CN112049082A - 一种自动清理漂浮物的拦水坝 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动清理漂浮物的拦水坝，包括用于自动清理水面垃圾的机器人，还包括坝体和收集槽，所述坝体的左侧为迎水面、右侧为背水面，坝体左侧设置有拦泥墙，右侧设置有导流墙，坝体下部间隔设置有过水孔，坝体上部有连通坝体顶面的过水孔的闸板孔，闸板孔内有闸板，通过闸板内砝码的多少控制水位高度，第一叶轮在过水孔内流过的水的推动下驱动第二叶轮转动，第二叶轮转动时向清理罩内注水，清理罩内的水位上升并由清理罩朝向坝体前侧的表面上的通孔排出，推动坝体迎水面的漂浮物向收集槽内集中，使漂浮物集中在收集槽内，可以使用机械集中清理，节省人工集中水面漂浮物，保证坝体处的水面清洁，保持江河渠道的良好环境。

Description

一种自动清理漂浮物的拦水坝

技术领域

本发明涉及拦水坝技术领域，具体涉及一种自动清理漂浮物的拦水坝。

背景技术

拦水坝是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物，可形成水库,抬高水位、调节径流、集中水头,用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运、调整河势、保护岸床的河道整治建筑物。

拦水坝的形式多种多样，大部分拦水坝是起抬高水位的作用，坝体顶部有用于踩踏的墩柱，多余的水由拦水坝顶端漫过，流向下游，由于拦水坝整个顶面均过水，水流速小，水面的漂浮物一部分被水流冲过坝顶，另一部分漂浮物在拦水坝的墩柱一侧面上堆积，形成带状的漂浮垃圾，难以进行机械清理，需要人工一点点收集清理，不仅浪费人力物力，还会影响江河渠道的生态环境。

发明内容

为解决现有拦水坝水面堆积漂浮物的问题，本发明提供一种自动清理漂浮物的拦水坝，目的是自动清理水面的漂浮物，节省人工，保持江河渠道的良好环境。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种自动清理漂浮物的拦水坝，包括用于自动清理水面垃圾的机器人，还包括坝体和收集槽，所述坝体的纵截面为梯形，坝体包括迎水面、背水面、顶面和底面，所述坝体为向迎水面方向拱起的弯曲状态，坝体的迎水面为左侧、背水面为右侧，坝体左侧外部设置有拦泥墙，右侧外部设置有导流墙，所述拦泥墙和导流墙均为沿着坝体长度方向、高度小于坝体的梯形墙体，拦泥墙和导流墙的梯形两腰均为向各自所在梯形的竖直中心呈相对弧形凹陷状态；

所述坝体的下部沿坝体的长度方向间隔设置有多个贯穿坝体左右侧面的过水孔，所述过水孔为长方形通孔，除最前侧的过水孔外，每个过水孔中部均向上设置有贯穿坝体上表面的闸板孔，所述每个闸板孔均为长方形通孔，所述闸板孔朝向迎水面的一侧为左侧，朝向背水面的一侧为右侧，另外两侧为前后侧，闸板孔的前后侧面上相对设置有竖直贯穿坝体顶面的滑槽，所述每个滑槽下端均与过水孔上表面之间有间距，所述每个闸板孔内均安装有闸板，闸板置于闸板孔内或闸板下端向下封堵闸板孔下方的过水孔,所述每个闸板均包括闸体、滚轮和砝码，所述闸体是下表面为倾斜面、上表面开口的中空长方体，闸体的下表面靠近迎水面的一侧高、靠近背水面的一侧低，闸体的外侧壁与闸板孔内壁滑动接触，闸体前后两侧面的中部和上部分别向前、向后伸出有固定轴，所述闸体前侧面和后侧面的固定轴端部分别向前和向后伸进闸板孔前侧面和后侧面的滑槽内，所述固定轴的端部旋转连接有与滑槽滚动接触的滚轮，所述闸体内部填装有层叠堆积的砝码；

所述每个闸板左侧的过水孔上表面上均设置有向上凹陷的沉孔，每个所述沉孔内均竖直设有下部伸进过水孔的第一叶轮，所述每个第一叶轮均连接有转轴，所述转轴均与过水孔顶部内壁旋转连接，每个转轴右端均连接第一叶轮、左端向左伸出过水孔位于坝体左侧，转轴的左端有第一锥形齿轮，第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合，所述第二锥形齿轮连接在驱动轴下端，所述驱动轴竖直旋转连接在坝体左侧面上，所述驱动轴上端连接第二叶轮，所述每个第二叶轮外部均套装有清理罩，所述清理罩为一个侧面固定在坝体左侧面上、下端开口的中空三棱柱体，清理罩其余两个侧面中的一个侧面向外突出呈弧形面、另一个面朝向坝体前侧，清理罩朝向坝体前侧的表面上由上到下间隔设置有多个贯穿清理罩的通孔，清理罩的下端开口罩在第二叶轮外部；

