CN208377017U - 一种水草打捞船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水草打捞船。它包括无人船、进草口、输送管、螺旋铰刀、转轴、出草口、调速电机、远程操作单元、角度调节装置、摄像头、报警装置、控制单元、供电单元、装草箱、竖井、调速双向射流泵、上水管、下水管、舵驱动装置、连接杆、舵、满载感应装置等，通过调整输送管的角度来控制水草打捞深度，螺旋铰刀将水草铰送到装草箱。本实用新型实现了无人船在水面上高效地进行水草打捞的作业，工作人员根据摄像头传回的视频掌握河道情况，进行远程操作，保障了无人船在水草打捞过程中的安全性和稳定性。本实用新型具有结构简单、成本低廉、制造方便、运行费用低等显著优点，在水环境治理中极具研究推广价值。

Description

一种水草打捞船

技术领域

本实用新型属于水环境治理领域，特别涉及一种水草打捞船。

背景技术

水环境是自然生态环境的重要组成部分，但伴随着工农业发展与城市化进程的加快，水环境恶化已成为不争的事实。特别是平原地区地势低平，水体流动性差，自净能力弱，容易形成死水，长期以往，会对当地的水生态环境、河道通航、居民宜居适应性、工农业发展等造成非常严重的负面影响。马路需要定期清扫、保养和修补，河流、湖泊等水域与马路一样，也需要定期打扫，维护水环境清洁。随着计算机技术和人工智能的发展以及无人机、无人汽车的兴起，无人船也开始受到人们越来越多的关注，目前无人船主要应用于水环境监测、抢险救灾和水文地貌勘测等领域，用在水环境治理方面技术尚不成熟。水草打捞是河道水环境治理的一项重要工作，如果不及时地对河道泛滥的水草进行打捞，容易造成藻草共生，给河道环境带来隐患，传统的人工打捞效率低、受天气影响较大且存在工作人员的安全隐患，针对上述的问题，工作人员可以远程操控水草打捞船进行水面保洁，减少发生事故的风险，提高水草打捞的工作效率。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种水草打捞船。本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种水草打捞船，其包括：无人船、进草口、输送管、螺旋铰刀、转轴、出草口、调速电机、角度调节装置、连接杆、竖杆、报警装置、装草箱、竖井、调速双向射流泵、上水管、下水管、舵驱动装置、连接线、舵、满载感应装置和下水孔；所述的输送管下端设有进草口，上端设有出草口，所述连接杆的一端铰接于输送管中部，另一端铰接于角度调节装置上；角度调节装置固定在无人船的船头位置；调速电机固定在输送管的顶端，同轴内置在输送管内的转轴穿过输送管的顶端与调速电机相连，且转轴上沿程装有螺旋铰刀，转轴和螺旋铰刀均连续布置在进草口和出草口之间，用于将水草从进草口输送至出草口；在出草口正下方的无人船船体上布置竖井，装草箱置于竖井中，用于承接从出草口落下的水草；调速双向射流泵一端连接上水管，另一端连接下水管，上水管末端位于打捞船所在水域的水面之下，下水管另一端连通无人船船头下端的下水孔；舵布置在无人船的船尾吃水线以下，且与舵驱动装置相连；满载感应装置布置在无人船的船身吃水线以下，满载感应装置包括第一上金属片、第二上金属片、下金属片和半球形充气橡胶球，所述的半球形充气橡胶球为密闭充气的半球体，半球体顶面平整；第一上金属片和第二上金属片设置于半球形充气橡胶球内部的顶面上，且两者不接触，下金属片布置于半球形充气橡胶球内部的球面上；在半球形充气橡胶球下沉至预设位置之前，所述下金属片与第一上金属片和第二上金属片不接触；在半球形充气橡胶球下沉至预设位置时，所述半球形充气橡胶球挤压变形，使下金属片与第一上金属片和第二上金属片同时接触；所述的报警装置两端通过连接线与所述的第一上金属片和第二上金属片相连，所述的第一上金属片和第二上金属片构成控制报警装置启动和关闭的触点开关。

作为优选，所述的报警装置通过竖杆固定立在无人船的甲板上，便于发送报警信号，使报警信号能够被操作人员或控制系统快速捕获。

进一步的，所述的竖杆顶端还安装有摄像头，用于拍摄船体的当前工作图像。

作为优选，所述的调速双向射流泵布置在无人船的船尾上部。

作为优选，所述的上水管和下水管末端均设有拦污网，用于对进入上水管和下水管的河水进行过滤，以免堵塞管道和泵。

作为优选，所述的进草口为喇叭状，螺旋铰刀靠近进草口一端的刀刃为锯齿状，以便于将水草缠绕至铰刀上。

作为优选，所述的报警装置为警报灯、蜂鸣器或警报信号发送装置。

作为优选，还包括控制单元和供电单元；所述的控制单元和供电单元布置在无人船的船舱内，供电单元通过供电线分别与摄像头、调速电机、控制单元、角度调节装置、调速双向射流泵、舵驱动装置相连，控制单元通过数据线分别与摄像头、报警装置、调速电机、角度调节装置、调速双向射流泵、舵驱动装置相连。

