CN107975082A - 一种挖泥船中的绞削单元 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械技术领域，涉及一种挖泥船中的绞削单元，其解决了现有技术不能对垂直于海底的壁面进行绞削等缺点。本绞削单元包括能够固定于挖泥船上的安装板，安装板的下端铰接有至少一根支撑杆，支撑杆上设置有能够带动自身升降的驱动机构，支撑杆的外端铰接有刀杆，支撑杆与刀杆之间设置有能够使两者相对固定及松脱的定位机构，刀杆与基座之间设置有能够带动该刀杆摆动的调节机构，刀杆的前端设置有刀头。本发明通过使刀头的方向可调，使其还可对垂直于海底的壁面进行绞削。

Description

一种挖泥船中的绞削单元

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种挖泥船中的绞削单元。

背景技术

随着我国进出口贸易规模的不断扩大，港口吞吐量稳步增长，对港口建设和进出港航道的要求越来越高。长江三角洲、珠江三角洲等航运中心建设均对疏浚业务形成了旺盛的市场需求。同时，由于水土流失加剧，工业、农业及生活污水增加等原因，河道、湖泊、港口污染严重导致功能严重退化，淤积日益严重，特别是河、湖、港口入口段淤积都特别严重，致使泄洪排沙不畅、深度变浅，因此，必须定期维护其设计水深和通航尺度。目前疏浚一般都是用船只上配备绞吸泵，即绞吸挖泥船来进行作业。

中国专利CN 204435450 U公开了一种挖泥船，包括船体，船体的艏部铰接有铲刀架，铲刀架上设置有绞吸泵，绞吸泵的输出口通过可伸缩的软管和排泥管的输入口连接，排泥管的输出口和船体内部的泥舱连通，绞吸泵的吸入口处连接有输泥管路，输泥管路固定在铰刀架上，输泥管路上还设置有一对电极对和一对磁体对，电极对包括2个沿着输泥管路轴向设置的长条状电极，磁体对包括2个沿着输泥管路轴向设置的长条状磁体，2个所述磁体的N极和S极相对设置，磁体对的设置方向和电极对的设置方向相垂直，船体艏部还设置有用于抬拉铰刀架的吊绳装置。

上述挖泥船虽然可以起到疏浚的功能，但其铰刀的朝向和深度调节范围有限，只能处于向下倾斜的状态，不能对垂直于海底的壁面进行绞削。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种挖泥船中的绞削单元，本发明所要解决的技术问题是：如何通过使刀头的方向可调，使其还可对垂直于海底的壁面进行绞削。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种挖泥船中的绞削单元，其特征在于，所述绞削单元包括能够固定于挖泥船上的安装板，所述安装板的下端铰接有至少一根支撑杆，所述支撑杆上设置有能够带动自身升降的驱动机构，所述支撑杆的外端铰接有刀杆，所述支撑杆与刀杆之间设置有能够使两者相对固定及松脱的定位机构，所述刀杆与基座之间设置有能够带动该刀杆摆动的调节机构，所述刀杆的前端设置有刀头。

其工作原理如下：当需要海底进行绞削时，可通过定位机构使支撑杆与刀杆相对松脱，进而使得刀杆可在铰接副的作用下相对支撑杆摆动，再通过调节机构带动刀杆摆动，使得刀头对准海底，接着通过定位机构使刀杆与支撑杆恢复固定，从而进行绞削；而当需要对垂直于海底的壁面进行绞削时，则同样可以先通过定位机构使得刀杆与支撑杆相对松脱，并通过调节机构调节刀杆的位置，使刀头对准壁面，然后通过定位机构使刀杆与支撑杆相对固定，进行绞削。而在支撑杆上设计有驱动机构，则可调节刀头相对于海底的角度以及支撑臂与海底之间的距离，进而实现铰刀的朝向和深度的调节。