所述坝体前端左侧设置有与坝体最前侧的过水孔相对应的收集槽，所述收集槽为三个竖直的板体构成的开口朝向坝体左侧面的框体，收集槽的底部设置在与坝体底部所在地面同一水面的地面上，收集槽和收集槽底部的地面、收集槽开口对应的坝体左侧面围成开口向上的槽体，收集槽的后端为可拆卸式板，所述用于自动清理水面垃圾的机器人位于收集槽内的水面上。

进一步地，所述拦泥墙的梯形左侧腰向右弯曲呈半圆形。

进一步地，所述拦泥墙和导流墙的高度为过水孔高度的一半。

进一步地，所述每个闸板孔处的坝体顶面设置有向下凹陷且和闸板孔连通的盖板槽，所述盖板槽内设置有盖在闸板孔顶部的盖板，所述盖板与盖板槽相配应。

进一步地，所述砝码为长方块体，砝码的上表面前后两端均设置有挂环，砝码下表面设置有向上凹陷的凹槽，所述凹槽的长度与砝码长度一致，凹槽的宽度大于挂环的宽度，凹槽的深度大于挂环的高度。

进一步地，所述沉孔高度和宽度均大于第一叶轮的半径。

进一步地，所述第一叶轮的半径大于第二叶轮的半径。

进一步地，所述每个过水孔的左端均设置有过滤网。

进一步地，所述收集槽的后端是由多个板体上下层叠连接构成的可拆卸式板，每个板体的两端使用螺栓与坝体迎水面和收集槽的左端板体连接，收集槽的后端顶部高度低于清理罩顶部的高度，清理罩顶部的高度低于坝体的顶部高度。

进一步地，所述坝体的顶部高于水面。

通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

本发明与水流由拦水坝顶面流过的现有技术相比，本发明增加了坝体的高度，坝体下部设置有过水孔，水位保持在坝体的中上部，高于过水孔的上端，过多的水由过水孔流出，坝体拦截水面漂浮物不影响水向下游（坝体背水面方向）流动，漂浮物也不随水流越过坝体。

本发明的第一叶轮在过水孔内流过的水的推动下驱动第二叶轮转动，第二叶轮转动时推动第二叶轮下方的水向上进入清理罩内，清理罩内的水量增加并由清理罩朝向坝体前侧的表面上的通孔排出，由通孔排出的水推动坝体迎水面的漂浮物向收集槽内集中，使漂浮物集中在收集槽内对江河渠道表面的漂浮物进行自动清理，被清理的江河渠道表面漂浮物集中在收集槽内，然后再使用用于自动清理水面垃圾的机器人进行集中清理，节省人工集中水面漂浮物，从而使坝体处的水面上不会再有到处飘浮的物品，便于坝体处水面的清洁管理，保持江河渠道的良好环境。

本发明的闸板的闸体为中空状态，利用浮力自动开闸放水，保持水位，采用砝码增重，通过增加或减少砝码的数量可以调节闸体底面与迎水面的水面高度差，当水位达到要求水位高度时自动放水泄洪。

本发明的收集槽的后端是由多个板体上下层叠连接构成的可拆卸式板，可以跟据水位高度进行调整，控制收集槽的后端始终处于水面下方，减小水流进入收集槽的开口面积，使水流只能由收集槽后端的可拆卸式板上方进入收集槽，在最前侧的过水孔不断向下游排水的情况下，收集槽后端的水流快速由收集槽后端的可拆卸式板上方流进收集槽，有利于水面漂浮物进入收集槽收集，自动清理拦水坝左侧的江河渠道内水体的表面漂浮物，使江河渠道内的水面漂浮物被清理集中到收集槽内，便于坝体处水面的清洁管理，保持江河渠道的良好环境。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明剖视主视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B部放大图；

