一种富营养化水域生态恢复用水面机器人

技术领域

本发明涉及水域生态环境领域，尤其涉及一种富营养化水域生态恢复用水面机器人。

背景技术

水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡性，从而导致水生态系统物种分布失衡，单一物种疯长，使得水体表面生长大量以蓝藻、绿藻为优势种的水藻，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体破坏了系统的物质与能量的流动，所以我们需要对这些浮藻进行处理；

传统的处理方法一般都是通过工作人员移动船只，在船只上使用捞网对浮藻进行捞取，放在一个存放浮藻的收集箱内，然后统一处理，需要消耗大量的劳动力，同时工作人员在捞取时往往都是站在船边，这样在打捞时容易掉落到水里，产生安全隐患，所以我们需要设计一种富营养化水域生态恢复用水面机器人来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种富营养化水域生态恢复用水面机器人，该设备在使用时，只需要工作人员驾驶船体，启动电机带动捞取网扩张，并对浮藻进行捞取，不需要人工捞取，劳动力消耗低且不具有安全隐患。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种富营养化水域生态恢复用水面机器人，包括船体，所述船体的上贯穿设有触发槽，所述船体内设有U形腔，所述U形腔由两个横腔和一个竖腔组成，两个所述横腔分别位于触发槽的两侧；传动机构，所述传动机构包括安装在竖腔内的电机，两个所述横腔内均水平设有螺纹杆，两个所述螺纹杆分别与对应横腔的内壁转动连接，其中一根所述螺纹杆的一端与电机的输出轴末端固定连接，两根所述螺纹杆位于竖腔内的部分均套设有传动轮，两个所述传动轮通过传动带传动连接；转动机构，所述转动机构包括设置在触发槽内的转动板，两个所述螺纹杆上均螺纹连接有螺纹块，两个所述螺纹块的前后两侧分别与对应的横腔内壁滑动连接，两个所述螺纹块的相对一端均设有转杆，两个所述转杆的一端均与对应螺纹块转动连接，两个所述转杆的另一端均延伸至触发槽内并分别与转动板的两侧固定连接，两个所述转杆上均套设有齿轮，两个所述横腔内均设有配合齿轮的第一齿条与第二齿条，两个所述第一齿条均位于对应齿轮的左方，两个所述第二齿条均位于对应齿轮的右方，两个所述横腔靠近触发槽的一侧均开设有配合转杆的滑道。

优选地，还包括扩张机构，所述扩张机构包括固定连接在转动板一侧的两个连接杆，两个所述连接杆远离转动板的一侧共同固定连接有第一安装条，所述触发槽内设有第二安装条，所述第二安装条与第一安装条之间通过两组伸缩组件固定连接，所述伸缩组件由多个伸缩杆固定连接组成，每个所述伸缩杆上均套设有弹簧，所述第二安装条与第一安装条之间安装有两个气囊，两个所述气囊之间通过储气管连通，所述储气管与两个气囊之间共同固定连接有捞取网。

优选地，所述转动板内设有气腔，所述转动板远离第一安装条的一侧安装有风机，所述风机的出风端与气腔连通，两个所述气囊分别通过两个通气管与气腔连通。

优选地，所述储气管远离第二安装条的一侧固定连接有通气板，所述通气板的内部空间通过压力阀与储气管连通，所述通气板远离储气管的一侧开设有多个出气口。

优选地，所述触发槽内设有收集箱，所述收集箱的一侧与触发槽的内壁固定连接，所述收集箱的上端开设有收集槽。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、启动电机，电机带动螺纹杆转动，而螺纹杆通过两个传动轮与一个传动带的传动，带动另一个螺纹杆的转动，两个螺纹杆的转动分别带动其上的两个螺纹块进行左移，两个螺纹块进行右移的同时，启动风机，风机通过两个通气管对两个气囊进行充气，进而带动两个气囊扩张，而气囊的扩张会使得捞取网展开，呈绷紧状态，便于捞取更多的浮藻，当两个齿轮移动到最左方时，此时两个气囊内会含有大量的气体，进而产生浮力带动捞取网上移，直至浮出水面，此时捞取网上会存在大量的浮藻，由于捞取网是扩张状态下浮出水面的，所以可以捞取更多的浮藻。