在上述的一种挖泥船中的绞削单元中，所述驱动机构包括设置于所述支撑杆上的浮子，所述浮子内开设有内腔，所述浮子的底部开设有与所述内腔相连通的水孔，所述浮子的顶部开设有与所述内腔相连通的气孔，所述气孔通过气管连接有气筒。当气筒向内腔中注入气体时，浮子内腔中具有空气，具有上浮的力；而当气筒抽走内腔中的气体时，海水可进入内腔中，从而使浮子具有下潜的力，因此，可通过气筒控制浮子的升降，进而控制支撑臂的升降；该驱动机构同样可以用一根分别与基座及支撑杆铰接的气缸来实现，而选择用浮子的好处在于，利用浮子的方式，既能实现支撑杆位置的调节及定位，并且在刀头、支撑杆遇到较大撞击时，只会使气筒的活塞行程发生改变或者支撑杆克服浮子的浮力发生摆动，能够有效起到缓冲作用，避免整个设备断裂。

在上述的一种挖泥船中的绞削单元中，所述支撑杆的端部具有若干片间隔设置的连接板一，所述刀杆的端部具有若干片与所述连接板一相对应的连接板二，所述定位机构包括设置于相对应的连接板一和连接板二之间的伸缩缸，所述伸缩缸的缸体固定于连接板一上，所述伸缩缸的活塞固定于连接板二上，所述缸体内填充有磁流变液体，所述伸缩缸上设置有能够控制伸缩缸处的磁场变化的电磁铁，所述定位机构还包括与所述缸体相连接的注入机构。设计有电磁铁后，可通过控制缸体内的磁场，从而控制磁流变液体的粘度，当需要使得支撑杆与刀杆相对摆动时，只要撤去电磁铁的磁场，使得磁流变液体周围磁场消失，从而使得磁流变液体的粘度降低，进而使得伸缩缸的活塞可相对缸体自由转动，即刀杆可相对支撑杆摆动；而当需要使得刀杆与支撑杆相对固定时，只要使得电磁铁产生磁场，使磁流变液体的粘度增大即可，具体应用时，可使连接板一和连接板二分别作为两个磁极，从而使得相邻的连接板一和连接板二之间有磁场通过。

在上述的一种挖泥船中的绞削单元中，所述调节机构包括卷扬机、吊架、滑轮组和绳索，所述卷扬机和吊架均固定于安装板上，所述滑轮组转动设置于吊架的顶端，所述绳索的一端与卷扬机相连接，另一端绕过所述滑轮组并固定于刀杆上。卷扬机带动绳索放卷，从而带动刀杆相对支撑杆摆动，实现刀头绞削方向的调节；绳索带动刀杆摆动的好处在于，与浮子、伸缩缸等结合起来，对刀头形成一个较为奇特的三角形式的固定，该固定方式所提供的外力，可满足刀头正常的绞削，而当刀头遇到较大的外力冲击时，绳索会发生相应的放卷，而浮子也可克服浮力使支撑杆发生相应的摆动形成缓冲，避免设备被破坏，而支撑杆与刀杆之间采用含磁流变液体的伸缩缸，与其它机械式定位结构相比，进一步避免了机构被损坏；综合起来，使得上述三者形成的三角形式固定结构，既可对刀头形成固定，又可在遇外力时相互配合作出自发性调整避免设备破坏，还可根据实际需要主动对刀杆、支撑杆的位置进行调节；并且，当遇到浅水情况时，可通过卷扬机及绳索，使支撑杆与刀杆形成相对叠合的方式，并通过浮子调节支撑杆的位置，使得刀杆和支撑杆几乎贴靠于安装板下表面，使得本挖泥船在浅水环境或者需要快速行驶时也可使用。

在上述的一种挖泥船中的绞削单元中，所述支撑杆有两根且相互平行设置，两根所述支撑杆之间设置有固定板，所述固定板上设置有电机，所述电机的输出端连接有滚轮，所述滚轮的轴向与安装板的宽度方向相平行，所述滚轮的侧面固定有叶片。设置有电机和叶片后，可通过叶片带动挖泥船或者支撑杆向前移动；并且该电机等零件具有一定的重力，将其设计于支撑杆上，可代替浮子中需要的配重块，节省生产成本。

