一种河道清淤垃圾清理装置及方法与流程

1.本发明主要水利工程相关设备技术领域，具体是一种河道清淤垃圾清理装置及方法。


背景技术：

2.水是生命之源，人们以水定居，或在没有水的地方定居时也会兴修相关水利工程达到供水目的，在定居后借用现有河流湖泊或兴修水利工程作为供水点等，且河道水域还可以提供养殖、观光、旅游等目的，在使用一定时间后，由于生活垃圾、工业生产废料以及建筑垃圾大量倾倒入河道，导致河道的水体污染，进而大大影响水体的生态环境，同时随着时间的流逝，河流中会有淤泥沉淀，以及一些杂物残留在河底，这些淤泥、杂物长时间得不到清理，会散发出一阵恶臭，影响周边的环境以及周边人们的日常生活。所以每隔一段时间，则需要对河道进行清淤作业处理，维护河道的生态环境，现有清淤时往往采用抽吸泵式或挖掘式清淤，在采用抽吸泵式清淤时，由于河道淤泥内存在沉降的塑料垃圾袋、废旧钢筋、铁丝、枯枝等杂物，往往对抽吸泵造成物理损伤，影响清淤效率。


技术实现要素：

3.为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种河道清淤垃圾清理装置及方法，能够有效清理淤泥内垃圾，提高抽吸泵使用寿命，进而提高淤泥清理质量。
4.本发明的技术方案如下:
5.一种河道清淤垃圾清理装置，包括船体、设置于船体内的收集箱、安装于船体上且可被释放至水域淤泥层内的过滤机构，所述过滤机构包括两个护板以及固定于护板下方的多个过滤爪，所述护板上设有辅助板，在护板内侧设有活动槽，在辅助板内侧设有辅助活动槽，所述活动槽包括上直线槽、下直线槽，上直线槽、下直线槽在外端通过斜向槽连通，在内端通过竖槽连通，在两个护板之间设有清理机构；
6.所述清理机构包括往复式驱动组件、与往复式驱动组件连接的活动座、安装于活动座上的直线导轨以及安装于直线导轨上的清理爪固定座，所述清理爪固定座上并列安装有多个清理爪，所述清理爪固定座两端设置导向活动柱，所述导向活动柱设置于活动槽内与活动槽滑动配合，所述清理爪固定座上方设有活动柱，所述活动柱穿过一导向横杆固定连接于清理爪固定座上，所述导向横杆两端设置于辅助活动槽内与辅助活动槽滑动配合，所述活动柱上套设有朝向上方对清理爪固定座施力的第一弹簧；
7.所述往复式驱动组件用于驱动清理爪运动并使与其连接的导向活动柱沿活动槽循环运动，且当所述导向活动柱位于上直线槽时，所述清理爪位于过滤爪上方，当导向活动柱在斜向槽内运动时，在直线导轨导向下清理爪向靠近过滤爪方向运动，当导向活动柱位于下直线槽时，所述清理爪和过滤爪呈交叉状态。
8.进一步，所述往复式驱动组件包括电机，所述电机上设有导向支架，电机连接有丝
杆，丝杆连接有活动套，活动套可与导向支架产生相对滑动运动，活动套连接剪叉单元，剪叉单元连接所述活动座。
9.进一步，所述往复式驱动组件还包括导向滑槽片，所述导向滑槽片固定在护板上，所述剪叉单元最内端的那组x活动架通过销轴连接导向滑槽片，且该组x活动架的中心轴通过转轴与活动套连接。
10.进一步，所述剪叉单元以及对应的活动座、直线导轨均并列设置两组，所述导向活动柱以及对应的第一弹簧均并列设置两个。
11.进一步，其特征在于，所述电机驱动活动套向外移动时，所述剪叉单元展开，同时驱动所述导向活动柱沿上直线槽运动至斜向槽处；所述电机驱动活动套复位运动时，所述剪叉单元收纳，同时驱动所述导向活动柱沿斜向槽向下运动，清理爪固定座随之沿导轨向下运动，且活动柱向下运动使第一弹簧压缩，随剪叉单元继续收纳，导向活动柱由斜向槽自动进入下直线槽，运动至竖槽位置时，在第一弹簧作用下，拉动导向活动柱向上复位至上直线槽。
