CN112829887A - 一种无人打捞船用水下植物收集装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下植物清理设备领域，具体为一种无人打捞船用水下植物收集装置及其使用方法，包括船体，船体上设置有用来拾取水中垃圾并将垃圾输送至船舱的传送带，船体上固定有延伸台，延伸台靠近船体的一端设置有用来打捞垃圾的打捞机构，传送带设置在打捞机构上，延伸台上远离船体的一端设置有用来对水下植物粉碎的碎化机构，碎化机构通通过第一皮带轮组与打捞机构传动连接，打捞机构上设置有用来对传送带清洁的振打机构，打捞机构通过第二皮带轮组与振打机构传动连接。该种无人打捞船用水下植物收集装置及其使用方法，实现对水下植物的碎化处理，将水下植物切割成小段，避免水下植物缠绕在打捞机构上，提高对水下植物的清理效率。

Description

一种无人打捞船用水下植物收集装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及水下植物清理设备领域，具体为一种无人打捞船用水下植物收集装置及其使用方法。

背景技术

由于水体富营养化使得水下植物生长迅速，现有带有自动驾驶功能的无人打捞船在对水体垃圾清理时，通常采用带式输送机将水面上漂浮的垃圾进行拾取并输送至船舱内，对于水下植物由于水下植物的根基与水底连接，因此带式输送机很难对其拾取打捞，费时费力，并且水下植物的飘动会缠绕在带式输送机上，进而使得带式输送机运行困难，从而降低打捞效率，而且增加带式输送机的故障发生率。

鉴于此，我们提出一种无人打捞船用水下植物收集装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人打捞船用水下植物收集装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，我们提出一种无人打捞船用水下植物收集装置，包括船体，船体上设置有用来拾取水中垃圾并将垃圾输送至船舱的传送带，船体上固定有延伸台，延伸台水平设置，延伸台靠近船体的一端设置有用来打捞垃圾的打捞机构，传送带设置在打捞机构上，延伸台上远离船体的一端设置有用来对水下植物粉碎的碎化机构，碎化机构通通过第一皮带轮组与打捞机构传动连接，打捞机构上设置有用来对传送带清洁的振打机构，打捞机构通过第二皮带轮组与振打机构传动连接。

优选的，碎化机构包括固定在延伸台上的轴套，且轴套的中心轴线竖直方向设置并贯穿延伸台的上下表面，轴套的内部定轴转动连接有空心轴杆，且空心轴杆的上端为开口状，延伸台上固定有支架一，支架一的上端固定有套管，套管外套在空心轴杆的上端侧壁上，且空心轴杆可在套管内部定轴转动。

优选的，延伸台上固定有双轴电机和空气泵，且双轴电机和空气泵采用并联的方式接入电路，双轴电机位于打捞机构和空心轴杆之间，双轴电机的其中一个输出轴通过锥齿轮组与空心轴杆传动连接，另一个输出轴与转轴一传动连接，转轴一通过第一皮带轮组与打捞机构传动连接，空气泵的进气端固定并连通进气管，空气泵的输出端通过出气管和套管与空心轴杆的内部相连通。

优选的，空心轴杆位于延伸台下侧的一段外周壁套接有多个套环，多个所述套环沿空心轴杆的中心轴线方向从上之下等间隔设置，套环固定在空心轴杆的外侧壁上，套环的外周壁上固定有多个刀架，多个所述刀架沿套环的圆周走向等间隔设置，刀架上固定有用来切断水下植物的切刀。

优选的，刀架的内部中空，功套环内部开设有多个与刀架一一对应并相互连通的通气槽，空心轴杆的侧壁上开设有多个与通气槽一一对应并相互连通的气孔，刀架背离切刀的一侧固定有多个喷气管，刀架上开设有多个与喷气管一一对应并相互连通的出气口，喷气管的内壁靠近出气口的一端固定有密封圈，喷气管的内壁上固定有支杆，支杆通过弹簧一与球珠相连接，球珠可对出气口封堵。

优选的，打捞机构包括固定在延伸台上的传送架，传送架的倾斜设置且两端均定轴转动连接有滚筒，两个所述滚筒通过传送带传动连接，传送带的外侧面沿其长度方向固定连接多个网板，相邻两个所述网板距离相等，且网板与传送带垂直，位于传送架上端的滚筒靠近船体并位于船体的上侧，转轴一通过第一皮带轮组与位于传送架上端的滚筒传动连接。

