一种水面垃圾及浮游植物清洁船的制作方法
【专利摘要】一种水面垃圾及浮游植物清洁船,为双船体结构，主要由驱动轮、垃圾引导机构、叶轮导水机构、垃圾翻斗机构、垃圾仓、水草切割与收集机构及驱动控制系统等几部分组成。工作时，通过垃圾引导机构和叶轮导水机构，将船体前方垃圾吸入翻斗垃圾收集区，再通过翻斗机构将收集到的垃圾翻转倾倒至设于船上的垃圾仓内，同时，利用水生植物切割机构将浮游水生植物切碎，并通过水草收集机构（即钉耙式输送履带）运送到垃圾仓内，待垃圾收满之后，船体泊岸，利用吊车把垃圾仓吊至转运车上，清除水面垃圾及浮游植物速度快，且避免水草缠刀现象发生。
【专利说明】一种水面垃圾及浮游植物清洁船
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种清污船，特别是涉及一种水面垃圾及浮游植物清洁船。
【背景技术】
[0002]近年来国内大小湖泊、城市河道等水面的垃圾污染情况愈发严重，人类赖以生存的水资源受到的威胁越来越大。另外，公园、游乐场所等的湖泊、池塘的水面上经常有塑料袋、纸屑、软包装、饮料盒、塑料泡沫、瓜皮等水面垃圾，有些还有水草、水葫芦等浮游水生植物，大量水面垃圾的存在，不但污染了生活水源，也影响了市容环境。目前水面垃圾清洁船，船头两个垃圾引导机构有的使用机械手，结构复杂，造价高，有的采用双动力分别驱动，动作不易同步，对于水草切割机构，切刀均为为单向转动切割，水草易缠刀，缠刀后需进行特别处理，效率低，鉴于此，设计了本产品，克服了上述不足，主要适用于城市河道、湖面以及风景区等小型水域的水面垃圾及浮游植物的清洁工作。
【发明内容】
[0003]本发明的目的，是提供一种水面垃圾及浮游植物清洁船，集垃圾收集与水生植物切割功能于一体，船头两侧垃圾引导机构同步运动，水生植物切割装置内外刀片反向交错运动，避免水草缠刀现象发生。
[0004]采用的技术方案是:
一种水面垃圾及浮游植物清洁船，包括左侧船体、右侧船体、左侧垃圾引导机构、右侧垃圾引导机构、叶轮导水机构、垃圾翻斗机构、水草切割机构、水草收集机构、二个驱动轮和垃圾仓。左侧船体和右侧船体连接成一整体。
[0005]左侧垃圾弓I导机构装设在左侧船体的船头部位，左侧垃圾引导机构包括曲柄、连杆、摇杆、左侧导板和左侧锥齿轮传动机构。曲柄装设在左侧船体的船板上的轴孔内，曲柄的下端与装设在左侧船体内的电机的输出轴连接，曲柄的上端与连杆的一端铰接，连杆的另一端与摇杆的一端铰接，摇杆的另一端穿过左侧船体前端的开口伸出左侧船体，并与左侧导板的一端固定连接。左侧锥齿轮传动机构，包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和传动轴，第一锥齿轮的第一轮轴的上端与摇杆固定连接，第一轮轴竖直设置。第二锥齿轮水平设置，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，传动轴水平设置，传动轴的一端与第二锥齿轮连接，另一端与右侧锥齿轮传动机构中的第三锥齿轮连接，右侧锥齿轮传动机构在结构上与左侧锥齿轮传动机构相同。
[0006]右侧垃圾引导机构无曲柄摇杆机构，靠左侧垃圾引导机构驱动，其余结构与左侧垃圾引导机构相同；
叶轮导水机构由装设在叶轮轴上的叶片构成，叶轮导水机构设置在左侧船体和右侧船体的中间，且位于船头部位，叶轮轴的两端部分别由装设在左侧船体和右侧船体上的轴座内的轴承予以支撑，叶轮轴的一端与装设在右侧船体内的电机的输出轴连接；
