CN114753331A - 治理浮水植物污染的两栖水体净化车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开治理浮水植物污染的两栖水体净化车，车体为密封防水结构，粉碎机安装于车体内部，六个驱动单元对称安装于车体两侧并可实现净化车的水陆两栖行驶，驱动轮右侧设有一个同轴心的内齿圈，驱动轮与车体转动连接，曲轴中间位置设有一个偏心轴并安装于驱动轮内部中心构成转动副，六个拨水板周向均布安装于驱动轮中间并构成转动副，其中一个拨水板与主动杆顶端转动连接，其余五个拨水板内侧分别通过一个连杆与对应的从动轴连接，驱动轮和曲轴由两个电机分别控制，传送装置安装于车体前端并可调节倾角，传送装置上设有可摆动的挂钩，传送装置下端两侧设有的星形刀片可将水面交缠的浮水植物切割成一定宽度，传送装置可将浮水植物送入粉碎机中。
Description
技术领域
本发明涉及水体环保技术领域，具体涉及治理浮水植物污染的两栖水体净化车。
背景技术
外来生物入侵，是指某种生物通过有意或无意的人类活动而被引入一个非本源地区域，在当地的自然或人造生态环境中形成了自我再生能力，并给当地的生态系统或地理结构造成了明显损害或影响的现象；其中污染较为明显的浮水植物主要有凤眼蓝和大薸，其中凤眼蓝俗名水葫芦，原产于巴西，20世纪30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生；水葫芦是世界十大恶性入侵杂草之一，其过度繁殖有四大危害:一是阻断航道，影响航运，重庆市多个区县都曾发生过水葫芦阻塞航道的事件；二是其大面积覆盖在水面上，使水体得不到光照并影响水体流动，容易造成水质和环境污染；三是水葫芦会吸收水中的氮、磷、重金属等有害物质，腐烂后沉入水底，造成水质二次污染；四是它的生长还会使得水中缺氧，造成大量水生动植物死亡，破坏本地生物多样性。大薸俗名水白菜，原产于巴西，雌雄同株并能迅速繁殖，是农业环保的头号天敌，被列入我国100种最危险入侵物种名单；水白菜在平静的淡水池塘和沟渠中极易通过匍匐茎快速繁殖，易被水流带到下游湖泊、水库和河湾并引起扩散；水白菜常因大量生长而堵塞航道，影响水产养殖业，并导致沉水植物死亡和灭绝，危害水生生态系统。
针对浮水植物污染的治理手段主要有三种，分别为物理打捞、化学防治和生物防治，其中化学防治便是通过喷施化学除草剂等手段进行治理，这种方式虽然方便高效但会对水体造成二次污染；生物防治便是引进相应的天敌来对浮水植物进行清理，但这种方式需要科学的研究和论证，否则极易导致新物种泛滥成灾；物理打捞是现阶段最常用的治理手段，也就是通过人工或机器进行打捞，虽然这种方式费时费力，但也是最环保的做法，不会对水体产生二次危害。
对水葫芦、水白菜进行打捞时多采用清漂船，清漂船具有效率高、自动化高的优点，但只能在水中活动，在水面收集到的植物株体只能再次转运到岸上的运载车中，使用较为不便，另外清漂船只能在一个表面连通的水域中工作，若同一个区域有多个相对独立的水系，则清漂船不能进行转场移动，这也导致清漂船比较适用于大面积贯通水域，不适合小面积且分散的水系；基于以上综合考虑，本发明提供了一种可进行水陆两栖行驶治理浮水植物污染的两栖水体净化车。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供治理浮水植物污染的两栖水体净化车，可实现两栖行驶，在水中可清除浮水植物污染，在陆上可转运清理的漂浮植物，并且可实现不同水域的转场作业。