优选的，振打机构包括开设在传送架下表面的凹槽，且凹槽靠近传送架的上端，凹槽内定轴转动连接有转轴二，转轴二通过第二皮带轮组与位于传送架上端的滚筒传动连接。

优选的，凹槽内部垂直于传送带的其中一个侧壁上固定有滑架，滑架上滑动连接有齿条，转轴二上固定有非完全齿轮，非完全齿轮可与齿条啮合连接。

优选的，齿条垂直于传送带，齿条指向传送带的一端固定有锤头，锤头可与传送带抵扣接触，齿条远离锤头的一端通过弹簧二与凹槽内部平行于传送带的侧壁相连接。

第二方面，我们提出一种无人打捞船用水下植物收集装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：船体行进时通过碎化机构对水下植物进行碎化，并通入高压空气使得空气在水中形成气泡从而将水中垃圾以及切割碎化后的水下植物向上浮起；

步骤二：在碎化机构将水下植物碎化后，通过打捞机构对浮起的水中垃圾以及切割碎化后的水下植物拾取并输送至船舱；

步骤三：打捞机构在对浮起的水中垃圾以及切割碎化后的水下植物打捞的过程中驱动振打机构自动对传送带清洁。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，船体行进时通过碎化机构对水下植物进行碎化，并通入高压空气使得空气在水中形成气泡从而将水中垃圾以及切割碎化后的水下植物向上浮起，实现对水下植物的碎化处理，将水下植物切割成小段，便于打捞机构对其进行拾取并输送至船舱，避免水下植物缠绕在打捞机构上，从而能够确保打捞机构的正常运行稳定性，提高对水下植物的清理效率；打捞机构在对浮起的水中垃圾以及切割碎化后的水下植物打捞的过程中驱动振打机构自动对传送带清洁，避免传送带上的滤水孔堵塞，保持传送带滤水效率，从而保障传送带的正常运行，有助于提高传送带的打捞效率。

附图说明

图1为本发明的总装截面结构示意图；

图2为图1中的A-A截面结构示意图；

图3为图2中的B处放大结构示意图一；

图4为图2中的B处放大结构示意图二；

图5为本发明中的传送架上端部结构示意图；

图6为本发明中的凹槽内部结构示意图；

图7为本发明中的非完全齿轮结构示意图。

图中：1、船体；2、延伸台；3、空气泵；4、进气管；5、支架一；6、出气管；7、套管；8、轴套；9、空心轴杆；10、套环；11、刀架；12、双轴电机；13、锥齿轮组；14、转轴一；15、第一皮带轮组；16、支架二；17、传送架；18、滚筒；19、传送带；20、网板；21、振打机构；22、气孔；23、通气槽；24、喷气管；25、切刀；26、密封圈；27、支杆；28、弹簧一；29、球珠；30、出气口；31、第二皮带轮组；32、转轴二；33、凹槽；34、非完全齿轮；35、滑架；36、齿条；37、锤头；38、弹簧二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有带有自动驾驶功能的无人打捞船在对水体垃圾清理时，通常采用带式输送机将水面上漂浮的垃圾进行拾取并输送至船舱内，对于水下植物由于水下植物的根基与水底连接，因此带式输送机很难对其拾取打捞，也很少有无人船针对此进行专门设计，因此本申请的技术问题就具有很好的应用价值。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

下面我们给出一种无人打捞船用水下植物收集装置，包括船体1，船体1上设置有用来拾取水中垃圾并将垃圾输送至船舱的传送带19，船体1上固定有延伸台2，延伸台2水平设置，延伸台2靠近船体1的一端设置有用来打捞垃圾的打捞机构，传送带19设置在打捞机构上，延伸台2上远离船体1的一端设置有用来对水下植物粉碎的碎化机构，碎化机构通通过第一皮带轮组15与打捞机构传动连接，打捞机构上设置有用来对传送带19清洁的振打机构21，打捞机构通过第二皮带轮组31与振打机构21传动连接。

本实施例中，如图1所示，碎化机构包括固定在延伸台2上的轴套8，且轴套8的中心轴线竖直方向设置并贯穿延伸台2的上下表面，轴套8的内部定轴转动连接有空心轴杆9，且空心轴杆9的上端为开口状，延伸台2上固定有支架一5，支架一5的上端固定有套管7，套管7外套在空心轴杆9的上端侧壁上，且空心轴杆9可在套管7内部定轴转动。