作为优选，还包括远程操作单元，远程操作单元与控制单元之间通过无线网络进行数据交互，工作人员可直接在岸边对船体进行操作。

本实用新型实现了工作人员通过摄像头反馈的视频，远程操控无人船在水面上高效地进行水草的打捞作业，保障了无人船在水草打捞过程中的安全性和稳定性。本实用新型具有结构简单、成本低廉、制造方便、运行费用低等显著优点，在水环境治理中极具研究推广价值。

附图说明

图1是水草打捞船的示意图；

图2是满载感应装置的示意图；

图1～2中附图标记分别为：无人船1、进草口2、输送管3、螺旋铰刀4、转轴5、出草口6、调速电机7、支撑杆8、远程操作单元9、角度调节装置10、连接杆11、竖杆12、摄像头13、报警装置14、供电线15、数据线16、控制单元17、供电单元18、装草箱19、竖井20、调速双向射流泵21、上水管22、下水管23、舵驱动装置24、连接线25、舵26、满载感应装置27、拦污网28、下水孔29、第一上金属片30、第二上金属片31、下金属片32、半球形充气橡胶球33。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。本实用新型中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1、2所示，本实施例中的水草打捞船，其包括：无人船1、进草口2、输送管3、螺旋铰刀4、转轴5、出草口6、调速电机7、支撑杆8、远程操作单元9、角度调节装置10、连接杆11、竖杆12、摄像头13、报警装置14、供电线15、数据线16、控制单元17、供电单元18、装草箱19、竖井20、调速双向射流泵21、上水管22、下水管23、舵驱动装置24、连接线25、舵26、满载感应装置27、拦污网28和下水孔29。输送管3是一条中空的管道，从无人船1的船头上方一直延伸至水面以下。输送管3下端设有喇叭状的进草口2，上端设有出草口6，调速电机7通过支撑杆8固定在输送管3的顶端，同轴内置在输送管3内的转轴5穿过输送管3的顶端与调速电机7相连，且转轴5上沿程装有螺旋铰刀4。转轴5在调速电机7的带动下旋转，继而带动螺旋铰刀4旋转。转轴5和螺旋铰刀4均连续布置在进草口2和出草口6之间，因此通过螺旋铰刀4的旋转输送作用，可以将水草从进草口2轴向输送至出草口6，出草口6设置在输送管3的朝下位置，因此水草可在重力作用下从出草口6落下。在出草口6正下方的无人船1船体上布置凹陷的竖井20，装草箱19置于竖井20中，用于承接从出草口6落下的水草。由于在不同水域作业时，输送管3的角度需要进行调整，使得其进草口2能够尽可能与水草接触，一般最佳状态是河道水面刚好位于进草口2的中间位置处，此时捕集面积最大。本装置中，该角度的调节是通过角度调节装置10实现的。连接杆11的一端铰接于输送管3中部，另一端铰接于角度调节装置10上，角度调节装置10可以采用电机驱动与连接杆11固定的轴转动，继而带动连接杆11的角度发生变化。为了便于调节，角度调节装置10固定在无人船1的船头位置。另外，螺旋铰刀4靠近进草口2一端的刀刃可设置为锯齿状，以便于缠绕水草，提高打捞效率。

该打捞船的动力是通过调速双向射流泵21来提供的，调速双向射流泵21布置在无人船1的船尾上部。调速双向射流泵21一端连接上水管22，另一端连接下水管23，上水管22和下水管23均是两条用于产生射流的水管。为了防止水管堵塞，上水管22和下水管23末端均可设有拦污网28，即过滤网。上水管22末端位于打捞船所在水域的水面之下，下水管23另一端连通无人船1船头下端的下水孔29，而且上水管22和下水管23的射流方向均应当与船体的中轴线方向(即从船头到船尾的连线)平行，通过对水进行抽吸并射流，为船体提供前进或后退动力。舵26布置在无人船1的船尾吃水线以下，且与舵驱动装置24相连，舵驱动装置24可采用电机等方式实现。调速双向射流泵21是可以调节泵内流量的双向射流泵，由于其流量和方向都可以调节，因此上水管22和下水管23的进出水射流方向和射流力度也可以切换，配合舵26的变向作用，可以实现无人船1的加速、减速、前进、后退、刹车、变向操控。