本发明采取的技术方案为：治理浮水植物污染的两栖水体净化车，其特征在于：车体为密封防水结构，其内部后端设有动力单元和储料仓，粉碎机安装于车体内部，粉碎机的进料口朝向上方，其出料口水平指向车体后端的储料仓，车体上侧设置有两个左右对称的连接耳，六个驱动单元分别对称安装于车体两侧并可实现净化车的水陆两栖行驶；驱动轮的中心设有两个同轴心的光滑圆孔，驱动轮右侧设有一个同轴心的内齿圈，驱动轮与车体转动连接，曲轴中间位置设有一个偏心轴并安装于驱动轮内部中心构成转动副，同步架上端设有主动杆，同步架下端轴向设有五个从动轴并与偏心轴同轴转动连接，六个拨水板周向均布安装于驱动轮中间并构成转动副，其中一个拨水板与主动杆顶端转动连接，其余五个拨水板内侧分别通过一个连杆与对应的从动轴连接，驱动轮的转动和曲轴的角度调节由两个电机分别控制；传送装置安装于车体前端并可由两个电缸调节倾角，传送装置上设有一个由链板首尾连接构成的传送带，传送带上设有挂钩，挂钩可在90°范围内摆动，传送装置下端两侧设有的星形刀片可将水面交缠的浮水植物切割成一定宽度，传送装置可将浮水植物送入粉碎机中。
作为优选，车体后端的储料仓上设有可打开的封闭门，便于卸载植物碎屑。
作为优选，驱动轮由两个大小相等且同轴心的圆盘构成，两个圆盘的外侧周向均布设置有多个凸棱，凸棱用于增大驱动轮与地面之间的摩擦力。
作为优选，传送带上侧的挂钩立起后可阻止浮水植物向下滑落，传送带顶端的挂钩可向下翻转，从而避免对浮水植物进入粉碎机造成阻碍。
作为优选，传送带下端的从动转筒可通过齿轮传动结构同步驱动两个星形刀片的转动，从而实现对浮水植物的切割。
作为优选，星形刀片外围周向均布设有五个弧形刃口。
本发明的有益效果：
(1)净化车在水上可实现对浮水植物的清理，在陆上可进行转场移动，从而采用一台设备便可实现对多个独立水域的净化，能有效提高设备的利用率，降低环保部门的采购压力；
(2)传送带上设置有多个挂钩，挂钩可进行90°翻转，当挂钩直立时可勾住浮水植物防止其滑落，挂钩放倒后可避免对浮水植物进入粉碎机造成阻碍；
(3)两个星形刀片可随传送带下端的从动转筒一起转动，并将水面上交缠在一起的浮水植物切割成一定宽度，便于传送装置对浮水植物进行收集；
(4)本发明在陆上和水上均采用同一套驱动装置，通过改变驱动轮上拨水板的位置，实现陆上和水上行驶模式的切换，极大地降低了设备的复杂程度，也有效地提高了设备的可靠性，并且模式切换简单快捷，便于检修和维护；
(5)六个驱动轮均可提供驱动力，可使净化车有效应对岸边的泥泞路况，增强了净化车的脱困能力。
附图说明
图1为本发明在陆上行驶时的整体结构示意图。
图2为本发明在水上工作时的整体结构示意图。
图3为驱动单元的结构示意图。
图4为驱动单元安装位置的局部剖面放大示意图。
图5为陆上行驶时驱动单元的剖面结构示意图。
图6为水上行驶时驱动单元的剖面结构示意图。
图7为同步架的结构示意图。
图8为传送装置的局部剖面结构示意图。
