CN113463592A - 一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，包括转换机构，其特征在于：所述转换机构的一侧拉绳连接有收集机构，所述转换机构的一侧固定有驱动机构，所述转换机构包括固定基座，所述固定基座的表面固定有支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有横杆，所述横杆的一侧外部轴承连接有轴套，所述轴套的一侧固定连杆有两组拉柱一，所述收集机构包括收集筒，所述收集筒的外部环绕设置有螺旋叶片，所述收集筒靠轴套一侧固定连接有两组拉柱二，所述拉柱二与拉柱一之间连接有弹性拉绳，所述螺旋叶片由弹性材质制成，本发明，具有根据水流流速调整清理河道垃圾方式以及具有曝气功能的特点。

Description

一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置

技术领域

本发明涉及水污染技术领域，具体为一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置。

背景技术

传统的河道垃圾清理装置均是采用打捞船进行清理，在打捞的过程中，需要机械或人力进行驱动，加大了能源的消耗，也更加费时费力，同时在船只上进行打捞的过程中，只能够通过肉眼观察来对水面上的垃圾进行打捞，而对于沉于水面以下和水底的垃圾无法进行有效的打捞，降低了河道清理的质量。因此，设计根据水流流速调整清理河道垃圾方式以及具有曝气功能的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，包括转换机构，其特征在于：所述转换机构的一侧拉绳连接有收集机构，所述转换机构的一侧固定有驱动机构。

根据上述技术方案，所述转换机构包括固定基座，所述固定基座的表面固定有支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有横杆，所述横杆的一侧外部轴承连接有轴套，所述轴套的一侧固定连杆有两组拉柱一，所述收集机构包括收集筒，所述收集筒的外部环绕设置有螺旋叶片，所述收集筒靠轴套一侧固定连接有两组拉柱二，所述拉柱二与拉柱一之间连接有弹性拉绳。

根据上述技术方案，所述螺旋叶片由弹性材质制成，所述螺旋叶片呈折叠状与收集筒连接，所述螺旋叶片与收集筒的连接处设置有进料管，所述收集筒的内壁上环绕固定有若干组内割齿，所述收集筒远离轴套一侧设置有储存筒，所述储存筒与收集筒之间设置有滤网，所述收集筒的侧壁上设置有排水孔。

根据上述技术方案，所述驱动机构包括驱动盘，所述驱动盘固定在固定基座的一侧，所述驱动盘的内部中心处安装有电动机，所述电动机的上方连接有驱动套，所述驱动套的内部滑动连接有驱动杆，所述驱动盘的上方设置有转盘，所述转盘的底部与驱动杆的上端固定连接，所述驱动杆的下端与电动机之间连接有弹簧，所述驱动杆的下端与电动机接合处设置有电极开关，所述驱动套的内壁与驱动杆的外壁上均设置有竖直条纹，所述驱动盘的内部安装有蓄电池，所述蓄电池上设置有充电极片和放电极片，所述电动机与放电极片电连接。

根据上述技术方案，所述转盘的上表面设置有若干组卡槽，所述储存筒的下方设置有若干组卡条，所述卡槽由弹性材质制成。

根据上述技术方案，所述转盘的侧壁上连接有折杆，所述折杆的另一端连接有刷板，所述刷板的下方连接有刷针，所述刷板由铁材质制成。

根据上述技术方案，所述轴套的两侧固定连接有卡板，所述卡板与拉柱一垂直，所述卡板内卡合连接有网板。

根据上述技术方案，所述驱动盘的内部设置有偏心轮轴，所述偏心轮轴的外侧环绕连接有若干组轮叶，所述驱动盘的内部设置有磁块，所述轮叶靠驱动盘内部一侧时贯穿磁块，所述轮叶靠驱动盘外部一侧时位于驱动盘的外侧，所述充电极片与偏心轮轴电连接。

根据上述技术方案，所述支撑杆为伸缩式结构，所述支撑杆的密度小于水的密度。

根据上述技术方案，所述刷针由弹性材质制成。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有转换机构，可以根据河道水流流速自动转换收集机构转态，收集机构用于收集河道垃圾，还可以对河道曝气，驱动机构用于收集水流动能并可以利用收集的能量驱动收集机构旋转曝气，实现了可根据水流流速调整清理河道垃圾方式以及具有曝气功能的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明收集机构的示意图；

图3是本发明的驱动机构示意图；

图4是本发明的网板位置示意图；

图中：1、固定基座；2、支撑杆；3、横杆；4、轴套；5、拉柱一；6、收集筒；7、拉柱二；8、螺旋叶片；9、弹性拉绳；10、内割齿；11、进料管；12、储存筒；13、滤网；14、驱动盘；15、电动机；16、驱动套；17、驱动杆；18、电极开关；19、偏心轮轴；20、轮叶；21、磁块；22、转盘；23、卡槽；24、卡条；25、卡板；26、网板；27、折杆；28、刷板；29、刷针。

