專利名稱：可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水利機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)及其控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大江大河泥沙淤積嚴(yán)重，長江中游曾一度斷航多日，汛期與歷史同樣大流量時(shí)水位上漲了很多，黃河河底逐年抬高已高出地平成為懸河，嚴(yán)重威脅兩側(cè)河“下”城鄉(xiāng)廣大地區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全。彎曲河道外側(cè)沖刷、內(nèi)側(cè)淤積，內(nèi)側(cè)淤積又迫使外側(cè)加速?zèng)_刷，引起外側(cè)提岸大面積坍塌，一側(cè)沖一側(cè)淤，河道軸線在不斷外移，雖能維持一定的河道過水?dāng)嗝?，但河道愈來愈彎曲?huì)增大行洪阻力而加速上游河道水位的上漲；若投入大量資金在外側(cè)拋石保護(hù)重要提岸，則外側(cè)停止沖刷而內(nèi)側(cè)繼續(xù)淤積，勢必縮小河道過水?dāng)嗝婕铀偕嫌魏拥浪簧蠞q，上游河道水位上漲則增大過水?dāng)嗝鏈p緩流速而加速淤積。水庫中流速大為減緩，泥沙淤積更為快速，嚴(yán)重影響有效庫容及庫內(nèi)航行。因此，清淤問題已引起國家領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。但是，現(xiàn)有技術(shù)的水下挖泥清淤設(shè)備，包括挖泥船、泥漿泵、清淤泵等，對淤泥的挖掘需要提供動(dòng)力，還要提供動(dòng)力將淤泥經(jīng)管道、船舶等設(shè)備向外地輸送，這些設(shè)備及其運(yùn)行成本很高，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且耗費(fèi)能源。為解決上述問題，中國實(shí)用新型專利申請?zhí)枮?01010202421. 4公開了一種水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)。所述水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)包括漂浮于水面的漂浮體及被所述漂浮體牽引且沉于水底的滾輪裝置，所述滾輪裝置包括滾輪和設(shè)于所述滾輪外表面的多個(gè)葉片，所述滾輪在水流的推動(dòng)及所述漂浮體的牽引下滾動(dòng)，所述葉片在所述滾輪的滾動(dòng)過程中將沉積于水底的泥沙掀起以被水沖走。所述水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)利用水流為動(dòng)力自動(dòng)清理河床泥沙淤積，不需要能源消耗，且結(jié)構(gòu)簡單、高效且成本低。但是，一旦將所述水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)投放至河流內(nèi)，便不能控制其工作狀態(tài)，嚴(yán)重缺乏可操控性。另外，該種清淤設(shè)備的清淤效率也較低。因此，有必要提供一種可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)及其控制系統(tǒng)來克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、合理、緊湊， 運(yùn)營成本低、清淤效率高，具備可操控性。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種水動(dòng)力清淤機(jī)控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對投放至河流內(nèi)的水動(dòng)力清淤機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度以及管理，且結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行成本低、可操控性強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，包括漂浮體和滾輪裝置，所述滾輪裝置被所述漂浮體牽引且沉于水底，所述滾輪裝置包括滾輪和設(shè)于所述滾輪的外表面的多個(gè)葉片，其中，所述漂浮體上安裝有供電裝置和控制裝置，所述供電裝置連接所述控制裝置并對所述控制裝置供電，所述滾輪裝置還包括安裝于所述滾輪內(nèi)的電磁離合器，所述控制裝置的兩端通過一電纜分別與所述供電裝置和電磁離合器連接，所述控制裝置控制所述電磁離合器的通斷，所述電磁離合器的通斷實(shí)現(xiàn)所述滾輪裝置的滾動(dòng)或停止。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)包括控制裝置，所述控制裝置與所述滾輪裝置的電磁離合器連接并控制所述電磁離合器的通斷，所述電磁離合器的通斷實(shí)現(xiàn)所述滾輪裝置的滾動(dòng)或停止。