CN114837119B - 悬河治理搅沙船及悬河治理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种悬河治理搅沙船及悬河治理系统。悬河治理搅沙船包括船体、升降机构及清淤机构；升降机构安装于船体；清淤机构连接于船体，且连接于升降机构的输出端，清淤机构用于将河床泥沙搅散并向上带起，升降机构用于驱动清淤机构相对船体运动，以调节清淤机构相对河床底泥的高度。本申请中通过升降机构调节清淤机构相对河床底泥的高度，从而在面对不同质地的河床泥沙时，均能够使得清淤机构插入底泥，从而能够更大程度的将河床沉积的泥沙搅散，使得清淤区域不受限制，同时清淤机构能够将搅散的泥沙向上扬起，从而便于搅散的泥沙跟随水流向下游流动，提高了清淤成效和效率，进而提高了悬河治理搅沙船的适应性。

Description

悬河治理搅沙船及悬河治理系统

技术领域

本发明涉及环境保护设备技术领域，特别是涉及悬河治理搅沙船及悬河治理系统。

背景技术

所谓悬河，指河床高出两岸地面的河，又称“地上河”，黄河中游流经土质疏松的黄土高原，河水携带巨量泥沙，流经下游，泥沙不断堆积，导致河床不断升高，水面随之升高，每逢汛期便面临着洪水的威胁。目前黄河的“悬河”区域总长度已经超过800公里，现有的悬河治理装置主要是通过在船尾安装刮泥架，通过船体带动刮泥架移动以搅动河床泥沙，然而这种清淤方式成效底、效率低下，且清淤区域受限，使得悬河治理搅沙船的清淤性能差。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中悬河治理搅沙船清淤成效底、效率低下、清淤区域受限，使得悬河治理搅沙船的清淤性能差的技术问题，提供一种悬河治理搅沙船。

一种悬河治理搅沙船，包括：

船体；

升降机构，安装于船体；以及

清淤机构，连接于船体，且连接于升降机构的输出端，清淤机构用于将河床泥沙搅散并向上带起，升降机构用于驱动清淤机构相对船体运动，以调节清淤机构相对河床底泥的高度。

在其中一个实施例中，升降机构包括升降驱动件和拉绳；升降驱动件安装于船体，拉绳的一端连接于升降驱动件的动力输出端，拉绳的另一端连接于清淤机构，并形成升降机构的输出端，升降驱动件用于收放拉绳，以将清淤机构向上拉起或者向下放置。

在其中一个实施例中，清淤机构包括搅沙组件，搅沙组件包括：

第一连接臂，转动连接于船体，且第一连接臂远离船体的一端连接于升降机构的输出端，升降机构用于驱动第一连接臂相对船体在竖直面内转动；

辊轴，连接于第一连接臂；以及

搅沙件，搅沙件连接于辊轴，且用于伸入河床泥沙；

辊轴能够带动搅沙件转动，以使搅沙件插入河床泥沙时能够将部分河床泥沙向上带起。

在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括第一射流组件，第一射流组件包括第一射流件和第一喷头；

第一射流件用于产生喷射流体，第一喷头安装于辊轴的外周面上，第一喷头的入口连通于第一射流件的出口，并用于使第一射流件产生的喷射流体经第一喷头喷出；

第一喷头被配置为能够在辊轴的带动下转动，以改变经第一喷头喷出的喷射流体的喷射方向。

在其中一个实施例中，搅沙组件的数量为至少两个，至少两个搅沙组件分别设于船体的行进方向的两侧；

每个搅沙组件中的辊轴的轴线方向与船体的行进方向平行。

在其中一个实施例中，清淤机构还包括绞沙组件，绞沙组件包括：

第二连接臂，转动连接于船体，且第二连接臂远离船体的一端连接于升降机构的输出端，升降机构用于驱动第二连接臂相对船体在竖直面内转动；以及

绞刀，可转动地连接于第二连接臂，绞刀用于转动以绞碎河床。

在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括第二射流组件，第二射流组件包括第二射流件和第二喷头，第二射流组件用于产生喷射流体，第二喷头安装于第二连接臂上，第二喷头的入口连通于第二射流件的出口，第二射流件产生的喷射流体经第二喷头喷出，以将绞刀绞碎的河床泥沙扬起至水流上层。

在其中一个实施例中，第二喷头位于绞刀的一侧，以使经由第二喷头喷出的喷射流体的喷射路径位于绞刀的转动行程之外。

在其中一个实施例中，绞沙组件设置于船体的行进方向的前侧。

在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括推进组件，推进组件包括第三射流件和第三喷头；

第三射流件用于产生喷射流体，第三喷头安装于船体的底部，第三喷头的入口连通于第三射流件的出口，第三射流件产生的喷射流体经第三喷头喷出，以将河床泥沙扬起至水流上层。

在其中一个实施例中，推进组件还包括第三驱动件和转动件，第三驱动件安装于船体，转动件连接于第三驱动组件的动力输出端，第三喷头安装于转动件；第三驱动件用于驱动转动件带动第三喷头转动，以改变经过第三喷头喷出的喷射流体的喷射方向。

