水面漂浮物收集的双船结构

王泽成+邹勇+谢延昊

【摘 要】 通过分析国内外水面漂浮物收集装置及其技术优缺点，本课题设计了一种集“收集—滤水—压缩—运输”于一体的新型水面漂浮物收集装置。该装置所应用的双体船模型实现了水面漂浮物的高效快速的收集，进而实现水面垃圾清理的机械化与自动化，提高水面漂浮物收集的工作效率与作业质量，同时又起到了对水面环境的维护保障作用，有着良好的应用前景和推广价值。

【关键词】 新型 双船 自动化 效率

通过对目前国内外对水面漂浮物的收集装置的调查，传统的收集方式多为人工收集，但人工收集面临着劳动强度大、工作难度大等条件的极大限制。同时单一机械化装置也在逐步发展，但现阶段还处于起步阶段，还需要进一步的发展。单一机械化装置将水面漂浮物收集起来，送回岸边，再进行人工整理回收，来回之间费人费力，效率也大大降低。针对上述问题，本课题提出了新型水面漂浮物收集装置，将单一功能向多功能发展，不仅能收集水面漂浮物，而且能在船上将漂浮物进行滤水、压缩，即向“收集—滤水—压缩—运输”于一体的多功能方向发展，这样将极大提高对水面漂浮物收集的效率。

1 装置的总体设计

通过对于市面现有装置的研究，经过大家的认真思索，我们最终设计出来了一种新型水面漂浮物收集的双船结构。双船结构，顾名思义，它的整体结构为是一条主和一条副船。主船采用双体船结构，具有良好的耐波性；航行时静水阻力性能好；船的推进效率高；船体的总宽度较大，甲板面积大等优点。主船从首至尾分别为收集装置、运输装置、压缩装置等。副船为一条可以自动卸载的运输船。装置的总体图如图1。

1.1 收集装置

收集装置的目的是为了把水面漂浮物打捞起来。要想高效的收集漂浮物，就要尽可能的增加收集装置的打捞面积。因此，我们在收集装置增加了一个旋转滚筒，在旋转滚筒上安装了六个片齿，其结构如图1。旋转的功能是通过旋转运动把远处的漂浮物吸到收集装置附近，也可以将大量聚集的漂浮物垃圾打散开来，减小船行驶的阻力；而安装六个片齿的目的是把水面漂浮物打捞到传送带上，而且片齿也可以将网状的漂浮物扯断，便于打捞。在旋转滚筒表面安装能滤水的铁质网，避免垃圾进入其内部，损坏旋转滚筒。旋转滚筒的材料是由45号钢，调制处理，其表面喷有防腐蚀的的漆。将其安装在链传动的侧板，并靠链传动带动其旋转。

为了保证效率，收集装置除了旋转滚筒结构，还有勾臂结构。勾臂结构位于传送带上，可以通过尖部的勾臂把漂浮物勾到传送带上，而勾船臂结构也可以防止漂浮物的滑落。勾臂越长，越容易捞取漂浮物，但是勾臂越长，行进的阻力和能耗也随之增加，考虑到收集漂浮物的效率和能耗问题，将勾臂长度设定为86mm，两个勾臂结构间的距离设置为256mm，这样在保证高效收集的同时，也可以减小能耗的损失。

1.2 运输装置

因为收集到的漂浮物含有较多的水分，不便于后期的运输，所以运输装置我们采用了履带式传送带。

履带式结构便于水分的即时排出，因为含水量的减少，能在一定程度上提高运输效率。传送带最大特点是可以自由变速、远近传动、结构简单、更换方便、经济，因为传送带具有这些优点，所以我们采用了传送带结构。传送带又分为很多种，各种带结构都有自己的优点，窄V带结构具有传递功率大，拉伸强度高，质量小，传动系统结构简单、结构紧凑等优点，有利于漂浮物的运输。

1.3 压缩装置

收集起来的漂浮物所占的空间比较大，为了提高运输效率，所以在船上就要对漂浮物进行压缩。压缩装置主要是副传送带上方安装倾斜的长滚筒，它与副传送带的配合挤压，会对浒苔进行压缩处理，从长滚筒和副传送带右边的细缝中排出。要求保证两者速度相同，转向相反，同时要保证长滚筒足够光滑，预防堆积。

