一种水利施工河道清淤设备

技术领域

本发明属于水利工程设备技术领域，具体涉及一种水利施工河道清淤设备。

背景技术

水利施工河道清淤是指为了保证水道的通畅和防止河道淤积，采取人工或机械方式对河道中的泥沙、淤泥等杂质进行清除的过程。目前，水利施工中的河道清淤工作面临着清淤效率低、设备尺寸不适应、环境考虑不足等问题。目前常见的河道清淤方式中，利用高压水切割或抽吸的方式常见于人工清淤作业，工作量巨大，工作环境恶劣，清理过程费工费时，而且难以清理彻底；能够深入河床的小型挖掘继续例如颤抖挖机，需要人工反复挖掘和转移，工作量大，工人长时间处于污泥环境，严重影响身体健康。

许多河道清淤设备采用传统的机械清淤方法，如挖掘机、铲车等，存在操作复杂、效率低下、对人力资源依赖度高等问题。这些设备和工艺通常需要大量的人力和时间投入，并且容易对环境造成破坏。传统的清淤方法需要频繁的人工干预和监测，造成作业效率低下。此外，清淤过程中产生的大量泥沙需要进行处理和处置，处理成本较高，加大了清淤的经济负担。传统的清淤工艺涉及到操作人员进入水域进行作业，存在一定的操作风险，如淤泥坍塌、溺水等。同时，由于清淤设备和工具的特殊性，操作人员需要具备一定的专业知识和技能，缺乏标准化的培训和操作指南，容易发生事故。传统的清淤方法往往无法精确控制清淤的范围和深度，可能会对河道的生态环境产生不良影响，如破坏河床和岸边植被，扰乱水生生物的栖息地等。传统清淤设备往往缺乏实时监测和数据反馈功能，无法及时获取河道淤积情况和清淤效果的信息，影响决策和优化清淤方案的能力。

为解决这些问题，需要发展新一代的河道清淤设备，结合先进的技术和创新的工艺，提高清淤的效率和质量，降低对人力资源的依赖，保护环境并确保操作人员的安全。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提供一种水利施工河道清淤设备，通过能够深入河道的遥控机械，实现自动化挖掘和转运工作，节省人力成不、改善工作环境和提高工作效率。

本发明解决其技术问题的方案是：采用一种水利施工河道清淤设备，包括机车机构和折叠架，还包括复合轨道、污泥处理单元和收集转运单元，位于机车机构前部两侧分别铰接有能够翻转的折叠架，分别在两侧折叠架的外侧固定有复合轨道，所述复合轨道有多段依次收尾对接固定形成组合的复合轨道，复合轨道包括上轨道和下轨道，且上轨道和下轨道都为C形结构分别包括腹板和两侧翼板，上轨道和下轨道的腹板固定在一起，在复合轨道的下轨道内安装有所述污泥处理单元，在复合轨道的上轨道内安装有所述收集转运单元，所述污泥处理单元沿复合轨道底部横移对污泥抽吸处理，用于将污泥输送至收集转运单元，收集转运单元将收集的污泥转运至复合轨道端部并移出。

优选地，所述的机车机构包括车体、履带、支架、连体固定架和缓存水箱，其中，车体两侧安装有履带，车体的上侧安装有支架，在支架的前侧上部固定有连体固定架。

优选地，所述的折叠架包括固定轴、轴套和转架，其中，在连体固定架的两侧分别竖向安装有固定轴，位于连体固定架两侧的两个转架内侧分别固定有轴套，两侧轴套分别套装于相应的固定轴外侧，两侧转架能够分别沿其固定轴转动。

优选地，所述的复合轨道的上轨道和下轨道相邻腹板之间存在间隙。复合轨道的端面两侧固定有连接板并分别有安装孔，复合轨道的一端腹板间隙为插槽，另一端腹板间隙内固定有插头，多个复合轨道对接时，相邻复合轨道的插头与插槽匹配套装，且通过固定螺栓固定，同时相邻复合轨道的连接板通过螺栓固定在一起。

优选地，在位于最外端的复合轨道端部还可以安装有辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括竖套管、伸缩腿、下轮座和行走轮，其中，竖套管的内侧面与复合轨道的端部固定，竖套管的下端内腔中套装有伸缩腿，伸缩腿的下端固定有下轮座，下轮座底部安装有行走轮。

优选地，在竖套管的外侧面垂直固定有侧套管，侧套管内套装有侧架，侧架的端部固定有侧轮座，侧轮座上安装有侧轮。

优选地，收集转运单元包括支撑斗和接泥衬斗，其中，接泥衬斗套装于支撑斗内侧，当收集转运单元收集满并运送至复合轨道端部时，通过吊装机构将接泥衬斗取出并更换空的接泥衬斗。