在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括抛锚组件，抛锚组件包括第四驱动件、钢绳及锚；第四驱动件安装于船体，钢绳的一端连接于第四驱动件的输出端，另一端连接于锚，锚被配置为能够锚定至河床底泥的预设位置，第四驱动件用于收放钢绳，以使船体在锚被锚定时朝向预设位置行进。

本发明还提供一种悬河治理系统，包括上述的悬河治理搅沙船，还包括：

控制器；以及

感知单元，与控制器电性连接，并用于获取待清淤河段的水深参数和河床分层参数，并将水深参数和河床分层参数反馈至控制器；控制器用于根据水深参数和河床分层参数控制升降机构，以使升降机构将清淤机构下放至预设位置。该系统能够解决上述至少一个技术问题。

在其中一个实施例中，感知单元设置在船体上，船体上还设有第一通信单元，第一通信单元与控制器电连接；

控制器上设有能够与第一通信单元进行无线通信的第二通信单元，第二通信单元与感知单元和升降机构电连接；

控制器通过第一通信单元和第二通信单元接收感知单元获得的水深参数和河床分层参数；控制器通过第一通信单元和第二通信单元向升降机构发送控制指令。

在其中一个实施例中，控制器还用于对感知单元获取的水深参数和河床分层参数进行分析，并向升降机构发出第一指令，第一指令用于指示升降机构升降，升降机构升降时，能够带动清淤机构下放至预设位置；和/或

感知单元还用于获取船体的姿态方位以及定位参数；控制器还用于对船体的姿态方位及定位参数进行分析，并向船体发送第二指令，第二指令用于指示船体行进或转向。

在其中一个实施例中，控制器还用于根据感知单元获取的水深参数和河床分层参数计算出待清淤河段的河床泥沙的清理量。

有益效果：

本发明实施例提供的悬河治理搅沙船，包括船体、升降机构及清淤机构；升降机构安装于船体；清淤机构连接于船体，且连接于升降机构的输出端，清淤机构用于将河床泥沙搅散并向上带起，升降机构用于驱动清淤机构相对船体运动，以调节清淤机构相对河床底泥的高度。本申请中通过升降机构调节清淤机构相对河床底泥的高度，从而在面对不同质地的河床泥沙时，均能够使得清淤机构插入河床最底层的泥沙，从而能够更大程度的将河床沉积的泥沙搅散，使得清淤区域不受限制，同时清淤机构能够将搅散的泥沙向上扬起，从而便于搅散的泥沙跟随水流向下游流动，提高了清淤成效和效率，进而提高了悬河治理搅沙船的清淤性能。

本发明提供的悬河治理系统，包括上述的悬河治理搅沙船，还包括控制器以及感知单元；感知单元与控制器电性连接，并用于获取待清淤河段的水深参数和河床分层参数，并将水深参数和河床分层参数反馈至控制器；控制器用于根据水深参数和河床分层参数控制升降机构，以使升降机构将清淤机构下放至预设位置。该系统能够实现上述至少一个技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的悬河治理搅沙船的部分剖视图一；

图2为本发明实施例提供的悬河治理搅沙船的部分剖视图二；

图3为本发明实施例提供的悬河治理搅沙船的左视图。

附图标号：

100-船体；200-升降机构；210-升降驱动件；220-拉绳；230-支架；310-搅沙组件；311-第一连接臂；313-辊轴；314-搅沙件；320-绞沙组件；321-第二连接臂；323-绞刀；400-高压泵；410-第二喷头；420-承压管；500-抛锚组件；620-第三喷头；720-感知单元；730-射流控制件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的悬河治理搅沙船的部分剖视图一；图2为本发明实施例提供的悬河治理搅沙船的部分剖视图二。本发明一实施例提供了的悬河治理搅沙船，包括船体100、升降机构200及清淤机构；升降机构200安装于船体100；清淤机构连接于船体100，且连接于升降机构200的输出端，清淤机构用于将河床泥沙搅散并向上带起，升降机构200用于驱动清淤机构相对船体100运动，以调节清淤机构相对河床底泥的高度。

具体地，通过升降机构200调节清淤机构相对河床底泥的高度，从而在面对不同质地的河床泥沙时，均能够使得清淤机构插入河床最底层的泥沙，从而能够更大程度的将河床沉积的泥沙搅散，使得清淤区域不受限制，同时清淤机构能够将搅散的泥沙向上扬起，从而便于搅散的泥沙跟随水流向下游流动，提高了清淤成效和效率，进而提高了悬河治理搅沙船的清淤性能。

参阅图1、图2和图3，图3为本发明实施例提供的悬河治理搅沙船的左视图。在其中一个实施例中，升降机构200包括升降驱动件210和拉绳220；升降驱动件210安装于船体100，拉绳220的一端连接于升降驱动件210的动力输出端，拉绳220的另一端连接于清淤机构，并形成升降机构200的输出端，升降驱动件210用于收放拉绳220，以将清淤机构向上拉起或者向下放置。

