CN114481990B - 一种水草清理装置 - Google Patents

Abstract

一种水草清理装置，包括水上平台，所述水上平台底部装设有运行于水下的除草模块。本申请的实质特征在于，所述除草模块包括切割机构和揽草机构，所述揽草机构包括转轴，所述转轴上环设有若干揽草框，所述揽草框包括揽草下杆、揽草外杆和揽草上杆，所述揽草上杆和揽草下杆上沿杆体延伸方向排设有竖直设置的揽草片。所述切割机构包括底部环设的若干切割刀片，所述切割刀片位于揽草框框成的空间内并接近揽草下杆。与现有技术相比，本申请通过遥控完成除草工作，且设计有软性材质的揽草框结构能够将水草推向刀片，使得刀片通过被动的方式对水草进行清理，避免了水草缠绕和刀片磕损的问题，大大降低设备的维护成本。

Description

一种水草清理装置

技术领域

本发明属于水下杂草清理技术领域，具体涉及一种水草清理装置。

背景技术

在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河、湖、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，该种现象称为水体的富营养化。水体富营养化现象会使水生植物生长泛滥，堵塞河道，降低河道的过水能力。

在较大的湖泊、较宽的河道，清除水草的工作通过除草船完成。但除草船体积大、适用范围小，无法应用于较窄的河道、渠道和较小的水产养殖水域等场合。目前市场上主流的小型水下除草设备是在地面除草设备的基础上改进而来的，需要使用者操作设备进入除草水域，电气化水平较低，高度依赖人力，除草效率低。且除草结构是通过主动旋转的刀片组件对水草切割完成除草，容易发生水草缠绕和刀片触碰碎石等硬物而损坏等问题，时常需要对刀片组件进行清理和维护，十分麻烦，维护成本高。

因此，基于以上现有技术中的一些情况，本申请针对现有的小型水下除草设备进行了进一步的设计和改进。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种水草清理装置，通过遥控完成除草工作，且设计有软性材质的揽草框结构能够将水草推向刀片，使得刀片通过被动的方式对水草进行清理，避免了水草缠绕和刀片磕损的问题，大大降低设备的维护成本。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。

一种水草清理装置，包括水上平台，所述水上平台底部装设有运行于水下的除草模块。所述水上平台内设有传动腔，所述传动腔内设有切割电机，所述切割电机用于驱动除草模块。所述除草模块包括可伸缩的切割机构和揽草机构，所述揽草机构和切割机构同轴装配，使得揽草机构能够相对于切割机构旋转，通过利用揽草框将水草推向切割刀片通过被动切割的方式进行除草，避免刀片主动旋转而发生水草缠住刀片旋转轴的问题。

所述揽草机构包括转轴，所述转轴上环设有若干软性材质的揽草框，当除草装置进入除草区域时，揽草机构转动，揽草框对水草进行收揽并集中在揽草框之间的空间中，且由于揽草框为软性材质，能够避免与石块等硬物碰撞而损害。所述揽草框包括揽草下杆、揽草外杆和揽草上杆，所述揽草上杆和揽草下杆上沿杆体延伸方向排设有竖直设置的揽草片，能够将水草收揽在揽草片之间的间隙中，能够尽可能多地收揽水草。所述切割机构包括固定装设于水上平台底部的中空的套筒组件，所述套筒组件底部环设有若干切割刀片，所述切割刀片位于揽草框框成的空间内并接近揽草下杆，避免切割刀片与揽草框的碰撞损毁并能提高除草率。

一种优选的实施方案中，所述转轴端部设有连接块，所述揽草上杆连接在连接块上。所述揽草上杆连接揽草外杆，所述揽草外杆连接揽草上杆，所述揽草上杆连接转动环。所述揽草外杆设置为与竖直面呈一定角度的倾斜，其倾斜方向与转轴转动方向相同，使得切割刀片的切割方向与水草草杆呈一定角度，更容易切入。所述揽草上杆与揽草下杆为圆弧状，圆弧的外凸方向与转轴转动方向相反，能够提高收揽的水草数量。所述揽草上杆和揽草下杆杆体的截面为椭圆形，使得切割完成后水草能够在水流和转轴的共同作用下贴着杆体表面滑出揽草框。

一种优选的实施方案中，所述套筒组件包括若干同轴套设连接的伸缩套筒和套设在最底部的装配套筒，所述装配套筒的内壁与转轴转动连接，所述转动环转动连接在装配套筒的外壁上，所述套筒组件用于保护揽草机构，且使得切割机构能够随着揽草机构进行同步的伸缩动作。