优选地，污泥处理单元和收集转运单元两者或之一包括采用轨道车，该轨道车包括底板、斗罩部件、轮架和轨道轮，底板的上侧固定有斗罩部件，底板的下侧周边固定有轮架，前侧一对轮架之间贯穿安装有前轮轴，后侧一对轮架之间贯穿安装有后轮轴，前后轮轴的两端分别安装有轨道轮，在底板底部依次安装有驱动电机、传动机构和电源模块，驱动电机通过传动机构驱动前轮轴或后轮轴转动，进而驱动轨道车行走。

优选地，在所述污泥处理单元内侧还安装有高压切割单元，在车体的支架的内腔安装有高压泵组件和缓存水箱，水泵通过管道将河道内积水抽吸进入缓存水箱内，高压泵组件位于缓存水箱的上侧，高压泵组件用于对高压喷头供水，对污泥进行切割粉碎。

本发明的有益效果：本发明自动清淤设备在水利施工河道清淤作业中具有高效、安全、精确和环保等优点。它可以提高清淤作业的效率和质量，降低人力风险，减少对水体环境的影响，同时提高作业的安全性。这样的自动清淤方案为水利施工行业带来了诸多好处，促进了水利工程的可持续发展。

1.提高效率：方案中的水利施工河道清淤设备具有自动清淤功能，可以自动探测和清除河道中的污泥和杂物。相比传统的人工清淤方式，自动清淤可以大大提高清淤作业的效率。它可以持续工作，无需频繁停止和调整，从而节省了大量的时间和人力资源。

2.减少人力风险：自动清淤设备可以减少人工操作的需求，降低了操作人员在清淤作业中的风险。传统的清淤方式需要操作人员深入水中进行作业，可能会面临溺水、滑倒等危险。而自动清淤设备可以在不需要人工进入水中的情况下完成清淤任务，减少了操作人员的风险。

3.提高清淤质量：自动清淤设备通过传感器和控制系统，能够准确检测和定位河道中的污泥和杂物，并进行精确清理。它可以根据实际情况进行调整和优化，确保清淤的彻底性和准确性。相比人工清淤，自动清淤设备可以更好地清除污泥，避免残留，提高了清淤质量。

4.降低环境影响：自动清淤设备可以精确控制清淤过程，避免对河道环境造成过大的冲击。它可以根据需要调整清淤力度和速度，减少对河床和岸边植被的破坏。此外，自动清淤设备还可以对清淤过程中的污泥进行处理和分离，减少对水体的污染。

5.提高作业安全性：自动清淤设备配备了安全控制系统和报警装置，可以监测设备状态和作业环境，并及时发出警报。它能够自动停止或调整作业，以避免设备故障或作业不安全的情况发生。这提高了作业的安全性，并减少了事故和伤害的风险。

附图说明

图1是本发明设备使用状态示意图；

图2是图1中折叠架与复合轨道的展开状态示意图；

图3是图1中折叠架与复合轨道的折叠状态示意图；

图4是复合轨道的一段结构示意图；

图5是轨道车的一种结构示意图；

图6是辅助支架的一种结构示意图；

图7是图1中主体部分的正视图；

图8是一种高压切割单元的结构示意图；

图9时图7中A-A剖面结构示意图。

图中标号：机车机构1，车体11，履带12，支架13，连体固定架14，高压泵组件15，缓存水箱16，折叠架2，固定轴21，轴套22，转架23，复合轨道3，上轨道31，下轨道32，插槽33，连接板34，固定螺栓35，插头36，辅助支撑机构4，竖套管41，伸缩腿42，下轮座43，行走轮44，侧套管45，侧架46，侧轮座47，侧轮48，污泥处理单元5，污泥泵51，抽吸管52，输出管53，收集转运单元6，接泥衬斗61，轨道车56，底板561，斗罩部件562，轮架563，轨道轮564，驱动电机565，传动机构566，电源模块567，高压切割单元7，中定架71，平行连杆72，基座73，高压喷头74，气缸75，高压供水管76。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例

