一种人工湿地清淤用辅助机械手及清淤方法与流程

本发明属于湿地清淤装置，具体涉及一种人工湿地清淤用辅助机械手及清淤方法。

背景技术：

1、在人工湿地中，由于水流缓慢和植物残余物的堆积，会导致沉积物在湿地底部逐渐堆积。这些沉积物包括泥沙、有机物质和营养物质等，会导致湿地容量减小，影响湿地的水质和生态功能。同时，湿地是自然的净化系统，通过湿地植物和微生物的作用可以去除废水中的悬浮物、营养物质和有机污染物。然而，随着时间的推移，湿地的沉积物堆积会导致湿地水质下降，甚至出现富营养化和富浊化现象，对生态环境产生负面影响。此时人工湿地的生态功能受损，通过湿地的清淤可以恢复湿地的生态功能，并且清淤可以恢复湿地的水动力条件，提供适宜的栖息地和营养物质，有利于湿地生态系统的健康发展，同时提高湿地的防洪能力。

2、现有清淤方法是，使用清淤车配合吸淤设备将湿水底的淤泥抽出后堆积到指定区域进行晾晒，清淤时由于吸淤泵的吸头需要在水底移动，通常是由工作人员划着小船移动吸淤管的吸头，操作费时费力，且对于一些浅滩，小船无法顺利达到，影响清淤的效率。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种人工湿地清淤用辅助机械手及清淤方法，可以快速便捷的将吸淤管的端头移动至合适的位置，方便清淤的快速进行，提高清淤效率；同时气动伸缩臂可以作为行走机构，带动吸淤管移动至浅滩，实现在浅滩的清淤作业，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种人工湿地清淤用辅助机械手，包括浮板(5)、导筒(6)、转筒(7)、吸淤管推送机构和行走夹持机构；

3、所述浮板(5)的中部固定安装所述导筒(6)，所述导筒(6)的上面贯通可转动安装所述转筒(7)，所述转筒(7)的入口位置安装所述吸淤管推送机构；所述浮板(5)的下表面分布安装至少两个所述行走夹持机构；

4、每个所述行走夹持机构包括双向气泵(19)和气动伸缩夹持臂(4)；所述气动伸缩夹持臂(4)包括气动伸缩臂和机械夹；其中，所述气动伸缩臂的顶部与所述浮板(5)的下表面固定，所述双向气泵(19)用于驱动所述气动伸缩臂进行伸缩和倾转动作；所述气动伸缩臂的底部安装所述机械夹；所述机械夹用于夹持或释放通过所述转筒(7)和所述导筒(6)的吸淤管。

5、优选的，所述气动伸缩臂包括导流管(41)、波纹气囊(42)、隔板(43)和电磁阀(44)；

6、所述波纹气囊(42)呈条形分布，上下串接的各节波纹气囊(42)通过隔板(43)连接；每节所述波纹气囊(42)的内部设置有分流管，所述分流管设有所述电磁阀(44)；

7、所述双向气泵(19)的输气端与所述导流管(41)的一端连通；所述导流管(41)的另一端与各个所述分流管连通，通过所述分流管向各节所述波纹气囊(42)充气或抽气，进而控制各节所述波纹气囊(42)膨胀或收缩，从而控制所述气动伸缩臂的伸缩和倾转。

8、优选的，所述隔板(43)设有用于供导线和导流管(41)通过的穿线孔。

9、优选的，所述机械夹包括调位电机(45)和电控夹手(46)；所述调位电机(45)的输出轴安装所述电控夹手(46)，所述调位电机(45)用于带动所述电控夹手(46)旋转，从而调节所述电控夹手(46)的夹取角度。

10、优选的，所述吸淤管推送机构包括相对设置的两个吸淤管推送单元；每个所述吸淤管推送单元包括滑块(8)、滑杆(9)、气动伸缩杆(12)、支撑架(13)、防水电机(14)和转轮(15)；

11、所述转筒(7)的外侧面水平设置所述滑杆(9)，所述滑杆(9)滑动连接所述滑块(8)；所述滑块(8)的上面安装所述支撑架(13)，所述支撑架(13)的上面安装所述防水电机(14)，所述防水电机(14)的输出轴安装所述转轮(15)；所述防水电机(14)驱动所述转轮(15)转动；