在清淤過程中，通過所述控制裝置控制所述電磁離合器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對所述滾輪裝置的滾動(dòng)或停止的控制，具備可操控性，且極大地提高了清淤效果。另外，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、合理、緊湊，運(yùn)營成本低， 適合對流動(dòng)較大的整條河流或一段較長的河段或航道進(jìn)行清淤工作，適用范圍廣。較佳地，在本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例中，所述供電裝置包括發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器以及蓄電池組，所述發(fā)電機(jī)控制器控制所述發(fā)電機(jī)工作，所述控制裝置連接并控制所述發(fā)電機(jī)控制器工作，所述蓄電池組與所述發(fā)電機(jī)連接并存儲(chǔ)所述發(fā)電機(jī)所傳送的電能。具體地，所述控制裝置包括接觸器和可編程控制器，所述接觸器的一端與所述可編程控制器連接，所述接觸器的另一端通過所述電纜與所述電磁離合器連接，所述可編程控制器的兩端分別與所述發(fā)電機(jī)控制器和接觸器連接。較佳地，所述滾輪裝置還包括一滾輪軸，所述滾輪套設(shè)于所述滾輪軸，所述滾輪軸開設(shè)一槽孔，所述電纜穿過所述槽孔與安裝于所述滾輪內(nèi)的電磁離合器連接。較佳地，所述葉片呈槳型或板型。較佳地，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)還包括牽引架和導(dǎo)向板，所述牽引架安裝于所述滾輪裝置，且所述牽引架與所述滾輪可分離地卡合，所述導(dǎo)向板安裝于所述牽引架且靠近所述漂浮體。相應(yīng)地，本實(shí)用新型同時(shí)提供同了一種水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)，包括可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)和控制臺(tái)，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)包括漂浮體和滾輪裝置，所述滾輪裝置被所述漂浮體牽引且沉于水底，所述控制臺(tái)對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。較佳地，在本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例中，所述接觸器包括第一觸點(diǎn)開關(guān)和第二觸點(diǎn)開關(guān)，所述控制臺(tái)為一遙控器。相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提供同了一種水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)，包括可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)、控制臺(tái)和通訊裝置，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)包括漂浮體和滾輪裝置，所述滾輪裝置被所述漂浮體牽引且沉于水底，所述通訊裝置安裝于所述漂浮體，所述控制臺(tái)通過所述通訊裝置對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。較佳地，在本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制臺(tái)為一電腦，所述電腦上安裝有上位機(jī)軟件和監(jiān)控所有到GPRS設(shè)備的連接的軟件，所述通訊裝置包括相互連接的 GPRS模塊和天線，所述GPRS模塊與所述控制裝置連接。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實(shí)用新型的實(shí)施例。

圖1為本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖2為圖1所示可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示可控制水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的供電裝置和控制裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖4為本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的滾輪裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖如為圖4所示滾輪另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖，其中端蓋嵌入所述滾輪的兩端。圖5為圖1所示電纜穿入滾輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖恥為沿圖5所示A-A線的剖面圖。