一种水面清洁的水藻清理滚轮结构

本发明涉及一种水面清洁的水藻清理滚轮结构，具体涉及小水域水面的水藻及其他藻类、水面漂浮物的清理滚轮结构。

背景技术：

1、由于水面垃圾构成复杂，水藻、腐败水生物众多，清洁装置常采用多种方案配合工作。目前市面上出现的水面清洁装置形态和工作方式众多，腐败水生物其实体积大或质地硬，常采用机械臂网兜等直接进行打捞，而水藻清理往往掺杂于其中一起处理。但水藻本身较细长，采用网兜处理时较难收集打捞，不容易进入网兜，且容易滑落，因此在水藻清理上无法取得很好的工作效果。整体上看，水藻的清理问题以及水草清理对装置带来的危害是水面清洁装置没有普及的重要原因之一，水藻的成片性，缠绕性容易破坏清理装置的部分结构，螺旋桨，铰刀被缠绕后停止工作。因此绝大多数仍然采用人工打捞的方法清理水面，造成清洁装置无法物尽其用，同时又耗费成本更高的人力物力资源。因此想要进一步解放人力，普及机械清理方案，解决水藻清理，水藻缠绕问题是必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型的水面清洁的水藻清理滚轮结构。采用了新型的自动水藻切割、收集装置，因而实现了收集过程的稳定、持续性，比原有的单纯网兜收集效率更高，自动化程度更高，并解决了水藻缠绕转轴及铰刀的问题，减少了人工清理的参与程度。与其他智能运输系统匹配后，可实现整个收集处理系统的自动化及高效化。

2、本发明采用的技术方案为：

3、水面清洁的水藻清理滚轮结构主要由旋转铰刀1、固定剃刀2、滑动剃刀3、清洁装置船身4组成。

4、旋转铰刀1通过由电机减速机、联轴器组成动力系统1.1进行驱动，并带动滚轴丝杠1.2旋转，铰刀本体1.3与丝杠1.2固定一起旋转。

5、铰刀本体1.3采用圆柱形的结构在其表面设计3～5排梯形刀，沿圆周均匀排列。根据铰刀长度，每排梯形刀设计出若干独立并带有一定间距的梯形刀，相邻梯形刀的齿型角为100°～120°，相邻梯形刀的上表面间距设计为50mm，每排设计为4～8个齿。

6、铰刀本体1.3的圆柱中心为通孔，与滚轴丝杠1.2固定，并一起旋转。旋转铰刀1的转速由电机减速的转速及速比确定，一般为30～90r/min。铰刀转向水面方向时为水藻收集过程，将水面上的水藻聚拢，水藻通过船体下方通道进入收集网。铰刀的旋向配合船身的动力系统，带动收集装置向前运动。

7、梯形刀为不锈钢材料，并三面带刃，与水藻接触过程中，能够有效切断水藻并进行收集。

8、固定剃刀2根据铰刀本体的t型齿间距进行布置，一般布置为3～7个。与旋转铰刀t型齿不产生干涉，最小间距为5～10mm。固定剃刀固定于船身箱体底部，低于滑动剃刀的安装位置。固定剃刀2为不锈钢材料并采用三刃刀型，更有利于水藻的切割，增加其工作寿命。也可以采用防锈的其他优质合金钢材料，剃刀也可以做成多刃棱柱体结构，如二刃、四刃等。

9、滑动剃刀3由电缸3.1和滑动剃刀3.2组成，整体置于固定剃刀2上方。滑动剃刀3由电缸3.1驱动，沿箱体直线驱动滑动剃刀往复移动实现水藻的切割。为防止滑动剃刀3与旋转铰刀1、固定剃刀2相互干涉，剃刀杆先延伸20mm，再与水平面呈55度延伸至剃刀口处。滑动剃刀3为不锈钢材料并采用三刃刀型。

10、通过单片机对滑动剃刀3、旋转铰刀1的运动进行程序控制，旋转铰刀完成3圈运动后，停止5s，此5s间隔内，滑动剃刀完成1次直线往复切割。然后，旋转铰刀继续旋转，重复上述动作，持续地进行收集水藻工作。

11、本发明还可采用如下技术方案：

12、所述铰刀的动力系统1.1也可以采用新型变频电机，液压马达作为动力。

13、所述铰刀本体的圆柱形结构也可以采用多边形结构进行替换，如三角形、四边形、五边形、六边形等。

14、所述铰刀、剃刀材料也可以采用防锈的其他优质合金钢材料，剃刀也可以做成多刃棱柱体结构，如二刃、四刃等。

15、所述滑动剃刀的电缸3.1也可以采用新型的直线电机、液压缸、气缸等作为动力。

16、本发明具有的优点和积极效果是：1，采用铰刀对水藻进行收集过程中，同步完成了水藻的切割处理，也方便了后续的收集包装过程；2，在收集过程中通过固定剃刀剔除了铰刀周边残存水藻，堵塞刀刃的问题；3，通过滑动剃刀的工作来切割缠绕在旋转铰刀上的水藻，避免了在收集过程中因水藻缠绕导致铰刀无法正常工作的情况；4，采用了性价比高的驱动系统及控制系统，提高了装置的工作效率，增加了使用寿命，并减少了人工成本。