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。

请参阅图1-4，本发明提供技术方案：一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，包括转换机构，其特征在于：转换机构的一侧拉绳连接有收集机构，转换机构的一侧固定有驱动机构；通过设置有转换机构，可以根据河道水流流速自动转换收集机构转态，收集机构用于收集河道垃圾，还可以对河道曝气，驱动机构用于收集水流动能并可以利用收集的能量驱动收集机构旋转曝气，实现了可根据水流流速调整清理河道垃圾方式以及具有曝气功能的效果。

转换机构包括固定基座1，固定基座1的表面固定有支撑杆2，支撑杆2的顶端固定连接有横杆3，横杆3的一侧外部轴承连接有轴套4，轴套4的一侧固定连杆有两组拉柱一5，收集机构包括收集筒6，收集筒6的外部环绕设置有螺旋叶片8，收集筒6靠轴套4一侧固定连接有两组拉柱二7，拉柱二7与拉柱一5之间连接有弹性拉绳9；固定基座固定在河道的底部，通过连杆和横杆，将轴套悬于河道的水流的上层，轴套通过弹性拉绳将收集机构限制在轴套的一侧，并在重力作用下沉于河底；当河道内部的水流流速较大时，上游的河水流经收集机构后，欲带动收集机构往河道下游方向，进而对收集机构产生横向的推力，此推力远大于自身在河内的重力，并在受到拉绳的限制下，最终使得收集机构近乎呈与支撑杆垂直状态，同时收集机构的整体朝向也由朝上变为朝河道上游，此时河道上游的水不断经过螺旋叶片，螺旋叶片在水流带动下产生旋转的力带动收集筒顺时针旋转，而在旋转时，轴套上的两组拉柱一始终固定，收集筒上的两组拉柱二却不断跟随收集筒顺时针旋转，使得两组拉柱二带动与其对应连接的两根弹性拉绳相互旋转缠绕，最终两根拉绳螺旋缠绕呈麻花状，因两根弹性拉绳相互缠绕的圈数越多，后续所需旋转扭力就越大，从而使收集筒旋转扭力越大，当两根弹性拉绳互相缠绕至一定值时，水流带动螺旋叶片使收集筒旋转的扭力等于两根弹性拉绳继续旋转所需的扭力，导致收集筒停止旋转；而因河道内的水流流速是不断变化的，当水流流速过了最大值减小后，较小的流速使收集筒旋转扭力小于两根弹性拉绳缠绕绷紧后回旋力，进而两根弹性拉绳开始弹性复位，通过拉柱二带动收集筒逆时针回旋旋转，并在惯性作用下持续回旋，直至弹性复位力消失，经惯性作用下的几次往复后，最终使得两根弹性拉绳复位后，近乎呈两平行状态；随着继续作用在螺旋叶片上，弹性拉绳再次重复上述过程，最终实现了螺旋叶片在水流带动下以及两根弹性拉绳的作用力下，不断呈顺时针旋转和逆时针旋转切换状态的作用。

螺旋叶片8由弹性材质制成，螺旋叶片8呈折叠状与收集筒6连接，螺旋叶片8与收集筒6的连接处设置有进料管11，收集筒6的内壁上环绕固定有若干组内割齿10，收集筒6远离轴套4一侧设置有储存筒12，储存筒12与收集筒6之间设置有滤网13，收集筒6的侧壁上设置有排水孔；当螺旋叶片顺时针旋转时，其折叠开口处面向旋转方向，受到水流阻力后，弹性材质的螺旋叶片被水流撑开，从而导通进料管，水流携带河道垃圾可以从进料管进入到收集筒内，河道垃圾进入收集筒内后，被滤网挡住存留在收集筒内，而水流可以经过滤网到储存筒内后最终从排水孔排出，进而实现了在螺旋叶片顺时针旋转时，可以不断收集周围垃圾的作用；当螺旋叶片逆时针旋转时，其折叠的折痕处面向旋转方向，受到水流挤压力后，将螺旋叶片折叠处闭合，使得进料管被堵塞，进入收集筒内的水流和垃圾均无法从进料管排出，而在螺旋叶片逆时针旋转时，为弹性拉绳回弹复位作用下驱动，且逆时针螺旋叶片折叠闭合受到水流阻力较小，因此旋转速度远大于顺时针旋转时速度，使得内割齿在收集筒内部跟随收集筒快速旋转切割，将收集在收集筒内的河道垃圾割成碎片状，碎片状的河道垃圾可以从滤网穿过，最终进入储存筒内部收集储存。

