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原文传递一种基于振动利用的湖面清理装置及使用方法

专利名称：	一种基于振动利用的湖面清理装置及使用方法
摘要：	一种基于振动利用的湖面清理装置及使用方法，装置包括动力组件和垃圾收集组件，动力组件的驱动力主要由振动机构提供，动力组件以摇杆‑连杆‑曲柄机构作为动力输出部件，摇杆通过振动机构进行往复摆动，并转化为曲柄的转动；动力组件两路输出驱动力，一路用于驱动垃圾收集组件运动，另一路用于驱动螺旋桨运动；依靠螺旋桨的旋转使装置在湖面行进，垃圾收集组件通过自身旋转实现垃圾收集。使用方法为：将装置浮于湖面并远程进行遥控；启动振动机构，仅向螺旋桨提供驱动力，使装置驶向垃圾漂浮区，令垃圾收集舱舱体转动起来，装置在垃圾漂浮区内匀速移动且舱门全部打开，随着舱体的转动，垃圾随漩涡水流进入舱内，待垃圾饱和后舱门关闭。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	东北大学
发明人：	任朝晖;张巍瀚;孙宁宁;郭亚冲;郭瑞安;周娜;李晖
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910298042.0
公开号：	CN110042814A
代理机构：	沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：	梁焱
分类号：	E02B15/10(2006.01);E;E02;E02B;E02B15
申请人地址：	110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
主权项：	1.一种基于振动利用的湖面清理装置，其特征在于：包括动力组件和垃圾收集组件，垃圾收集组件位于动力组件外侧；所述动力组件包括基架、摇杆、振动机构、连杆、曲柄、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一链轮、第二链轮及链条；所述基架采用圆盘形结构，在基架上开设有连杆让位口；所述摇杆一端铰接在基架上表面，摇杆另一端与连杆一端相铰接，连杆另一端穿过连杆让位口位于基架下方；所述振动机构设置在摇杆上；所述第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴及第五传动轴均通过轴承座安装在基架下表面，五根传动轴相互平行，第二传动轴位于第一传动轴与第三传动轴中间，第一传动轴与第五传动轴位于同一条直线上，第三传动轴与第四传动轴位于同一条直线上；位于所述基架下方的连杆端部固连在第一传动轴上，所述第一齿轮固装在第一传动轴，所述第二齿轮固装在第二传动轴上，第二齿轮与第一齿轮相啮合；所述第三齿轮固装在第三传动轴上，第三齿轮与第二齿轮相啮合，第三传动轴一端通过轴离合器机构与第四传动轴一端相连，第四传动轴另一端安装有第一螺旋桨；所述第一链轮固装在第四传动轴上，第二链轮固装在第五传动轴上，第一链轮与第二链轮通过链条进行传动连接，在第五传动轴的端部安装有第二螺旋桨；在所述基架下表面竖直固装有一根立轴，在立轴上依次安装有第一锥齿轮、棘爪棘轮离合器机构及第四齿轮，第一锥齿轮及第四齿轮均通过轴承套装在立轴上，第一锥齿轮与第四齿轮通过棘爪棘轮离合器机构相连；在所述第二传动轴上固装有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合；在所述垃圾收集组件内设置有内齿圈，内齿圈与第四齿轮相啮合；在所述基架上方安装有动力组件顶端封盖，在基架下方安装有动力组件底端封盖，所述第一螺旋桨和第二螺旋桨位于动力组件底端封盖外侧。 2.根据权利要求1所述的一种基于振动利用的湖面清理装置，其特征在于：所述振动机构包括框架、双轴电机、振动机构传动轴、主动齿轮组、从动齿轮组、主动偏心块、从动偏心块、下支撑座组及上支撑座组；所述框架固定镶嵌在摇杆上，所述双轴电机固装在框架下端，双轴电机的电机轴与框架下端之间通过下支撑座组相连；所述主动齿轮组和主动偏心块均固装在双轴电机的电机轴上；所述振动机构传动轴通过上支撑座组安装在框架上端，所述从动齿轮组和从动偏心块均固装在振动机构传动轴上；所述主动齿轮组与从动齿轮组相啮合；所述主动偏心块与从动偏心块结构相同且质量相等，主动偏心块与从动偏心块在任意转动角度下均保持对称分布。 