CN111809678B - 一种具有筛分装置的全自动挖掘船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有筛分装置的全自动挖掘船，包括船体、筛分装置、挖掘装置、翻沙装置和控制装置，所述控制装置分别与筛分装置、挖掘装置和翻沙装置电连接；所述筛分装置设置在所述船体上，所述挖掘装置前端设置有翻沙装置，该具有筛分装置的全自动挖掘船，自动化程度高、工作效率高。

Description

一种具有筛分装置的全自动挖掘船
技术领域
本发明涉及一种挖掘工程船，尤其涉及一种具有筛分装置的全自动挖掘船，属于船舶挖掘领域。
背景技术
随着建筑业的不断发展，对符合粒度要求的沙子的需求越来越多。而工程船作为一种水下沙矿石开采的浮动式采集装置，被广泛应用于水下砂石的采集。然而现有的沙子挖掘船，一方面自动控制能力差，在采集砂石的过程中需要不断移动工程挖掘船，适应能力差；另一方面，挖掘船上设置的分级筛的分级效果不好，分级后的沙子往往湿度较大，难以满足后期的使用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有工程挖掘船存在的上述问题，提供一种具有筛分装置的全自动挖掘船，包括船体、筛分装置、挖掘装置、翻沙装置和控制装置，所述控制装置分别与筛分装置、挖掘装置和翻沙装置电连接；所述筛分装置设置在所述船体上，其特征在于：所述挖掘装置包括挖掘铲，所述挖掘铲由第一挖掘片和第二挖掘片构成，每一个挖掘片包括相对的前壁和后壁、以及设置在前壁和后壁之间的侧壁，在侧壁的一端设置有挖掘齿，挖掘铲的顶端与驱动壳体相连，驱动壳体内设置有驱动电机，驱动电机通过传动机构分别与第一挖掘片和第二挖掘片连接，所述传动机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆相对交叉设置，第一连杆的一端和第二连杆的一端分别设置在驱动壳体侧壁上，第一连杆的另一端和第二连杆的另一端分别与第二挖掘片和第一挖掘片的前壁铰接；所述驱动电机驱动传动机构，使得两个侧壁上的挖掘齿与两挖掘片保持同步的打开和/或关闭；在所述第一挖掘片和所述第二挖掘片的侧壁上分别设置有圆形孔，圆形孔上密封安装有传输管，传输管的另一端连接有真空泵，挖掘铲内的沙子经由传输管流经真空泵，并排出到筛沙装置内；
所述筛沙装置包括筛箱、激振器、第一筛网和第二筛网，所述第一筛网和第二筛网倾斜设置在所述筛箱内，第二筛网的底部设置有收集罐体，所述收集罐体的侧壁上设置有第一排水管，所述第一排水管与净水装置的一端连接，所述净水装置的另一端连接有第二排水管，所述收集罐体内的污水经过所述净水装置净化后由所述第二排水管的出水口排到所述船体外侧；所述第一筛网的筛孔孔径大于所述第二筛网的筛孔孔径；所述筛箱的箱壁上设置有激振器，所述激振器包括第一激振器、第二激振器和第三激振器，所述激振器的输出轴上均设置有偏心配重轮；所述控制装置能够对第一激振器、第二激振器和第三激振器的旋转方向和旋转速度实现单独控制；
所述挖掘装置前端设置有翻沙装置，所述翻沙装置包括有翻沙辊，所述翻沙辊的周向均匀设置有松沙齿，所述翻沙辊同轴设置有多个翻沙轮，所述翻沙轮周向均匀设置有伸缩齿，所述控制装置根据翻沙的深度实现对伸缩齿的伸缩长度的自动调节；
进一步的，所述激振器还包括保护壳，所述偏心配重轮设置在保护壳内，所述保护壳上设置有连接件，所述激振器通过所述连接件连接在所述箱壁上；
进一步的，所述船体包括上浮体和下浮体，所述船体内设置有控制操作室，所述控制装置设置在所述控制操作室内；
进一步的，所述第一挖掘片侧壁上设置的传输管的输出端和所述第二挖掘片侧壁上设置的传输管的输出端相互连接，并通过三通接头与真空泵连接；
进一步的，所述控制装置的控制单元包括用户界面，所述控制单元包括可编程控制器，用户可通过用户界面输入所述激振器的振动频率，且用户可通过所述用户界面选择筛体的运动轨迹；
进一步的，所述船体还包括有缆推进装置，所述有缆推进装置包括水下推进单元、绞轮盘、导线轮、电动机，所述绞轮盘通过基座连接在船体上，所述导线轮通过架体连接在船体上，所述电动机能够驱动绞轮盘的收放线；所述船体两侧还分别设置有一锚固，所述船体的左右侧板上设置对称设置有平衡单元；