12.进一步，所述辅助活动槽与活动槽的上直线槽、下直线槽平行设置，所述直线导轨与活动槽的上直线槽、下直线槽垂直设置。
13.进一步，所述导向活动柱与清理爪固定座之间设有第二弹簧，所述斜向槽在与上直线槽连接处，其槽底低于上直线槽槽底。
14.进一步，所述护板上设有滤水孔。
15.进一步，所述收集箱上设有导料板，所述导料板设置于过滤爪一端下方，所述清理爪与过滤爪交叉配合时，过滤爪上的物料通过清理爪清理下落至所述收集箱内。
16.根据本发明的另一方面，提供一种河道清淤垃圾清理方法，采用上述的清理装置，所述方法包括如下步骤:
17.s1、将船体开动到预定清理水域，将过滤机构放下，使前端进入水域的淤泥层内；
18.s2、启动船体的动力装置，使船体向前运动，进而使过滤爪开始过滤淤泥层内的垃圾杂物，同时启动电机，使丝杆转动，进而使导向套在导向支架辅助作用下向向外移动，进而带动转轴移动，进而使剪叉单元向外移动，在导向滑槽片与剪叉单元连接销轴作用下使剪叉单元展开；
19.s3、剪叉单元展开时，活动座带动直线导轨向外展开，进而带动清理爪固定座在导向活动柱作用下沿活动槽上的上直线槽向淤泥层运动，同时通过活动柱带动导向横杆在辅助活动槽内一同运动；
20.当剪叉单元全部展开时，导向活动柱进入活动槽的斜向槽内并在第二弹簧作用下与槽底紧密接触；
21.s4、电机反转，通过丝杆带动导向套向回运动，进而通过转轴带动剪叉单元向回运动，在导向滑槽片作用下使剪叉单元收缩层叠；
22.此时清理爪固定座在导向活动柱作用下沿活动槽的斜向槽向下运动，同时带动活动柱向下运动，并压缩第一弹簧，同时清理爪固定座在直线导轨作用下向下滑动；
23.当导向活动柱带动清理爪固定座运动到活动槽下方的下直线槽内时，清理爪完全与过滤爪呈十字交叉；
24.s5、电机继续反转，形成清理爪固定座在活动座作用下继续沿活动槽的下直线槽
继续向电机方向运动，进而实现清理爪将过滤爪过滤出来的垃圾沿过滤爪向上带起；
25.s6、当剪叉单元完全回收时，此时电机停转，同时清理爪运动到过滤爪顶端，将过滤爪后的垃圾向下掉落至收集箱，此时清理爪与过滤爪仍为交叉状态；此时导向活动柱在清理爪固定座带动下运动到活动槽的竖槽内，在第一弹簧复位作用下使活动柱向上运动，进而带动清理爪固定座在导向活动柱作用下向上运动，形成清理爪与过滤爪垂直脱离，将清理爪下方悬挂的垃圾也一同脱离；
26.s7、电机正转，开始重复步骤s2—s6，开始新一轮的垃圾清理。
27.本发明的有益效果：
28.1、本发明的清理装置在使用时，过滤机构先安排到需要清理的水域处，将过滤装置放下固定好，使前端进入淤泥内，开动船体向前移动，使过滤爪在淤泥内移动，将淤泥内的垃圾杂物过滤出来，清理机构在电机和剪叉单元作用下沿活动槽滑动，将淤泥处清理出的垃圾杂物拨动到上方后掉落入收集箱；该装置能够有效清理淤泥内垃圾，提高抽吸泵使用寿命，进而提高淤泥清理质量。
29.2、本发明整体结构设计紧凑合理，采用巧妙的机械联动结构，稳定性强，易于维护，通过利用拉簧和滑槽配合使用，在剪叉单元作用下，实现清理爪对过滤后垃圾的清运及与过滤爪的垂直脱离，达到了有效清理淤泥内垃圾。
30.3、本发明的驱动结构采用剪叉单元结构实现，能够保证结构紧凑的同时，显著提高清理爪的运动形成，且剪叉单元设置于两个护板之间，结构布局合理，具有足够的容置空间。
31.4、本发明的导向活动柱与清理爪固定座之间设置有弹簧，该弹簧能够保证导向活动柱内侧顶紧在活动槽底部，斜向槽底面低于与其连接的上直线槽，因此，导向活动柱进入斜向槽后会沿斜向槽运动，而不会再进入上直线槽。
32.5、本发明中用于驱动清理爪的机构采用对称结构设计，保证了整个装置运行时的稳定性。