圖6為本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的呈槳型的葉片的正視圖。圖7為本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)另一實(shí)施例中滾輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7a為沿圖7所示B-B線的剖面圖。圖8為圖1所示可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的工作原理圖。圖8a為圖8的右視圖。圖9為本實(shí)用新型水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為圖9所示水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)的電氣控制元件方框圖。圖11為本實(shí)用新型水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為圖11所示水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)的電氣控制元件方框圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如上所述，本實(shí)用新型提供了一種可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，由于所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)包括控制裝置，所述控制裝置與所述滾輪裝置的電磁離合器連接并控制所述電磁離合器的通斷，所述電磁離合器的通斷實(shí)現(xiàn)所述滾輪裝置的滾動(dòng)或停止。在清淤過程中，通過所述控制裝置控制所述電磁離合器的通斷，從而實(shí)現(xiàn)對所述滾輪裝置的滾動(dòng)或停止的控制，具備可操控性，且極大地提高了清淤效果。另外，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、合理、緊湊，運(yùn)營成本低，適合對流動(dòng)較大的整條河流或一段較長的河段或航道進(jìn)行清淤工作，適用范圍廣。請參考圖1至圖3，描述了本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100的一實(shí)施例。 如圖所示，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100包括漂浮體10、滾輪裝置12、供電裝置14、控制裝置16、牽引繩18、電纜20、牽引架22以及導(dǎo)向板M，所述滾輪裝置12通過所述牽引繩 18被所述漂浮體10牽引且沉于水底101中，所述供電裝置14和控制裝置16安裝于所述漂浮體10，所述電纜20與所述牽引繩18捆扎在一起引入水下，所述電纜的20的一端連接所述控制裝置16，所述電纜20的另一端進(jìn)入所述滾輪裝置12內(nèi)部，所述牽引架22安裝于所述滾輪裝置12，且所述牽引架22與所述滾輪裝置12可分離地卡合，所述導(dǎo)向板M安裝于所述牽引架22且靠近所述漂浮體10。在本實(shí)施例中，所述供電裝置14包括發(fā)電機(jī)141、發(fā)電機(jī)控制器142、整流濾波裝置143以及蓄電池組144，所述整流濾波裝置143與所述發(fā)電機(jī)141和蓄電池組144連接， 所述發(fā)電機(jī)控制器142控制所述發(fā)電機(jī)141工作，所述控制裝置16連接并控制所述發(fā)電機(jī)控制器142工作，所述蓄電池組144通過所述整流濾波裝置143與所述發(fā)電機(jī)141連接并存儲(chǔ)所述發(fā)電機(jī)141所傳送的電能。較佳地，所述發(fā)電機(jī)141選用永磁發(fā)電機(jī)直接給所述蓄電池組144充電，或者選用交流電機(jī)整流后給所述蓄電池組144充電。所述蓄電池組 144充滿或電池電量不足時(shí)，向所述發(fā)電機(jī)控制器142發(fā)送一個(gè)指示信號，所述發(fā)電機(jī)控制器142接收該信號并使所述發(fā)電機(jī)141停止或開始工作。當(dāng)然，所述發(fā)電機(jī)控制器143可與可編程控制器162連接，通過所述可編程控制器162來設(shè)定發(fā)電機(jī)141的啟停條件?？衫斫獾?，對于小型河流而言，所述供電裝置14為蓄電池組組。具體地，所述控制裝置16包括接觸器161和可編程控制器162，所述接觸器161 的一端與所述可編程控制器162連接，所述接觸器161的另一端通過所述電纜20與所述滾輪裝置12內(nèi)部連接，所述可編程控制器162的兩端分別與所述發(fā)電機(jī)控制器142和接觸器 161連接。同時(shí)，所述接觸器161與所述蓄電池組144連接，以從所述蓄電池組144處獲得工作的電源。可選地，所述接觸器161為中間繼電器。