1.4 运输船

运输船采用一种水面漂浮物自动卸载船。自动卸载船通过驾驶室远程控制液压缸，利用液压缸的自动升降带动翻斗一端的起落，并巧妙利用翻斗门的自动开合，从而实现自动卸载的目的。

2 创新之处

（1）旋转滚筒的运用，不仅可以增加收集装置打捞面积，而且可以将漂浮物打捞到传送到上，而其不断地旋转，也可以减小水面阻力，利于航行。

（2）用双体船做主船，可以充分利用双体船甲板较宽，航行稳定的特点；高运输效率。

（3）各个装置的多次滤水，减轻了水面漂浮物的质量，减缓了对主、副船的腐蚀作用，降低了成本。

3 结语

根据现有所学的机械原理及设计、液压传动、建模软件（CAD、solidworks等）等知识，设计了集“收集—滤水—压缩—运输”四位一体的新型收集装置，在传统运输船的基础上，将主体定为双船结构，运用旋转滚筒作为收集装置，运用多个传送带间配合传动完成滤水、压缩功能，运用液压油缸进行自动卸载，对各个方面进行突破和创新，初步实现收集船的机械化与自动化，在一定程度上提高了水面漂浮物收集的工作效率，进一步发展了机械化装置，实现了对水面环境的维护。

参考文献：

[1]杨松林，杨大明.小水线面双体船的性能优势及其应用状况[J].造船技术，2000.3.endprint

【摘 要】 通过分析国内外水面漂浮物收集装置及其技术优缺点，本课题设计了一种集“收集—滤水—压缩—运输”于一体的新型水面漂浮物收集装置。该装置所应用的双体船模型实现了水面漂浮物的高效快速的收集，进而实现水面垃圾清理的机械化与自动化，提高水面漂浮物收集的工作效率与作业质量，同时又起到了对水面环境的维护保障作用，有着良好的应用前景和推广价值。

【关键词】 新型 双船 自动化 效率

通过对目前国内外对水面漂浮物的收集装置的调查，传统的收集方式多为人工收集，但人工收集面临着劳动强度大、工作难度大等条件的极大限制。同时单一机械化装置也在逐步发展，但现阶段还处于起步阶段，还需要进一步的发展。单一机械化装置将水面漂浮物收集起来，送回岸边，再进行人工整理回收，来回之间费人费力，效率也大大降低。针对上述问题，本课题提出了新型水面漂浮物收集装置，将单一功能向多功能发展，不仅能收集水面漂浮物，而且能在船上将漂浮物进行滤水、压缩，即向“收集—滤水—压缩—运输”于一体的多功能方向发展，这样将极大提高对水面漂浮物收集的效率。

1 装置的总体设计

通过对于市面现有装置的研究，经过大家的认真思索，我们最终设计出来了一种新型水面漂浮物收集的双船结构。双船结构，顾名思义，它的整体结构为是一条主和一条副船。主船采用双体船结构，具有良好的耐波性；航行时静水阻力性能好；船的推进效率高；船体的总宽度较大，甲板面积大等优点。主船从首至尾分别为收集装置、运输装置、压缩装置等。副船为一条可以自动卸载的运输船。装置的总体图如图1。

1.1 收集装置

收集装置的目的是为了把水面漂浮物打捞起来。要想高效的收集漂浮物，就要尽可能的增加收集装置的打捞面积。因此，我们在收集装置增加了一个旋转滚筒，在旋转滚筒上安装了六个片齿，其结构如图1。旋转的功能是通过旋转运动把远处的漂浮物吸到收集装置附近，也可以将大量聚集的漂浮物垃圾打散开来，减小船行驶的阻力；而安装六个片齿的目的是把水面漂浮物打捞到传送带上，而且片齿也可以将网状的漂浮物扯断，便于打捞。在旋转滚筒表面安装能滤水的铁质网，避免垃圾进入其内部，损坏旋转滚筒。旋转滚筒的材料是由45号钢，调制处理，其表面喷有防腐蚀的的漆。将其安装在链传动的侧板，并靠链传动带动其旋转。

