CN105064303A - 一种可控机械浮臂式水葫芦围拢装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，包括控制系统、拦截网体、分别铰接安装在打捞船前方两侧底座的机械臂，机械臂从拦截网体正中穿过，所述机械臂包括一级臂和二级臂，一级臂的一端通过转动关节与底座铰接，另一端通过转动关节与二级臂相连，二级臂的末端设有通过电机驱动可向内侧偏转的旋转耙，一级臂与二级臂的转动关节处以及二级臂的末端配置有双向马达推进器，控制系统通过控制双向马达推进器的输出动力和驱动方向实现拦截网体在水体中的自由移动和对水葫芦进行围拢。本发明可实现对漂浮水葫芦群体的快速围拢，提高清除作业效率。

Description

一种可控机械浮臂式水葫芦围拢装置

技术领域

本发明涉及水生植物的采集和处理领域，具体是一种可控机械浮臂式水葫芦围拢装置。

背景技术

凤眼莲(Eichhorniacrassipes)，俗名水葫芦，属雨久花科、凤眼莲属，原产南美洲，为多年生植物，于20世纪30年代传入我国。由于其繁殖能力极强，能以克隆生长的方式在水体中迅速繁衍、滋生和扩张，常形成大面积单优群落，导致水体生物多样性降低，河道的行洪及通航功能受阻，腐烂后造成二次污染，严重影响水生态系统的稳定和健康，对周边居民的生产、生活及社会经济的发展造成威胁。现已成为世界许多国家和地区的一种恶性外来入侵种，被列为世界十大害草之一。无论是水葫芦资源化利用还是针对已经泛滥的水葫芦，都必须及时采收和进行有效控制，防止其爆发性增殖和扩散。

目前，针对水面漂浮水葫芦的清除工作可分为人工清除和机械清除两种：人工清除费时费力，打捞范围小，效率低下，无法应对大面积爆发事件，而机械打捞自动化程度较高，被越来越多的应用到水葫芦的采收中，尤其是针对大面积水葫芦群落的清除。机械打捞的一般流程为：首先通过输送带将水葫芦打捞至船舱中，暂存起来，达到一定量时运至岸上。例如，授权公告号为CN1619972Y、CN2605196、CNN201305844Y、CN20163389U等中国专利公开了在船体或工作平台上装有类似打捞、减容及储存等功能的装置。值得注意的是，目前多数关于水葫芦清除的发明都只针对打捞船本身进行创造或改进，如增加存储量、改进传送装置、增加减容装置等，而在对大面积水葫芦群落进行打捞的实际操作中，仍存在许多问题和不足：(1)多数打捞船只具备打捞装置，不具备收集装置，打捞范围小，只能通过船体前方的传动带对极小范围内的水葫芦进行清除，对以船体为中心的其他方向聚集的大量水葫芦无能为力，导致船体在水面上移动困难，机动性较差，降低了打捞效率；(2)部分打捞船工作时，首先通过小船将水葫芦聚拢到一起，再实施打捞，此过程也耗费大量人力、物力，而且无法实现打捞和围拢的一体化自动控制，影响打捞效率。

鉴于水葫芦暴发时间短、数量多、影响和覆盖面积大，要想快速消除水葫芦暴发造成的影响，就必须在较短时间内对漂浮个体进行快速聚拢，然后集中打捞，实现有效清除。因此，为解决现有技术的不足，急需一种移动灵活、操作方便、作用范围广、可自动控制的水葫芦围拢装置，和打捞船、清漂船等机械装置配合使用，提高打捞效率。

发明内容

为弥补现有水葫芦打捞技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，该装置安装在打捞船的船体两侧，或和其他打捞设备配合使用，实现对漂浮水葫芦群体的快速围拢，提高清除作业效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，包括控制系统、分别铰接安装在打捞船前方两侧底座的机械臂、机械臂从拦截网体正中穿过，所述机械臂包括一级臂和二级臂，一级臂的一端通过转动关节与底座铰接，另一端通过转动关节与二级臂相连，二级臂的末端设有通过电机驱动可向内侧偏转的旋转耙，一级臂与二级臂的转动关节处以及二级臂的末端配置有双向马达推进器，控制系统通过控制双向马达推进器的输出动力和驱动方向实现拦截网体在水体中的自由移动和对水葫芦进行围拢。