在上述的一种挖泥船中的绞削单元中，所述固定板靠近所述支撑杆的外端，且该固定板的两端分别与两根支撑杆柔性连接。将固定板设计于支撑杆外端，则使得电机、叶片也位于支撑杆外端，当对垂直于海底的壁面进行绞削时，叶片可与海底相接触，转动时可增加刀头向前的驱动力，提高绞削效果；而柔性连接方式可采用橡胶、钢绳等，当遇到海底或壁面不平整的情况，可使得两根支撑杆发生一定的位移，以使得两根刀杆上的刀头均能够与海底或壁面相贴进行绞削。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本申请通过使刀头的方向可调，使其还可对垂直于海底的壁面进行绞削；

2、支撑杆上设计有驱动机构，则可调节刀头相对于海底的角度以及支撑臂与海底之间的距离，进而实现铰刀的朝向和深度的调节；

3、绳索带动刀杆摆动的好处在于，与浮子、伸缩缸等结合起来，对刀头形成一个较为奇特的三角形式的固定，既可对刀头形成固定，又可在遇外力时相互配合作出自发性调整避免设备破坏，还可根据实际需要主动对刀杆、支撑杆的位置进行调节。

附图说明

图1是本挖泥船中基座与安装板之间的连接结构示意图。

图2是本绞削单元的结构示意图。

图3是调节机构示意图。

图4是定位机构示意图。

图5是电机与叶片的结构示意图。

图6是驱动机构示意图。

图中，1、基座；2、辅船体；21、绞吸泵；22、泥舱；23、软管；24、滑轨；25、电动缸；3、安装板；4、支撑杆；41、固定板；42、电机；43、滚轮；44、叶片；5、驱动机构；51、浮子；52、内腔；53、水孔；54、气孔；55、气筒；6、刀杆；7、定位机构；71、连接板一；72、连接板二；73、伸缩缸；74、缸体；75、磁流变液体；76、电磁铁；77、注入机构；78、活塞；8、调节机构；81、卷扬机；82、吊架；83、滑轮组；84、绳索；9、刀头。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图5所示，挖泥船包括基座1，基座1两侧固定有辅船体2，本绞削单元包括能够固定于基座1前端上的安装板3。具体来讲，基座1的前端具有两根沿挖泥船高度方向设置的滑轨24，安装板3通过滑块滑动设置于滑轨24上；基座1的前端还设置有与滑轨24平行的电动缸25，电动缸25的输出端与安装板3相连接。挖泥船还包括绞吸泵21和泥舱22，绞吸泵21设置于刀杆6上，泥舱22设置于基座1上，绞吸泵21与泥舱22之间通过软管23相连接。

如图1、图2、图3、图6所示，安装板3的下端铰接有至少一根支撑杆4，支撑杆4上设置有能够带动自身升降的驱动机构5。本实施例中，支撑杆4有两根且相互平行设置，两根支撑杆4之间设置有固定板41，固定板41上设置有电机42，电机42的输出端连接有滚轮43，滚轮43的轴向与安装板3的宽度方向相平行，滚轮43的侧面固定有叶片44。作为优选，固定板41靠近支撑杆4的外端，且该固定板41的两端分别与两根支撑杆4柔性连接。本实施例中，驱动机构5包括设置于支撑杆4上的浮子51，浮子51内开设有内腔52，浮子51的底部开设有与内腔52相连通的水孔53，浮子51的顶部开设有与内腔52相连通的气孔54，气孔54通过气管连接有气筒55。

如图2、图4所示，支撑杆4的外端铰接有刀杆6，支撑杆4与刀杆6之间设置有能够使两者相对固定及松脱的定位机构7。本实施例中，支撑杆4的端部具有若干片间隔设置的连接板一71，刀杆6的端部具有若干片与连接板一71相对应的连接板二72，定位机构7包括设置于相对应的连接板一71和连接板二72之间的伸缩缸73，伸缩缸73的缸体74固定于连接板一71上，伸缩缸73的活塞78固定于连接板二72上，缸体74内填充有磁流变液体75，伸缩缸73上设置有能够控制伸缩缸73处的磁场变化的电磁铁76，定位机构7还包括与缸体74相连接的注入机构77。