具体地，拉绳220的另一端连接于清淤机构远离船体100的一端，通过升降驱动件210收放拉绳220，使得拉绳220能够将清淤机构向上拉起或者向下放置，从而调节清淤机构相对于河床底泥的高度，使得清淤机构能够搅动河床沉积的不同高度的泥沙，从而增加清淤区域和清淤成效。优选地，升降驱动件210为电机。需要说明的是，河床泥沙指的是河床上沉积的泥沙，河床底泥指的是河床最底层沉积的泥沙。

参阅图1和图3，在其中一个实施例中，升降机构200还包括支架230，支架230一端连接于船体100，另一端向远离船体100的方向伸出，拉绳220的部分绳段支撑在支架230上。

具体地，清淤机构远离船体100的一端伸入河床泥沙内，而支架230远离船体100的一端向远离船体100的方向伸出，当拉绳220的部分绳段支撑在支架230上时，拉绳220远离升降驱动件210的一端就能够向上拉住清淤机构，并通过升降驱动件210收放拉绳220而实现将清淤机构向上拉起或者向下放置。

参阅图2和图3，在其中一个实施例中，清淤机构包括搅沙组件310，搅沙组件310包括第一连接臂311、辊轴313及搅沙件314；第一连接臂311转动连接于船体100，且第一连接臂311远离船体100的一端连接于升降机构200的输出端，升降机构200用于驱动第一连接臂311相对船体100在竖直面内转动；辊轴313连接于第一连接臂311；搅沙件314搅沙件314连接于辊轴313，且用于伸入河床泥沙；辊轴313能够带动搅沙件314转动，以使搅沙件314插入河床泥沙时能够将部分河床泥沙向上带起。

具体地，拉绳220连接于第一连接臂311，通过升降驱动件210收放拉绳220，使得拉绳220带动第一连接臂311在竖直方向相对船体100转动，从而带动连接于第一连接臂311上的辊轴313和搅沙件314在竖直方向相对船体100转动，使得辊轴313和搅沙件314相对于河床底泥的高度发生改变。在搅沙件314随辊轴313转动的过程中，当拉绳220将第一连接臂311下放置辊轴313与河床床面接触时，搅沙件314能够将当前区域的泥沙搅散并向上带起，随着拉绳220继续下放第一连接臂311，辊轴313能够继续向下移动直至抵接于新形成的河床床面，并通过搅沙件314将当前区域的泥沙搅散并向上带起，通过如此循环就可以实现对河床上各个深度的泥沙的清理，使得清淤区域不受限制，且清淤成效高。

其中，搅沙件314连接于辊轴313，且能够插入河床泥沙中，在辊轴313带动搅沙件314转动的过程中，搅沙件314能够将河床泥沙搅散，同时，搅沙件314具有转矩，然后施加给黏附于搅沙件314上的泥沙一定的动力，将其向上带起至水流中上层，再借助水流本身的动力，提高水流带动泥沙向下游区域运行的路程，实现对泥沙的搬运，进而在提高了清淤效率的同时，减少了能耗，提高了悬河治理搅沙船的性能。

进一步地，搅沙组件310还包括第一驱动件，第一驱动件连接于第一连接臂311，辊轴313连接于第一驱动件的输出端，第一驱动件用于驱动辊轴313带动搅沙件314转动。优选地，第一驱动件为电机。

在其中一个实施例中，搅沙件314包括搅沙杆和弯钩，搅沙杆的一端连接于辊轴313，另一端向远离辊轴313的方向伸出；弯钩连接于搅沙杆远离辊轴313的端部，弯钩用于在搅沙件314插入河床泥沙时将部分河床泥沙向上带起。

具体地，当辊轴313置于河床床面时，位于辊轴313下端的搅沙杆能够插入河床泥沙，而搅沙杆远离辊轴313的一端向远离辊轴313的方向伸出，使得位于辊轴313底端的搅沙杆插入河床泥沙的深度更深，进而使得弯钩能够抓住河床更深处的泥沙，则在搅沙件314随着辊轴313同步转动的过程中，弯钩能够将更多、更深处的河床上的泥沙搅起并向上带起至水流中上层，从而提高清淤效率。优选地，搅沙件314为耙。

进一步地，搅沙件314的数量为多个，多个搅沙件314围绕辊轴313的轴线布置，在搅沙件314随辊轴313转动过程中，围绕辊轴313的轴线布置的多个搅沙件314循环插入河床泥沙，并不断的将河床泥沙带起至水流中上层，从而能够将当前区域下的河床泥沙清理干净，达到更好的清淤效果。

参阅图2，在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括第一射流组件，第一射流组件包括第一射流件和第一喷头；第一射流件用于产生喷射流体，第一喷头安装于辊轴313的外周面上，第一喷头的入口连通于第一射流件的出口，并用于使第一射流件产生的喷射流体经第一喷头喷出；第一喷头被配置为能够在辊轴313的带动下转动，以改变经第一喷头喷出的喷射流体的喷射方向。需要说明的是，本申请中提到的喷射流体均是指压力较高的流体，例如，指压强＞0.3MPa的流体。其中，流体可以为水流，也可以为气流等。