同时，提供一种具有筛分装置的全自动挖掘船的控制方法，包括如下步骤：
S1：所述控制装置控制水下推进单元工作，将所述船体行驶到预定位置，控制装置控制水下推进单元停止运行，同时控制所述电动机开始运行，电动机带动绞轮盘运动，通过导线轮实现收线，收起水下推进单元；所述控制单元控制锚固实现泊船；
S2：所述控制装置与筛分装置、挖掘装置和翻沙装置通电，控制所述翻沙装置运行，实现对水下沙子的疏松，同时控制挖掘装置的挖掘铲的开闭，实现对疏松后的沙子的抓取，挖掘铲内的沙子在真空泵的作用下，经过传输管进入到筛分装置内；用户通过用户界面输入所述激振器的振动频率，选择筛体的运动轨迹；所述控制装置控制所述激振器工作，实现对筛箱的激振，对大于第一层筛网的筛孔的杂质排出后收集，通过第二层筛网的筛孔的细颗粒和污水进入到收集罐体内，并通过净水装置净化分离，将处于第二层筛面上符合要求的沙子通过传输带运走收集。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该具有筛分装置的全自动挖掘船，能够根据沙床的深度自动调节翻沙装置的伸缩齿，以降低了船体的不断移动；通过本申请的挖掘铲结构，使得在沙子挖取的过程中，实现了第一次的控水，降低了进入到筛箱内沙子的含水量；通过控制装置与筛分装置、挖掘装置、翻沙装置、泊船装置、推进装置的连接，实现了对整个挖掘船的自动控制，实现了整个挖掘船的整体工作的协调性、高效性、精确性；通过控制装置对第一激振器、第二激振器和第三激振器的旋转方向和旋转速度实现单独控制，使得用户根据需要自动选择筛分轨迹，满足了用户的多样性的需求，同时即使某一个激振器出现故障，控制装置仍然能够控制其他激振器工作，降低了由于机器停机造成的损失。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步的理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用来理解本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所述一种具有筛分装置的全自动挖掘船示意图；
图2是本发明中挖掘装置和筛分装置连接示意图；
图3是本发明中筛分装置的结构示意图；
图4是本发明中翻沙装置的结构示意图；
图5是本发明中图4中A-A向的结构示意图；
图中附图标记：1.船体 2. 挖掘铲 3. 筛箱 4. 绞轮盘 5. 水下推进单元 6. 控制操作室 7. 导线轮 8.平衡单元 9. 锚固 10. 真空泵 11.翻沙装置 12.电动机 201.第一挖掘片 202.第二挖掘片 203. 第一连杆204.第二连杆 205.驱动壳体 206. 驱动电机 207. 挖掘齿 301.第一筛网 302.第二筛网 303. 第一激振器 304.第二激振器 305.第三激振器 1101. 翻沙辊 1102. 松沙齿1103. 伸缩齿 1104. 翻沙轮。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1-5，本发明提供一种技术方案：一种具有筛分装置的全自动挖掘船，包括船体1、筛分装置、挖掘装置、翻沙装置11和控制装置，所述控制装置分别与筛分装置、挖掘装置和翻沙装置11电连接；所述筛分装置设置在所述船体1上；
船体1的推进装置为有缆推进装置，所述有缆推进装置包括水下推进单元5、绞轮盘4、导线轮7、电动机12，所述绞轮盘4通过基座连接在船体1上，所述导线轮7通过架体连接在船体1上，所述电动机12能够驱动绞轮盘实现收放线操作；所述船体两侧还分别设置有一锚固9，所述船体1的左右侧板上设置对称设置有平衡单元8，平衡单元8的设置使得整个船体在水中保持平稳；
船体1包括上浮体和下浮体，所述船体1内设置有控制操作室6，所述控制装置设置在所述控制操作室6内；