如图3所示，刀杆6与基座1之间设置有能够带动该刀杆6摆动的调节机构8，刀杆6的前端设置有刀头9。本实施例中，调节机构8包括卷扬机81、吊架82、滑轮组83和绳索84，卷扬机81和吊架82均固定于安装板3上，滑轮组83转动设置于吊架82的顶端，绳索84的一端与卷扬机81相连接，另一端绕过滑轮组83并固定于刀杆6上。

本发明的工作原理如下：本挖泥船在使用时，当需要海底进行绞削时，可通过定位机构使支撑杆与刀杆相对松脱，进而使得刀杆可在铰接副的作用下相对支撑杆摆动，再通过调节机构带动刀杆摆动，使得刀头对准海底，接着通过定位机构使刀杆与支撑杆恢复固定，从而进行绞削，并通过绞吸泵将泥沙吸附至泥舱中；而当需要对垂直于海底的壁面进行绞削时，则同样可以先通过定位机构使得刀杆与支撑杆相对松脱，并通过调节机构调节刀杆的位置，使刀头对准壁面，然后通过定位机构使刀杆与支撑杆相对固定，进行绞削。而在支撑杆上设计有驱动机构，则可调节刀头相对于海底的角度以及支撑臂与海底之间的距离，进而实现铰刀的朝向和深度的调节。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种挖泥船中的绞削单元，其特征在于，所述绞削单元包括能够固定于挖泥船上的安装板(3)，所述安装板(3)的下端铰接有至少一根支撑杆(4)，所述支撑杆(4)上设置有能够带动自身升降的驱动机构(5)，所述支撑杆(4)的外端铰接有刀杆(6)，所述支撑杆(4)与刀杆(6)之间设置有能够使两者相对固定及松脱的定位机构(7)，所述刀杆(6)与基座(1)之间设置有能够带动该刀杆(6)摆动的调节机构(8)，所述刀杆(6)的前端设置有刀头(9)。

2.根据权利要求1所述的挖泥船中的绞削单元，其特征在于，所述驱动机构(5)包括设置于所述支撑杆(4)上的浮子(51)，所述浮子(51)内开设有内腔(52)，所述浮子(51)的底部开设有与所述内腔(52)相连通的水孔(53)，所述浮子(51)的顶部开设有与所述内腔(52)相连通的气孔(54)，所述气孔(54)通过气管连接有气筒(55)。

3.根据权利要求2所述的挖泥船中的绞削单元，其特征在于，所述支撑杆(4)的端部具有若干片间隔设置的连接板一(71)，所述刀杆(6)的端部具有若干片与所述连接板一(71)相对应的连接板二(72)，所述定位机构(7)包括设置于相对应的连接板一(71)和连接板二(72)之间的伸缩缸(73)，所述伸缩缸(73)的缸体(74)固定于连接板一(71)上，所述伸缩缸(73)的活塞(78)固定于连接板二(72)上，所述缸体(74)内填充有磁流变液体(75)，所述伸缩缸(73)上设置有能够控制伸缩缸(73)处的磁场变化的电磁铁(76)，所述定位机构(7)还包括与所述缸体(74)相连接的注入机构(77)。

4.根据权利要求3所述的挖泥船中的绞削单元，其特征在于，所述调节机构(8)包括卷扬机(81)、吊架(82)、滑轮组(83)和绳索(84)，所述卷扬机(81)和吊架(82)均固定于安装板(3)上，所述滑轮组(83)转动设置于吊架(82)的顶端，所述绳索(84)的一端与卷扬机(81)相连接，另一端绕过所述滑轮组(83)并固定于刀杆(6)上。

5.根据权利要求4所述的挖泥船中的绞削单元，其特征在于，所述支撑杆(4)有两根且相互平行设置，两根所述支撑杆(4)之间设置有固定板(41)，所述固定板(41)上设置有电机(42)，所述电机(42)的输出端连接有滚轮(43)，所述滚轮(43)的轴向与安装板(3)的宽度方向相平行，所述滚轮(43)的侧面固定有叶片(44)。

6.根据权利要求5所述的挖泥船中的绞削单元，其特征在于，所述固定板(41)靠近所述支撑杆(4)的外端，且该固定板(41)的两端分别与两根支撑杆(4)柔性连接。