图5是图2的C部放大图；

图6是图2的E部剖视图（放大）；

图7是本发明的闸板的结构示意图；

图8是图7的D-D剖视图。

附图中标号为：1为坝体，2为收集槽，3为拦泥墙，4为导流墙，5为用于自动清理水面垃圾的机器人，11为过水孔，111为过滤网，12为闸板孔，13为闸板，14为沉孔，15为第一叶轮，16为转轴，17为第二叶轮，18为清理罩，19为驱动轴，121为盖板，122为滑槽，131为闸体，132为滚轮，133为砝码。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底面”和“顶面”等方向词汇指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1～图8所示，一种自动清理漂浮物的拦水坝，包括用于自动清理水面垃圾的机器人5，所述用于自动清理水面垃圾的机器人5采用申请号为CN201621402675.X的专利文件所公开的一种用于自动清理水面垃圾的机器人，还包括坝体1和收集槽2，所述坝体1的纵截面为梯形，坝体1包括迎水面、背水面、顶面和底面，所述坝体1为向迎水面方向拱起的弯曲状态，坝体1的迎水面为左侧、背水面为右侧，坝体1左侧外部设置有拦泥墙3，右侧外部设置有导流墙4，所述拦泥墙3和导流墙4均为沿着坝体1长度方向、高度小于坝体1的梯形墙体，拦泥墙3和导流墙4的梯形两腰均为向各自所在梯形的竖直中心呈相对弧形凹陷状态；

所述坝体1的下部沿坝体1的长度方向间隔设置有多个贯穿坝体1左右侧面的过水孔11，所述过水孔11为长方形通孔，除最前侧的过水孔11外，每个过水孔11中部均向上设置有贯穿坝体1上表面的闸板孔12，所述每个闸板孔12均为长方形通孔，所述闸板孔12朝向迎水面的一侧为左侧，朝向背水面的一侧为右侧，另外两侧为前后侧，闸板孔12的前后侧面上相对设置有竖直贯穿坝体1顶面的滑槽122，所述每个滑槽122下端均与过水孔11上表面之间有间距，所述每个闸板孔12内均安装有闸板13，闸板13置于闸板孔12内或闸板13下端向下封堵闸板孔12下方的过水孔11,所述每个闸板13均包括闸体131、滚轮132和砝码133，所述闸体131是下表面为倾斜面、上表面开口的中空长方体，闸体131的下表面靠近迎水面的一侧高、靠近背水面的一侧低，闸体131的外侧壁与闸板孔12内壁滑动接触，闸体131前后两侧面的中部和上部分别向前、向后伸出有固定轴，所述闸体131前侧面和后侧面的固定轴端部分别向前和向后伸进闸板孔12前侧面和后侧面的滑槽122内，所述固定轴的端部旋转连接有与滑槽滚动接触的滚轮132，所述闸体131内部填装有层叠堆积的砝码133；

所述每个闸板13左侧的过水孔11上表面上均设置有向上凹陷的沉孔14，每个所述沉孔14内均竖直设有下部伸进过水孔11的第一叶轮15，所述每个第一叶轮15均连接有转轴16，所述转轴16均与过水孔11顶部内壁旋转连接，每个转轴16右端均连接第一叶轮15、左端向左伸出过水孔11位于坝体1左侧，转轴16的左端有第一锥形齿轮，第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合，所述第二锥形齿轮连接在驱动轴19下端，所述驱动轴19竖直旋转连接在坝体1左侧面上，所述驱动轴19上端连接第二叶轮17，所述每个第二叶轮17外部均套装有清理罩18，所述清理罩18为一个侧面固定在坝体1左侧面上、下端开口的中空三棱柱体，清理罩18其余两个侧面中的一个侧面向外突出呈弧形面、另一个面朝向坝体1前侧，清理罩18朝向坝体1前侧的表面上由上到下间隔设置有多个贯穿清理罩18的通孔，清理罩18的下端开口罩在第二叶轮17外部；

所述坝体1前端左侧设置有与坝体1最前侧的过水孔11相对应的收集槽2，所述收集槽2为三个竖直的板体构成的开口朝向坝体1左侧面的框体，收集槽2的底部设置在与坝体1底部所在地面同一水面的地面上，收集槽2和收集槽2底部的地面、收集槽2开口对应的坝体1左侧面围成开口向上的槽体，收集槽2的后端为可拆卸式板，所述用于自动清理水面垃圾的机器人5位于收集槽2内的水面上。

所述拦泥墙3的梯形左侧腰向右弯曲呈半圆形。

所述拦泥墙3和导流墙4的高度为过水孔11高度的一半。

所述每个闸板孔12处的坝体1顶面设置有向下凹陷且和闸板孔12连通的盖板槽，所述盖板槽内设置有盖在闸板孔12顶部的盖板121，所述盖板121与盖板槽相配应。

所述砝码133为长方块体，砝码133的上表面前后两端均设置有挂环，砝码133下表面设置有向上凹陷的凹槽，所述凹槽的长度与砝码133长度一致，凹槽的宽度大于挂环的宽度，凹槽的深度大于挂环的高度。