請參考圖1、圖2、圖4及圖如，所述滾輪裝置12包括滾輪121、滾輪軸122、多個(gè)葉片123、電磁離合器124、配重125以及軸承126，所述滾輪121套設(shè)于所述滾輪軸122并通過所述軸承126實(shí)現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)所述葉片123設(shè)于所述滾輪121的外表面(本實(shí)施例中，所述葉片123呈槳型，如圖6所示，當(dāng)然所述葉片123也可設(shè)計(jì)成其他形狀，如板型或 “T”型)，所述葉片123可直接焊接于所述滾輪121或通過螺栓呈可拆卸地安裝于所述滾輪 121，所述葉片123每行之間的夾角建議在15-45度之間，所述滾輪121為空心滾筒式滾輪， 所述空心滾筒式滾輪的空心筒內(nèi)設(shè)有一對所述電磁離合器1 和所述配重125。對于該種空心滾筒式滾輪，所述葉片123交錯(cuò)地分布于其表面。對于以細(xì)沙沉積為主的河床(如黃河)，河底泥沙極易揚(yáng)起而被河水沖走，很適合采用本實(shí)施例的可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)進(jìn)行航道清理。所述電磁離合器1 與所述可編程控制器162連接，并在所述可編程控制器 162預(yù)先設(shè)定的程序指令下通斷，從而實(shí)現(xiàn)所述滾輪裝置12的間歇滾動(dòng)。所述配重124的設(shè)置可根據(jù)河水的流速以調(diào)節(jié)整個(gè)滾輪裝置12的重量。這樣，所述滾輪裝置12不會(huì)因本身太輕而被河水沖走，也不會(huì)因本身太重而不被河水沖動(dòng)。所述滾輪121在水流的推動(dòng)及所述漂浮體10的牽引下滾動(dòng)，所述葉片123在所述滾輪121的滾動(dòng)過程中將沉積于水底的泥沙102掀起以被水沖走?？衫斫獾兀鶕?jù)河流的流速情況可考慮不在所述滾輪121內(nèi)設(shè)置配重125 ；當(dāng)河流流速過低時(shí)，甚至可以在所述滾輪121內(nèi)設(shè)置比重小于1的物體以增加所述滾輪裝置12的浮力?？蛇x地，所述空心滾筒式滾輪的外表面可開些小孔，以便所述滾輪進(jìn)水，從而較小所述滾輪的浮力。如圖如所示，所述滾輪121的兩端還分別設(shè)有端蓋121a，且兩所述端蓋121a采用嵌入式設(shè)計(jì)。水流方向?yàn)閖，所述滾輪121受力方向?yàn)閗，當(dāng)所述滾輪裝置12在滾動(dòng)過程中發(fā)生傾斜時(shí)，所述滾輪121的兩端所受的河水沖擊力就會(huì)發(fā)生變化，如圖中，滾輪121的A 端所受的河水沖擊力就大于B端。所述端蓋121a對所述滾輪121的滾動(dòng)有自動(dòng)矯正的作用。再加上所述漂浮體10的牽引作用、導(dǎo)向板M的修正作用，確保了所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的前進(jìn)方向和水流的方向保持一致。具體地，所述牽引架22與所述滾輪軸122之間由平鍵連接，從而不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。所述導(dǎo)向板M安裝于所述牽引架22，可以減小所述滾輪裝置12滾動(dòng)過程中發(fā)生傾斜的可能性。當(dāng)所述滾輪裝置12的滾輪方向與水流方向不一致時(shí)，所述導(dǎo)向板M產(chǎn)生一個(gè)矯正力，使所述滾輪裝置12滾動(dòng)時(shí)的軸線與水流方向盡量保持垂直，使得所述滾輪裝置12更好的滾動(dòng)?？衫斫獾兀鰧?dǎo)向板對的位置不限于圖中的中間位置，也可以放置在兩側(cè)，且數(shù)量不限。具體地，如圖5及圖fe所示，所述滾輪裝置12的滾輪軸122開設(shè)一槽孔122a，所述電纜20穿過所述槽孔12 與安裝于所述滾輪內(nèi)的電磁離合器IM連接?？衫斫獾兀霾劭?2 可用銑槽代替，在所述電纜20穿過所述槽孔12 或銑槽后，需進(jìn)一步采用環(huán)氧樹脂或玻璃膠等粘合劑將其縫隙堵住并固定死所述電纜20。較佳地，所述電磁離合器IM推薦使用斷電時(shí)閉合、通電時(shí)分開的離合器。S卩，斷電閉合時(shí)，所述滾輪121和滾輪軸122 “抱死”，所述滾輪裝置12停止?jié)L動(dòng)；通電分開時(shí)，所述滾輪裝置12向前滾動(dòng)。由于所述滾輪裝置12在水下工作，因此在設(shè)計(jì)所述滾輪裝置12 時(shí)應(yīng)該考慮絕緣、耐壓以及泥沙對所述電磁離合器1 開合的影響等問題。可選地，如圖7及圖7a所示，在本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中，所述滾輪121還可以設(shè)計(jì)成螺旋連扳結(jié)構(gòu)，所述滾輪121包括端板121b、連扳121c以及固定板121d，兩塊所述端板121b安裝于所述滾輪121的兩端，多塊所述固定板121d安裝于所述滾輪121的外表面，多塊所述連扳121c安裝于所述固定板121d上。采用這樣的設(shè)計(jì)，工藝性好，加工容易、 拆卸方便，運(yùn)輸時(shí)所占的空間較小，且可將所述電磁離合器124、配重125安裝于所述滾輪 121的中間。