垃圾翻斗机构安装在船体的中部，位于左侧船体和右侧船体之间。
[0007]垃圾翻斗机构的作用是转运水面的漂浮垃圾到安装于船体中后部的垃圾仓中。通过垃圾引导机构和导水叶轮的作用，水面垃圾被引导入翻斗内，待垃圾收满后，由水平初始状态开始翻转，将垃圾倾倒进垃圾仓内，倾倒完毕翻斗机构回归水平状态，完成一个工作循环。垃圾仓装满后船靠岸，将垃圾运上岸。
[0008]垃圾翻斗机构包括翻斗曲柄摇杆机构和翻斗，翻斗曲柄摇杆机构位于翻斗的右侧，包括翻斗曲柄、翻斗连杆和翻斗摇杆，翻斗和翻斗摇杆固连在一起。翻斗曲柄的一端通过销轴穿过右侧船体上的曲柄轴孔后与装设在右侧船体内的电机输出轴连接。翻斗曲柄的另一端与翻斗连杆的一端铰接，翻斗连杆的另一端与翻斗摇杆铰接。翻斗的右端通过轴孔与右侧船体铰接，翻斗依靠其右侧的翻斗曲柄摇杆机构驱动，左侧无翻斗曲柄摇杆机构，翻斗左侧与左侧船体的连接方式与右端相同。
[0009]水生植物切割机构为齿轮滚筒状水草切割机构，位于船体尾部水面以下，利用内外两组刀片的反向交错运动将水生植物切碎，被切碎的水生植物通过附着钉耙的履带式水草收集机构运送至垃圾收集仓内。
[0010]水生植物切割机构，包括内齿轮、第一外齿轮、第二外齿轮和支板，内齿轮与第一外齿轮啮合，第一外齿轮与第二外齿轮啮合。内齿轮的内侧壁沿圆周方向等距离固定有三个刀架，三个刀架的另一端分别与支板固定连接。三个刀架上分别装设有内刀片，第二外齿轮的中心轴的另一端装设在支板的中心轴孔内；第二外齿轮的中心轴上装设有一组外刀片，与内刀片形成内、外刀片反向交错运动。第一外齿轮和第二外齿轮由轴座支撑，第二外齿轮的中心轴的左外端装入左支架的对应轴孔内，左支架通过多个螺钉固定在左侧船体上。中心轴上装设有第一链轮。支板通过右支架与右侧船体固定连接。
[0011]水草收集机构，包括履带式传送带、被动轴和主动轴，履带式传送带由被动轴和主动轴支撑，主动轴由装设在右侧船体内的电机驱动，被动轴上装设有第二链轮，第二链轮通过链条与第一链轮连结。
[0012]履带式传送带上装设有多排钉耙。
[0013]本发明的特点:
1、采用曲柄摇杆机构和锥齿轮机构，使位于船头两侧的左、右垃圾引导机构同时张合，克服了垃圾引导装置难以同步的缺点。
[0014]2、利用定轴轮系内、外齿轮反向运动的原理，设计水生植物切割装置，使齿轮滚筒状内外刀片反向交错运动，避免了以往水草切割装置同一方向切割产生的水草缠刀现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的总体结构示意图。
[0016]图2是垃圾引导机构外观立体图。
[0017]图3是垃圾引导机构结构平面图。
[0018]图4是翻斗机构结构平面图。
[0019]图5是水草切割机构及收集机构立体图。
[0020]图6是水草切割机构平面图。
[0021]图7是图6的A— A视图。
[0022]图8是图6的B向视图。
【具体实施方式】
[0023]一种水面垃圾及浮游植物清洁船，包括左侧船体1、右侧船体2、左侧垃圾引导机构3、右侧垃圾引导机构4、叶轮导水机构5、垃圾翻斗机构6、水草切割机构7、水草收集机构
8、二个驱动轮9和垃圾仓10。左侧船体I和右侧船体2连接成一整体。