本实施例中，如图1所示，延伸台2上固定有双轴电机12和空气泵3，且双轴电机12和空气泵3采用并联的方式接入电路，双轴电机12位于打捞机构和空心轴杆9之间，双轴电机12的其中一个输出轴通过锥齿轮组13与空心轴杆9传动连接，另一个输出轴与转轴一14传动连接，转轴一14通过第一皮带轮组15与打捞机构传动连接，空气泵3的进气端固定并连通进气管4，空气泵3的输出端通过出气管6和套管7与空心轴杆9的内部相连通。

本实施例中，如图1和图2所示，空心轴杆9位于延伸台2下侧的一段外周壁套接有多个套环10，多个所述套环10沿空心轴杆9的中心轴线方向从上之下等间隔设置，套环10固定在空心轴杆9的外侧壁上，套环10的外周壁上固定有多个刀架11，多个所述刀架11沿套环10的圆周走向等间隔设置，刀架11上固定有用来切断水下植物的切刀25。

本实施例中，如图2、图3和图4所示，刀架11的内部中空，功套环10内部开设有多个与刀架11一一对应并相互连通的通气槽23，空心轴杆9的侧壁上开设有多个与通气槽23一一对应并相互连通的气孔22，刀架11背离切刀25的一侧固定有多个喷气管24，刀架11上开设有多个与喷气管24一一对应并相互连通的出气口30，喷气管24的内壁靠近出气口30的一端固定有密封圈26，喷气管24的内壁上固定有支杆27，支杆27通过弹簧一28与球珠29相连接，球珠29可对出气口30封堵。

本实施例中，如图1所示，打捞机构包括固定在延伸台2上的传送架17，传送架17的倾斜设置且两端均定轴转动连接有滚筒18，两个所述滚筒18通过传送带19传动连接，传送带19的外侧面沿其长度方向固定连接多个网板20，相邻两个所述网板20距离相等，且网板20与传送带19垂直，位于传送架17上端的滚筒18靠近船体1并位于船体1的上侧，转轴一14通过第一皮带轮组15与位于传送架17上端的滚筒18传动连接。

本实施例中，如图1和图5所示，振打机构21包括开设在传送架17下表面的凹槽33，且凹槽33靠近传送架17的上端，凹槽33内定轴转动连接有转轴二32，转轴二32通过第二皮带轮组31与位于传送架17上端的滚筒18传动连接。

本实施例中，如图5、图6和图7所示，凹槽33内部垂直于传送带19的其中一个侧壁上固定有滑架35，滑架35上滑动连接有齿条36，转轴二32上固定有非完全齿轮34，非完全齿轮34可与齿条36啮合连接。

本实施例中，如图5和图6所示，齿条36垂直于传送带19，齿条36指向传送带19的一端固定有锤头37，锤头37可与传送带19抵扣接触，齿条36远离锤头37的一端通过弹簧二38与凹槽33内部平行于传送带19的侧壁相连接。

本发明的使用方法和优点：该种无人打捞船用水下植物收集装置在对水下植物进行清理收集时，工作过程如下：

步骤一：在船体1行进过程中同时对双轴电机12和空气泵3通电，使得双轴电机12和空气泵3工作，双轴电机12工作后通过锥齿轮组13带动空心轴杆9转动，空心轴杆9的转动同步带动各个套环10转动，从而使得套环10同步带动刀架11和切刀25随空心轴杆9一同转动，转动方向如图2中的逆时针方向，从而使得切刀25能够对水下植物进行切割割断，并且在空心轴杆9上的从上至下依次等间隔设置多个切刀25从而在不同高度对水下植物进行切割成多段，实现碎化处理，将水下植物切割成小段，便于打捞机构对其进行拾取并输送至船舱，并且水下植物不会缠绕在打捞机构上，从而能够确保打捞机构的正常运行稳定性，提高对水下植物的清理效率；