此类打捞船在进行作业时，水草都存储于装草箱19中。而由于没有人工进行操控，因此需要对水草是否满载进行自动判断，否则假如满载时没有进行及时的警报，就会因为超载而发生危险。针对上述问题，需要在船体上安装满载感应装置，在打捞船达到满载状态时，精确、及时地发出警报，可以充分减少发生故障的风险。本实施例中，满载感应装置27布置在无人船1的船身吃水线以下，满载感应装置27的主体是一个半球形充气橡胶球33，它是一个密闭充气的半球体，半球体的顶面可通过固定平板等方式形成平整底面，由于其采用橡胶材质，因此具有形变能力。半球形充气橡胶球33内设有三片金属片，其中第一上金属片30和第二上金属片31设置于半球形充气橡胶球33内部的顶面上，且两者不接触，下金属片32布置于半球形充气橡胶球33内部的球面上。半球形充气橡胶球33内部具有一定的充气饱满度，在半球形充气橡胶球33不承压或者下沉至预设位置之前，水压较小，下金属片32与第一上金属片30和第二上金属片31不接触。而在半球形充气橡胶球33继续下沉至预设位置时，半球形充气橡胶球33在水压作用下被挤压变形，高度缩小，使下金属片32与第一上金属片30和第二上金属片31同时接触。而船体上设有的报警装置14可采用警报灯、蜂鸣器或通过数据线16与控制单元相连的警报信号发送装置，因此报警方式可以选择亮警报灯、蜂鸣或通过无线网络把报警信息反馈到远程操作单元9等方式，可采用一种或多种的组合。报警装置14内置供电电源，报警装置14通过连接线25与供电电源的两极相连，形成供电电路，但该供电电路的连接线25上设有一个控制报警装置14启动和关闭的触点开关。触点开关由不接触的第一上金属片30和第二上金属片31组成，两片金属片不接触的状态下，报警装置14的供电电路断开，处于关闭状态；而一旦两片金属片接触或连通，则报警装置14的供电电路连通，报警装置14启动。以警报灯为例，其直接接于电源正负极上，而其中一段供电连接线25上断开，断开位置设置两片不接触的金属片，两片金属片平时不连通，灯不亮，当两片金属片被连通时，灯亮，提醒满载。

为了醒目地达到报警目的，报警装置14可通过竖杆12固定立在无人船1的甲板上。同时，竖杆12顶端还可以安装有摄像头13，对当前船体及周边状态进行监控。

控制单元17和供电单元18布置在无人船1的船舱内，控制单元17可采用单片机、PLC等设备，供电单元18可采用太阳能电池、蓄电池、发电机等设备或其组合。供电单元18通过供电线15分别与摄像头13、调速电机7、控制单元17、角度调节装置10、调速双向射流泵21、舵驱动装置24相连，为这些设备提供电能。控制单元17通过数据线16分别与摄像头13、报警装置14、调速电机7、角度调节装置10、调速双向射流泵21、舵驱动装置24相连，对这些设备进行控制，同时接收反馈数据。另外，还可以设置一个远程操作单元9，远程操作单元9可以是与控制单元17之间通过无线网络进行数据交互的移动设备，或者岸边基站，工作人员能够通过远程操作单元9对无人船进行操作。

利用上述水草打捞船的水草打捞方法，其步骤如下：进行水草打捞工作前，开启摄像头13，根据传回的视频信息情况，工作人员通过远程操作单元9控制调速双向射流泵21和舵驱动装置24将无人船1行驶到目的地，通过角度调节装置10将输送管3调整一定倾斜角度使得进草口2与水草接触，最佳角度可通过多次试验进行确定。然后通过远程操作单元9开启调速电机7并调整其转速(最佳转速也可根据试验确定)，使水草在螺旋铰刀4的带动下进入进草口2，并被旋转的螺旋铰刀4沿着输送管3向上铰送，到达输送管3最上端时从出草口6溢出，并掉入装草箱19；随着装草箱19中的水草逐渐增多，无人船1的船体逐渐下沉，使半球形充气橡胶球33在水压的作用下发生受压变形；当装草箱19达到满载量时，下金属片32与第一上金属片30、第二上金属片31同时接触，报警装置14的供电电路接通，并发出报警信号，工作人员随即通过远程操作单元9关闭调速电机7并操纵无人船1返航，到达岸边后取出装草箱19，满载感应装置27上浮，半球形充气橡胶球33形状复原，报警电路自动切断，将卸空后的装草箱19放回竖井20内，继续进行打捞作业。

在打捞过程中，工作人员可通过调节调速双向射流泵21的流量及上水管22和下水管23的进出水方向，配合舵26，实现无人船1的加速、减速、前进、后退、刹车、变向操控，对整个待打捞区域进行全面作业。