具体地，第一射流件产生喷射流体，并经过第一喷头喷出，使得喷头喷出的喷射流体具有较大的冲击力。由于第一喷头安装于辊轴313的外周面上，则在辊轴313转动的过程中，第一喷头喷出的喷射流体的喷射方向一直在发生改变。当第一喷头喷出的喷射流体喷射于河床时，能够搅动河床泥沙；当第一喷头喷出的喷射流体喷射于水流中时，能够进一步地将水流中被搅沙件314带起的泥沙向上扬起，吹离河床床面，进入中上层水流，从而在水流携沙作用下，提高水流带动泥沙向下游运行的路程，提高了清淤效率。

其中，第一喷头在与辊轴313同步转动过程中，辊轴313也施加给了第一喷头喷出的喷射流体一定的动力，从而提高了第一喷头喷出的喷射流体的冲击力，进而使得泥沙在受到第一喷头喷出的喷射流体的冲击力时能够进一步向上扬起。其中，第一喷头与搅沙件314均安装于辊轴313外周面的设置，通过辊轴313一个部件实现了搅沙件314和第一喷头的转动，节约了能量。优选地，第一射流件为高压泵400。

进一步地，第一喷头的数量为多个，多个第一喷头与多个搅沙件314交错布置，从而在多个搅沙件314循环不断地将河床泥沙带起的过程中，多个喷头循环不断地将喷射流体朝向各个方向喷出，使得喷头与搅沙件314相互配合，被搅沙件314带起的泥沙不断地被喷头喷出的喷射流体喷射，进而使得泥沙不断的被扬起。由于泥沙不断的被扬起，即泥沙能够始终位于水流较高的水层，在水流带动泥沙向下游运行的过程中，泥沙能够运行的路程更长，实现对泥沙的更有成效的搬运，提高清淤效率。其中，第一喷头与搅沙件314交错布置，在第一喷头朝向河床喷出的喷射流体时，能够减少对弯钩抓住河床泥沙造成影响。

在其中一个实施例中，辊轴313内设有流道，流道的一端与第一喷头的入口连通，另一端与第一射流件的出口连通；第一射流件流出的喷射流体经流道流入喷头的入口。

具体地，第一射流件产生的喷射流体流入流道内，然后从连接于辊轴313外周面上的多个第一喷头喷出，实现了对水流中泥沙的冲击，而通过在辊轴313内设置连通第一射流件的出口和第一喷头入口的流道的这种方式，减少了其他部件的设置，使得装置的结构更加紧凑。

进一步地，第一喷头的喷口直径远小于流道的直径，从而通过使得从第一喷头处喷出的喷射流体的压强更大，冲击力更强，进而能够将水流中被搅沙件314带起的泥沙扬向水流中的更高处。优选地，第一喷头的喷口直径可调，从而能够进一步通过调节第一喷头的喷口直径，调节从第一喷头处喷出的喷射流体的压强。

参阅图2和图3，在其中一个实施例中，搅沙组件310的数量为至少两个，至少两个搅沙组件310分别设于船体100的行进方向的两侧边，且每个搅沙组件310中的辊轴313的轴线方向与船体100的行进方向平行。

具体地，辊轴313绕船体100行进方向转动，在搅沙件314与辊轴313同步转动的过程中，搅沙件314能够将泥沙朝向垂直于辊轴313轴向的方向带起至水流中，即搅沙件314带起的泥沙的运动方向与水流流动方向垂直，则在水流带动泥沙扬下游区域运行的过程中，水流中泥沙的运动方向不会对水流携带泥沙向下游区域运行路程的距离造成干扰。相较于搅沙件314能够将泥沙朝向水流方向带起至水流中的方式，即辊轴313的轴线方向与船体100的行进方向垂直，在搅沙件314与辊轴313同步转动的过程中，弯钩在将河床泥沙抓住并向上带起的过程中，弯钩能够受到河床泥沙施加于水流方向相反的反向作用力，从而使得船体100的运行受阻，因此，将搅沙组件310设置船体100的行进方向的两侧边的设置，提高了悬河治理搅沙船的清淤性能。需要说明的是，船体的行进方向指的是船体沿着水流流动方向运行的方向。

进一步地，搅沙组件310通过第一连接臂311将辊轴313和搅沙件向远离船体100一侧向外伸出至河床泥沙内，则在船体100运行的过程中，船体100在距离河岸一定距离时，搅沙件也能够将靠近河岸边的河床泥沙清理掉，从而扩大清淤范围范围。

需要说明的是，在船体100正常运行时，船体100两侧边的搅沙组件310中弯钩受到的反向作用力能够相互抵消，从而使得船体能够沿行进方向正常运行。在其他实施例中，当船体需要调整姿态进行转向时，可以通过改变部分辊轴313的转动方向，使得船体100一侧中的弯钩受到的反向作用力大于另一侧的弯钩受到的反向作用力，从而使得船体100通过获得的转向动力，进而能够通过该转向动力调整自身姿态，减少能耗。