[0024]左侧垃圾引导机构3装设在左侧船体I的船头部位，左侧垃圾引导机构3包括曲柄11、连杆12、摇杆13、左侧导板14和左侧锥齿轮传动机构15。曲柄11装设在左侧船体I的船板16上的轴孔内，曲柄11的下端与装设在左侧船体I内的电机的输出轴连接，曲柄11的上端与连杆12的一端铰接，连杆12的另一端与摇杆13的一端铰接，摇杆13的另一端穿过左侧船体I前端的开口 46伸出左侧船体1，并与左侧导板14的一端固定连接。左侧锥齿轮传动机构15，包括第一锥齿轮17、第二锥齿轮18和传动轴19，第一锥齿轮17的第一轮轴20的上端与摇杆13固定连接，第一轮轴20竖直设置。第二锥齿轮18水平设置，第二锥齿轮18与第一锥齿轮17啮合，传动轴19水平设置，传动轴19的一端与第二锥齿轮18连接，另一端与右侧锥齿轮传动机构中的第三锥齿轮21连接，右侧锥齿轮传动机构在结构上与左侧锥齿轮传动机构15相同。
[0025]右侧垃圾引导机构4无曲柄摇杆机构，靠左侧垃圾引导机构3驱动，其余结构与左侧垃圾引导机构3相同；
叶轮导水机构5，由装设在叶轮轴22上的叶片23构成，叶轮导水机构5设置在左侧船体I和右侧船体2的中间，且位于船头部位，叶轮轴22的两端部分别由装设在左侧船体I和右侧船体2上的轴座内的轴承予以支撑，叶轮轴22的一端与装设在右侧船体2内的电机的输出轴连接；
垃圾翻斗机构6安装在船体的中部，位于左侧船体I和右侧船体2之间；
垃圾翻斗机构的作用是转运水面的漂浮垃圾到安装于船体中后部的垃圾仓中。通过垃圾引导机构和导水叶轮的作用，水面垃圾被引导入翻斗内，待垃圾收满后，由水平初始状态开始翻转，将垃圾倾倒进垃圾仓内，倾倒完毕翻斗机构回归水平状态，完成一个工作循环。垃圾仓装满后船靠岸，将垃圾运上岸。
[0026]垃圾翻斗机构6，包括翻斗曲柄摇杆机构24和翻斗25，翻斗曲柄摇杆机构24位于翻斗的右侧，包括翻斗曲柄26、翻斗连杆27和翻斗摇杆28，翻斗25和翻斗摇杆28固连在一起。翻斗曲柄26的一端通过销轴48穿过右侧船体2上的曲柄轴孔后与装设在右侧船体2内的电机输出轴连接。翻斗曲柄26的另一端与翻斗连杆27的一端铰接，翻斗连杆27的另一端与翻斗摇杆28铰接。翻斗25的右端通过轴孔49与右侧船体2铰接，翻斗25依靠其右侧的翻斗曲柄摇杆机构24驱动，左侧无翻斗曲柄摇杆机构，翻斗25左侧与左侧船体I的连接方式与右端相同。
[0027]水生植物切割机7为齿轮滚筒状水草切割机构，位于船体尾部水面以下，利用内外两组刀片的反向交错运动将水草打碎，被切碎的水生植物通过附着钉耙的履带式水草收集机构运送至垃圾收集仓内。
[0028]水生植物切割机构7，包括内齿轮29、第一外齿轮30、第二外齿轮31、支板32，内齿轮29与第一外齿轮30啮合，第一外齿轮30与第二外齿轮31啮合。内齿轮29的内侧壁沿圆周方向等距离固定有三个刀架33，三个刀架33的另一端分别与支板32固定连接。三个刀架33上分别装设有内刀片36，第二外齿轮31的中心轴35的另一端装设在支板32的中心轴孔内；第二外齿轮31的中心轴35上装设有一组外刀片34，与内刀片形成内、外刀片反向
交错运动。第一外齿轮30和第二外齿轮31由轴座37支撑，第二外齿轮31的中心轴35的左外端装入左支架38的对应轴孔内，左支架38通过多个螺钉固定在左侧船体I上。中心轴35上装设有第一链轮39。支板32通过右支架40与右侧船体2固定连接。
[0029]水草收集机构8,包括履带式传送带41、被动轴42和主动轴43,履带式传送带41由被动轴42和主动轴43支撑，主动轴43由装设在右侧船体2内的电机驱动，被动轴42上装设有第二链轮44，第二链轮44通过链条45与第一链轮39连结。
[0030]履带式传送带41上装设有多排钉耙47。
[0031]综合本实施方式对本发明及其工作原理作进一步说明:
垃圾引导机构用来扩大垃圾收集范围，并将垃圾引导到垃圾收集区。该机构由曲柄摇杆机构和锥齿轮机构组成，通过曲柄摇杆机构实现船体左侧的导板往复摆动，然后通过锥齿轮传动把动力传送到船体右端的导板，实现两导板的同时张合，从而保持两个垃圾引导机构同步运动，通过设计摇杆摆角的大小及导板的长度，控制左侧导板的摆动幅度及垃圾收集范围。如图2所示。工作时，电机驱动曲柄11做整周旋转,通过连杆12带动摇杆13及左侧导板14往复摆动,第一轮轴20与摇杆13固连在一起,随着摇杆13的往复摆动而转动，从而驱动左侧锥齿轮机构15运动，并通过传动轴19将运动传递给右侧锥齿轮机构，从而使第二锥齿轮轴18与第三锥齿轮轴21同步转动，因此就保证了左右二个导板的同步张合。图2为垃圾引导机构立体图。
[0032]垃圾引导机构位于船头，相当于一个简易的机械臂，可以拨动在角落、岸边等特殊位置的死角垃圾，这一设计有效保证了左、右两个垃圾引导机构能够保持同步运动，能更好地将把前方垃圾引导到船体的收集范围内，大大地增加了清理垃圾的水域范围。
[0033]该收集船的翻斗机构安装于船体的中部，主要作用是转运水面的漂浮垃圾到安装于船体中后部的垃圾仓中。通过垃圾引导机构和导水叶轮的作用，水面垃圾被引导入翻斗内，待垃圾收满后，由水平初始状态开始翻转，将垃圾倾倒进垃圾仓内，倾倒完毕翻斗机构回归水平状态，完成一个工作循环。垃圾仓装满后船靠岸，将垃圾运上岸。
[0034]根据以上对翻斗机构的要求，我们选取了曲柄摇杆机构来实现。曲柄摇杆机构中摇杆在一定的角度范围内，绕定轴来回地摆动。通过设计各杆的尺寸，可预定摇杆的摆角。将摇杆和翻斗固连在一起，则翻斗在摇杆的引导下将在一定范围内绕定轴翻转，实现垃圾收集和转运的工作。
[0035]水草切割机构及水草收集机构
该机构由定轴轮系构成，如图6所示。第一外齿轮、第二外齿轮和内齿轮构成定轴轮系，在内齿轮内侧边缘四周固定安装三个刀架，在每个刀架上固定安装一组刀片，形成齿轮式滚筒状外刀片，在第二外齿轮的中心轴上同样安装一组刀片形成内刀片，内、外刀片反向交错运动，在定轴轮系中，第二外齿轮和内齿轮的转动方向相反，因此，内、外刀片的转向也相反，在遇见水草时，通过内、外刀片的反向相对交错运动，就完成了切割水草的功能。在切割水草的过程中，由于内外刀片旋转方向相反，且刀尖抵近刀架，不断地将水草切碎，避免了以往切割刀具单方向旋转使水草缠绕刀具的现象，大大提高了切割效率，极大减少了事效率
【权利要求】
1.一种水面垃圾及浮游植物清洁船，包括左侧船体(1)、右侧船体(2)、左侧垃圾引导机构(3)、右侧垃圾引导机构(4)、叶轮导水机构(5)、垃圾翻斗机构(6)、水草切割机构Cl)、水草收集机构(8)、二个驱动轮(9)和垃圾仓(10)，左侧船体(1)和右侧船体(2)连接成一整体，其特征在于: 左侧垃圾引导机构(3 )装设在左侧船体(1)的船头部位，左侧垃圾引导机构(3 )包括曲柄(11)、连杆(12)、摇杆(13)、左侧导板(14)和左侧锥齿轮传动机构(15)，曲柄(11)装设在左侧船体(1)的船板(16)上的轴孔内，曲柄(11)的下端与装设在左侧船体(1)内的电机的输出轴连接，曲柄(11)的上端与连杆(12)的一端铰接，连杆(12)的另一端与摇杆(13)的一端连接，摇杆(13 )的另一端穿过左侧船体(1)前端的开口( 46 )伸出左侧船体(1)，并与左侧导板(14)的一端固定连接，左侧锥齿轮传动机构(15)，包括第一锥齿轮(17)、第二锥齿轮(18)和传动轴(19)，第一锥齿轮(17)的第一轮轴(20)的上端与摇杆(13)固定连接，第一轮轴(20)竖直设置，第二锥齿轮(18)水平设置，第二锥齿轮(18)与第一锥齿轮(17)啮合，传动轴(19)水平设置，传动轴(19)的一端与第二锥齿轮(18)连接，另一端与右侧锥齿轮传动机构中的第三锥齿轮(21)连接，右侧锥齿轮传动机构在结构上与左侧锥齿轮传动机构(15)相同； 右侧垃圾引导机构(4)无曲柄摇杆机构，靠左侧垃圾引导机构(3)驱动，其余结构与左侧垃圾引导机构(3)相同； 叶轮导水机构(5)，由装设在叶轮轴(22)上的叶片(23)构成，叶轮导水机构(5)设置在左侧船体(1)和右侧船体(2 )的中间，且位于船头部位，叶轮轴(22 )的两端部分别由装设在左侧船体(1)和右侧船体(2)上的轴座内的轴承予以支撑，叶轮轴(22)的一端与装设在右侧船体(2)内的电机的输出轴连接； 垃圾翻斗机构(6)安装在船体的中部，位于左侧船体(1)和右侧船体(2)之间； 垃圾翻斗机构(6)，包括翻斗曲柄摇杆机构(24)和翻斗(25)，翻斗曲柄摇杆机构(24)位于翻斗的右侧，包括翻斗曲柄(26)、翻斗连杆(27)和翻斗摇杆(28)，翻斗(25)和翻斗摇杆(28)固连在一起，翻斗曲柄(26)的一端通过销轴(48)穿过右侧船体(2)上的曲柄轴孔后与装设在右侧船体(2)内的电机输出轴连接，翻斗曲柄(26)的另一端与翻斗连杆(27)的一端铰接，翻斗连杆(27)的另一端与翻斗摇杆(28)铰接，翻斗(25)的右端通过轴孔(49)与右侧船体(2)铰接，翻斗(25)依靠其右侧的翻斗曲柄摇杆机构(24)驱动，左侧无翻斗曲柄摇杆机构，翻斗(25)左侧与左侧船体(1)的连接方式与右端相同； 水生植物切割机(7)为齿轮滚筒状水草切割机构，位于船体尾部水面以下； 水生植物切割机构(7)，包括内齿轮(29)、第一外齿轮(30)、第二外齿轮(31)、支板(32)，内齿轮(29)与第一外齿轮(30)啮合，第一外齿轮(30)与第二外齿轮(31)啮合，内齿轮(29)的内侧壁沿圆周方向等距离固定有三个刀架(33)，三个刀架(33)的另一端分别与支板(32)固定连接，三个刀架(33)上分别装设有内刀片(34)，第二外齿轮(31)的中心轴(35)的另一端装设在支板(32)的中心轴孔内；第二外齿轮(31)的中心轴(35)上装设有一组外刀片(36)，与内刀片形成内、外刀片反向交错运动，第一外齿轮(30)和第二外齿轮(31)由轴座(37)支撑，第二外齿轮(31)的中心轴(35)的左外端装入左支架(38)的对应轴孔内，左支架(38 )通过多个螺钉固定在左侧船体(1)上，中心轴(35 )上装设有第一链轮(39)， 支板(32)通过右支架(40)与右侧船体(2)固定连接；水草收集机构(8 )，包括履带式传送带(41)、被动轴(42 )和主动轴(43 )，履带式传送带(41)由被动轴(42)和主动轴(43)支撑，主动轴(43)由装设在右侧船体(2)内的电机驱动，被动轴(42)上装设有第二链轮(44)，第二链轮(44)通过链条(45)与第一链轮(39)连结。
2.根据权利要求1所述的一种水面垃圾及浮游植物清洁船，其特征是履带式传送带(41)上装设有多 排钉耙(47)。
【文档编号】E02B15/10GK104071309SQ201410302173
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】李金泉, 刘迟, 王生煦, 纪海峰, 蒋伟, 白兴龙, 李沛 申请人:沈阳理工大学