所述挖掘装置包括挖掘铲2，所述挖掘铲2由第一挖掘片201和第二挖掘片202构成，每一个挖掘片包括相对的前壁和后壁、以及设置在前壁和后壁之间的侧壁，在侧壁的一端设置有挖掘齿207，挖掘铲2的顶端与驱动壳体205相连，驱动壳体205内设置有驱动电机206，驱动电机206通过传动机构分别与第一挖掘片201和第二挖掘片202连接，所述传动机构包括第一连杆203和第二连杆204，第一连杆203和第二连杆204相对交叉设置，第一连杆203的一端和第二连杆204的一端分别设置在驱动壳体205侧壁上，第一连杆203的另一端和第二连杆204的另一端分别与第二挖掘片202和第一挖掘片201的前壁铰接；所述驱动电机206驱动传动机构，使得两个侧壁上的挖掘齿207与两挖掘片保持同步的打开和/或关闭；在所述第一挖掘片201和所述第二挖掘片202的侧壁上分别设置有圆形孔，圆形孔上密封安装有传输管，传输管的另一端连接有真空泵10，挖掘铲内的沙子经由传输管流经真空泵，并排出到筛沙装置内；上述带有挖掘齿的挖掘铲在挖掘的过程中，能够实现对沙子控水，从而降低了进入到筛箱内沙子的含水量。
所述筛沙装置包括筛箱3、激振器、第一筛网301和第二筛网302，所述第一筛网301和第二筛网302倾斜设置在所述筛箱3内，第二筛网302的底部设置有收集罐体，所述收集罐体的侧壁上设置有第一排水管，所述第一排水管与净水装置的一端连接，所述净水装置的另一端连接有第二排水管，所述收集罐体内的污水经过所述净水装置净化后由所述第二排水管的出水口排到所述船体1外侧；所述第一筛网的筛孔孔径大于所述第二筛网的筛孔孔径；所述筛箱的箱壁上设置有激振器，所述激振器包括第一激振器303、第二激振器304和第三激振器305，所述激振器的输出轴上均设置有偏心配重轮；所述控制装置能够对第一激振器303、第二激振器304和第三激振器305的旋转方向和旋转速度实现单独控制；使得即使某一个激振器出现故障，控制装置仍然能够控制其他激振器工作。
所述挖掘装置前端设置有翻沙装置11，所述翻沙装置11包括有翻沙辊1101，所述翻沙辊1101的周向均匀设置有松沙1102，所述翻沙辊1101同轴设置有多个翻沙轮1104，所述翻沙轮1104周向均匀设置有伸缩齿1103，所述控制装置根据翻沙的深度实现对伸缩齿的伸缩长度的自动调节；
为了实现对偏心配重轮的保护，防止沙子等对偏心配重轮的工作造成影响，激振器还设置有保护壳，偏心配重轮设置在保护壳内，所述保护壳上设置有连接件，所述激振器通过所述连接件连接在所述箱壁上；所述第一挖掘片侧壁上设置的传输管的输出端和所述第二挖掘片侧壁上设置的传输管的输出端相互连接，并通过三通接头与真空泵连接。
所述控制装置的控制单元包括用户界面以方便用户对其进行智能化控制，所述控制单元包括可编程控制器，用户可通过用户界面输入所述激振器的振动频率，且用户可通过所述用户界面选择筛体的运动轨迹，以满足生产需要。
具体的所述具有筛分装置的全自动挖掘船的控制方法，其工作步骤在于：
S1：所述控制装置控制水下推进单元工作，将所述船体行驶到预定位置，控制装置控制水下推进单元停止运行，同时控制所述电动机开始运行，电动机带动绞轮盘运动，通过导线轮实现收线，收起水下推进单元；所述控制单元控制锚固实现泊船；
S2：所述控制装置与筛分装置、挖掘装置和翻沙装置通电，控制所述翻沙装置运行，实现对水下沙子的疏松，同时控制挖掘装置的挖掘铲的开闭，实现对疏松后的沙子的抓取，挖掘铲内的沙子在真空泵的作用下，经过传输管进入到筛分装置内；用户通过用户界面输入所述激振器的振动频率，选择筛体的运动轨迹；所述控制装置控制所述激振器工作，实现对筛箱的激振，对大于第一层筛网的筛孔的杂质排出后收集，通过第二层筛网的筛孔的细颗粒和污水进入到收集罐体内，并通过净水装置净化分离，将处于第二层筛面上符合要求的沙子通过传输带运走收集。