2、反向启动电机，带动两个齿轮右移，当两个齿轮与对应第一齿条反向啮合时，转动板会带动捞取网向上倾斜，当两个齿轮右移到不与第一齿条啮合时，会向下倾斜一段距离，使得捞取网又漂浮在水面，当两个齿轮与两个第二齿条啮合，进而带动捞取网向上倾斜一段距离，当啮合到第二齿条最右端，此时关闭电机，由于捞取网呈倾斜状态，捞取网上的浮藻很容易掉落进收集槽内，便于进行收集浮藻，不需要工作人员进行手动捞取，降低了劳动力的消耗。

3、风机一直对两个气囊进行充气，当储气管内的气压打到压力阀的阀力值时，压力阀打开，两个气囊内的气从多个出风口吹出，对捞取网上的浮藻进行吹动，而风吹便于捞取网上的浮藻更好的掉落，当捞取网上的浮藻差不多清理完时，再次启动电机，使得转动板回移到初始位置，工作人员驾驶船体移动到其他区域继续进行工作，不需要工作人员站在船边即可捞取浮藻，保证了工作人员的安全隐患。

附图说明

图1为本发明提出的一种富营养化水域生态恢复用水面机器人的结构示意图；

图2为图1的A处放大结构示意图；

图3为图1的B-B向截面结构示意图。

图中：1船体、2触发槽、3U形腔、4电机、5螺纹杆、6螺纹块、7传动轮、8传动带、9转动板、10气腔、11风机、12转杆、13齿轮、14第一齿条、15第二齿条、16连接杆、17通气管、18气囊、19储气管、20捞取网、21第二安装条、22伸缩杆、23弹簧、24第一安装条、25压力阀、26通气板、27收集槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-3，一种富营养化水域生态恢复用水面机器人，包括船体1，船体1的上贯穿设有触发槽2，触发槽2内设有收集箱，收集箱的一侧与触发槽2的内壁固定连接，收集箱在实际使用中，可根据触发槽2的大小进行设计，且水面的高度不高于收集箱上端的高度，收集箱的上端开设有收集槽27，收集槽27便于放置浮藻，船体1内设有U形腔3，U形腔3由两个横腔和一个竖腔组成，两个横腔分别位于触发槽2的两侧；

传动机构，传动机构包括安装在竖腔内的电机4，两个横腔内均水平设有螺纹杆5，两个螺纹杆5分别与对应横腔的内壁转动连接，其中一根螺纹杆5的一端与电机4的输出轴末端固定连接，两根螺纹杆5位于竖腔内的部分均套设有传动轮7，两个传动轮7通过传动带8传动连接，当电机4启动时，螺纹杆5通过传动轮7与传动带8之间的传动，带动另一根螺纹杆5的转动；

转动机构，转动机构包括设置在触发槽2内的转动板9，两个螺纹杆5上均螺纹连接有螺纹块6，两个螺纹块6的前后两侧分别与对应的横腔内壁滑动连接，便于两个螺纹块6可以左右移动，两个螺纹块6的相对一端均设有转杆12，两个转杆12的一端均与对应螺纹块6转动连接，两个转杆12的另一端均延伸至触发槽2内并分别与转动板9的两侧固定连接，便于带动转动板9进行移动，两个转杆12上均套设有齿轮13，两个横腔内均设有配合齿轮13的第一齿条14与第二齿条15，两个第一齿条14均位于对应齿轮13的左方，两个第二齿条15均位于对应齿轮13的右方，第一齿条14的长度小于第二齿条15的长度，两个横腔靠近触发槽2的一侧均开设有配合转杆12的滑道，转杆12贯穿滑道，并在滑道内左右移动；