为了保证效率，收集装置除了旋转滚筒结构，还有勾臂结构。勾臂结构位于传送带上，可以通过尖部的勾臂把漂浮物勾到传送带上，而勾船臂结构也可以防止漂浮物的滑落。勾臂越长，越容易捞取漂浮物，但是勾臂越长，行进的阻力和能耗也随之增加，考虑到收集漂浮物的效率和能耗问题，将勾臂长度设定为86mm，两个勾臂结构间的距离设置为256mm，这样在保证高效收集的同时，也可以减小能耗的损失。

1.2 运输装置

因为收集到的漂浮物含有较多的水分，不便于后期的运输，所以运输装置我们采用了履带式传送带。

履带式结构便于水分的即时排出，因为含水量的减少，能在一定程度上提高运输效率。传送带最大特点是可以自由变速、远近传动、结构简单、更换方便、经济，因为传送带具有这些优点，所以我们采用了传送带结构。传送带又分为很多种，各种带结构都有自己的优点，窄V带结构具有传递功率大，拉伸强度高，质量小，传动系统结构简单、结构紧凑等优点，有利于漂浮物的运输。

1.3 压缩装置

收集起来的漂浮物所占的空间比较大，为了提高运输效率，所以在船上就要对漂浮物进行压缩。压缩装置主要是副传送带上方安装倾斜的长滚筒，它与副传送带的配合挤压，会对浒苔进行压缩处理，从长滚筒和副传送带右边的细缝中排出。要求保证两者速度相同，转向相反，同时要保证长滚筒足够光滑，预防堆积。

1.4 运输船

运输船采用一种水面漂浮物自动卸载船。自动卸载船通过驾驶室远程控制液压缸，利用液压缸的自动升降带动翻斗一端的起落，并巧妙利用翻斗门的自动开合，从而实现自动卸载的目的。

2 创新之处

（1）旋转滚筒的运用，不仅可以增加收集装置打捞面积，而且可以将漂浮物打捞到传送到上，而其不断地旋转，也可以减小水面阻力，利于航行。

（2）用双体船做主船，可以充分利用双体船甲板较宽，航行稳定的特点；高运输效率。

（3）各个装置的多次滤水，减轻了水面漂浮物的质量，减缓了对主、副船的腐蚀作用，降低了成本。

3 结语

根据现有所学的机械原理及设计、液压传动、建模软件（CAD、solidworks等）等知识，设计了集“收集—滤水—压缩—运输”四位一体的新型收集装置，在传统运输船的基础上，将主体定为双船结构，运用旋转滚筒作为收集装置，运用多个传送带间配合传动完成滤水、压缩功能，运用液压油缸进行自动卸载，对各个方面进行突破和创新，初步实现收集船的机械化与自动化，在一定程度上提高了水面漂浮物收集的工作效率，进一步发展了机械化装置，实现了对水面环境的维护。

参考文献：

[1]杨松林，杨大明.小水线面双体船的性能优势及其应用状况[J].造船技术，2000.3.endprint

【摘 要】 通过分析国内外水面漂浮物收集装置及其技术优缺点，本课题设计了一种集“收集—滤水—压缩—运输”于一体的新型水面漂浮物收集装置。该装置所应用的双体船模型实现了水面漂浮物的高效快速的收集，进而实现水面垃圾清理的机械化与自动化，提高水面漂浮物收集的工作效率与作业质量，同时又起到了对水面环境的维护保障作用，有着良好的应用前景和推广价值。

【关键词】 新型 双船 自动化 效率

通过对目前国内外对水面漂浮物的收集装置的调查，传统的收集方式多为人工收集，但人工收集面临着劳动强度大、工作难度大等条件的极大限制。同时单一机械化装置也在逐步发展，但现阶段还处于起步阶段，还需要进一步的发展。单一机械化装置将水面漂浮物收集起来，送回岸边，再进行人工整理回收，来回之间费人费力，效率也大大降低。针对上述问题，本课题提出了新型水面漂浮物收集装置，将单一功能向多功能发展，不仅能收集水面漂浮物，而且能在船上将漂浮物进行滤水、压缩，即向“收集—滤水—压缩—运输”于一体的多功能方向发展，这样将极大提高对水面漂浮物收集的效率。