一种优选的实施方案中，所述揽草机构还包括设置在水上平台中的连接套轴，所述连接套轴通过齿轮啮合连接切割电机，所述连接套轴内套设有若干同轴套设连接的伸缩套轴，所述转轴套设在内径最小的伸缩套轴内，让本申请能够适应不同深度的水域。

一种优选的实施方案中，所述伸缩套轴和连接套轴内壁周向环设有轴向延伸的传动槽，所述伸缩套轴包括传动段和设置在传动段下面的设有螺纹的伸缩段，所述传动段外壁周向对应传动槽环设有若干轴向延伸的传动凸柱，能够将切割电机的动力通过传动槽和传动凸柱的配合依次从连接套轴、伸缩套轴传递到揽草框。

一种优选的实施方案中，所述传动腔内还设有若干用于控制切割机构伸缩的伸缩控制组件，所述伸缩控制组件包括伸缩气缸，所述伸缩气缸的输出端连接有卡位件，能够通过水平移动卡位件控制伸缩套轴的伸缩。所述卡位件包括卡位轮和连接板，所述连接板侧面设有若干呈上下对称分布的伸缩杆，所述伸缩杆的另一端连接有装配盘，所述卡位轮可转动地装配在装配盘之间，所述连接板面向卡位轮的一侧装设有制动板。当需要进行伸缩操作时，伸缩杆缩短，制动板抵住卡位轮。当设备进行切割操作时，伸缩杆伸长，制动板远离卡位轮。

一种优选的实施方案中，所述卡位轮侧壁设有能与伸缩段相啮合的螺纹，所述卡位轮上表面装配有均匀分布的滚珠，当揽草机构处于收拢状态时，所述滚珠与连接套轴以及各伸缩套轴的下表面抵接，当揽草机构处于完全伸展状态状态时，所述滚珠与连接套轴的下表面抵接，能够避免卡位轮与连接套轴、伸缩套轴之间产生摩擦，磨损卡位轮。

一种优选的实施方案中，所述传动腔内还装配有转向电机。所述转向电机通过锥齿轮啮合连接有转向驱动模块，用于驱动装置和控制除草装置的转向。所述水上平台内还设有控制腔，所述控制腔内装配有电路板和蓄电池，所述电路板连接装置各部件并通过遥控控制，电路板蓄电池能够为装置各部件供电。所述电路板上装设有无线传输模块，能够传输装置的状态信息以及使用者的控制信号。

一种优选的实施方案中，所述转向驱动模块包括转向轴，所述转向轴伸出水上平台底部并在端部装设有转向驱动叶轮，所述转向驱动叶轮用于驱动装置和控制装置的转向。所述转向轴上还装设有用于保护转向驱动叶轮的保护壳，所述保护壳沿水流方向贯通，保护壳两侧的贯通面上装设有滤网，避免水草进入保护壳影响转向驱动叶轮的运转。

一种优选的实施方案中，所述水上平台底部装设有水下摄像模块，能够观察装置的除草情况和水下环境。所述水上平台底部装沿转轴绕设有水下照明模块，保证装置能够在光线不足的水域进行正常工作。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：提供了一种水草清理装置，通过遥控完成除草工作，且设计有软性材质的揽草框结构能够将水草推向刀片，使得刀片通过被动的方式对水草进行清理，避免了水草缠绕和刀片磕损的问题，大大降低设备的维护成本。

附图说明

图1为本申请为收拢状态时的立体示意图。

图2为本申请为伸展状态时的立体示意图。

图3为水上平台底部的平面示意图。

图4为水上平台内部结构的剖视示意图。

图5为图4中A处的局部放大图。

图6为揽草机构为伸展状态时的立体示意图。

图7为图6中B处的局部放大图。

图8为揽草机构中揽草框部分的立体示意图。

图9为切割机构中切割刀片部分的立体示意图。

图10为转向驱动模块伸出水上平台部分结构的半剖示意图。

图11为伸缩控制组件的立体示意图。

图12为伸缩套轴的立体示意图。

图13为本申请两种实施例的对比图。

以下为附图中的标记说明：

1-水上平台；11-水下摄像模块；12-水下照明模块；13-控制腔；131-电路板；132-蓄电池；133-无线传输模块；14-传动腔；141-切割电机；142-电机齿轮；143-转向电机；