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种具有筛分装置的全自动挖掘船，包括船体、筛分装置、挖掘装置、翻沙装置和控制装置，所述控制装置分别与筛分装置、挖掘装置和翻沙装置电连接；所述筛分装置设置在所述船体上，其特征在于：所述挖掘装置包括挖掘铲，所述挖掘铲由第一挖掘片和第二挖掘片构成，每一个挖掘片包括相对的前壁和后壁、以及设置在前壁和后壁之间的侧壁，在侧壁的一端设置有挖掘齿，挖掘铲的顶端与驱动壳体相连，驱动壳体内设置有驱动电机，驱动电机通过传动机构分别与第一挖掘片和第二挖掘片连接，所述传动机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆和第二连杆相对交叉设置，第一连杆的一端和第二连杆的一端分别设置在驱动壳体侧壁上，第一连杆的另一端和第二连杆的另一端分别与第二挖掘片和第一挖掘片的前壁铰接；所述驱动电机驱动传动机构，使得两个侧壁上的挖掘齿与两挖掘片保持同步的打开和/或关闭；在所述第一挖掘片和所述第二挖掘片的侧壁上分别设置有圆形孔，圆形孔上密封安装有传输管，传输管的另一端连接有真空泵，所述第一挖掘片侧壁上设置的传输管的输出端和所述第二挖掘片侧壁上设置的传输管的输出端相互连接，并通过三通接头与真空泵连接，挖掘铲内的沙子经由传输管流经真空泵，并排出到筛沙装置内；所述筛沙装置包括筛箱、激振器、第一筛网和第二筛网，所述第一筛网和第二筛网倾斜设置在所述筛箱内，第二筛网的底部设置有收集罐体，所述收集罐体的侧壁上设置有第一排水管，所述第一排水管与净水装置的一端连接，所述净水装置的另一端连接有第二排水管，所述收集罐体内的污水经过所述净水装置净化后由所述第二排水管的出水口排到所述船体外侧；所述第一筛网的筛孔孔径大于所述第二筛网的筛孔孔径；所述筛箱的箱壁上设置有激振器，所述激振器包括第一激振器、第二激振器和第三激振器，所述激振器的输出轴上均设置有偏心配重轮；所述控制装置能够对第一激振器、第二激振器和第三激振器的旋转方向和旋转速度实现单独控制；所述挖掘装置前端设置有翻沙装置，所述翻沙装置包括有翻沙辊，所述翻沙辊的周向均匀设置有松沙齿，所述翻沙辊同轴设置有多个翻沙轮，所述翻沙轮周向均匀设置有伸缩齿，所述控制装置根据翻沙的深度实现对伸缩齿的伸缩长度的自动调节；所述控制装置的控制单元包括用户界面，所述控制单元包括可编程控制器，用户可通过用户界面输入所述激振器的振动频率，且用户可通过所述用户界面选择筛体的运动轨迹；所述船体还包括有缆推进装置，所述有缆推进装置包括水下推进单元、绞轮盘、导线轮、电动机，所述绞轮盘通过基座连接在船体上，所述导线轮通过架体连接在船体上，所述电动机能够驱动绞轮盘的收放线；所述船体两侧还分别设置有一锚固，所述船体的左右侧板上设置对称设置有平衡单元。
2.根据权利要求1所述的一种具有筛分装置的全自动挖掘船，其特征在于：所述激振器还包括保护壳，所述偏心配重轮设置在保护壳内，所述保护壳上设置有连接件，所述激振器通过所述连接件连接在所述箱壁上。
3.根据权利要求1所述的一种具有筛分装置的全自动挖掘船，其特征在于：所述船体包括上浮体和下浮体，所述船体内设置有控制操作室，所述控制装置设置在所述控制操作室内。
4.一种采用如权利要求1-3任一项所述的一种具有筛分装置的全自动挖掘船的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：所述控制装置控制水下推进单元工作，将所述船体行驶到预定位置，控制装置控制水下推进单元停止运行，同时控制所述电动机开始运行，电动机带动绞轮盘运动，通过导线轮实现收线，收起水下推进单元；所述控制单元控制锚固实现泊船；S2：所述控制装置与筛分装置、挖掘装置和翻沙装置通电，控制所述翻沙装置运行，实现对水下沙子的疏松，同时控制挖掘装置的挖掘铲的开闭，实现对疏松后的沙子的抓取，挖掘铲内的沙子在真空泵的作用下，经过传输管进入到筛分装置内；用户通过用户界面输入所述激振器的振动频率，选择筛体的运动轨迹；所述控制装置控制所述激振器工作，实现对筛箱的激振，对大于第一层筛网的筛孔的杂质排出后收集，通过第二层筛网的筛孔的细颗粒和污水进入到收集罐体内，并通过净水装置净化分离，将处于所述第二层筛网上符合要求的沙子通过传输带运走收集。
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