33.6、本发明所提供的河道清淤垃圾清理方法，操作简单，自动化程度高，能够有效清理淤泥内垃圾，提高抽吸泵使用寿命，进而提高淤泥清理质量。
附图说明
34.附图1为本发明整体结构示意图。
35.附图2为图1中k向结构示意图。
36.附图3为图2中a
‑
a方向示意图。
37.附图4为图2中b
‑
b方向示意图。
38.附图5为活动连接板处结构示意图。
39.附图中所示标号：
40.1、船体；2、收集箱；3、过滤爪；3
‑
1、固定连接座；4、护板；4
‑
1、活动连接板；5、辅助板；6、活动柱；7、第一弹簧；8、电机；8
‑
1、导向支架；9、丝杆；10、活动套；11、转轴；12、导向滑槽片；13、剪叉单元；14、活动座；15、直线导轨；16、导向横杆；17、导向活动柱；17
‑
1、第二弹簧；18、清理爪固定座；19、清理爪；1001、活动槽；1002、辅助活动槽。
具体实施方式
41.结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
42.如图1
‑
5所示，为本发明实施例所提供的一种河道清淤垃圾清理装置相关结构示意图。
43.本装置为一种水利工程领域河道清淤垃圾清理装置，主要用于水域内底部淤泥清理前垃圾杂物的清理。本装置主要包括船体1、收集箱2、过滤机构、清理机构等。其中，收集箱2(含导料板)固定在船体内过滤机构包括两个护板4以及固定于护板4下方的多个过滤爪3，护板4上有辅助板5。护板4通过活动连接板4固定在船体1上，护板4上开有活动槽1001，同时护板4上开有滤水的小孔，便于减小移动时阻力。活动槽1001的具体结构如图3所示，包括上直线槽、下直线槽，上直线槽、下直线槽在外端通过斜向槽连通，在内端通过竖槽连通，整体为一个闭合的环形结构。过滤爪3固定在护板4下方，中间齿通过固定连接座3
‑
1固定，设置若干组固定连接座3
‑
1。辅助板5上开有辅助活动槽1002。
44.在两个护板4之间设有清理机构，该清理机构主要包括往复式驱动组件、与往复式驱动组件连接的活动座14、安装于活动座14上的直线导轨15以及安装于直线导轨15滑动块部分上的清理爪固定座18，清理爪固定座18上并列安装有多个清理爪19，清理爪19与过滤爪3间隙相配合，两者可形成交叉。清理爪固定座18两端设置导向活动柱17，该导向活动柱17设置于活动槽1001内与活动槽1001滑动配合，清理爪固定座18上方设有活动柱6，活动柱6穿过一导向横杆16固定连接于清理爪固定座18上，并在活动柱6上套设有第一弹簧7，该导向横杆16两端设置于辅助活动槽1002内与辅助活动槽1002滑动配合。
45.作为优选，为了保证结构的紧凑、稳定性以及清理爪19的有效行程。本实施例的往复式驱动组件采用剪叉式的驱动结构。具体的，该往复式驱动组件包括电机8，电机8通过辅助固定座固定在两组护板4之间，其上设有导向支架8
‑
1，电机8连接有丝杆9，活动套10与丝杆9连接，并可与导向支架8
‑
1产生相对滑动运动，活动套10另一端穿有转轴11，转轴11与剪叉单元13的其中一组x活动架中心轴连接。导向滑槽片12固定在护板4上，其中一组的x活动架一端通过销轴连接导向滑槽片12，剪叉单元13(由若干组x活动架组成)尾端连接活动座14。
46.上述的往复式驱动组件用于驱动清理爪19运动并使与其连接的导向活动柱17沿活动槽1001循环运动，即，导向活动柱17沿上直线槽
‑
斜向槽
‑
下直线槽
‑
竖槽
‑
上直线槽的运行路线进行运动。且当所述导向活动柱17位于上直线槽时，清理爪19是位于过滤爪3上方的，当导向活动柱17在斜向槽内运动时，在直线导轨15导向下清理爪19向靠近过滤爪3方向运动，当导向活动柱17位于下直线槽时，清理爪9将和过滤爪3呈交叉状态，两者呈交叉状态，再随着清理爪9的直线运动，能够将过滤爪3上的污物拨动到一端从而使其落入到下方的收集箱2内。