所述沉孔14高度和宽度均大于第一叶轮15的半径。

所述第一叶轮15的半径大于第二叶轮17的半径。

所述每个过水孔11的左端均设置有过滤网111。

所述收集槽2的后端是由多个板体上下层叠连接构成的可拆卸式板，每个板体的两端使用螺栓与坝体1迎水面和收集槽2的左端板体连接，收集槽2的后端顶部高度低于清理罩18顶部的高度，清理罩18顶部的高度低于坝体1的顶部高度。

所述坝体1的顶部高于水面。

在使用时，江河渠道内的水集中在坝体1的迎水面，并受到坝体1的拦截，水位向上升高，同时，由于闸板13的闸体131下表面向左上方倾斜，升高的水位对过水孔11内的闸板13有向上的浮力，水位越高，对闸板13的浮力越大，当浮力大于闸板13的重力和闸板13与闸板孔12的摩擦力时，闸板13上浮，使闸板12底面与水面之间的高度差减小，从而达到新的平衡；闸板13内砝码133越少，坝体1迎水面保持的水位越低，闸板13内砝码133越多，坝体1迎水面保持的水位越高，可以通过增减砝码133的数量来调节蓄水量和水位高度。

闸板13上浮时，水可以穿过过水孔11底面与闸板13底面之间的空隙向背水面流动，水流经闸板13左侧的过水孔11时，第一叶轮15在过水孔11内流过的水的推动下驱动第二叶轮17转动，第二叶轮17转动时推动第二叶轮17下方的水向上进入清理罩18内，清理罩18内的水量增加并由清理罩18朝向坝体1前侧的表面上的通孔排出，由通孔排出的水推动坝体1迎水面的漂浮物向收集槽2内集中，然后再使用用于自动清理水面垃圾的机器人5进行集中清理，节省人工集中水面漂浮物，从而使坝体处的水面上不会再有到处飘浮的物品，便于坝体处水面的清洁管理，保持江河渠道的良好环境。

本发明的收集槽2的后端是由多个板体上下层叠连接构成的可拆卸式板，可以跟据水位高度进行调整，控制收集槽2的后端始终处于水面下方，减小水流进入收集槽2的开口面积，使水流只能由收集槽2后端的可拆卸式板上方进入收集槽2，在最前侧的过水孔11不断向下游排水的情况下，收集槽2后端的水流快速由收集槽2后端的可拆卸式板上方流进收集槽2，有利于水面漂浮物进入收集槽2收集，自动清理拦水坝左侧的江河渠道内水体的表面漂浮物。

本发明与水流由拦水坝顶面流过的现有技术相比，本发明增加了坝体1的高度，坝体1下部设置有过水孔11，使水位保持在坝体1的中上部，没过过水孔11的上端，过多的水由过水孔11流出，坝体1拦截水面漂浮物不影响水向下游（坝体背水面方向）流动，漂浮物也不随水流越过坝体1。

本发明的闸板13的闸体131为中空状态，利用浮力自动开闸放水，保持水位，采用砝码133增重，通过增加或减少砝码的数量可以调节闸体底面与迎水面的水面高度差，当水位达到要求水位高度时自动放水泄洪。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施例，在不违背本发明的精神即公开范围内，可以对本发明的技术方案进行多种变形。

Claims (10)

1.一种自动清理漂浮物的拦水坝，包括用于自动清理水面垃圾的机器人（5），其特征在于，还包括坝体（1）和收集槽（2），所述坝体（1）的纵截面为梯形，坝体（1）包括迎水面、背水面、顶面和底面，所述坝体（1）为向迎水面方向拱起的弯曲状态，坝体（1）的迎水面为左侧、背水面为右侧，坝体（1）左侧外部设置有拦泥墙（3），右侧外部设置有导流墙（4），所述拦泥墙（3）和导流墙（4）均为沿着坝体（1）长度方向、高度小于坝体（1）的梯形墙体，拦泥墙（3）和导流墙（4）的梯形两腰均为向各自所在梯形的竖直中心呈相对弧形凹陷状态；