如上所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，所述的拦截网体由双层多孔挂布制成，网孔直径不小于3cm且不大于10cm。

如上所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，拦截网体的高度不小于80cm且不大于100cm，长度不小于5m且不大于10m。

如上所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，拦截网体的两端设有多组可伸缩的弹性挂钩，相邻弹性挂钩之间的距离不大于10cm。

如上所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，所述拦截网体上部设有牵引组件和充气系统，下部设有沿着拦截网体长度方向间隔设置的多个配重球。

如上所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，配重球外部为耐水、耐腐蚀的橡胶，内部填充混凝土。

如上所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，所述牵引组件采用高强度的聚乙烯纤维绳，聚乙烯纤维绳依次穿过网体上沿预留的气眼。

如上所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，一级臂可以转动关节为中心进行0～180度旋转，二级臂可通过与一级臂之间的转动关节进行0-270度的转动。

本发明的有益效果和优点在于：

1.本装置一级臂与船体、二级臂之间均通过转动关节铰接，借助转动电机和马达推进器的驱动作用，实现机械臂的大角度转动，扩大打捞范围，和打捞船配合使用，可显著提高打捞效率；

2.本装置中的两级机械臂在打捞任务完成时可进行折叠和收缩，不影响船只的机动性以及河道等的行洪功能；

3.本装置充分考虑水葫芦的生态学特征，根据不同生长时期水葫芦植株在水面上下的分配比例，通过调节充气浮体的气压，相应的调节拦截网体在水面上下的比例，实现高效围拢。

附图说明

图1为本发明可控机械浮臂式水葫芦围拢装置的俯视图；

图2为本发明可控机械浮臂式水葫芦围拢装置的纵剖面图；

图3为本发明可控机械浮臂式水葫芦围拢装置的横剖面图；

图4为本发明中旋转耙的结构示意图。

图中：1—机械臂，2—双向马达推进器，3—拦截网体转动关节，4—旋转耙，5—控制系统，6—底座，11—一级臂，12—二级臂，31—双层多孔挂布，32—弹性挂钩，33—牵引组件，34—充气系统，35—配重球，41—驱动轴，42—耙体。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参考图1，本发明可控机械浮臂式水葫芦围拢装置包括机械臂1、双向马达推进器2、拦截网体3、旋转耙4、控制系统5、底座6、转动关节7。

两个底座6分别固定在打捞船前方两侧，所述的机械臂1由一级臂11和二级臂12两级机械臂组成。一级臂11的一端通过转动关节7(此处安装有转动电机)与的底座6铰接，另一端从正中穿过上述拦截网体3，通过相同的转动关节7与二级臂12相连，二级臂12也以相同的方式穿过拦截网体3，其末端设有旋转耙4，旋转耙4可通过电机驱动朝围拢区域内侧拨动水葫芦。如图4所示，所述旋转耙4包括驱动轴41以及设在驱动轴41上的多个耙钩42，驱动轴41在电机驱动的动力作用下，带动耙钩42不断拨动，使水葫芦朝围拢区域内侧移动，增加围拢区域内的水葫芦数量。

一级臂11能够以转动关节7为中心进行0～180度旋转，二级臂12可通过与一级臂11之间的转动关节7进行0-270度的转动。一级臂11与二级臂12的转动关节7处以及二级臂12的末端配置有双向马达推进器2，通过控制马达推进器2的输出动力和驱动方向，实现拦截网体3在水体中的自由移动和对水葫芦进行高效围拢；二级臂12末端设有旋转耙8，可通过电机驱动朝围拢区域内侧拨动水葫芦，增加围拢量。上述机械臂1的摆动方向、双向马达推进器2的推进方向、动力以及旋转耙4的转动等，均由安装在打捞船操作间内的控制系统1准确操控，从而实现对水面漂浮水葫芦的快速围拢。