2-转向驱动模块；21-第一锥齿轮；22-第二锥齿轮；23-转向轴；24-转向驱动叶轮；25-保护壳；251-滤网；

3-除草模块；

40-切割机构；41-套筒组件；411-伸缩套筒；412-装配套筒；42-切割刀片；

50-揽草机构；51-转轴；52-揽草框；521-揽草下杆；522-揽草外杆；523-揽草上杆；524-揽草片；53-连接块；54-转动环；55-连接套轴；551-连接齿轮；56-伸缩套轴；561-传动槽；562-传动段；563-传动凸柱；564-伸缩段；

6-伸缩控制组件；61-伸缩气缸；62-卡位件；63-卡位轮；631-滚珠；64-连接板；641-制动板；65-伸缩杆；66-装配盘。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

参照图1至图13。

一种水草清理装置，包括水上平台1，所述水上平台1底部装设有运行于水下的除草模块3。所述水上平台1内设有传动腔14，所述传动腔14内设有切割电机141，所述切割电机141用于驱动除草模块3。所述传动腔14内还装配有转向电机143，所述转向电机143通过锥齿轮啮合连接有转向驱动模块2，用于驱动装置和控制除草装置的转向。所述水上平台1内还设有控制腔13，所述控制腔13内装配有电路板131和蓄电池132，所述电路板131连接装置各部件并通过遥控控制，电路板131蓄电池132能够为装置各部件供电。所述电路板131上装设有无线传输模块133，能够传输装置的状态信息以及使用者的控制信号。具体结构可参考图1至图5。

具体的，参考图10，所述转向驱动模块2包括转向轴23，所述转向电机143的输出轴上连接有第一锥齿轮21，所述第一锥齿轮21啮合有第二锥齿轮22，所述第二锥齿轮22装配在转向轴23上。所述转向轴23伸出水上平台1底部并在端部装设有转向驱动叶轮24，所述转向驱动叶轮24用于驱动装置和控制装置的转向。所述转向轴23上还装设有用于保护转向驱动叶轮24的保护壳25，所述保护壳25沿水流方向贯通，保护壳25的贯通面上装设有滤网251，避免水草进入保护壳25影响转向驱动叶轮24的运转。

本申请所述的除草模块3包括可伸缩的切割机构40和揽草机构50，所述揽草机构50和切割机构40同轴装配，使得揽草机构50能够相对于切割机构40旋转，通过利用揽草框52将水草推向切割刀片42进行被动切割的方式进行除草，避免刀片主动旋转而发生水草缠住刀片旋转轴51的问题。所述揽草机构50包括转轴51，所述转轴51上环设有若干软性材质的揽草框52，当除草装置进入除草区域时，揽草机构50转动，揽草框52对水草进行收揽并集中在揽草框52之间的空间中，且由于揽草框52为软性材质，能够避免与石块等硬物碰撞而损害。所述揽草框52包括揽草下杆521、揽草外杆522和揽草上杆523，所述揽草上杆523和揽草下杆521上沿杆体延伸方向排设有竖直设置的揽草片524，能够将水草收揽在揽草片524之间的间隙中，能够尽可能多地收揽水草。所述切割机构40包括固定装设于水上平台1底部的中空的套筒组件41，所述套筒组件41底部环设有若干切割刀片42，所述切割刀片42位于揽草框52框成的空间内并接近揽草下杆521，避免切割刀片42与揽草框52的碰撞损毁并能提高除草率。

参考图6至图9，本申请中除草模块3的揽草机构50具体为：所述转轴51端部设有连接块53，所述揽草上杆523连接在连接块53上。所述揽草上杆523连接揽草外杆522，所述揽草外杆522连接揽草上杆523，所述揽草上杆523连接转动环54。所述揽草外杆522设置为与竖直面呈一定角度的倾斜，其倾斜方向与转轴51转动方向相同，使得切割刀片42的切割方向与水草草杆呈一定角度，更容易切入。所述揽草上杆523与揽草下杆521为圆弧状，圆弧的外凸方向与转轴51转动方向相反，能够提高收揽的水草数量。所述揽草上杆523和揽草下杆521杆体的截面为椭圆形，使得切割完成后水草能够在水流和转轴51的共同作用下贴着杆体表面滑出揽草框52。