一种水利施工河道清淤设备，如图1所示，其主要包括机车机构1，折叠架2，复合轨道3，辅助支撑机构4，污泥处理单元5，收集转运单元6，高压切割单元7等。

所述的机车机构1包括车体11，履带12，支架13，连体固定架14，高压泵组件15和缓存水箱16，其中，如图1中，车体11两侧安装有履带12，车体11内部安装有蓄电池或者外接电源，优选外接电源，车体11配置无线收发模块及遥控器，通过遥控控制车辆行走和转向。车体11的两侧前后各有独立的履带12，从而使得车辆在行走时能够可控地改变方向。车体11的上侧安装有支架13，支架13周边固定有封板，支架13的内腔安装有水泵、高压泵组件15和缓存水箱16，水泵通过管道将河道内积水抽吸进入缓存水箱16内，高压泵组件15位于缓存水箱16的上侧，高压泵组件15用于对高压喷头供水。在支架13的前侧上部固定有连体固定架14，如图2所示。

所述的折叠架2包括固定轴21，轴套22和转架23，其中，如图2所示，在连体固定架14的两侧分别竖向安装有固定轴21，位于连体固定架14两侧的两个转架23内侧分别固定有轴套，两侧轴套22分别套装于相应的固定轴21外侧。从而，两侧转架23能够分别沿其固定轴21转动，转动的两种状态分别如图2和图3所示。

所述的复合轨道3包括上轨道31，下轨道32，插槽33，连接板34，固定螺栓35和插头36，其中，如图2所示，上轨道31和下轨道32都为C形结构，分别包括腹板和两侧翼板，上轨道31和下轨道32的腹板固定在一起，且相邻腹板之间存在间隙。复合轨道3的端面两侧固定有连接板34并分别有安装孔。复合轨道的一端腹板间隙为插槽33，另一端腹板间隙内固定有插头36。多个复合轨道对接时，相邻复合轨道的插头与插槽匹配套装，且通过固定螺栓35固定。同时相邻复合轨道的连接板34通过螺栓固定在一起。

如图2和图3所示，位于根部的一对复合轨道，分别与两侧的转架23固定在一起，具体使将复合轨道固定在相应转架的外侧边。在非工作状态下，仅有两个根部的复合轨道与两个转架23固定安装，使得两个根部的复合轨道能够随两侧转架23转动，处于如图2所示的展开状态或者如图3所示的折叠状态，折叠状态下，两侧根部复合轨道与车体11平行且位于车体11的两侧。

如图1所示，在工作状态下，将多个复合轨道依次收尾对接并与根部复合轨道固定连接形成组合的复合轨道，最好确保位于车体11两侧的组合轨道对称。

进一步地，在位于最外端的复合轨道端部还可以安装有辅助支撑机构4。

如图6所示，一种形式的辅助支撑机构4包括竖套管41，伸缩腿42，下轮座43，行走轮44，侧套管45，侧架46，侧轮座47和侧轮48，其中，竖套管41的内侧面与复合轨道的端部固定，竖套管41的下端内腔中套装有伸缩腿42，伸缩腿42的下端固定有下轮座43，下轮座43底部安装有行走轮44。或者进一步地，又在竖套管41的外侧面垂直固定有侧套管45，侧套管45内套装有侧架46，侧架46的端部固定有侧轮座47，侧轮座47上安装有侧轮48。所述行走轮44用于支撑河床或者支撑河道边坡，所述侧轮48用于支撑河道边坡并保持两侧组合的复合轨道水平，即两侧的侧轮分别支撑在河道边坡表面用于确保复合轨道处于水平状态，防止倾斜。

在以上组合的复合轨道基础上，在复合轨道底部安装有污泥处理单元5，在复合轨道的顶部安装有收集转运单元6。

如图1所示，所述的污泥处理单元5包括污泥泵51，抽吸管52和输出管53，其中，污泥泵51的抽吸口连接抽吸管52，抽吸管52伸入污泥深层，污泥泵的出口连接输出管53，输出管53的出口排放至收集转运单元6。污泥处理单元5还包括侧面的辅助支撑杆，输出管53固定于辅助支撑杆上侧。

如图1所示，所述的收集转运单元6包括支撑斗（如斗罩部件562）和接泥衬斗61，其中，接泥衬斗61套装于支撑斗内侧，当收集转运单元6收集满并运送至复合轨道端部时，通过吊装机构将接泥衬斗61取出并更换空的接泥衬斗61。收集转运单元6端部也可以设置翻转架，当收集转运单元6移动至复合轨道端部时碰触翻转架使得收集转运单元6整体翻转并向外部接泥单位排放污泥。