所述坝体（1）的下部沿坝体（1）的长度方向间隔设置有多个贯穿坝体（1）左右侧面的过水孔（11），所述过水孔（11）为长方形通孔，除最前侧的过水孔（11）外，每个过水孔（11）中部均向上设置有贯穿坝体（1）上表面的闸板孔（12），所述每个闸板孔（12）均为长方形通孔，所述闸板孔（12）朝向迎水面的一侧为左侧，朝向背水面的一侧为右侧，另外两侧为前后侧，闸板孔（12）的前后侧面上相对设置有竖直贯穿坝体（1）顶面的滑槽（122），所述每个滑槽（122）下端均与过水孔（11）上表面之间有间距，所述每个闸板孔（12）内均安装有闸板（13），闸板（13）置于闸板孔（12）内或闸板（13）下端向下封堵闸板孔（12）下方的过水孔（11）,所述每个闸板（13）均包括闸体（131）、滚轮（132）和砝码（133），所述闸体（131）是下表面为倾斜面、上表面开口的中空长方体，闸体（131）的下表面靠近迎水面的一侧高、靠近背水面的一侧低，闸体（131）的外侧壁与闸板孔（12）内壁滑动接触，闸体（131）前后两侧面的中部和上部分别向前、向后伸出有固定轴，所述闸体（131）前侧面和后侧面的固定轴端部分别向前和向后伸进闸板孔（12）前侧面和后侧面的滑槽（122）内，所述固定轴的端部旋转连接有与滑槽滚动接触的滚轮（132），所述闸体（131）内部填装有层叠堆积的砝码（133）；

所述每个闸板（13）左侧的过水孔（11）上表面上均设置有向上凹陷的沉孔（14），每个所述沉孔（14）内均竖直设有下部伸进过水孔（11）的第一叶轮（15），所述每个第一叶轮（15）均连接有转轴（16），所述转轴（16）均与过水孔（11）顶部内壁旋转连接，每个转轴（16）右端均连接第一叶轮（15）、左端向左伸出过水孔（11）位于坝体（1）左侧，转轴（16）的左端有第一锥形齿轮，第一锥形齿轮和第二锥形齿轮啮合，所述第二锥形齿轮连接在驱动轴（19）下端，所述驱动轴（19）竖直旋转连接在坝体（1）左侧面上，所述驱动轴（19）上端连接第二叶轮（17），所述每个第二叶轮（17）外部均套装有清理罩（18），所述清理罩（18）为一个侧面固定在坝体（1）左侧面上、下端开口的中空三棱柱体，清理罩（18）其余两个侧面中的一个侧面向外突出呈弧形面、另一个面朝向坝体（1）前侧，清理罩（18）朝向坝体（1）前侧的表面上由上到下间隔设置有多个贯穿清理罩（18）的通孔，清理罩（18）的下端开口罩在第二叶轮（17）外部；

所述坝体（1）前端左侧设置有与坝体（1）最前侧的过水孔（11）相对应的收集槽（2），所述收集槽（2）为三个竖直的板体构成的开口朝向坝体（1）左侧面的框体，收集槽（2）的底部设置在与坝体（1）底部所在地面同一水面的地面上，收集槽（2）和收集槽（2）底部的地面、收集槽（2）开口对应的坝体（1）左侧面围成开口向上的槽体，收集槽（2）的后端为可拆卸式板，所述用于自动清理水面垃圾的机器人（5）位于收集槽（2）内的水面上。

2.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述拦泥墙（3）的梯形左侧腰向右弯曲呈半圆形。

3.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述拦泥墙（3）和导流墙（4）的高度为过水孔（11）高度的一半。

4.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述每个闸板孔（12）处的坝体（1）顶面设置有向下凹陷且和闸板孔（12）连通的盖板槽，所述盖板槽内设置有盖在闸板孔（12）顶部的盖板（121），所述盖板（121）与盖板槽相配应。

5.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述砝码（133）为长方块体，砝码（133）的上表面前后两端均设置有挂环，砝码（133）下表面设置有向上凹陷的凹槽，所述凹槽的长度与砝码（133）长度一致，凹槽的宽度大于挂环的宽度，凹槽的深度大于挂环的高度。

6.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述沉孔（14）高度和宽度均大于第一叶轮（15）的半径。

7.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述第一叶轮（15）的半径大于第二叶轮（17）的半径。

8.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述每个过水孔（11）的左端均设置有过滤网（111）。

9.根据权利要求1所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述收集槽（2）的后端是由多个板体上下层叠连接构成的可拆卸式板，每个板体的两端使用螺栓与坝体（1）迎水面和收集槽（2）的左端板体连接，收集槽（2）的后端顶部高度低于清理罩（18）顶部的高度，清理罩（18）顶部的高度低于坝体（1）的顶部高度。

10.根据权利要求9所述的一种自动清理漂浮物的拦水坝，其特征在于，所述坝体（1）的顶部高于水面。

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