如上所述，在空心轴杆9带动各个切刀25对水下植物进行切割碎化的同时，如图1、图2、图3和图4所示，空气泵3通过进气管4将外部空气吸入并经过叶轮加压后通过出气管6输出至套管7内，然后由套管7进入空心轴杆9的内部，空心轴杆9定轴转动连接在套管7的内部，从而在空心轴杆9转动的同时不妨碍空气的输入，高压空气进入空心轴杆9内部后，依次经过气孔22和通气槽23进入刀架11的内部中空位置，然后经过各个出气口30对球珠29施加气压力，从而使得球珠29对弹簧一28压缩，使得弹簧一28获得一个恢复力，同时球珠29不对出气口30进行封堵，并且球珠29的直径小于喷气管24的内径，高压空气经过球珠29与喷气管24内壁之间的间隙向切刀25行进方向的反方向喷出，根据牛顿第三定律可知高压空气在喷出后对刀架11施加一个反作用力，从而能够加快刀架11带动切刀25快速转动，克服水流阻力，从而提高切刀25对水下植物的切割效率，同时节省能耗，空气喷向水中后，在水中产生气泡并向上移动，从而使得气泡能够带动切割碎化后的水下植物以及水中漂浮的杂物向水面移动，以便打捞机构对水中垃圾以及切割碎化后的水下植物进行拾取并输送至船舱内，从而大大提高队水下植物的清理收集效率和效果，刀架11带动各个喷气管在转动的同时喷出空气，从而使得空气分布均匀，并且使得空气分布范围较大，提高切割碎化后的水下植物以及水中漂浮的杂物向水面移动的数量，从而有助于提高打捞机构的打捞效率；

在碎化机构不工作时级，即，空气泵3不工作时，此时出气口30内不会有空气喷出，从而使得球珠29不受气压力作用，进而在弹簧一28的恢复力作用下使得球珠29再次对出气口30进行封堵，密封圈26起到提高密封性的作用，避免水中泥沙等进入出气口30，从而造成堵塞，进而确保下次进行水下植物清理收集作业时喷气管24能够喷出空气；

步骤二：如步骤一所述，在碎化机构将水下植物进行切割碎化并漂浮至水面上后，如图1所示，双轴电机12通过转轴一14和第一皮带轮组15带动传送架17上端的滚筒18转动，进而使得滚筒18带动传送带19逆时针运行从而使得传送带19将漂浮在水面的切割碎化后的水下植物和水中来及一同拾取并输送至船舱内，传送带19在逆时针运行的同时也同步带动网板20逆时针运行，网板20增加对水中垃圾以及切割碎化后的水下植物拾取的效率以及在拾取水中垃圾以及切割碎化后的水下植物后能够阻止水中垃圾以及切割碎化后的水下植物向下滑动，从而提高传送带19对水中垃圾以及切割碎化后的水下植物拾取稳定性，进而有助于提高传送带19的打捞效率；

步骤三：如步骤二所述，传送架17上端的滚筒18在带动传送带19逆时针运行并打捞垃圾的同时，如图5、图6和图7所示，滚筒18的转动通过第二皮带轮组31带动转轴二32逆时针转动，从而使得转轴二32同步带动非完全齿轮34逆时针转动，在非完全齿轮34逆时针转动的过程中，当非完全齿轮34与齿条36啮合连接时，带动齿条36压缩弹簧二38使得弹簧二38获得一个恢复力，齿条36压缩弹簧二38的同时带动锤头37与传送带19远离，当非完全齿轮34与齿条36不啮合连接时，在弹簧二38的恢复力作用下使得齿条36带动锤头37向传送带19靠近，并对传送带19进行锤击，从而使得粘接在传送带19上的垃圾振落，从而实现对传送带19的自动清洁，避免传送带19上的滤水孔堵塞，保持传送带19滤水效率，从而保障传送带19的正常运行，有助于提高传送带19的打捞效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种无人打捞船用水下植物收集装置，包括船体(1)，所述船体(1)上设置有用来拾取水中垃圾并将垃圾输送至船舱的传送带(19)，其特征在于：所述船体(1)上固定有延伸台(2)，所述延伸台(2)水平设置，所述延伸台(2)靠近船体(1)的一端设置有用来打捞垃圾的打捞机构，所述传送带(19)设置在打捞机构上，所述延伸台(2)上远离船体(1)的一端设置有用来对水下植物粉碎的碎化机构，所述碎化机构通通过第一皮带轮组(15)与打捞机构传动连接，所述打捞机构上设置有用来对传送带(19)清洁的振打机构(21)，所述打捞机构通过第二皮带轮组(31)与振打机构(21)传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述碎化机构包括固定在延伸台(2)上的轴套(8)，且轴套(8)的中心轴线竖直方向设置并贯穿延伸台(2)的上下表面。

