打捞装置需要人工看守及操作、在大件漂浮物较多情况下无法打捞的问题；
3、本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置解决了传统装置自动化程度低的问题，有效的提升打捞作业的自动化性能，降低人力成本，同时通过多转动结构实现装置体积可变，有利于装置移动，提高装置的实用性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明装置初始状态的结构示意图；
图3是本发明装置工作位置之一；
图4是本发明装置工作位置之二；
图5是本发明装置工作位置之三。
图中标记：1-基座，2-围料机械手回转驱动，3-围料机械手第二围栅，4-连接板体，5-围料机械手第三围栅，6-围料机械手第一围栅，7-框梁升降驱动，8-框梁升降驱动支座，9-框梁，10-聚料机械手回转驱动，11-聚料机械手，12-摆臂回转轴，13-摆臂回转驱动，14-抓料机械手，15-围料机械手驱动装置。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例
一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，如图1所示，包括可在水面航行的基座1，该基座1前部设置有用于拦截水面漂浮物的围栏机构，围栏机构的前方设置有用于将水面漂浮物往围栏机构方向聚集的聚料机构，基座1上还设置有用于打捞围栏机构与聚料机构间水面漂浮物的抓料机械手14。
上述具体实施方式中，聚料机构包括聚料机械手，该聚料机械手通过框梁与基座连接，并且聚料机械手可绕框梁转动，所述框梁上还设置有用于驱动聚料机械手前后摆动的摆臂回转轴和用于驱动回转轴转动的摆臂回转驱动。采用该方式能够实现聚料机构的前后移动，有效的推动漂浮物向前移动。
基于上述的设计原则基础上，在其中一具体实施方式中，聚料机构包括聚料机械手11，该聚料机械手11通过框梁9与基座连接，并且聚料机械手11可绕框梁9转动，框梁9上还设置有用于驱动聚料机械手前后摆动的摆臂回转轴12和用于驱动回转轴转动的摆臂回转驱动13。该方式以实现聚料机械手11的前后摆动，实现推送漂浮物的效果。在结构上更加具体的设计，框梁9上设置有2个轴套，轴套间连接有可转动的转动轴，该转动轴上设置有摆臂回转轴12，该摆臂回转轴12与摆臂回转驱动13连接。具体的，该摆臂回转驱动13可以为液压缸、气缸，甚至还可以采用电机，电机通过凸轮结构与摆臂回转驱轴12连接。
为了提高聚料机械手的聚料效果，在另一具体实施方式中，框梁9与基座1之间还设置有连接板体4，该框梁9可转动的与连接板体4连接，连接板体上设置有使框梁9上下可升降的驱动装置。该结构能够实现聚料机械手上下移动。而在具体的结构设计当中，在其中一具体实施方式中，框梁9与连接板体4铰接。当然，也可以采用利用活页连接的方式。而在驱动装置的设计上，在其中一具体实施方式中，驱动装置包括固定在连接板体上的框梁升降驱动支座8，该框梁升降驱动支座8两侧固定连接有框梁升降驱动7，框梁升降驱动7与框梁9连接。该框梁升降驱动7可以采用气压缸、液压缸等实现。
基于上述具体实施方式的基础上，在另一具体实施方式中，聚料机械手11是采用多根板体组成的阑珊，并且框架9两侧均设置有聚料机械手，该聚料机械手11通过聚料机械手回转驱动10可转动的连接在框架上。该方式能够实现聚料机械手在垂直和平行于围料机械手第一围栏方向转动。即，其工作角度（相对转动角度）为0°-90°。
基于上述具体实施方式的设计原则上，在其中一具体实施方式中，围栏机构包括围料机械手第一围栏6和其他多个围料机械手围栏，该围料机械手围栏之间通过围料机械手回转驱动2连接以使围料机械手围栏可以转动。在具体实施的过程中，如不考虑装置需要移动的情况下或者装置本身结构不大的情况，该围料机构可设为围料机械手第一围栏6，或者围料机械手第一围栏6和围料机械手第二围栏3。
在另一具体实施方式中，围料机械手第一围栏6通过围料机械手驱动装置15与基座连接，围料机械手第一围栏6通过围料机械手驱动装置15可实现水平方向与竖直方向的转动。作为更加具体的，围料机械手驱动装置15在具体结构的设计上为液压缸、气压缸或者电机，围料机械手驱动装置15固定设置在基座1上，并通过连杆与围料机械手第一围栏6连接。
在为了保证拦漂效果，在其中一具体实施方式中，基座1前部设置有2个围栏机构，围料机械手围栏为采用多根板体组成的阑珊，该2个围栏机构与聚料机构形成用于容纳抓料机械手抓取漂浮物的多边形结构料池。采用2个围栏机构的设计能够利于围料机械手围栏的收缩，降低装置航行时阻力。
基于上述具体实施方式的基础上，在另一具体实施方式中，围栏机构包括围料机械手第一围栏6、围料机械手第二围栏3和围料机械手第三围栏5，围料机械手第一围栏6和围料机械手第二围栏3之间、料机械手第二围栏3和围料机械手第三围栏5之间通过围料机械手回转驱动2连接。具体在结构上，围料机械手围栏的转动设计上，围料机械手围栏可转动0°-180°。处于工作状态的情况下，围料机械手围栏转动角度为100°-135°。
为了更好的处理漂浮物，在其中一具体实施方式中，基座1上设置有用于破碎打捞起的漂浮物的破碎装置。
基于上述具体实施方式的设计基础上，围料机械手回转驱动2和聚料机械手回转驱动10采用液压马达作为驱动，也可采用气动马达、电机、驱动缸作为驱动。
一种水面漂浮物自动聚料及打捞的方法，包括以下步骤：
步骤1，拦截水面漂浮物，如图3所示，围料机械手驱动装置下放围料机械手第一围栏，使围料机械手第一围栏处于竖直状态，并通过围料机械手回转驱动展开其他围料机械手围栏；
步骤2，漂浮物聚料，如图3-图5所示，通过聚料机械手回转驱动展开聚料机械手，并通过驱动装置使聚料机械手下放至水面下一定的距离，在摆臂回转轴与摆臂回转驱动的作用下使聚料机械手前后转动，使水上漂浮物向围料机械手围栏围拢；