47.如图所示，辅助活动槽1002与活动槽1001的上直线槽、下直线槽平行设置，直线导轨15与活动槽1001的上直线槽、下直线槽垂直设置。
48.作为优选，为了保证活动导向柱17能够顺利由上直线槽进入到斜向槽中，在导向活动柱17与清理爪固定座18之间设有第二弹簧17
‑
1，斜向槽在与上直线槽连接处，其槽底
低于上直线槽槽底，如此，当活动导向柱17进入到斜向槽时，受外力作用其只能沿斜向槽运动，而不会返回至上直线槽内。
49.使用本实施例上述河道清淤垃圾清理装置的清理方法及原理如下。
50.(1)：将船体1开动到预定清理水域，通过活动连接板4
‑
1将有过滤爪3、护板4、辅助板5组成的主体过滤机构放下，使前端进入水域的淤泥层内；
51.(2)启动船体1的动力装置，使船体1向前运动，进而使过滤爪3开始过滤淤泥层内的垃圾杂物；同时启动电机8，使丝杆9转动，进而使导向套10在导向支架8
‑
1辅助作用下向外移动；进而带动转轴11移动，进而使剪叉单元13向外移动，在导向滑槽片12与剪叉单元13连接销轴作用下使剪叉单元13在滑槽作用下发生变化，进而使剪叉单元13展开；
52.(3)：剪叉单元13展开时，活动座14带动直线导轨15向外展开，进而带动清理爪固定座18在导向活动柱17作用下沿活动槽1001上方的滑槽向淤泥层运动，同时通过活动柱6带动导向横杆16在辅助活动槽1002内一同运动；
53.当若干组剪叉单元13的x活动架全部展开时，导向活动柱17进入活动槽1001的斜向槽内并在第二弹簧17
‑
1作用下与槽底紧密接触(斜向槽在与上方连接处，此斜向槽槽底低于上方直线槽槽底)；
54.(4)：此时电机8反转，通过丝杆9带动导向套10向回运动，进而通过转轴11带动剪叉单元13向回运动，在导向滑槽片12作用下使剪叉单元13收缩层叠；
55.此时清理爪固定座18在导向活动柱17作用下沿活动槽1001的斜向槽向下运动；同时带动活动柱6向下运动，并压缩第一弹簧7，同时清理爪固定座18在直线导轨15作用下向下滑动；
56.当导向活动柱17带动清理爪固定座18运动到活动槽1001下方的下直线槽内时，清理爪18完全与过滤爪3成十字交叉，
57.(5)：此时电机8继续反转，形成清理爪固定座18在活动座14作用下继续沿活动槽1001的下直线槽继续向电机8方向运动，进而实现清理爪19将过滤爪3过滤出来的垃圾沿过滤爪3向上带起；
58.(6)：当剪叉单元13完全回收时，此时电机8停转，
59.同时清理爪19运动到过滤爪3顶端，将过滤板后的垃圾向下掉落至收集箱2；此时清理爪19与过滤爪3仍为交叉状态；此时导向活动柱17在清理爪18固定座带动下运动到活动槽1001上方槽与下方槽处置的竖槽内，在第一弹簧7复位作用下使活动柱6向上运动，进而带动清理爪固定座18在导向活动柱17作用下向上运动，形成清理爪19与过滤爪3垂直脱离，将清理爪19下方悬挂的垃圾也一同脱离；
60.待收集箱2内垃圾集满后更换新的收集箱2；
61.(7)：电机8正转，开始重复步骤(2)—(6)，开始新一轮的垃圾清理；每次清理周期刚好实现过滤爪3对淤泥层内垃圾一定时间的过滤，形成间歇清理，既避免垃圾在下方堆积，也避免了过于频繁清理对部件的损耗。
62.本实施例的清理装置及清理方法，通过利用弹簧和滑槽配合使用，在驱动结构作用下，实现清理爪对过滤后垃圾的清运及与过滤爪的垂直脱离，达到了有效清理淤泥内垃圾，提高抽吸泵使用寿命，进而提高淤泥清理质量的目的。