本申请中除草模块3的伸缩结构具体为：所述揽草机构50包括设置在水上平台1中的连接套轴55，所述连接套轴55上设有连接齿轮551，所述连接齿轮551啮合连接电机齿轮142，所述电机齿轮142装配在切割电机141的输出轴上，所述连接套轴55内套设有若干同轴套设连接的伸缩套轴56，所述转轴51套设在内径最小的伸缩套轴56内，让本申请能够适应不同深度的水域。如图12所示，所述伸缩套轴56和连接套轴55内壁周向环设有轴向延伸的传动槽561，所述伸缩套轴56包括传动段562和设置在传动段562下面的设有螺纹的伸缩段564，所述传动段562外壁周向对应传动槽561环设有若干轴向延伸的传动凸柱563，能够将切割电机141的动力通过传动槽561和传动凸柱563的配合依次从连接套轴55、伸缩套轴56传递到揽草框52。所述套筒组件41包括若干同轴套设连接的伸缩套筒411和套设在最底部的装配套筒412，所述装配套筒412的内壁与转轴51转动连接，所述转动环54转动连接在装配套筒412的外壁上，所述套筒组件41用于保护揽草机构50，且使得切割机构40能够随着揽草机构50进行同步的伸缩动作。

所述传动腔14内还设有若干用于控制切割机构40伸缩的伸缩控制组件6，具体结构参考图11，所述伸缩控制组件6包括伸缩气缸61，所述伸缩气缸61的输出端连接有卡位件62，能够通过水平移动卡位件62控制伸缩套轴56的伸缩。所述卡位件62包括卡位轮63和连接板64，所述连接板64侧面设有若干呈上下对称分布的伸缩杆65，所述伸缩杆65的另一端连接有装配盘66，所述卡位轮63可转动地装配在装配盘66之间，所述连接板64面向卡位轮63的一侧装设有制动板641。当需要进行伸缩操作时，伸缩杆65缩短，制动板641抵住卡位轮63。当设备进行切割操作时，伸缩杆65伸长，制动板641远离卡位轮63。

特别的，所述卡位轮63侧壁设有能与伸缩段564相啮合的螺纹。所述卡位轮63上表面装配有均匀分布的滚珠631，当揽草机构50处于收拢状态时，所述滚珠631与连接套轴55以及各伸缩套轴56的下表面抵接，当揽草机构50处于完全伸展状态状态时，所述滚珠631与连接套轴55的下表面抵接，能够避免卡位轮63与连接套轴55、伸缩套轴56之间产生摩擦，磨损卡位轮63。

所述水上平台1底部还装设有水下摄像模块11，能够观察装置的除草情况和水下环境。所述水上平台1底部装沿转轴51绕设有水下照明模块12，保证装置能够在光线不足的水域进行正常工作。

作为一种实施例，所述杆体的截面为椭圆形，其中所述揽草上杆523和揽草下杆521为向揽草框52中心倾斜。本实施例所述的揽草框52结构适用于水草较短的浅水水域场景：该场景下，除草模块3的伸缩结构为收拢状态，切割机构40和揽草机构50距离转向模块和水上平台1底部较近，揽草下杆521长径方向与切割刀片42切割方向的角度a1呈锐角，切割时切割刀片42会对水草杆体产生一个拉动力，使得水草位于揽草框52内的部分沿切割方向被拉入揽草框52中，切割完成后产生的断草在水流和转轴51的共同作用下贴着杆体的倾斜表面从揽草框52中心滑出并借助水流远离设备，避免断草从揽草上杆523滑出上浮，遮住水下摄像模块11、水下照明模块12和滤网251，影响设备工作。

作为另一种实施例，与第一种实施例的区别在于，所述揽草上杆523和揽草下杆521的倾斜方向一致且与揽草外杆522倾斜方向相同。本实施例所述的揽草框52适用于水草较长的深水水域场景：该场景下，除草模块3的伸缩结构为伸展状态，切割机构40和揽草机构50距离转向模块和水上平台1底部较远，揽草下杆521长径方向与切割刀片42切割方向的角度a2呈钝角，有利于切割刀片42对水草杆体的切割，切割完成后产生的断草在水流和转轴51的共同作用下贴着杆体的倾斜表面从揽草框52上面滑出上浮，避免断草缠绕揽草框52，影响设备工作。两种实施例的具体结构对比可参考图13。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：提供了一种水草清理装置，通过遥控完成除草工作，且设计有软性材质的揽草框52结构能够将水草推向切割刀片42，使得切割刀片42通过被动的方式对水草进行清理，避免了水草缠绕和切割刀片42磕损的问题，大大降低设备的维护成本；此外，本申请中的水草清理装置特别适用于水下过长的柔性长条水草的清理，可以先将其揽过来再通过刀片切断，在揽水草的过程中能够顺势将水草理顺，避免水草缠绕增加刀片负担，同时也能够避免对水草中的鱼类的伤害，在揽水草的过程其中的鱼类可以先游走。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水草清理装置，包括水上平台（1），所述水上平台（1）底部装设有运行于水下的除草模块（3），其特征在于，