参阅图1和图2，在其中一个实施例中，清淤机构还包括绞沙组件320，绞沙组件320包括第二连接臂321和绞刀323；第二连接臂321转动连接于船体100，且第二连接臂321远离船体100的一端连接于升降机构200的输出端，升降机构200用于驱动第二连接臂321相对船体100在竖直面内转动；以及绞刀323可转动地连接于第二连接臂321，绞刀323用于转动以绞碎河床。

具体地，第二连接臂321远离船体100的一端伸出，绞刀323可转动地连接于第二连接臂321远离船体100的一端，使得绞刀323能够伸入河床泥沙。拉绳220连接于第二连接臂321，通过升降驱动件210收放拉绳220，使得拉绳220带动第二连接臂321在竖直方向相对船体100转动，从而带动连接于第二连接臂321上的绞刀323在竖直方向相对船体100转动，使得绞刀323相对于河床底泥的高度发生改变。在绞刀323转动的过程中，当拉绳220将第二连接臂321下放置绞刀323与河床床面接触时，绞刀323能够将当前区域的河床床面绞碎，同时将部分泥沙绞散并向上带起至水流中，随着拉绳220继续下放第二连接臂321，则绞刀323能够继续向下移动直至抵接于新形成的河床床面，并通过绞刀323转动将当前区域的河床床面再次绞碎，并将泥沙绞散向上带起至水流中，通过如此循环就可以实现对河床上各个深度的泥沙的清理，使得清淤区域不受限制，且清淤成效高。需要说明的是，升降机构200的数量为多个，搅沙组件310与绞沙组件320分别与各自对应的升降200机构传动连接。

进一步地，绞沙组件320还包括第二驱动件，第二驱动件连接于第二连接臂321，绞刀323连接于第二驱动件的动力输出端，第二驱动件用于驱动绞刀323转动。优选地，第二驱动件为电机。

参阅图1，在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括第二射流组件，第二射流组件包括第二射流件和第二喷头410，第二射流组件用于产生喷射流体，第二喷头410安装于第二连接臂321上，第二喷头410的入口连通于第二射流件的出口，第二射流件产生的喷射流体经第二喷头410喷出，以将绞刀323绞碎的河床泥沙扬起至水流上层。

具体地，第二射流件产生喷射流体，并经过第二喷头410喷出，使得喷头喷出的喷射流体具有较大的冲击力，当第二喷头410喷出的喷射流体喷射于河床时，喷射流体能够搅动河床泥沙；当第二喷射流体喷射于水流中时，喷射流体能够进一步地将水流中被绞刀323绞散并带起的泥沙向上扬起，从而提高水流带动泥沙向下游运行的路程，提高了清淤效率。优选地，第二射流件为高压泵400。

继续参阅图1，在其中能够一个实施例中，第二喷头410位于绞刀323的一侧，以使经由第二喷头410喷出的喷射流体的喷射路径位于绞刀323的转动行程之外。

具体地，经过第二喷头410喷出喷射流体从绞刀323的一侧喷出，从而能够将绞刀323绞散并带起的泥沙向上扬起至水流中上层，在水流带动泥沙向下游运行的过程中，泥沙能够运行的路程更长，实现对泥沙的搬运，提高清淤效率。其中，第二喷头410喷出的喷射流体的喷射路径位于绞刀323的转动行程之外，从而能够避免绞刀323对第二喷头410喷出的喷射流体造成阻碍，影响喷射流体对水流中泥沙的冲击力，同时，能够避免喷射流体对绞刀323的磨损，提高绞刀323的使用寿命。

进一步地，第二喷头410的数量为多个，多个第二喷头410绕绞刀323的转动方向周向布置，从而使得第二喷头410喷出的喷射流体能够朝各个方向喷出，进而扩大了喷射范围，使得位于喷射范围内的泥沙都能够受到喷射流体的冲击力向上扬起。

参阅图1，在其中能够一个实施例中，绞沙组件320设置于船体100的行进方向的前侧。

具体地，绞刀323在对大颗粒卵石型、岩石型或结皮型等硬质河床床面进行绞碎时，绞刀323会受到较大的反作用力，而本方案中将绞沙组件320设置于船体100的行进方向的前侧，相较于将绞沙组件320设置于船体100与前进方向垂直的两侧的设置，能够减少绞刀323会受到的反作用力对船体100在水面上平衡的影响。同时，绞沙组件320设置于船体100的行进方向的前侧，搅沙组件310设置于船体100与前进方向垂直的两侧，使得船体100在行进过程中，当遇到硬质床面时，可以先通过绞刀323先将硬质河床床面进行绞碎，使得河床泥沙松散，然后再通过搅沙件314将河床上松散的泥沙搅散并向上带起至水流中上层，从而提高清淤效率。在绞刀323和搅沙件314工作的过程中，第一喷头和第二喷头410喷出喷射流体，从而进一步将水流中的泥沙向上扬起，使得水流在带动泥沙向下游运行的过程中，泥沙能够运行的路程更长，提高对泥沙的搬运成效，提高清淤效率。需要说明的是，绞沙组件320对河床泥沙的作用面积远小于搅沙组件310，当河床泥沙较为松散时，可以只需要搅沙组件310工作即可。