步骤3，打捞漂浮物，通过抓料机械手将围料机械手围栏与聚料机械手之间的漂浮物打捞上岸；
步骤4，根据机械手围池内漂浮物的量重复步骤2-步骤3;
步骤5，当机械手围池内漂浮物量不能满斗打捞时，基座向前航行进行赶料，使围料机械手围栏内重新充满漂浮物，重新进行下一周期的工作；
步骤6，当需要结束打捞工作时，使装置恢复到原始状态，即机械手进行折叠收缩并转向脱离水面，如图2所示。
在其中一具体实施方式中，步骤1还包括围料机械手第一围栏与其他围料机械手围栏形成“U”形漂浮物料池。
基于上述具体实施方式的设计原则上，步骤1中所述围料机械手围料之间的夹角为100°-135°。
在另一具体实施方式中，步骤2还包括聚料机械手将漂浮物聚集后由框梁将聚料机械手提升并且脱离水面，聚料机械手再恢复至聚料前的位置。
进一步优化的，步骤3还包括抓料机械手将漂浮物打捞上岸后进行破碎。
综上所述，本发明的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置解决了传统装置自动化程度低的问题，有效的提升打捞作业的自动化性能，降低人力成本，同时通过多转动结构实现装置体积可变，有利于装置移动，提高装置的实用性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：包括可在水面上航行的基座（1），该基座（1）前部设置有用于拦截水面漂浮物的围栏机构，围栏机构的前方设置有用于将水面漂浮物往围栏机构方向聚集的聚料机构，基座（1）上还设置有用于打捞围栏机构与聚料机构间水面漂浮物的抓料机械手（14）。
2.如权利要求1所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：所述聚料机构包括聚料机械手（11），该聚料机械手（11）通过框梁（9）与基座连接，并且聚料机械手（11）可绕框梁（9）转动，所述框梁（9）上还设置有用于驱动聚料机械手前后摆动的摆臂回转轴（12）和用于驱动回转轴转动的摆臂回转驱动（13）。
3.如权利要求2所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：所述框梁（9）与基座（1）之间还设置有连接板体（4），该框梁（9）可转动的与连接板体（4）连接，所述连接板体上设置有使框梁（9）上下可升降的驱动装置。
4.如权利要求2所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：所述框梁（9）上设置有2个轴套，轴套间连接有可转动的转动轴，该转动轴上设置有摆臂回转轴（12），该摆臂回转轴（12）与摆臂回转驱动（13）连接。
5.如权利要求2所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：所述聚料机械手（11）是采用多根板体组成的阑珊，并且框架（9）两侧均设置有聚料机械手，该聚料机械手（11）通过聚料机械手回转驱动（10）可转动的连接在框架上。
6.如权利要求1所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：所述围栏机构包括围料机械手第一围栏（6）和其他多个围料机械手围栏，该围料机械手围栏之间通过围料机械手回转驱动（2）连接以使围料机械手围栏可以转动，所述围料机械手第一围栏（6）通过围料机械手驱动装置（15）与基座连接，围料机械手第一围栏（6）通过围料机械手驱动装置（15）可实现水平方向与竖直方向的转动。
7.如权利要求5所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：所述基座（1）前部设置有2个围栏机构，围料机械手围栏为采用多根板体组成的阑珊，该2个围栏机构与聚料机构形成用于容纳抓料机械手抓取漂浮物的多边形结构腔体。
8.如权利要求5所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞装置，其特征在于：所述围栏机构包括围料机械手第一围栏（6）、围料机械手第二围栏（3）和围料机械手第三围栏（5），围料机械手第一围栏（6）和围料机械手第二围栏（3）之间、料机械手第二围栏（3）和围料机械手第三围栏（5）之间通过围料机械手回转驱动（2）连接。
9.一种水面漂浮物自动聚料及打捞的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，拦截水面漂浮物，围料机械手驱动装置下放围料机械手第一围栏，使围料机械手第一围栏处于竖直状态，并通过围料机械手回转驱动展开其他围料机械手围栏;
步骤2，漂浮物聚料，通过聚料机械手回转驱动展开聚料机械手，并通过驱动装置使聚料机械手下放至水面下一定的距离，在摆臂回转轴与摆臂回转驱动的作用下使聚料机械手前后转动，使水上漂浮物向围料机械手围栏围拢;
步骤3，打捞漂浮物，通过抓料机械手将围料机械手围栏与聚料机械手之间的漂浮物打捞上岸;
步骤4，根据机械手围池内漂浮物的量重复步骤2-步骤3;
步骤5，当机械手围池内漂浮物量不能满斗打捞时，基座向前航行进行赶料，使围料机械手围栏内重新充满漂浮物，重新进行下一周期的工作；
步骤6，当需要结束打捞工作时，使装置恢复到原始状态，即机械手进行折叠收缩并转向脱离水面。
10.如权利要求9所述的一种水面漂浮物自动聚料及打捞的方法，其特征在于：步骤2还包括聚料机械手将漂浮物聚集后由框梁将聚料机械手提升并且脱离水面，聚料机械手再恢复至聚料前的位置。
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