1 装置的总体设计

通过对于市面现有装置的研究，经过大家的认真思索，我们最终设计出来了一种新型水面漂浮物收集的双船结构。双船结构，顾名思义，它的整体结构为是一条主和一条副船。主船采用双体船结构，具有良好的耐波性；航行时静水阻力性能好；船的推进效率高；船体的总宽度较大，甲板面积大等优点。主船从首至尾分别为收集装置、运输装置、压缩装置等。副船为一条可以自动卸载的运输船。装置的总体图如图1。

1.1 收集装置

收集装置的目的是为了把水面漂浮物打捞起来。要想高效的收集漂浮物，就要尽可能的增加收集装置的打捞面积。因此，我们在收集装置增加了一个旋转滚筒，在旋转滚筒上安装了六个片齿，其结构如图1。旋转的功能是通过旋转运动把远处的漂浮物吸到收集装置附近，也可以将大量聚集的漂浮物垃圾打散开来，减小船行驶的阻力；而安装六个片齿的目的是把水面漂浮物打捞到传送带上，而且片齿也可以将网状的漂浮物扯断，便于打捞。在旋转滚筒表面安装能滤水的铁质网，避免垃圾进入其内部，损坏旋转滚筒。旋转滚筒的材料是由45号钢，调制处理，其表面喷有防腐蚀的的漆。将其安装在链传动的侧板，并靠链传动带动其旋转。

为了保证效率，收集装置除了旋转滚筒结构，还有勾臂结构。勾臂结构位于传送带上，可以通过尖部的勾臂把漂浮物勾到传送带上，而勾船臂结构也可以防止漂浮物的滑落。勾臂越长，越容易捞取漂浮物，但是勾臂越长，行进的阻力和能耗也随之增加，考虑到收集漂浮物的效率和能耗问题，将勾臂长度设定为86mm，两个勾臂结构间的距离设置为256mm，这样在保证高效收集的同时，也可以减小能耗的损失。

1.2 运输装置

因为收集到的漂浮物含有较多的水分，不便于后期的运输，所以运输装置我们采用了履带式传送带。

履带式结构便于水分的即时排出，因为含水量的减少，能在一定程度上提高运输效率。传送带最大特点是可以自由变速、远近传动、结构简单、更换方便、经济，因为传送带具有这些优点，所以我们采用了传送带结构。传送带又分为很多种，各种带结构都有自己的优点，窄V带结构具有传递功率大，拉伸强度高，质量小，传动系统结构简单、结构紧凑等优点，有利于漂浮物的运输。

1.3 压缩装置

收集起来的漂浮物所占的空间比较大，为了提高运输效率，所以在船上就要对漂浮物进行压缩。压缩装置主要是副传送带上方安装倾斜的长滚筒，它与副传送带的配合挤压，会对浒苔进行压缩处理，从长滚筒和副传送带右边的细缝中排出。要求保证两者速度相同，转向相反，同时要保证长滚筒足够光滑，预防堆积。

1.4 运输船

运输船采用一种水面漂浮物自动卸载船。自动卸载船通过驾驶室远程控制液压缸，利用液压缸的自动升降带动翻斗一端的起落，并巧妙利用翻斗门的自动开合，从而实现自动卸载的目的。

2 创新之处

（1）旋转滚筒的运用，不仅可以增加收集装置打捞面积，而且可以将漂浮物打捞到传送到上，而其不断地旋转，也可以减小水面阻力，利于航行。

（2）用双体船做主船，可以充分利用双体船甲板较宽，航行稳定的特点；高运输效率。

（3）各个装置的多次滤水，减轻了水面漂浮物的质量，减缓了对主、副船的腐蚀作用，降低了成本。

3 结语

根据现有所学的机械原理及设计、液压传动、建模软件（CAD、solidworks等）等知识，设计了集“收集—滤水—压缩—运输”四位一体的新型收集装置，在传统运输船的基础上，将主体定为双船结构，运用旋转滚筒作为收集装置，运用多个传送带间配合传动完成滤水、压缩功能，运用液压油缸进行自动卸载，对各个方面进行突破和创新，初步实现收集船的机械化与自动化，在一定程度上提高了水面漂浮物收集的工作效率，进一步发展了机械化装置，实现了对水面环境的维护。

参考文献：

[1]杨松林，杨大明.小水线面双体船的性能优势及其应用状况[J].造船技术，2000.3.endprint