驱动机构包括驱动盘14，驱动盘14固定在固定基座1的一侧，驱动盘14的内部中心处安装有电动机15，电动机15的上方连接有驱动套16，驱动套16的内部滑动连接有驱动杆17，驱动盘14的上方设置有转盘22，转盘22的底部与驱动杆17的上端固定连接，驱动杆17的下端与电动机15之间连接有弹簧，驱动杆17的下端与电动机15接合处设置有电极开关18，驱动套16的内壁与驱动杆17的外壁上均设置有竖直条纹，驱动盘14的内部安装有蓄电池，蓄电池上设置有充电极片和放电极片，电动机15与放电极片电连接；当河道内部的水流流速较小时，收集机构因水流较小推动力不足，从而在受到重力作用下逐渐由近乎与支撑杆垂直状态变为与支撑杆平行状态，落至转盘上，使储存筒的底部与转盘的顶部接触，转盘受到收集机构的重力影响后，对其下方的驱动杆挤压，使驱动杆克服弹簧的弹力与电动机上方的电极开关接触，将电动机与蓄电池的放电极导通，蓄电池的电能驱动电动机旋转，电动机旋转带动驱动套旋转，而驱动套的内壁与驱动杆的外壁上均设置有竖直条纹，可以使驱动杆在驱动套内上下滑动，但旋转时则被卡合，因此可带动驱动杆，最终使得转盘旋转，进而实现了在河道内部的水流流速较小时，自动驱动转盘旋转的效果。

转盘22的上表面设置有若干组卡槽23，储存筒12的下方设置有若干组卡条24，卡槽23由弹性材质制成；由上述步骤可知，当河道内部的水流流速较小时，收集机构会落到转盘上方，转盘会旋转，此时，收集筒远离储存筒的一面被弹性拉绳吊接朝上，而储存筒底部一侧面则朝下与转盘贴合，底部面上的卡条与转盘上方的卡槽卡合，加大转盘与储存筒之间的摩擦力，使得储存筒被转盘带动旋转，进而收集筒跟随旋转，最终使螺旋叶片旋转，螺旋叶片在旋转时，带动河底部的水流向上流动至水面，以达到曝气充氧，改善水环境的目的，当河道处于丰水期时，河道水位较高，而转盘跟随固定基座始终固定于河道底部，使得转盘相较处于较深的水底，较深的水下会产生较大的水压，将压动卡槽使卡槽收缩，产生皱褶，卡槽的深度更深，摩擦系数变大，此时卡槽与卡条配合时，产生的摩擦力变大，转盘带动储存筒旋转的传动比变大，最终使螺旋叶片的转速变快；同理当河道处于枯水期时，较小的水压使卡槽膨胀皱褶减少，摩擦系数减少，带动转盘旋转时产生较多的相对打滑，使螺旋叶片的转速变慢；进而实现了当河道内部的水流流速较小时，收集机构自动与转盘配合产生曝气作用，达到净化水环境效果，同时还可以根据水位深度自动调整曝气力度，达到充分曝气的效果。

转盘22的侧壁上连接有折杆27，折杆27的另一端连接有刷板28，刷板28的下方连接有刷针29，刷板28由铁材质制成；由上述步骤可知当转盘旋转时，将带动螺旋叶片旋转产生曝气作用，转盘旋转同时带动折杆旋转，折杆再带动刷板，使得刷板底部的刷针绕转盘旋转，而由铁制成的刷板密度较大，带动折杆弯折后，使刷针始终贴合于河底进行旋转剐蹭，将河底的淤泥以及埋藏于淤泥内的垃圾扒出脱离河底，并配合螺旋叶片旋转时产生的向上水流，进而达到了将河底淤泥和垃圾完全曝送到水面的作用，达到了曝气更彻底的效果。

轴套4的两侧固定连接有卡板25，卡板25与拉柱一5垂直，卡板25内卡合连接有网板26；因卡板与拉柱一垂直，使得网板始终与拉柱一垂直，因此当河道的水流流速较大时，拉柱一被收集机构带动旋转至水平状态，则网板处于竖直状态，水流带动鱼群流经网板时，可以达到捕鱼的作用，因此时水流流速较快，还达到了辅助网板提高捕鱼效率的效果，当河道的水流流速较小时，收集机构落至河底的转盘上，拉柱一被带动跟随旋转后处于竖直状态，从而网板则处于水平状态，此时配合螺旋叶片产生的曝气，将河底的淤泥杂质等上翻出河面，此过程中经过网板时，大量杂质将被网板上的鱼食用，利用鱼净化河底淤泥杂质的同时，还可以对被捕的鱼进行喂食。