請參考8和圖8a，本實(shí)施例可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的工作原理如下所述滾輪裝置12通過所述牽引繩18被所述漂浮體10牽引且沉于水底101中，而所述滾輪裝置12 的葉片123插入泥沙102中。當(dāng)所述滾輪裝置12的滾輪121在水流的推動(dòng)(水流方向如圖中箭頭N所示)及所述漂浮體10的牽引下滾動(dòng)(滾動(dòng)方向如圖中箭頭J所示)，所述葉片123在所述滾輪121的滾動(dòng)過程中將沉積于水底的泥沙102掀起以被水沖走。另外，滾輪121的阻擋作用會(huì)加快滾輪121和河床底部之間河水的流速，且由于有葉片123的支撐， 所述滾輪121在滾動(dòng)過程中與河床之間會(huì)有一個(gè)間隙，水流通過這個(gè)變得狹窄的間隙時(shí)流速會(huì)加快，并在葉片123的作用下河水產(chǎn)生蝸旋，這大大地加大了河水對河床的沖蝕。當(dāng)通過所述滾輪121內(nèi)的電磁離合器124使所述滾輪軸122和所述滾輪121 “抱死”時(shí)，即所述滾輪121和滾輪軸122之間不能轉(zhuǎn)動(dòng)，就形成了如圖8所示的制動(dòng)狀態(tài)。由于牽引架22和滾輪軸122通過平鍵連接在一起，它們之間也是不能轉(zhuǎn)動(dòng)的。因此，牽引架 22在滾輪裝置12巨大的扭矩之下，隨滾輪122 —起旋轉(zhuǎn)，有可能導(dǎo)致牽引架22的前端插入泥沙102中，或與牽引繩18扭成一個(gè)夾角，這樣整個(gè)滾輪裝置12便不能滾動(dòng)前進(jìn)，即實(shí)現(xiàn)了所述滾輪裝置12的停止。即使由于牽引繩18拉力作用使得所述牽引架22的前端沒有插入泥沙102中，由于所述滾輪裝置12自身重量使得所述葉片123已深深插入泥沙102 中，巨大的摩擦力也是可以制動(dòng)滾輪裝置12的。在如圖所示的制動(dòng)狀態(tài)下，由于所述葉片123的支撐作用，所述滾輪121始終和河床底部保留一個(gè)間隙，而通過該間隙的水流由于所述滾輪121和葉片123的阻擋作用將會(huì)變得湍急、激蕩、回旋，并將會(huì)迅速將河底的泥沙卷起。而停止?jié)L輪前進(jìn)的滾輪裝置12由于下邊的泥沙被卷走，將會(huì)下沉，而在下沉過程中，所述滾輪121和河底也會(huì)始終保留一定間隙。湍急的河流會(huì)一直不斷地沖刷侵蝕所述滾輪裝置12下邊的河床。理論上，這個(gè)過程將會(huì)一直進(jìn)行下去，直到所述滾輪裝置12的上邊緣與河底平齊。在很短的時(shí)間內(nèi)，所述滾輪裝置12下面將會(huì)形成一個(gè)坑。停留時(shí)間越長，坑越深。若此時(shí)在所述可編程控制器162預(yù)先設(shè)定的程序指令下使所述滾輪裝置12向前滾動(dòng)一個(gè)角度，比如1/3周到1周之間，所述滾輪裝置12將會(huì)前進(jìn)一小距離。然后在所述可編程控制器162預(yù)先設(shè)定的程序指令下使得所述電磁離合器1 對所述滾輪裝置12再次制動(dòng)。所述滾輪裝置12停留一段時(shí)間，又會(huì)在其下面形成一個(gè)新坑，如此循環(huán)，所述滾輪裝置12滾過的痕跡就會(huì)在河底拉出一條深溝。較佳地，所述葉片123不僅僅起支撐作用，它還為所述滾輪121的前進(jìn)提供了前進(jìn)的推動(dòng)力，還可以改變水流方向。如圖所示，由于所述葉片123的阻擋作用，使得一部分正沿M方向流動(dòng)的河水變成沿K方向流動(dòng)，去沖擊河底。其次，以細(xì)沙為沉積物的河床在河水的沖刷下會(huì)形成獨(dú)特的半月形波浪紋底，和沙漠中的半月形沙丘一樣，這樣的形狀符合流體力學(xué)原理，是最耐沖蝕的形狀，當(dāng)滾輪121 滾過時(shí)破壞了這種形狀，也會(huì)加大河水對河床的沖蝕。而且，利用本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)進(jìn)行反復(fù)清理，在河流的中心會(huì)被拉出一條狹窄的深溝，這個(gè)狹窄的溝底河水流速也就會(huì)增大，自然沖蝕效果也就會(huì)加大。這樣在河水的自然沖蝕下，這條由清淤機(jī)拉出的狹窄深溝會(huì)在河水的自然沖刷下，不斷的加深加寬。因?yàn)橥瑯拥牧髁肯拢铀乃雷冋?，河水的流速就?huì)加快。當(dāng)河水低于某臨界流速時(shí)，河水中的泥沙就會(huì)沉積，而高于這個(gè)臨界流速時(shí)，泥沙就不再沉積而會(huì)被沖走。河道變窄后河水的流速會(huì)更快，流速加快的河水將會(huì)加快對河床的自然沖蝕效果。這樣也就大大地加快了河道的清淤的速度和效果。本實(shí)用新型的可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)不會(huì)對河岸和提壩造成損害。由于自身重力的作用，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)會(huì)自動(dòng)走在河水最深、最湍急的中間位置。