3.根据权利要求1所述的一种基于振动利用的湖面清理装置，其特征在于：所述轴离合器机构包括滑动插头、固定插座、轴离合器电磁铁、轴离合器复位弹簧、滑杆、锁定杆及底座；所述滑动插头套装在第三传动轴上，滑动插头与第三传动轴之间设有导向键，滑动插头在第三传动轴上具有直线移动自由度；所述固定插座固装在第四传动轴上，固定插座与滑动插头插接配合；所述底座固装在基架下表面，在底座下表面开设有直线滑槽，直线滑槽与第三传动轴相平行；所述轴离合器电磁铁固装在直线滑槽一端，直线滑槽另一端的底座上开设有心形锁定滑槽；在所述滑动插头周向开设有环向滑槽，所述滑杆一端位于环向滑槽内，滑杆另一端位于直线滑槽内，且位于直线滑槽内的滑杆端部设有永磁铁；所述轴离合器复位弹簧位于直线滑槽内，轴离合器复位弹簧一端与轴离合器电磁铁相固连，轴离合器复位弹簧另一端与滑杆相固连；所述锁定杆一端铰接在滑杆上，锁定杆另一端位于心形锁定滑槽内。 4.根据权利要求1所述的一种基于振动利用的湖面清理装置，其特征在于：所述棘爪棘轮离合器机构包括棘轮、棘爪、棘爪棘轮离合器电磁铁、棘爪棘轮离合器复位弹簧及弹簧式锁定器；所述棘轮通过轴承套装在立轴上，棘轮与第一锥齿轮相固连；所述棘爪中部铰接在第四齿轮上，棘爪尾端与棘爪棘轮离合器复位弹簧一端相固连，棘爪棘轮离合器复位弹簧另一端固连在第四齿轮上；所述棘爪棘轮离合器电磁铁固装在棘爪尖端外侧的第四齿轮上，且在棘爪尖端设有永磁铁；所述弹簧式锁定器安装在棘爪尖端与棘轮之间的第四齿轮上；所述弹簧式锁定器包括球头帽、球头帽支杆、支杆支撑弹簧、支杆弹簧定位套及球头帽支撑弹簧；所述支杆支撑弹簧竖直固装在第四齿轮上，在支杆支撑弹簧上端竖直固连球头帽支杆，所述球头帽固装在球头帽支杆顶端；所述支杆弹簧定位套套装在支杆支撑弹簧外侧，支杆弹簧定位套底端固连在第四齿轮上；所述球头帽支撑弹簧套装在支杆弹簧定位套外侧，球头帽支撑弹簧底端固连在第四齿轮上，球头帽支撑弹簧顶端固连在球头帽上；所述棘爪棘轮离合器复位弹簧的弹簧力小于弹簧式锁定器的弹簧力。 5.根据权利要求1所述的一种基于振动利用的湖面清理装置，其特征在于：所述垃圾收集组件包括垃圾收集舱舱体、垃圾收集舱舱门、舱门拉杆、拉杆拖拽滑块、滑块导向轨道槽、伸缩推杆及电动转盘；所述垃圾收集舱舱体采用圆环状结构，所述动力组件位于垃圾收集舱舱体的中小孔内；在所述基架与垃圾收集舱舱体之间均布设置有若干滚轮，基架通过滚轮可在垃圾收集舱舱体中心孔内进行自由转动；所述内齿圈固连在垃圾收集舱舱体上，内齿圈与垃圾收集舱舱体同心设置；在所述垃圾收集舱舱体内部均布有若干垃圾收集腔室和浮力腔室，每个垃圾收集腔室均配置一个垃圾收集舱舱门，在垃圾收集腔室内侧的垃圾收集舱舱体上开设有若干透水栅孔；所述垃圾收集舱舱门通过扭矩弹簧铰链连接在垃圾收集舱舱体上，所述舱门拉杆一端铰接在垃圾收集舱舱门上，舱门拉杆另一端铰接在拉杆拖拽滑块上，拉杆拖拽滑块位于滑块导向轨道槽内，滑块导向轨道槽位于垃圾收集舱舱体上；所述伸缩推杆一端铰接在拉杆拖拽滑块上，伸缩推杆另一端铰接在电动转盘上。 6.权利要求1所述的基于振动利用的湖面清理装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：将湖面清理装置整体放置到湖面上，使湖面清理装置自然悬浮在湖面，同时采用远程遥控方式对湖面清理装置进行控制；步骤二：先将轴离合器机构调整到接合状态，同时将棘爪棘轮离合器机构调整到断开状态，然后启动振动机构，以使第一螺旋桨和第二螺旋桨转动，进而驱动湖面清理装置驶向垃圾漂浮区；步骤三：当湖面清理装置驶入垃圾漂浮区后，将棘爪棘轮离合器机构调整到接合状态，使垃圾收集舱舱体转动起来；步骤四：控制湖面清理装置在垃圾漂浮区内匀速移动，同时启动电动转盘，使所有垃圾收集舱舱门全部打开，随着垃圾收集舱舱体的连续转动，漂浮的垃圾将随着漩涡水流进入垃圾收集腔室；步骤五：当垃圾收集腔室中的垃圾达到饱和状态后，反向启动电动转盘，使所有垃圾收集舱舱门全部关闭，收集到的垃圾被封存到垃圾收集腔室内；步骤六：先将棘爪棘轮离合器机构调整到断开状态，使垃圾收集舱舱体转动停止，然后将湖面清理装置驶出垃圾漂浮区，并驶入垃圾卸载区进行垃圾清运；步骤七：重复步骤二至步骤六，直到将垃圾漂浮区的垃圾清除干净。
所属类别：	发明专利