本实用新型针对无人船用于河道水草的打捞作业，通过调整输送管的角度来控制水草打捞深度，螺旋铰刀将水草铰送到装草箱。本实用新型实现了无人船在水面上高效地进行水草打捞的作业，工作人员根据摄像头传回的视频掌握河道情况，进行远程操作，保障了无人船在水草打捞过程中的安全性和稳定性。本实用新型具有结构简单、成本低廉、制造方便、运行费用低等显著优点，在水环境治理中极具研究推广价值。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，如水草打捞船输送管的位置、角度调节的方式、满载感应装置的位置和形状的变换、调速双向射流泵的位置和上下水管的数量、走向等。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水草打捞船，其特征在于包括：无人船(1)、进草口(2)、输送管(3)、螺旋铰刀(4)、转轴(5)、出草口(6)、调速电机(7)、角度调节装置(10)、连接杆(11)、竖杆(12)、报警装置(14)、装草箱(19)、竖井(20)、调速双向射流泵(21)、上水管(22)、下水管(23)、舵驱动装置(24)、连接线(25)、舵(26)、满载感应装置(27)和下水孔(29)；所述的输送管(3)下端设有进草口(2)，上端设有出草口(6)，所述连接杆(11)的一端铰接于输送管(3)中部，另一端铰接于角度调节装置(10)上；角度调节装置(10)固定在无人船(1)的船头位置；调速电机(7)固定在输送管(3)的顶端，同轴内置在输送管(3)内的转轴(5)穿过输送管(3)的顶端与调速电机(7)相连，且转轴(5)上沿程装有螺旋铰刀(4)，转轴(5)和螺旋铰刀(4)均连续布置在进草口(2)和出草口(6)之间，用于将水草从进草口(2)输送至出草口(6)；在出草口(6)正下方的无人船(1)船体上布置竖井(20)，装草箱(19)置于竖井(20)中，用于承接从出草口(6)落下的水草；调速双向射流泵(21)一端连接上水管(22)，另一端连接下水管(23)，上水管(22)末端位于打捞船所在水域的水面之下，下水管(23)另一端连通无人船(1)船头下端的下水孔(29)；舵(26)布置在无人船(1)的船尾吃水线以下，且与舵驱动装置(24)相连；满载感应装置(27)布置在无人船(1)的船身吃水线以下，满载感应装置(27)包括第一上金属片(30)、第二上金属片(31)、下金属片(32)和半球形充气橡胶球(33)，所述的半球形充气橡胶球(33)为密闭充气的半球体，半球体顶面平整；第一上金属片(30)和第二上金属片(31)设置于半球形充气橡胶球(33)内部的顶面上，且两者不接触，下金属片(32)布置于半球形充气橡胶球(33)内部的球面上；在半球形充气橡胶球(33)下沉至预设位置之前，所述下金属片(32)与第一上金属片(30)和第二上金属片(31)不接触；在半球形充气橡胶球(33)下沉至预设位置时，所述半球形充气橡胶球(33)挤压变形，使下金属片(32)与第一上金属片(30)和第二上金属片(31)同时接触；所述的报警装置(14)两端通过连接线(25)与所述的第一上金属片(30)和第二上金属片(31)相连，所述的第一上金属片(30)和第二上金属片(31)构成控制报警装置(14)启动和关闭的触点开关。

2.如权利要求1所述的水草打捞船，其特征在于，所述的报警装置(14)通过竖杆(12)固定立在无人船(1)的甲板上。

3.如权利要求2所述的水草打捞船，其特征在于，所述的竖杆(12)顶端还安装有摄像头(13)。

4.如权利要求1所述的水草打捞船，其特征在于，所述的调速双向射流泵(21)布置在无人船(1)的船尾上部。

5.如权利要求1所述的水草打捞船，其特征在于，所述的上水管(22)和下水管(23)末端均设有拦污网(28)。

6.如权利要求1所述的水草打捞船，其特征在于，所述的进草口(2)为喇叭状，螺旋铰刀(4)靠近进草口(2)一端的刀刃为锯齿状。

7.如权利要求1所述的水草打捞船，其特征在于，所述的报警装置(14)为警报灯、蜂鸣器或警报信号发送装置。

8.如权利要求1所述的水草打捞船，其特征在于，还包括控制单元(17)和供电单元(18)；所述的控制单元(17)和供电单元(18)布置在无人船(1)的船舱内，供电单元(18)通过供电线(15)分别与摄像头(13)、调速电机(7)、控制单元(17)、角度调节装置(10)、调速双向射流泵(21)、舵驱动装置(24)相连，控制单元(17)通过数据线(16)分别与摄像头(13)、报警装置(14)、调速电机(7)、角度调节装置(10)、调速双向射流泵(21)、舵驱动装置(24)相连。

9.如权利要求1所述的水草打捞船，其特征在于，还包括远程操作单元(9)，远程操作单元(9)与控制单元(17)之间通过无线网络进行数据交互。