技术特征：

1.一种新型的水面清洁的水藻清理滚轮结构，其特征在于：该机械结构由旋转铰刀1、固定剃刀2、滑动剃刀3、清洁装置船身4等四个部分组成。

2.根据权利要求1所述的水藻清理滚轮结构，其特征在于：旋转铰刀1通过由电机减速机、联轴器组成动力系统1.1进行驱动，并带动滚轴丝杠1.2旋转，铰刀本体1.3与丝杠1.2固定一起旋转。

3.根据权利要求2所述的旋转铰刀，其特征在于：铰刀本体1.3采用圆柱形的结构在其表面设计3～5排梯形刀，沿圆周均匀排列；铰刀长度上的各排梯形刀，相邻齿型角为100°～120°，相邻梯形刀的上表面间距设计为50mm，每排设计为4～8个齿。

4.根据权利要求2所述的旋转铰刀，其特征在于：铰刀本体1.3的圆柱中心为通孔，与滚轴丝杠1.2固定，并一起旋转。旋转铰刀1的转速由电机减速的转速及速比确定，一般为30～90r/min；铰刀本体的圆柱形结构也可以采用多边形结构进行替换，如三角形、四边形、五边形、六边形等。

5.根据权利要求2所述的旋转铰刀，其特征在于：梯形刀为不锈钢材料，并三面带刃，梯形刀也可以采用防锈的其他优质合金钢材料。

6.根据权利要求1所述的水藻清理滚轮结构，其特征在于：固定剃刀2根据铰刀本体的梯形刀间距进行布置，一般布置为3～7个；与梯形刀最小间距为5～10mm。固定剃刀固定于船身箱体底部，低于滑动剃刀的安装位置；固定剃刀2为不锈钢材料并采用三刃刀型，固定剃刀也可以采用防锈的其他优质合金钢材料，也可以做成多刃棱柱体结构，如两刃、四刃等。

7.根据权利要求1所述的水藻清理滚轮结构，其特征在于：滑动剃刀3由电缸3.1和滑动剃刀3.2组成，整体置于固定剃刀2上方，滑动剃刀3由电缸3.1驱动；为防止滑动剃刀3与旋转铰刀1、固定剃刀2相互干涉，剃刀杆先延伸20mm，再与水平面呈55度延伸至剃刀口处；滑动剃刀3为不锈钢材料并采用三刃刀型；滑动剃刀也可以采用防锈的其他优质合金钢材料，也可以做成多刃棱柱体结构，如两刃、四刃等。

8.根据权利要求1所述的水藻清理滚轮结构，其特征在于：通过单片机对滑动剃刀3、旋转铰刀1的运动进行程序控制，旋转铰刀完成3圈运动后，停止5s，此5s间隔内，滑动剃刀完成1次直线往复切割；然后，旋转铰刀继续旋转，重复上述动作。

9.根据权利要求2所述的旋转铰刀，其特征在于：也可以采用新型变频电机，液压马达作为动力。

10.根据权利要求7所述的滑动剃刀3，其特征在于：也可以采用新型的直线电机、液压缸、气缸等作为动力。

技术总结本发明涉及一种新型的水面清洁的水藻清理滚轮结构。主要包括旋转铰刀1、固定剃刀2、滑动剃刀3、清洁装置船身4等组成部分。旋转铰刀1由电机减速机、联轴器组成动力系统1.1进行驱动，并带动滚珠丝杠1.2旋转。固定剃刀2主要解决铰刀切割水藻过程中的堵塞刀刃问题，与梯形齿最小间距为5～10mm。滑动剃刀3主要避免收集过程的水藻缠绕问题。通过单片机对滑动剃刀3、旋转铰刀1的运动进行程序控制，铰刀的旋转速度一般控制在30～90r/min，滑动剃刀的线速度依据铰刀的长度进行调节。采用新型的水藻清理滚轮结构，使旋转铰刀和固定剃刀、滑动剃刀结合组成了完整的收集切割系统，实现了严格意义上的收集切割过程自动化，整体清洁效率较高，并减少了人工成本。技术研发人员：董延盛,龙扬,段延谕,何雨轩,田亮,张胜泉受保护的技术使用者：天津中德应用技术大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29