在其他实施例中，船体100上连接有多个搅沙组件310和绞沙组件320，且搅沙组件310和绞沙组件320相对于船体100的连接位置不受限制，其只要能够实时搅沙组件310和绞沙组件320的相互配合即可。

参阅图1和图2，在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括推进组件，推进组件包括第三射流件和第三喷头620；第三射流件用于产生喷射流体，第三喷头620安装于船体100的底部，第三喷头620的入口连通于第三射流件的出口，第三射流件产生的喷射流体经第三喷头620喷出，以将河床泥沙扬起至水流上层。

具体地，第三射流件用于产生喷射流体，并经过第三喷头620喷出，使得船体100受到与第三喷头620喷射喷射流体方向相反的作用力，从而通过该作用力为船体100提供行进动力，使得船体100正常运行。同时，第三喷头620在朝向水流喷出喷射流体的过程中，能够喷射于水流中的泥沙，并将水流中的泥沙扬起至水流上层。优选地，第三射流件为高压泵400。

进一步地，悬河治理搅沙船还包括安装于船体100上的承压管420，第一射流件、第二射流件和第三射流件为同一个高压泵400，承接管具有多个支路，承接管的一端与高压泵400的出口连通，承接管的支路分别与第一喷头、第二喷头410和第三喷头620连通，即通过一个高压泵400实现了所有喷射流体的产生，从而能够减少能耗，并使得结构更加紧凑。

更进一步地，悬河治理搅沙船还包括射流控制件730，射流控制件730设置于承压管420与高压泵400之间，以起到分流控制作用，使得第一喷头、第二喷头410及第三喷头620均能够稳定的喷射高压流体。

在其中一个实施例中，推进组件还包括第三驱动件和转动件，第三驱动件安装于船体100，转动件连接于第三驱动组件的动力输出端，第三喷头620安装于转动件；第三驱动件用于驱动转动件带动第三喷头620转动，以改变经过第三喷头620喷出的喷射流体的喷射方向。

具体地，通过转动件带动第三喷头620转动改变第三喷头620喷出的喷射流体的喷射方向，使得第三喷头620喷出喷射流体时能够为船体100提供不同方向的作用力，当第三喷头620喷出的喷射流体的喷射方向与船体100行进方向呈夹角时，船体100能够受到转向动力，从而能够调整姿态，实现对河床泥沙各个区域的清理。优选地，第三驱动件为电机。

参阅图1，在其中一个实施例中，船体100总体呈扁平状，从而能够适应河道河床高而河水浅的特点，增加了船体100能够在河道上通过的性能，便于河床泥沙的清理。

在其中一个实施例中，悬河治理搅沙船还包括抛锚组件500，抛锚组件500包括第四驱动件、钢绳及锚；第四驱动件安装于船体100，钢绳的一端连接于第四驱动件的输出端，另一端连接于锚，锚被配置为能够锚定至河床底泥的预设位置，第四驱动件用于收放钢绳，以使船体在锚被锚定时朝向预设位置行进。

具体地，通过设定悬河治理搅沙船作业行进路线，然后将锚抛至预设位置，再通过第四驱动件收放钢绳，控制船体100作业轨迹，从而实现悬河治理搅沙船的锚定作业模式。其中，可以通过第四驱动件收放钢绳速度，调节船体100朝向预设位置行进的速度。

在其他实施例中，也可以通过调节第三喷头620喷出的喷射流体的喷射方向，或者通过锚定于调节第三喷头620喷出的喷射流体的喷射方向相结合，实现悬河治理搅沙船朝向预设位置行进。需要说明的是，在未设定悬河治理搅沙船作业行进路线时，悬河治理搅沙船可以跟随水流流动方向进行行走作业模式，即本方案中的悬河治理搅沙船的作业行进模式可以为锚定作业模式和行走作业模式相结合。

进一步地，悬河治理搅沙船的锚定作业模式有多种，可以为Z字型作业模式、扇形顺流作业模式或者顺逆流交替作业模式，其只要能够实现对河床泥沙的清理即可。

本发明一实施例提供了的悬河治理系统，包括上述的悬河治理搅沙船，还包括控制器，以及感知单元720；感知单元720与控制器电性连接，并用于获取待清淤河段的水深参数和河床分层参数，并将水深参数和河床分层参数反馈至控制器；控制器用于根据水深参数和河床分层参数控制升降机构200，以使升降机构200将清淤机构下放至预设位置。