污泥处理单元5和收集转运单元6两者或之一包括采用轨道车56，该轨道车如图5所示，其包括底板561，斗罩部件562，轮架563，轨道轮564，其中，

底板561的上侧固定有斗罩部件562，底板561的下侧周边固定有轮架563，前侧一对轮架563之间贯穿安装有前轮轴，后侧一对轮架563之间贯穿安装有后轮轴，前后轮轴的两端分别安装有轨道轮564，在底板561底部依次安装有驱动电机565、传动机构566和电源模块567，驱动电机565通过传动机构566驱动前轮轴或后轮轴转动，进而驱动轨道车行走。如图9所示，各轨道轮564分别套装于与复合轨道的两侧翼板之间，使得轨道车56能够沿复合轨道行走但不会脱轨，也使得轨道车不仅能够沿复合轨道上侧行走，也能沿复合轨道下侧行走。在底板561下方安装有电源模块567，电源模块567可以是独立的蓄电池，也可以外接电源，或从车体中引入电源。传动机构包括齿轮箱，齿轮箱的输入轴与电机转轴连接，齿轮箱的输出轴末端安装有蜗杆，蜗杆安装于蜗杆架内，前轮轴或后轮轴中部安装有蜗轮，蜗杆与蜗轮啮合。

进一步地，在所述污泥处理单元5内侧还安装有高压切割单元7，用于对污泥进行切割粉碎。

一种形式的高压切割单元7如图8所示，其包括中定架71，平行连杆72，基座73，高压喷头74，气缸75和高压供水管76。其中，中定架71竖向固定于污泥处理单元5的斗罩部件562中部，中定架71的上下端分别设置轴孔，基座73的上下端也设置轴孔，中定架71与基座73的上轴孔通过上连杆铰接在一起，中定架71与基座73的下轴孔通过下连杆铰接在一起，上下连杆为一对平行连杆72，且中定架71与基座73平行，即基座73始终为竖直状态。在基座73上固定有高压喷头74，高压喷头74与高压供水管76连接，高压供水管76与高压泵组件15的输出端连接。气缸75铰接于斗罩部件562内腔与上侧连杆之间，当气缸75被控制器控制频繁伸缩移动时，能够带动高压喷头74左右移动，但高压喷头74始终为竖直向下状态。

上述实施例在应用时包括如下过程：

使用方法如下：

1.准备工作：将水利施工河道清淤设备部署到需要清淤的河道位置。确保设备的机车机构、折叠架、复合轨道以及辅助支撑机构等组件都安装齐全并处于正常工作状态。确保设备接收到电源供应或连接外部电源。

2.启动设备：启动机车机构1，通过遥控器控制车辆行走和转向。机车机构的履带12将车辆牢固地固定在地面上，使其能够稳定行走和工作。

3.展开复合轨道：在非工作状态下，只有两个根部的复合轨道与转架23固定安装，使得复合轨道能够随转架23转动。将多个复合轨道依次收尾对接，并通过固定螺栓35将相邻复合轨道连接在一起，确保复合轨道对称且形成组合的复合轨道。

4.安装辅助支撑机构：如果需要在最外端的复合轨道端部安装辅助支撑机构，将竖套管41的内侧面与复合轨道的端部固定，并在竖套管41的下端内腔中套装伸缩腿42和下轮座43。如果需要，还可以安装侧套管45、侧架46、侧轮座47和侧轮48来支撑河道边坡并保持复合轨道水平。

5.进行清淤作业：将污泥处理单元5安装在复合轨道底部，污泥泵51通过抽吸管52将污泥抽吸进入污泥处理单元5，并通过输出管53将处理后的污泥排放至收集转运单元6。污泥处理单元5内侧还可以安装高压切割单元7，用于对污泥进行切割粉碎。

6.收集污泥：收集转运单元6位于复合轨道顶部，用于接收处理后的污泥。当收集转运单元6收集满并运送至复合轨道端部时，可以使用吊装机构将接泥衬斗61取出并更换为空的接泥衬斗。如果需要排放污泥，可以触碰翻转架使收集转运单元6整体翻转并向外部排放污泥。

7.清理作业区域：完成清淤作业后，及时清理作业区域，包括清除残留的污泥、清理设备表面和周围的杂物，确保工作区域干净整洁。

8.关闭设备：在清理作业区域后，关闭污泥处理单元5和收集转运单元6的相关设备。关闭机车机构1，停止车辆的行走和转向。将复合轨道逐一折叠收起，确保安全和便于运输。

9.维护保养：定期对水利施工河道清淤设备进行维护保养，包括清洁设备、检查和更换零部件、润滑部件等，确保设备的正常运行和延长使用寿命。

请注意，在操作过程中应严格按照设备制造商的操作手册和安全规程进行操作，并确保操作人员具备相关培训和证书。清淤作业涉及到河道环境和安全问题，务必遵循相关法律法规，并采取必要的安全措施，确保作业过程安全可靠。

本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。