CN111809583B - 一种可重配置式智能凿冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重配置式智能凿冰装置，属于天然冰面上采冰领域。本发明的一种可重配置式智能凿冰装置设计巧妙，采用机械的方式实现了人工采冰的过程，并且能够根据所采冰的形状和大小任意布置，使用方便、自动化程度高，极大的提高了凿冰效率，降低了工人的劳动强度。

Description

一种可重配置式智能凿冰装置

技术领域

本发明属于天然冰面上采冰领域，尤其涉及一种可重配置式智能凿冰装置。

背景技术

冰雕展览作为一项历史悠久的艺术活动与商业活动，深受广大民众的喜爱，且在世界各地，冰雕文化正如火如荼，愈加繁荣，冰雕所需要的冰必须取材于大自然中江河湖泊自然冻结成的冰，才能够达到冰雕所需的密度与透明度，而在冰冻的河面采冰是一项极为艰苦与危险的工作，目前多采用人力使用冰钎破冰，但这种方法存在如下问题，一是需要大量的人力资源来保证破开的冰缝足够长，二是被破开的冰缝会因为未被及时分离而粘合，导致破冰失败，不仅效率低下，而且存在安全隐患。现有的机械化采冰装置多采用圆锯或链锯将冰块从冰面切割，由于圆锯或链锯的切割缝隙宽度窄，在温度极低的天气下，采冰装置切割出的缝隙很快又被冻住，导致冰块无法顺利从冰面分离。

发明内容

为了改善上述问题，本发明设计了一种可重配置式智能凿冰装置。本发明的技术方案如下：

一种可重配置式智能凿冰装置，其特征在于，立板8安装在底板2上，底板2下面固定有浮力板4，底板2上安装有链接环3；立板8安装有圆导轨19，立板8下端圆导轨19的两侧打有对称的限位孔7，限位孔7上安装有对称的两个限位螺栓5，其中左侧的限位螺栓5上安装有限位开关40；圆导轨19顶端安装有滑轮14，滑轮14的固定架上安装有行程开关27，立板8的上端背面安装有提升电机28，提升电机28上安装有卷线轮29，卷线轮29上绕有钢丝绳24，钢丝绳24穿过滑轮14后，另一端与配重架23相连接；配重架23安装在圆导轨19上，并能沿导轨自由滑动，配重架23上安装有对称的两块配重块13，重锤钩竖板30通过转轴25与配重架23连接，配重架23上安装有双头螺柱22，双头螺柱22上靠近配重架23的一端安装有定位弹簧26，双头螺柱22穿过重锤钩竖板30上的槽孔，重锤钩竖板30在双头螺柱22上螺母和定位弹簧26的作用下保持竖直，重锤钩横板32通过钩轴33与重锤钩竖板30连接，重锤钩竖板30下端安装有重锤钩位置开关31；重锤9通过重锤滑块10与圆导轨19相连接，重锤9上端有固定环11；立板8上端安装有框架15，框架15上安装有连接板18，连接板18上安装有开关电机16和霍尔开关17，开关电机16轴上装有偏心轮20，偏心轮20装有磁钢21；铁钎1通过铁钎滑块35与圆导轨19相连接，铁钎1上安装有水银开关34，撑板36通过销钉41与铁钎1相连接，铁钎1上安装有撑板固定螺栓38，撑板固定螺栓38穿过撑板36上的槽孔，并将撑板36上端固定在铁钎1上，在铁钎1和撑板36之间的撑板固定螺栓38上安装有限位螺母37，铁钎1和撑板36之间有钢板弹簧39固定在铁钎1上；铁钎滑块35的一侧安装有下拉环6，配重架23与下拉环6对应的一侧安装有上拉环12。

霍尔开关17和开关电机16的轴线与连接板18交点的连线垂直于立板8；磁钢21安装在偏心轮20长轴一端，偏心轮20短轴边缘与重锤钩竖板30不接触。

本装置便于任意多个组合使用，通过铁链与链接环3链接，多个组合的装置在冰面上以任意形状排列，行程开关27控制开关电机16启动，并且多个组合装置的行程开关27在控制电路上为串联关系，开关电机16在控制电路上为并联关系。

重锤钩横板32在自身重力作用下处于水平位置，并且一直按压重锤钩位置开关31，使重锤钩位置开关31处于高电平状态，重锤钩横板32绕钩轴33转动时，重锤钩位置开关31处于低电平状态，从低电平到高电平上升沿时刻，控制提升电机28旋转，提升重锤9向上移动。