具体地，通过感知单元720获取待清淤河段的水深参数和河床分层参数，就能够判断出清淤机构对河床泥沙进行清理的最佳位置，然后通过控制器控制升降机构200，使得升降机构200将清淤机构下放至最佳位置，并随着清淤机构对河床泥沙的清理，能够通过升降机构200不断的调节清淤机构下放位置，使得清淤机构能够清理河床各个深度的泥沙，从而使得清淤区域不受限制，同时清淤机构能够将搅散的泥沙向上扬起，从而便于搅散的泥沙跟随水流向下游流动，提高了清淤成效和效率，进而提高了悬河治理搅沙船的清淤性能。

进一步地，感知单元720包括水下检测器，水下检测器能够测得水深数据和河床分层情况，然后获得绞沙组件320和搅沙组件310的下放深度(H)，控制器则根据下放深度(H)指导升降机构200控制绞沙组件320和搅沙组件310下放至预设位置。其中，绞沙组件320和搅沙组件310的下放深度(H)是在当地水深Hw基础上增加一定深度ΔH，ΔH由水下检测器测得的河床深部地层分层情况和各层地质的特征决定。

更进一步地，水下检测器包括声呐探头、换能器和处理器，通过声呐探头发射声波信号，声波信号到达河床后反射回到换能器接收，回波信号经加处理器加工处理和计算，得到河床各点相对于换能器的位置，以换能器位置为坐标原点，从而计算出河床各点的三维坐标，从而反演出水深及河床表界面形貌，划分为岩石床面、板结床面、粗化床面、泥沙床面等大类，再根据回波信号强弱反演出河床深部地层分层情况和各层地质的特征。

在其中一个实施例中，感知单元设置在船体上，船体上还设有第一通信单元，第一通信单元与控制器电连接；控制器上设有能够与第一通信单元进行无线通信的第二通信单元，第二通信单元与感知单元和升降机构电连接；控制器通过第一通信单元和第二通信单元接收感知单元获得的水深参数和河床分层参数；控制器通过第一通信单元和第二通信单元向升降机构发送控制指令。

具体地，控制器设置于岸上，当悬河治理搅沙船在悬河上进行泥沙清理时，控制器可以通过第二通信单元与第一通信单元进行无线通信而接收感知单元获得的水深参数和河床分层参数，并通过第二通信单元与第一通信单元进行无线通信而向升降机构发送控制指令。

在其他实施例中，第一通信单元与第二通信单元也可以是通过导线进行通信连接的。需要说明的是，控制器也可以安装于船上。

在其中一个实施例中，控制器还用于对感知单元获取的水深参数和河床分层参数进行分析，并向升降机构发出第一指令，第一指令用于指示升降机构升降，升降机构升降时，能够带动清淤机构下放至预设位置。

在其中一个实施例中，感知单元还用于获取船体的姿态方位以及定位参数；控制器还用于对船体的姿态方位及定位参数进行分析，并向船体发送第二指令，第二指令用于指示船体行进或转向。

进一步地，第二通信单元与感知单元和推进组件电连接，控制器通过第一通信单元和第二通信单元接收感知单元获得船体的姿态方位以及定位参数，并对船体的姿态方位及定位参数进行分析，并通过第二通信单元与第一通信单元进行无线通信而向推进组件发送控制指令，以调整船体作业行进路线。

更进一步地，感知单元720还包括姿态方位及定位检测器，姿态方位及定位检测器用于获取船体100姿态方位及定位参数，并将船体100姿态方位及定位参数反馈至控制器，控制器用于根据船体100姿态方位及定位参数控制推进组件，以使推进组件推动船体100调整姿态和行进路线。其中，姿态方位及定位检测器由GPS模块或北斗导航模块组成。

在其中一个实施例中，控制器还用于根据感知单元获取的水深参数和河床分层参数计算出待清淤河段的河床泥沙的清理量。

具体地，控制器对感知单元获取的悬河治理搅沙船作业前后水深参数和河床分层参数进行分析，计算出待清淤河段的河床泥沙的清理量，从而能够评估河床治理作业效果，量化在单位时间内对河床泥沙清理的体积，从而便于计算出悬河治理搅沙船的作业效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种悬河治理搅沙船，其特征在于，包括：

船体；

升降机构，安装于所述船体；以及

清淤机构，连接于所述船体，且连接于所述升降机构的输出端，所述升降机构用于驱动所述清淤机构相对所述船体运动，以调节所述清淤机构相对河床底泥的高度；所述清淤机构包括搅沙组件，所述搅沙组件包括辊轴和搅沙件，所述搅沙件连接于所述辊轴，且用于伸入河床泥沙，所述辊轴能够带动所述搅沙件转动，以使所述搅沙件插入所述河床泥沙时能够将部分所述河床泥沙搅散并向上带起；

所述船体上设有控制器和感知单元，所述感知单元与所述控制器电性连接，并用于获取待清淤河段的水深参数和河床分层参数，并将所述水深参数和所述河床分层参数反馈至所述控制器；所述控制器用于根据所述水深参数和所述河床分层参数控制所述升降机构，以使所述升降机构将所述清淤机构下放至预设位置；所述控制器还用于根据所述感知单元获取的所述水深参数和所述河床分层参数计算出所述待清淤河段的所述河床泥沙的清理量。