请进一步参考图2及图3，所述的拦截网体3为双层多孔挂布，可由聚乙烯网体制成，网孔直径不小于3cm且不大于10cm。拦截网体3的高度不小于80cm且不大于100cm，长度不小于5m且不大于10m。拦截网体3的两端设有多组可伸缩的弹性挂钩32，相邻弹性挂钩32之间的距离不大于10cm，既可保证转动关节7灵活转动，相邻两个拦截网体3之间(即两个网体相连接的转动关节处)通过弹性挂钩32相连，可防止围拢时水葫芦从中间缝隙中逃逸出去。弹性挂钩32具有一定的伸缩性，可承受机械臂不同角度摆动时产生的拉伸力。所述拦截网体3上部设有牵引组件33和充气系统34，下部设有沿着拦截网体3长度方向间隔设置的多个配重球35，配重球35外部为耐水、耐腐蚀的橡胶，内部填充混凝土。所述牵引组件22可采用高强度的聚乙烯纤维绳，聚乙烯纤维绳依次穿过网体上沿预留的气眼。聚乙烯纤维绳的两端各设一个可伸缩的弹性挂钩32，可提高在实施围拢时拦截网体的抗拉强度。

所述充气系统34位于拦截网体3的中上部，由多组管状充气浮体组成，通过调节浮体的气压控制拦截网体3在水面上下的比例,以适应水葫芦不同生长期在水面上下的株高及生物量比例，提高围拢效率；所述的配重球35位于拦截网体3下沿。

所述的机械臂1从拦截网体3的正中穿过，不同级机械臂之间通过转动关节7连接，机械臂1连同拦截网体3一起进行不同角度、范围的转动，对水葫芦进行围拢。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：包括控制系统(5)、拦截网体(3)、分别铰接安装在打捞船前方两侧底座(6)的机械臂(1)、机械臂(1)从拦截网体(3)正中穿过，所述机械臂(1)包括一级臂(11)和二级臂(12)，一级臂(11)的一端通过转动关节(7)与底座(6)铰接，另一端通过转动关节(7)与二级臂(12)相连，二级臂(12)的末端设有通过电机驱动可向内侧偏转的旋转耙(4)，一级臂(11)与二级臂(12)的转动关节(7)处以及二级臂(12)的末端配置有双向马达推进器(2)，控制系统(5)通过控制双向马达推进器(2)的输出动力和驱动方向实现拦截网体(3)在水体中的自由移动和对水葫芦进行围拢。

2.如权利要求1所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：所述的拦截网体(3)由双层多孔挂布制成，网孔直径不小于3cm且不大于10cm。

3.如权利要求1或2所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：拦截网体(3)的高度不小于80cm且不大于100cm，长度不小于5m且不大于10m。

4.如权利要求1或2所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：拦截网体(3)的两端设有多组可伸缩的弹性挂钩(32)，相邻弹性挂钩(32)之间的距离不大于10cm。

5.如权利要求1或2所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：所述拦截网体(3)上部设有牵引组件(33)和充气系统(34)，下部设有沿着拦截网体(3)长度方向间隔设置的多个配重球(35)。

6.如权利要求5所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：配重球(35)外部为耐水、耐腐蚀的橡胶，内部填充混凝土。

7.如权利要求5所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：所述牵引组件(22)采用高强度的聚乙烯纤维绳，聚乙烯纤维绳依次穿过网体上沿预留的气眼。

8.如权利要求1所述的可控机械浮臂式水葫芦围拢装置，其特征在于：一级臂(11)可以转动关节(7)为中心进行0～180度旋转，二级臂(12)可通过与一级臂(11)之间的转动关节(7)进行0-270度的转动。