附图标号：1车体、1.1连接耳、2驱动单元、3粉碎机、4电缸、5星形刀片、5.1第五齿轮、6传送装置、6.1挡板、6.2横轴、6.3转轴孔、6.4链板、6.5链板、6.6上行挂钩、6.7翻转挂钩、6.8驱动转筒、6.9下行挂钩、6.10从动转筒、7传送电机、8驱动轮、8.1内齿圈、8.2连接块、9曲轴、9.1第一齿轮、10拨水板、11第二齿轮、12第三齿轮、13轮转电机、14换模电机、15密封罩、16同步架、16.1主动杆、16.2从动轴、17连杆、18第四齿轮。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1～8所示，治理浮水植物污染的两栖水体净化车，主要包括车体1、驱动单元2、粉碎机3、电缸4、星形刀片5、传送装置6、传送电机7，在车体1下侧设有六个电机安装槽，六个电机安装槽位于车体1两侧并左右对应，车体1为密封防水结构，其内部后端设有动力单元和储料仓，储料仓后端设有可打开的封闭门，车体1下侧安装有六个驱动单元2，每个驱动单元2分别对应一个电机安装槽；所述的粉碎机3安装于车体1内部中间位置，粉碎机3的进料口朝向上方，其出料口水平指向车体1后端的储料仓，粉碎机3可用于粉碎植物株体，减小其占用空间以便于存储和运输；车体1上侧设置有两个连接耳1.1，两个连接耳1.1的位置关于车体1纵向中间面左右对称。
所述的驱动单元2包括驱动轮8、曲轴9、拨水板10、第二齿轮11、第三齿轮12、轮转电机13、换模电机14、密封罩15、同步架16、连杆17，其中驱动轮8主要由两个大小相同的圆盘构成，两个圆盘同轴心并通过六个周向均匀分布的连接块8.2连接为一个整体，两个圆盘外侧周向均布设置有多个凸棱，凸棱用于增大驱动轮8与地面之间的摩擦力，并且两个圆盘的中心设有两个同轴心的光滑圆孔，右侧圆盘外部设有一个同轴心的内齿圈8.1。
所述的曲轴9两端设有两个同轴的转轴，右侧转轴的外端同轴固定设置有第一齿轮9.1，曲轴9中间位置设有圆柱形的偏心轴，偏心轴的轴心与曲轴9两端转轴的轴心存在距离偏差，曲轴9安装于驱动轮8中心内部，曲轴9两侧的转轴与驱动轮8中心的光滑圆孔同轴转动安装，并且第一齿轮9.1位于驱动轮8外侧。
如图7所示，所述的同步架16上端设有主动杆16.1，主动杆16.1顶端设有一个横向贯通的圆孔，同步架16下端中心位置设有光滑内孔，光滑内孔的直径与曲轴9上偏心轴的直径相等，光滑内孔的外围横向设有五个从动轴16.2，主动杆16.1与相邻从动轴16.2之间关于光滑内孔轴心的夹角为60°，两个相邻从动轴16.2之间关于光滑内孔轴心的夹角同样为60°，同步架16安装于驱动轮8内部，并且同步架16下端的光滑内孔与曲轴9的偏心轴同轴转动连接，且主动杆16.1位于两个连接块8.2之间的空隙中。
如图5、图6所示，所述的拨水板10外侧为圆弧面结构，拨水板10的外端设有一个外向斜面，当拨水板10划水时外向斜面可增大阻力，使净化车得到更大的反向驱动力，拨水板10的数量为六个，六个拨水板10周向均布安装于驱动轮8的两个圆盘之间，每个拨水板10的内端均与驱动轮8转动连接，其中一个拨水板10的内侧与主动杆16.1顶端的圆孔转动连接，其余五个拨水板10的内侧分别与一个连杆17的外端转动连接，五个连杆17的内端分别与对应的从动轴16.2转动连接；由于同步架16下端始终与偏心轴同轴转动连接，因此同步架16下端的光滑内孔始终不能与驱动轮8同轴心，故而始终有三个拨水板10向外张开，同时其余三个拨水板10缩回于驱动轮8内部；当驱动轮8转动时，六个拨水板10会随驱动轮8一起转动，同时与主动杆16.1连接的拨水板10会驱动同步架16随驱动轮8等速转动，从而在五个连杆17的拉力作用下，六个拨水板10会进行周期性的张开和缩回。