在經(jīng)過河流急轉(zhuǎn)彎處時(shí)，由于所述牽引繩18的作用，所述滾輪裝置12的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)偏向內(nèi)側(cè)一點(diǎn)，而不靠外側(cè)提壩。需要注意的是，由于所述漂浮體10上安裝有供電裝置14和控制裝置16，因此在設(shè)計(jì)和制造過程中要考慮“防翻滾”、“防進(jìn)水”等措施。另外，所述漂浮體10上可設(shè)有文字、 聲音、無線電信號、警示燈等，以提醒過往船只并保證過往船只的安全。在本實(shí)用新型中，所述漂浮體10的作用如下(1)起導(dǎo)向作用，使所述滾輪裝置12的滾輪121在滾動(dòng)過程中不至于傾斜；⑵增大對滾輪121的牽引力；(3)起標(biāo)示作用，人們可以通過漂浮體10的位置， 判斷滾輪121大概在什么位置，是否還在滾動(dòng)、滾動(dòng)的速度如何等等；(4)安裝供電裝置14 和控制裝置16等電器設(shè)備。請參考圖9及圖10，描述了本實(shí)用新型水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例，該實(shí)施例適用于對較短的小河流進(jìn)行清淤。如圖所示，所述水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)包括可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100和控制臺(tái)200，所述控制臺(tái)200對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。其中，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100包括漂浮體10、滾輪裝置12、供電裝置 14、控制裝置16、牽引繩18、電纜20、牽引架22以及導(dǎo)向板24，由于所述滾輪裝置12的內(nèi)部組成及連接關(guān)系、上述各部件之間的連接關(guān)系和制動(dòng)關(guān)系如上所述，在此不再贅述。在本實(shí)施例中，所述供電裝置14為蓄電池組組，所述控制裝置16包括接觸器161 和可編程控制器162，所述控制臺(tái)200為一遙控器。所述接觸器162包括觸點(diǎn)開關(guān)Kl和觸點(diǎn)開關(guān)K2，采用遙控器作為控制臺(tái)便能實(shí)現(xiàn)對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100的控制。
8[0059]具體地，如圖10所示，當(dāng)觸點(diǎn)開關(guān)Kl斷開，觸點(diǎn)開關(guān)K2閉合時(shí)，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100在所述可編程控制器162的控制下正常滾動(dòng)；當(dāng)觸點(diǎn)開關(guān)Kl閉合，觸點(diǎn)開關(guān)K2斷開時(shí)，所述電磁離合器IM閉合，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100停止?jié)L動(dòng)；當(dāng)觸點(diǎn)開關(guān)K1、K2都閉合時(shí)，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100快速滾動(dòng)，不再間歇停頓。需要注意的是，對于所述電磁離合器124，也可設(shè)計(jì)成觸點(diǎn)開關(guān)Kl閉合，觸點(diǎn)開關(guān)Κ2斷開時(shí)， 所述電磁離合器1 斷開，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100正常滾動(dòng)。對較短的小河流進(jìn)行清淤，本實(shí)施例的水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)有效地節(jié)省了能源消耗，且結(jié)構(gòu)簡單，降低了成本。再請參考圖11和圖12，描述了本實(shí)用新型水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例，該實(shí)施例適用于對像黃河這樣的大型河流的清淤。如圖所示，所述水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)包括可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100、控制臺(tái)200和通訊裝置300，所述控制臺(tái)200通過所述通訊裝置300對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。其中，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100包括漂浮體10、滾輪裝置12、供電裝置 14、控制裝置16、牽引繩18、電纜20、牽引架22以及導(dǎo)向板24，由于所述滾輪裝置12的內(nèi)部組成及連接關(guān)系、上述各部件之間的連接關(guān)系和制動(dòng)關(guān)系如上所述，在此不再贅述。