2.根据权利要求1所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述升降机构包括升降驱动件和拉绳；所述升降驱动件安装于所述船体，所述拉绳的一端连接于所述升降驱动件的动力输出端，所述拉绳的另一端连接于所述清淤机构，并形成所述升降机构的输出端，所述升降驱动件用于收放拉绳，以将所述清淤机构向上拉起或者向下放置。

3.根据权利要求1所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述搅沙组件还包括第一连接臂，所述第一连接臂转动连接于所述船体，且所述第一连接臂远离所述船体的一端连接于所述升降机构的输出端，所述辊轴连接于所述第一连接臂，所述升降机构用于驱动所述第一连接臂相对所述船体在竖直面内转动。

4.根据权利要求3所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述悬河治理搅沙船还包括第一射流组件，所述第一射流组件包括第一射流件和第一喷头；

所述第一射流件用于产生喷射流体，所述第一喷头安装于所述辊轴的外周面上，所述第一喷头的入口连通于所述第一射流件的出口，并用于使所述第一射流件产生的所述喷射流体经所述第一喷头喷出；

所述第一喷头被配置为能够在所述辊轴的带动下转动，以改变经所述第一喷头喷出的所述喷射流体的喷射方向。

5.根据权利要求4所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述搅沙组件的数量为至少两个，至少两个搅沙组件分别设于所述船体的行进方向的两侧边，且每个所述搅沙组件中的所述辊轴的轴线方向与所述船体的行进方向平行。

6.根据权利要求1-5任一项所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述清淤机构还包括绞沙组件，所述绞沙组件包括：

第二连接臂，转动连接于所述船体，且所述第二连接臂远离所述船体的一端连接于所述升降机构的输出端，所述升降机构用于驱动所述第二连接臂相对所述船体在竖直面内转动；以及

绞刀，可转动地连接于所述第二连接臂，所述绞刀用于转动以绞碎所述河床。

7.根据权利要求6所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述悬河治理搅沙船还包括第二射流组件，所述第二射流组件包括第二射流件和第二喷头，所述第二射流组件用于产生喷射流体，所述第二喷头安装于所述第二连接臂上，所述第二喷头的入口连通于所述第二射流件的出口，所述第二射流件产生的所述喷射流体经所述第二喷头喷出，以将所述绞刀绞碎的所述河床泥沙扬起至水流上层。

8.根据权利要求7所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述第二喷头位于所述绞刀的一侧，以使经由所述第二喷头喷出的所述喷射流体的喷射路径位于所述绞刀的转动行程之外。

9.根据权利要求1-5任一项所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述悬河治理搅沙船还包括推进组件，所述推进组件包括第三射流件和第三喷头；

所述第三射流件用于产生喷射流体，所述第三喷头安装于所述船体的底部，所述第三喷头的入口连通于所述第三射流件的出口，所述第三射流件产生的所述喷射流体经所述第三喷头喷出，以将所述河床泥沙扬起至水流上层。

10.根据权利要求9所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述推进组件还包括第三驱动件和转动件，所述第三驱动件安装于所述船体，所述转动件连接于所述第三驱动件的动力输出端，所述第三喷头安装于所述转动件；所述第三驱动件用于驱动所述转动件带动所述第三喷头转动，以改变经过所述第三喷头喷出的所述喷射流体的喷射方向。

11.根据权利要求1-5任一项所述的悬河治理搅沙船，其特征在于，所述悬河治理搅沙船还包括抛锚组件，所述抛锚组件包括第四驱动件、钢绳及锚；所述第四驱动件安装于所述船体，所述钢绳的一端连接于所述第四驱动件的输出端，另一端连接于所述锚，所述锚被配置为能够锚定至所述河床底泥的预设位置，所述第四驱动件用于收放所述钢绳，以使所述船体在所述锚被锚定时朝向所述预设位置行进。

12.一种悬河治理系统，包括权利要求1-11任一项所述的悬河治理搅沙船，所述船体上还设有第一通信单元，所述第一通信单元与所述控制器电连接；

所述控制器上设有能够与所述第一通信单元进行无线通信的第二通信单元，所述第二通信单元与所述感知单元和所述升降机构电连接；

所述控制器通过所述第一通信单元和所述第二通信单元接收所述感知单元获得的所述水深参数和所述河床分层参数；所述控制器通过所述第一通信单元和所述第二通信单元向所述升降机构发送控制指令。

13.根据权利要求12所述的悬河治理系统，其特征在于，所述控制器还用于对所述感知单元获取的所述水深参数和所述河床分层参数进行分析，并向所述升降机构发出第一指令，所述第一指令用于指示所述升降机构升降，所述升降机构升降时，能够带动所述清淤机构下放至预设位置；和/或

所述感知单元还用于获取所述船体的姿态方位以及定位参数；所述控制器还用于对所述船体的姿态方位及定位参数进行分析，并向所述船体发送第二指令，所述第二指令用于指示所述船体行进或转向。

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