如图4所示，所述的驱动轮8通过一个交叉滚子轴承与车体1转动连接；所述的轮转电机13内部集成有刹车，轮转电机13通过螺钉固定安装于车体1下侧的电机安装槽中；所述的第三齿轮12与轮转电机13的输出轴同轴紧固连接，并且第三齿轮12与内齿圈8.1啮合构成齿轮齿圈传动结构，从而轮转电机13可实现驱动轮8的转动和刹车；所述的换模电机14内部集成有编码器和刹车，可实现精确的角度转动和锁止定位，换模电机14通过螺钉固定安装于车体1下侧的电机安装槽中并且位于轮转电机13下侧；所述的第二齿轮11与换模电机14输出轴同轴紧固连接，并且第二齿轮11与第一齿轮9.1啮合构成齿轮传动结构，从而换模电机14实现曲轴9的转动和定位；所述的密封罩15安装于电机安装槽中下侧，用以保护电机免受水的损坏。
如图2、图8所示，所述的传送装置6主要包括星形刀片5、挡板6.1、链板6.5、挂钩、传送电机7、第四齿轮18，其中多个链板6.5首尾转动连接构成一个闭合的环形传送带，挂钩的内端与两个链板6.5之间的转轴同轴转动连接，使挂钩可在传送带上进行90°翻转；两个挡板6.1分别安装于传送带的左右两侧，驱动转筒6.8安装于传送带内部上端并与两个挡板6.1转动连接，从动转筒6.10安装于传送带内部下端并与两个挡板6.1转动连接，传送电机7固定安装于挡板6.1外侧，并且传送电机7的输出轴与驱动转筒6.8同轴紧固连接，从而传送电机7可驱动传送带的转动。
所述两个挡板6.1的外侧各设有一个横轴6.2，两个横轴6.2同轴心，两个挡板6.1上设有两个同轴心的转轴孔6.3；传送装置6倾斜安装于车体1前端，并且两个转轴孔6.3与车体1前端转动连接，并使传送装置6的上端位于粉碎机3入料口的正上方；所述两个电缸4的下端分别与两个连接耳1.1转动连接，两个电缸4的上端分别与对应的横轴6.2转动连接；从而两个电缸可通过同步伸缩控制传送装置6的倾角。
所述两个挡板6.1的下端各设有一个剪板6.4，两个第四齿轮18分别安装于两个挡板6.1外侧，并且两个第四齿轮18均与从动转筒6.10同轴紧固连接；所述的星形刀片5外围周向均布设有五个弧形刃口，星形刀片5内侧同轴设置有第五齿轮5.1，两个星形刀片5分别转动安装于两个挡板6.1下端，并且星形刀片5上的弧形刃口可与剪板6.4构成剪刀结构，同时两个第五齿轮5.1分别与对应的第四齿轮18啮合构成齿轮传动结构。
实施例一：净化车在陆上行驶时，如图1、图5所示，两个电缸4收缩使传送装置6下端抬高，换模电机14驱动曲轴9转动并使偏心轴位于上侧，驱动轮8上侧三个拨水板10向外张开，驱动轮8下侧三个拨水板10缩回于驱动轮8内部，也即是当拨水板10转动至驱动轮8上侧时会向外张开，当拨水板10转动至驱动轮8下侧时会向内缩回；此时驱动轮8下侧的圆弧面与地面接触，轮转电机13通过齿轮啮合机构使驱动轮8转动，便可实现净化车在陆上的行驶；当净化车需要转向时可采用差速转向法，也即是左侧三个驱动轮8向前的转速大于右侧三个驱动轮8的转速时，净化车向右转向；右侧三个驱动轮8向前的转速大于左侧三个驱动轮8的转速时，净化车向左转向。
实施例二：净化车在水上行驶时，如图2、图6所示，换模电机14驱动曲轴9转动并使偏心轴位于下侧，驱动轮8下侧三个拨水板10向外张开，驱动轮8上侧三个拨水板10缩回于驱动轮8内部，也即是当拨水板10转动至驱动轮8下侧时会向外张开，当拨水板10转动至驱动轮8上侧时会向内缩回；此时驱动轮8浸没于水中并在轮转电机13的驱动下进行转动时，驱动轮8上侧向前划水，驱动轮8下侧向后划水，由于下侧拨水板10始终处于张开状态，而上侧滑水板始终缩回于驱动轮8内，因此驱动轮8下侧拨水板10向后划水的作用力明显大于上侧的划水阻力，在水流的反作用力下净化车可向前行驶；净化车在水上也可采用差速转向法进行转向。