在本實(shí)施例中，所述供電裝置14包括發(fā)電機(jī)141、發(fā)電機(jī)控制器142、整流濾波裝置143以及蓄電池組144，所述控制裝置16包括接觸器161和可編程控制器162，上述各部件之間的連接關(guān)系和制動(dòng)關(guān)系如上所述，在此不再贅述。具體地，所述通訊裝置300包括相互連接的GPRS模塊301和天線302。較佳地，在本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述通訊裝置300還包括GPS模塊，所述GPS模塊分別與所述GPRS模塊301和天線302連接。這樣，可以在遠(yuǎn)程人工控制臺(tái)的電腦的電子地圖上準(zhǔn)確顯示所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100的實(shí)時(shí)位置。具體地，所述控制臺(tái)200為一電腦，所述電腦上安裝有上位機(jī)軟件和監(jiān)控所有到 GPRS設(shè)備的連接的軟件。具體地，所述電腦上安裝有上位機(jī)軟件和SINAUT MICRO SC軟件， 所述電腦與所述通訊裝置300的GPRS模塊301連接，從而可以對所述可編程控制器162的程序進(jìn)行臨時(shí)修正或重新設(shè)定，進(jìn)而更好地提高清淤效果。對于上述控制臺(tái)200，包括現(xiàn)場控制臺(tái)和遠(yuǎn)程人工控制臺(tái)兩種，兩者所使用的設(shè)備相同?，F(xiàn)場控制臺(tái)即是用可無線上網(wǎng)的筆記本電腦來現(xiàn)場控制所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100的工作狀態(tài)。如在靠近河邊的公路或提壩上，監(jiān)控人員對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行臨時(shí)修正或者重新設(shè)定。遠(yuǎn)程人工控制臺(tái)即是監(jiān)控人員在離所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)100較遠(yuǎn)的距離外對其工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。該裝置的具體參數(shù)可根據(jù)河流的大小、長短、河水流速情況而設(shè)定。以黃河為例， 所述滾輪裝置12的總長度可以設(shè)計(jì)為6m——1 !左右。所述滾輪121的直徑可設(shè)計(jì)為1. 5m 左右，所述葉片123的長度設(shè)計(jì)成0. 8m——1. 2m,寬度為0. :3m左右，厚度為20——25mm。這樣，所述滾輪121的直徑加上葉片123的長度，其內(nèi)尺寸在3m——細(xì)之間。所述電磁離合器IM設(shè)計(jì)可選用牙嵌式電磁離合器，其制動(dòng)力矩初步選定為20000——80000牛頓.米， 即每個(gè)所述電磁離合器1 的制動(dòng)力矩為10000——40000牛頓.米?？蛇x型號LY10-1000 至LY10-4000，其額定電壓為直流ΙΙΟν，兩個(gè)所述電磁離合器IM消耗的總功率在320——730w之間。牽引如此大的滾輪裝置12，所述漂浮體10可選用排水量為十幾噸甚至二十幾噸以上的船只。當(dāng)然，但若考慮為了打撈方便滾輪裝置也可以做的小些，而相應(yīng)的漂浮體也可以做的小些。如上所述，本實(shí)施例的水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)，由于包括通訊裝置300，從而可以對所述可編程控制器162的程序進(jìn)行臨時(shí)修正或重新設(shè)定，進(jìn)而更好地提高清淤效果，同時(shí)大大地提高了可操控性。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本實(shí)用新型的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求1.一種可控式可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，包括漂浮體和滾輪裝置，所述滾輪裝置被所述漂浮體牽引且沉于水底，所述滾輪裝置包括滾輪和設(shè)于所述滾輪的外表面的多個(gè)葉片， 其特征在于所述漂浮體上安裝有供電裝置和控制裝置，所述供電裝置連接所述控制裝置并對所述控制裝置供電，所述滾輪裝置還包括安裝于所述滾輪內(nèi)的電磁離合器，所述控制裝置的兩端通過一電纜分別與所述供電裝置和電磁離合器連接，所述控制裝置控制所述電磁離合器的通斷，所述電磁離合器的通斷實(shí)現(xiàn)所述滾輪裝置的滾動(dòng)或停止。
2.如權(quán)利要求1所述的可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，其特征在于所述供電裝置包括發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制器以及蓄電池組，所述發(fā)電機(jī)控制器控制所述發(fā)電機(jī)工作，所述控制裝置連接并控制所述發(fā)電機(jī)控制器工作，所述蓄電池組與所述發(fā)電機(jī)連接并存儲(chǔ)所述發(fā)電機(jī)所傳送的電能。