12、所述转筒(7)的外侧面水平设置所述气动伸缩杆(12)，所述气动伸缩杆(12)的伸缩端与所述滑块(8)连接，用于驱动所述滑块(8)沿所述滑杆(9)移动，进而调节所述转轮(15)的位置，最终调节两个所述转轮(15)之间的距离。

13、优选的，还包括旋转板(3)；所述浮板(5)的外周环形均布安装多个所述旋转板(3)，所述旋转板(3)的端部相对所述浮板(5)可转动。

14、优选的，所述浮板(5)的外侧面边缘设有防水箱(10)，所述防水箱(10)的内部设有步进电机(16)，所述步进电机(16)的输出轴连接销轴(18)，所述销轴(18)与所述旋转板(3)的端部相接，所述步进电机(16)通过所述销轴(18)带动所述旋转板(3)的端部相对所述浮板(5)转动，进而调节所述旋转板(3)和所述浮板(5)之间的夹角。

15、优选的，所述旋转板(3)的末端左右两侧各开设凹槽，每个所述凹槽内设有旋位电机(17)，所述旋位电机(17)的输出轴连接有旋转杆(1)，所述旋转杆(1)上设有伞型防水布(2)，所述伞型防水布(2)的另一端固定于所述凹槽内；所述旋位电机(17)驱动所述旋转杆(1)旋转，进而带动所述伞型防水布(2)打开或收纳于所述凹槽内。

16、优选的，所述转筒(7)的外表面边缘安装立杆(11)；所述立杆(11)的顶部安装用于供电的线缆。

17、本发明还提供一种所述的人工湿地清淤用辅助机械手的清淤方法，包括以下步骤：

18、步骤s1，初始时，清淤车搭载吸淤泵；吸淤管的一端与吸淤泵连通，吸淤管的另一端依次穿过转筒(7)和导筒(6)，并延伸到浮板(5)的下方；

19、对相对设置的两个吸淤管推送单元的气动伸缩杆(12)进而控制，进而调节相对设置的两个转轮(15)之间的距离，使两个转轮(15)夹紧吸淤管；

20、步骤s2，清淤车在人工湿地内移动时，人工湿地清淤用辅助机械手在人工湿地内行走，直到到达清淤位置点；具体行走方法为：

21、通过双向气泵(19)对气动伸缩臂进行充气和抽气操作，从而控制气动伸缩臂进行伸缩和倾转动作，模拟人类行走，从而带动漂浮于液面的浮板(5)移动到指定位置；

22、步骤s3，当行走到清淤位置点时，进行清淤作业，具体方法为：

23、步骤s3.1，对一个气动伸缩夹持臂(4)的气动伸缩臂和机械夹进行控制，使其气动伸缩臂伸长，进而使该气动伸缩臂末端的机械夹插入到泥土中，实现设备的位置稳定固定；

24、对另一个气动伸缩夹持臂(4)的气动伸缩臂和机械夹进行控制，通过气动伸缩臂调节机械夹的位置和高度，通过调位电机(45)对电控夹手(46)的夹取角度进行调节，从而使电控夹手(46)夹持住吸淤管的底部；然后，对相对设置的两个转轮(15)进行控制，使两个转轮(15)相向运动，拨动吸淤管向下运动，同时，对气动伸缩臂进行控制，调节其长度，进而带动电控夹手(46)向下运动，从而将吸淤管的底部插入到污泥中；

25、步骤s3.2，在吸淤管的底部插入到污泥中后，进行清淤作业，启动吸淤泵，湿地中的污泥通过吸淤管抽送到清淤车；

26、步骤s3.3，当该清淤位置点完成清淤作业后，对相对设置的两个转轮(15)进行控制，使两个转轮(15)相反运动，进而带动吸淤管向上运动，将吸淤管的底部从污泥中拔出；然后，释放夹持吸淤管的电控夹手(46)；对所有气动伸缩臂进行伸缩和倾转动作，从而带动漂浮于液面的浮板(5)移动到下一个指定位置进行清淤作业。

27、本发明提供的一种人工湿地清淤用辅助机械手及清淤方法具有以下优点：

28、1、本发明提供的人工湿地清淤用辅助机械手，可以快速便捷的将吸淤管的端头移动至合适的位置，方便清淤的快速进行，提高清淤效率；同时气动伸缩臂可以作为行走机构，带动吸淤管移动至浅滩，实现在浅滩的清淤作业；

29、2、将旋转板放置到水面上，可以增加浮板的浮力，提高在指定位置点清淤作业时装置的稳定性。