还包括扩张机构，扩张机构包括固定连接在转动板9一侧的两个连接杆16，两个连接杆16远离转动板9的一侧共同固定连接有第一安装条24，触发槽2内设有第二安装条21，第二安装条21与第一安装条24之间通过两组伸缩组件固定连接，伸缩组件由多个伸缩杆22固定连接组成，每个伸缩杆22上均套设有弹簧23，弹簧23的两端分别与伸缩杆22的伸缩端与固定端固定连接，第二安装条21与第一安装条24之间安装有两个气囊18，两个气囊18之间通过储气管19连通，储气管19与两个气囊18之间共同固定连接有捞取网20，捞取网20与出气管19、两个气囊18的下端固定连接，储气管19远离第二安装条21的一侧固定连接有通气板26，通气板26的内部为空心，通气板26的内部空间通过压力阀25与储气管19连通，压力阀25为现有技术，压力阀25是启闭件受外力作用下处于常闭状态，当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时，通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门，通气板26远离储气管19的一侧开设有多个出气口，便于储气管19与两个气囊18内的空气吹向捞取网20；

转动板9内设有气腔10，转动板9远离第一安装条24的一侧安装有风机11，风机11进行吹风，将外界的风吹向气腔10内，风机11的出风端与气腔10连通，两个气囊18分别通过两个通气管17与气腔10连通，便于将气体吹到两个气囊18内；

在使用时，工作人员驾驶船体1移动到需要清理浮藻的区域，启动电机4，电机4带动螺纹杆5转动，而螺纹杆5通过两个传动轮7与一个传动带8的传动，带动另一个螺纹杆5的转动，两个螺纹杆5的转动分别带动其上的两个螺纹块6进行左移，两个螺纹块6的左移通过两个转杆12带动转动板9进行左移，当两个齿轮13分别与对应的第一齿条14啮合时，会带动转动板9逆时针转动一段度数(假设为30度)，即转动板9会逆时针转动30度，当齿轮13不与第一齿条14啮合时，转动板9则会保持倾斜的角度继续左移；

在两个螺纹块6进行左移的同时，启动风机11，风机11通过两个通气管17对两个气囊18进行充气，进而带动两个气囊18扩张，两个气囊18的扩张带会拉动多个伸缩杆22，而气囊18的扩张会使得捞取网20展开，呈绷紧状态，便于捞取更多的浮藻，当两个齿轮13移动到最左方时，此时两个气囊18内会含有大量的气体，进而产生浮力带动捞取网20上移，直至浮出水面，此时捞取网20上会存在大量的浮藻，由于捞取网20是扩张状态下浮出水面的，所以可以捞取更多的浮藻；

此时反向启动电机4，带动两个齿轮13右移，当两个齿轮13与对应第一齿条14反向啮合时，转动板9会带动捞取网20向上倾斜30度，当两个齿轮13右移到不与第一齿条14啮合时，转动板9在受到浮藻以及气囊18的重力下，会向下倾斜一段距离，使得捞取网20又漂浮在水面，当两个齿轮13与两个第二齿条15啮合，进而带动捞取网20向上倾斜一段距离，当啮合到第二齿条15最右端，假设此处转动板9会顺时针转动60度，此时关闭电机4，由于捞取网20呈倾斜状态，捞取网20上的浮藻很容易掉落进收集槽27内，便于进行收集浮藻，不需要工作人员进行手动捞取，降低了劳动力的消耗；

由于风机11一直对两个气囊18进行充气，当储气管19内的气压打到压力阀25的阀力值时，压力阀25打开，两个气囊18内的气从多个出风口吹出，对捞取网20上的浮藻进行吹动，由于多个出风口较小，所以气体排出的速度较快，且两个气囊18收缩的速度较慢，所以形成捞取网20一边收缩一边被风吹的状态，而风吹便于捞取网20上的浮藻更好的掉落，直至恢复到初始的长度，值得注意的是，在压力阀25打开的时候需要关闭风机11，当捞取网20上的浮藻差不多清理完时，再次启动电机4，使得转动板9回移到初始位置，工作人员驾驶船体1移动到其他区域继续进行工作，不需要工作人员站在船边即可捞取浮藻，保证了工作人员的安全隐患；

值得注意的是，可在船体1上安装控制开关(未图示)，控制开关与电机4、风机11均通过导线电性连接，通过控制开关控制电机4与风机11的开关。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。