3.如權(quán)利要求2所述的可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，其特征在于所述控制裝置包括接觸器和可編程控制器，所述接觸器的一端與所述可編程控制器連接，所述接觸器的另一端通過所述電纜與所述電磁離合器連接，所述可編程控制器的兩端分別與所述發(fā)電機(jī)控制器和接觸器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，其特征在于所述滾輪裝置還包括一滾輪軸，所述滾輪套設(shè)于所述滾輪軸，所述滾輪軸開設(shè)一槽孔，所述電纜穿過所述槽孔與安裝于所述滾輪內(nèi)的電磁離合器連接。
5.如權(quán)利要求1所述的可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，其特征在于所述葉片呈槳型或板型。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，其特征在于所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)還包括牽引架和導(dǎo)向板，所述牽引架安裝于所述滾輪裝置，且所述牽引架與所述滾輪可分離地卡合，所述導(dǎo)向板安裝于所述牽引架且靠近所述漂浮體。
7.一種水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)，包括可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)和控制臺(tái)，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)包括漂浮體和滾輪裝置，所述滾輪裝置被所述漂浮體牽引且沉于水底，所述漂浮體上安裝有控制裝置，所述控制臺(tái)對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，其特征在于所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述。
8.如權(quán)利要求7所述的水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述接觸器包括第一觸點(diǎn)開關(guān)和第二觸點(diǎn)開關(guān)，所述控制臺(tái)為一遙控器。
9.一種水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)，包括可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)、控制臺(tái)和通訊裝置，所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)包括漂浮體和滾輪裝置，所述滾輪裝置被所述漂浮體牽引且沉于水底，所述漂浮體上安裝有控制裝置和所述通訊裝置，所述控制裝置與通訊裝置連接，所述控制臺(tái)通過所述通訊裝置對所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，其特征在于所述可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述。
10.如權(quán)利要求9所述的水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制臺(tái)為一電腦，所述電腦上安裝有上位機(jī)軟件和監(jiān)控所有到GPRS設(shè)備的連接的軟件，所述通訊裝置包括相互連接的GPRS模塊和天線，所述GPRS模塊與所述控制裝置連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)，包括漂浮體和滾輪裝置，所述滾輪裝置被所述漂浮體牽引且沉于水底，所述滾輪裝置包括滾輪和設(shè)于所述滾輪的外表面的多個(gè)葉片，其中，所述漂浮體上安裝有供電裝置和控制裝置，所述供電裝置連接所述控制裝置并對所述控制裝置供電，所述滾輪裝置還包括安裝于所述滾輪內(nèi)的電磁離合器，所述控制裝置的兩端通過一電纜分別與所述供電裝置和電磁離合器連接，所述控制裝置控制所述電磁離合器的通斷，所述電磁離合器的通斷實(shí)現(xiàn)所述滾輪裝置的滾動(dòng)或停止。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可控式水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、合理、緊湊，運(yùn)營成本低，具備可操控性。本實(shí)用新型同時(shí)提供了一種水動(dòng)力自動(dòng)清淤機(jī)控制系統(tǒng)。
文檔編號E02F3/18GK202248002SQ201120308908
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者陳景順 申請人:陳景順