3.根据权利要求2所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述轴套(8)的内部定轴转动连接有空心轴杆(9)，且空心轴杆(9)的上端为开口状，所述延伸台(2)上固定有支架一(5)。

4.根据权利要求3所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述支架一(5)的上端固定有套管(7)，所述套管(7)外套在空心轴杆(9)的上端侧壁上，且空心轴杆(9)可在套管(7)内部定轴转动，所述延伸台(2)上固定有双轴电机(12)和空气泵(3)，且双轴电机(12)和空气泵(3)采用并联的方式接入电路，所述双轴电机(12)位于打捞机构和空心轴杆(9)之间，所述双轴电机(12)的其中一个输出轴通过锥齿轮组(13)与空心轴杆(9)传动连接，另一个输出轴与转轴一(14)传动连接，所述转轴一(14)通过第一皮带轮组(15)与打捞机构传动连接，所述空气泵(3)的进气端固定并连通进气管(4)，所述空气泵(3)的输出端通过出气管(6)和套管(7)与空心轴杆(9)的内部相连通，所述空心轴杆(9)位于延伸台(2)下侧的一段外周壁套接有多个套环(10)，多个所述套环(10)沿空心轴杆(9)的中心轴线方向从上之下等间隔设置，所述套环(10)固定在空心轴杆(9)的外侧壁上，所述套环(10)的外周壁上固定有多个刀架(11)，多个所述刀架(11)沿套环(10)的圆周走向等间隔设置，所述刀架(11)上固定有用来切断水下植物的切刀(25)，所述刀架(11)的内部中空，所述功套环(10)内部开设有多个与刀架(11)一一对应并相互连通的通气槽(23)，所述空心轴杆(9)的侧壁上开设有多个与通气槽(23)一一对应并相互连通的气孔(22)，所述刀架(11)背离切刀(25)的一侧固定有多个喷气管(24)，所述刀架(11)上开设有多个与喷气管(24)一一对应并相互连通的出气口(30)。

5.根据权利要求4所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述喷气管(24)的内壁靠近出气口(30)的一端固定有密封圈(26)，所述喷气管(24)的内壁上固定有支杆(27)，所述支杆(27)通过弹簧一(28)与球珠(29)相连接，所述球珠(29)可对出气口(30)封堵。

6.根据权利要求3所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述打捞机构包括固定在延伸台(2)上的传送架(17)，所述传送架(17)的倾斜设置且两端均定轴转动连接有滚筒(18)，两个所述滚筒(18)通过传送带(19)传动连接，所述传送带(19)的外侧面沿其长度方向固定连接多个网板(20)，相邻两个所述网板(20)距离相等，且网板(20)与传送带(19)垂直，位于传送架(17)上端的滚筒(18)靠近船体(1)并位于船体(1)的上侧，所述转轴一(14)通过第一皮带轮组(15)与位于传送架(17)上端的滚筒(18)传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述振打机构(21)包括开设在传送架(17)下表面的凹槽(33)，且凹槽(33)靠近传送架(17)的上端，所述凹槽(33)内定轴转动连接有转轴二(32)，所述转轴二(32)通过第二皮带轮组(31)与位于传送架(17)上端的滚筒(18)传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述凹槽(33)内部垂直于传送带(19)的其中一个侧壁上固定有滑架(35)，所述滑架(35)上滑动连接有齿条(36)，所述转轴二(32)上固定有非完全齿轮(34)，所述非完全齿轮(34)可与齿条(36)啮合连接。

9.根据权利要求8所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置，其特征在于：所述齿条(36)垂直于传送带(19)，所述齿条(36)指向传送带(19)的一端固定有锤头(37)，所述锤头(37)可与传送带(19)抵扣接触，所述齿条(36)远离锤头(37)的一端通过弹簧二(38)与凹槽(33)内部平行于传送带(19)的侧壁相连接。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种无人打捞船用水下植物收集装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：船体(1)行进时通过碎化机构对水下植物进行碎化，并通入高压空气使得空气在水中形成气泡从而将水中垃圾以及切割碎化后的水下植物向上浮起；

步骤二：在碎化机构将水下植物碎化后，通过打捞机构对浮起的水中垃圾以及切割碎化后的水下植物拾取并输送至船舱；

步骤三：打捞机构在对浮起的水中垃圾以及切割碎化后的水下植物打捞的过程中驱动振打机构(21)自动对传送带(19)清洁。

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