所述水上平台（1）内设有传动腔（14），所述传动腔（14）内设有切割电机（141），所述切割电机（141）用于驱动除草模块（3）；

所述除草模块（3）包括可伸缩的切割机构（40）和揽草机构（50），所述揽草机构（50）和切割机构（40）同轴装配；所述揽草机构（50）包括转轴（51），所述转轴（51）上环设有若干软性材质的揽草框（52），所述揽草框（52）包括揽草下杆（521）、揽草外杆（522）和揽草上杆（523），所述揽草上杆（523）和揽草下杆（521）上沿杆体延伸方向排设有竖直设置的揽草片（524）；所述切割机构（40）包括固定装设于水上平台（1）底部的中空的套筒组件（41），所述套筒组件（41）底部环设有若干切割刀片（42），所述切割刀片（42）位于揽草框（52）框成的空间内并接近揽草下杆（521）；

所述转轴（51）端部设有连接块（53），所述揽草下杆（521）连接在连接块（53）上；所述揽草下杆（521）连接揽草外杆（522），所述揽草外杆（522）连接揽草上杆（523），所述揽草上杆（523）连接转动环（54）；所述揽草外杆（522）设置为与竖直面呈一定角度的倾斜，其倾斜方向与转轴（51）转动方向相同；所述揽草上杆（523）与揽草下杆（521）为圆弧状，圆弧的外凸方向与转轴（51）转动方向相反；所述揽草上杆（523）和揽草下杆（521）杆体的截面为椭圆形。

2.根据权利要求1所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述套筒组件（41）包括若干同轴套设连接的伸缩套筒（411）和套设在最底部的装配套筒（412）；所述装配套筒（412）的内壁与转轴（51）转动连接，所述转动环（54）转动连接在装配套筒（412）的外壁上。

3.根据权利要求1所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述揽草机构（50）还包括设置在水上平台（1）中的连接套轴（55），所述连接套轴（55）通过齿轮啮合连接切割电机（141），所述连接套轴（55）内套设有若干同轴套设连接的伸缩套轴（56），所述转轴（51）套设在内径最小的伸缩套轴（56）内。

4.根据权利要求3所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述伸缩套轴（56）和连接套轴（55）内壁周向环设有轴向延伸的传动槽（561）；所述伸缩套轴（56）包括传动段（562）和设置在传动段（562）下面的设有螺纹的伸缩段（564），所述传动段（562）外壁周向对应传动槽（561）环设有若干轴向延伸的传动凸柱（563）。

5.根据权利要求4所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述传动腔（14）内还设有若干用于控制切割机构（40）伸缩的伸缩控制组件（6），所述伸缩控制组件（6）包括伸缩气缸（61），所述伸缩气缸（61）的输出端连接有卡位件（62）；所述卡位件（62）包括卡位轮（63）和连接板（64），所述连接板（64）侧面设有若干呈上下对称分布的伸缩杆（65），所述伸缩杆（65）的另一端连接有装配盘（66），所述卡位轮（63）可转动地装配在装配盘（66）之间；所述连接板（64）面向卡位轮（63）的一侧装设有制动板（641）。

6.根据权利要求5所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述卡位轮（63）侧壁设有能与伸缩段（564）相啮合的螺纹；所述卡位轮（63）上表面装配有均匀分布的滚珠（631），当揽草机构（50）处于收拢状态时，所述滚珠（631）与连接套轴（55）以及各伸缩套轴（56）的下表面抵接，当揽草机构（50）处于完全伸展状态状态时，所述滚珠（631）与连接套轴（55）的下表面抵接。

7.根据权利要求1所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述传动腔（14）内还装配有转向电机（143）；所述转向电机（143）通过锥齿轮啮合连接有转向驱动模块（2）；所述水上平台（1）内还设有控制腔（13），所述控制腔（13）内装配有电路板（131）和蓄电池（132），所述电路板（131）上装设有无线传输模块（133）。

8.根据权利要求7所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述转向驱动模块（2）包括转向轴（23），所述转向轴（23）伸出水上平台（1）底部并在端部装设有转向驱动叶轮（24）；所述转向轴（23）上还装设有用于保护转向驱动叶轮（24）的保护壳（25），所述保护壳（25）沿水流方向贯通，保护壳（25）两侧的贯通面上装设有滤网（251）。

9.根据权利要求1所述的一种水草清理装置，其特征在于，所述水上平台（1）底部装设有水下摄像模块（11）；所述水上平台（1）底部沿转轴（51）绕设有水下照明模块（12）。