水银开关34自然状态下在电路中处于断开的状态。

本发明的一种可重配置式智能凿冰装置设计巧妙，可以根据所采冰的形状和大小任意布置，使用方便、自动化程度高，极大的提高了凿冰效率，降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的框架部分放大结构示意图；

图3为本发明的偏心轮结构示意图；

图4为本发明的框架部分背面结构示意图；

图5为本发明的框架部分侧面结构示意图；

图6为本发明的铁钎上端放大结构示意图；

图7为本发明的水银开关在自然状态下的示意图；

图8为本发明的铁钎中部放大结构示意图；

图9为本发明的多个装置组合所用铁链结构示意图；

图10为本发明的多个装置组合所采用的部分控制电路图；

图11为本发明的重锤钩位置开关电路时序图；

图12为本发明的装置多个组合使用示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

立板8安装在底板2上，底板2下面固定有浮力板4，由于浮力板4的作用，即使发生冰面破裂等意外情况，整个装置也会漂浮在水面上。根据采冰的面积和形状，按照需求，将任意多个本装置布置在冰面上，并用铁链把所有的装置在链接环3处链接，用电源线和控制线将各个装置连接。开始之前，根据冰层的厚度，调整圆导轨19两侧限位螺栓5的高度，将两侧限位螺栓5拧到合适的限位孔7中，以控制铁钎1进入冰层的长度，使铁钎1能够打穿冰层，而又不进入水中，并且拧紧撑板固定螺栓38，使撑板36嵌入到铁钎1内部。初始状态时，重锤9挂在重锤钩横板32上，霍尔开关17作为零位开关，与磁钢21对齐，此时偏心轮20长轴远离重锤钩竖板30。行程开关27在电路图中的符号为LS1，如果组合有多个本发明的装置，则行程开关27在电路图中的符号分别为LS2、LS3、……、LSn(n表示任意多个)，相应的开关电机16在电路图中的符号为M1，如果组合有多个本发明的装置，则开关电机16在电路图中的符号分别为M2、M3、……、Mn(n表示任意多个)，当组合在一起的所有本发明装置准备就绪以后，LS1、LS2、……、LSn闭合，开关电机16旋转，带动偏心轮20转动，使其长轴边缘压迫重锤钩竖板30，重锤钩竖板30在压力作用下绕转轴25向圆导轨19的方向转动，进而重锤钩横板32发生倾斜，当重锤钩横板32的最外侧与固定环11脱离接触时，重锤9沿着圆导轨19做自由落体运动，直至砸到铁钎1，铁钎1在重锤9的打击下钻入冰层。开关电机16继续旋转，当磁钢21旋转到霍尔开关17处，开关电机16停止转动，重锤钩竖板30则在定位弹簧26的作用下恢复到竖直位置。重锤9打击铁钎1的瞬间，水银开关34随铁钎1往下移动，但是水银开关34中的水银在惯性的作用下，还处于原位，水银开关34中的两个触点向下移动与水银接触并导通，控制提升电机28转动，放开钢丝绳24，配重架23在配重块13的作用下沿着圆导轨19往下移动，当重锤钩横板32的下平面接触到重锤9上端的固定环11时，在固定环11的作用下，重锤钩横板32绕钩轴33向上转动，重锤钩横板32与重锤钩位置开关31脱离接触，重锤钩位置开关31变为低电平，随着配重架23继续往下移动，重锤钩横板32与固定环11脱离接触，并在重锤钩横板32自身重力的作用下恢复到水平位置，此时重锤钩横板32又压迫重锤钩位置开关31使之变为高电平，此时控制时序图中为上升沿，上升沿信号触发控制提升电机28反向转动，通过钢丝绳24带动配重架23向上移动，同时重锤钩横板32勾住重锤9上端的固定环11，使重锤9也一起往上移动，当配重架23压下行程开关27时，提升电机28停止转动，重锤9也随之停止移动。当施工中采用的所有本发明装置上的行程开关27都被压下时，开关电机16旋转使重锤9向下移动，开始下一个打击铁钎1的循环，这样保证了每次打击铁钎时，所采用的所有的本发明装置都保持同步。

重复以上过程，持续不断地打击铁钎1，直至冰层被打穿，铁钎滑块35压下左侧限位螺栓5上安装的限位开关40时，本装置停止工作，当所有装置都将所在位置的冰层打穿时，停止工作。

工人用铁链将上拉环12和下拉环6连接起来，控制提升电机28将铁钎1从冰层中拉出，旋转撑板固定螺栓38，在钢板弹簧39的作用下，撑板36绕销钉41旋转，当撑板固定螺栓38旋转到最大位置时，停止转动，调整限位螺母37的位置，使撑板36可以在限位螺母37和撑板固定螺栓38的螺头之间活动。