实施例三：净化车在水上工作时，如图2、图8所示，两个电缸4伸长使传送装置6下端降低至水面，传送电机7通过驱动转筒6.8驱动传送带逆时针转动，传送带可带动从动转筒6.10和两个第四齿轮18逆时针转动，在齿轮啮合结构的传动下，两个星形刀片5可顺时针转动，从而星形刀片5上弧形刃口与剪板6.4构成的剪刀结构可将水面上交缠在一起的浮水植物切割成一定宽度，被切割后的浮水植物经传送带输送至粉碎机3中粉碎，被粉碎的植物堆积于车体1后端的储料仓中，储料仓充满植物碎屑后净化车可行驶到岸上，打开储料仓后端的封闭门后可将植物碎屑卸载。
实施例四：传送带逆时针转动时，传送带上侧的上行挂钩6.6在浮水植物的拉扯作用下均处于竖立状态，从而上行挂钩6.6可勾住浮水植物并防止其在重力作用下自发下滑；当浮水植物随传送带运行到上端时，浮水植物在重力作用下坠落于粉碎机3的进料口中，在此过程中翻转挂钩6.7可向下翻转，从而避免挂钩勾住浮水植物，避免对浮水植物坠落入粉碎机3的进料口造成阻碍；传送带下侧的下行挂钩6.9在重力作用下始终处于竖直状态，并会随着传送带的转动继续运行至传送带上侧并勾住浮水植物。
Claims (6)
1.治理浮水植物污染的两栖水体净化车，其特征在于，主要包括：
车体，为密封防水结构，其内部后端设有动力单元和储料仓，粉碎机安装于车体内部，粉碎机的进料口朝向上方，其出料口水平指向车体后端的储料仓，车体上侧设置有两个左右对称的连接耳，六个驱动单元分别对称安装于车体两侧并可实现净化车的水陆两栖行驶；
驱动轮，其中心设有两个同轴心的光滑圆孔，驱动轮右侧设有一个同轴心的内齿圈，驱动轮与车体转动连接，曲轴中间位置设有一个偏心轴并安装于驱动轮内部中心构成转动副，同步架上端设有主动杆，同步架下端轴向设有五个从动轴并与偏心轴同轴转动连接，六个拨水板周向均布安装于驱动轮中间并构成转动副，其中一个拨水板与主动杆顶端转动连接，其余五个拨水板内侧分别通过一个连杆与对应的从动轴连接，驱动轮的转动和曲轴的角度调节由两个电机分别控制；
传送装置，安装于车体前端并可由两个电缸调节倾角，传送装置上设有一个由链板首尾连接构成的传送带，传送带上设有挂钩，挂钩可在90°范围内摆动，传送装置下端两侧设有的星形刀片可将水面交缠的浮水植物切割成一定宽度，传送装置可将浮水植物送入粉碎机中。
2.根据权利要求1所述的治理浮水植物污染的两栖水体净化车，其特征在于：所述车体后端的储料仓上设有可打开的封闭门，便于卸载植物碎屑。
3.根据权利要求1所述的治理浮水植物污染的两栖水体净化车，其特征在于：所述驱动轮由两个大小相等且同轴心的圆盘构成，两个圆盘的外侧周向均布设置有多个凸棱，凸棱用于增大驱动轮与地面之间的摩擦力。
4.根据权利要求1所述的治理浮水植物污染的两栖水体净化车，其特征在于：所述传送带上侧的挂钩立起后可阻止浮水植物向下滑落，传送带顶端的挂钩可向下翻转，从而避免对浮水植物进入粉碎机造成阻碍。
5.根据权利要求1所述的治理浮水植物污染的两栖水体净化车，其特征在于：所述传送带下端的从动转筒可通过齿轮传动结构同步驱动两个星形刀片的转动，从而实现对浮水植物的切割。
6.根据权利要求1所述的治理浮水植物污染的两栖水体净化车，其特征在于：所述的星形刀片外围周向均布设有五个弧形刃口。
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