驱动盘14的内部设置有偏心轮轴19，偏心轮轴19的外侧环绕连接有若干组轮叶20，驱动盘14的内部设置有磁块21，轮叶20靠驱动盘14内部一侧时贯穿磁块21，轮叶20靠驱动盘14外部一侧时位于驱动盘14的外侧，充电极片与偏心轮轴19电连接；当河道内部的水流流速较大时，水流将会推动露出于驱动盘一侧的轮叶，使其带动偏心轮轴旋转，在旋转时，轮叶不断从磁块间的磁场穿过切割磁感线，磁生电效应下使得轮叶产生电流，电流传递至偏心轮轴，而偏心轮轴与蓄电池的充电极片电连接，可以对蓄电池充电，进而实现了在河道水流流速较大时，驱动机构可以切换为充电模式储存电能，而水流流速较小时，驱动机构则自动变为驱动模式带动螺旋叶片曝气。

支撑杆2为伸缩式结构，支撑杆2的密度小于水的密度；使得支撑杆在的顶端始终处于河道水面，因河道水面的漂浮垃圾多于水内，进而在河道水流流速较快时，带动收集机构浮于水面，达到最大化的收集垃圾效果。

刷针29由弹性材质制成；刷针在旋转剐蹭河底时，遇到坚硬石块等，可以受挤压产生形变从而经过石块，避免撞击石块造成刷针损坏。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，包括转换机构，其特征在于：所述转换机构的一侧拉绳连接有收集机构，所述转换机构的一侧固定有驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述转换机构包括固定基座(1)，所述固定基座(1)的表面固定有支撑杆(2)，所述支撑杆(2)的顶端固定连接有横杆(3)，所述横杆(3)的一侧外部轴承连接有轴套(4)，所述轴套(4)的一侧固定连杆有两组拉柱一(5)，所述收集机构包括收集筒(6)，所述收集筒(6)的外部环绕设置有螺旋叶片(8)，所述收集筒(6)靠轴套(4)一侧固定连接有两组拉柱二(7)，所述拉柱二(7)与拉柱一(5)之间连接有弹性拉绳(9)。

3.根据权利要求2所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述螺旋叶片(8)由弹性材质制成，所述螺旋叶片(8)呈折叠状与收集筒(6)连接，所述螺旋叶片(8)与收集筒(6)的连接处设置有进料管(11)，所述收集筒(6)的内壁上环绕固定有若干组内割齿(10)，所述收集筒(6)远离轴套(4)一侧设置有储存筒(12)，所述储存筒(12)与收集筒(6)之间设置有滤网(13)，所述收集筒(6)的侧壁上设置有排水孔。

4.根据权利要求3所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动盘(14)，所述驱动盘(14)固定在固定基座(1)的一侧，所述驱动盘(14)的内部中心处安装有电动机(15)，所述电动机(15)的上方连接有驱动套(16)，所述驱动套(16)的内部滑动连接有驱动杆(17)，所述驱动盘(14)的上方设置有转盘(22)，所述转盘(22)的底部与驱动杆(17)的上端固定连接，所述驱动杆(17)的下端与电动机(15)之间连接有弹簧，所述驱动杆(17)的下端与电动机(15)接合处设置有电极开关(18)，所述驱动套(16)的内壁与驱动杆(17)的外壁上均设置有竖直条纹，所述驱动盘(14)的内部安装有蓄电池，所述蓄电池上设置有充电极片和放电极片，所述电动机(15)与放电极片电连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述转盘(22)的上表面设置有若干组卡槽(23)，所述储存筒(12)的下方设置有若干组卡条(24)，所述卡槽(23)由弹性材质制成。

6.根据权利要求5所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述转盘(22)的侧壁上连接有折杆(27)，所述折杆(27)的另一端连接有刷板(28)，所述刷板(28)的下方连接有刷针(29)，所述刷板(28)由铁材质制成。

7.根据权利要求6所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述轴套(4)的两侧固定连接有卡板(25)，所述卡板(25)与拉柱一(5)垂直，所述卡板(25)内卡合连接有网板(26)。

8.根据权利要求7所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述驱动盘(14)的内部设置有偏心轮轴(19)，所述偏心轮轴(19)的外侧环绕连接有若干组轮叶(20)，所述驱动盘(14)的内部设置有磁块(21)，所述轮叶(20)靠驱动盘(14)内部一侧时贯穿磁块(21)，所述轮叶(20)靠驱动盘(14)外部一侧时位于驱动盘(14)的外侧，所述充电极片与偏心轮轴(19)电连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述支撑杆(2)为伸缩式结构，所述支撑杆(2)的密度小于水的密度。

10.根据权利要求9所述的一种基于水流驱动的河道水污染垃圾清理装置，其特征在于：所述刷针(29)由弹性材质制成。

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