调整好撑板36以后，拆下拉环12和下拉环6之间的铁链，重复进行打击铁钎1的过程，当铁钎1重新进入冰层时，撑板36上端被冰层压倒限位螺母37上，但是在钢板弹簧39的作用下，撑板36始终给冰层往外撑的力。持续不断打击铁钎1，撑板36进入冰层的长度越来越长，在撑板36的作用下，冰发生分裂，与主冰面分离，凿冰过程完成。

Claims (5)

1.一种可重配置式智能凿冰装置，其特征在于，立板(8)安装在底板(2)上，底板(2)下面固定有浮力板(4)，底板(2)上安装有链接环(3)；立板(8)安装有圆导轨(19)，立板(8)下端圆导轨(19)的两侧打有对称的限位孔(7)，限位孔(7)上安装有对称的两个限位螺栓(5)，其中左侧的限位螺栓(5)上安装有限位开关(40)；圆导轨(19)顶端安装有滑轮(14)，滑轮(14)的固定架上安装有行程开关(27)，立板(8)的上端背面安装有提升电机(28)，提升电机(28)上安装有卷线轮(29)，卷线轮(29)上绕有钢丝绳(24)，钢丝绳(24)穿过滑轮(14)后，另一端与配重架(23)相连接；配重架(23)安装在圆导轨(19)上，并能沿导轨自由滑动，配重架(23)上安装有对称的两块配重块(13)，重锤钩竖板(30)通过转轴(25)与配重架(23)连接，配重架(23)上安装有双头螺柱(22)，双头螺柱(22)上靠近配重架(23)的一端安装有定位弹簧(26)，双头螺柱(22)穿过重锤钩竖板(30)上的槽孔，重锤钩竖板(30)在双头螺柱(22)上螺母和定位弹簧(26)的作用下保持竖直，重锤钩横板(32)通过钩轴(33)与重锤钩竖板(30)连接，重锤钩竖板(30)下端安装有重锤钩位置开关(31)；重锤(9)通过重锤滑块(10)与圆导轨(19)相连接，重锤(9)上端有固定环(11)；立板(8)上端安装有框架(15)，框架(15)上安装有连接板(18)，连接板(18)上安装有开关电机(16)和霍尔开关(17)，开关电机(16)轴上装有偏心轮(20)，偏心轮(20)装有磁钢(21)；铁钎(1)通过铁钎滑块(35)与圆导轨(19)相连接，铁钎(1)上安装有水银开关(34)，撑板(36)通过销钉(41)与铁钎(1)相连接，铁钎(1)上安装有撑板固定螺栓(38)，撑板固定螺栓(38)穿过撑板(36)上的槽孔，并将撑板(36)上端固定在铁钎(1)上，在铁钎(1)和撑板(36)之间的撑板固定螺栓(38)上安装有限位螺母(37)，铁钎(1)和撑板(36)之间有钢板弹簧(39)固定在铁钎(1)上；铁钎滑块(35)的一侧安装有下拉环(6)，配重架(23)与下拉环(6)对应的一侧安装有上拉环(12)。

2.如权利要求1所述的一种可重配置式智能凿冰装置，其特征在于，霍尔开关(17)和开关电机(16)的轴线与连接板(18)交点的连线垂直于立板(8)；磁钢(21)安装在偏心轮(20)长轴一端，偏心轮(20)短轴边缘与重锤钩竖板(30)不接触。

3.如权利要求1所述的一种可重配置式智能凿冰装置，其特征在于，本装置便于任意多个组合使用，通过铁链与链接环(3)链接，多个组合的装置在冰面上以任意形状排列，行程开关(27)控制开关电机(16)启动，并且多个组合装置的行程开关(27)在控制电路上为串联关系，开关电机(16)在控制电路上为并联关系。

4.如权利要求1所述的一种可重配置式智能凿冰装置，其特征在于，重锤钩横板(32)在自身重力作用下处于水平位置，并且一直按压重锤钩位置开关(31)，使重锤钩位置开关(31)处于高电平状态，重锤钩横板(32)绕钩轴(33)转动时，重锤钩位置开关(31)处于低电平状态，从低电平到高电平上升沿时刻，控制提升电机(28)旋转，提升重锤(9)向上移动。

5.如权利要求1所述的一种可重配置式智能凿冰装置，其特征在于，水银开关(34)自然状态下在电路中处于断开的状态。

Images