一種河道處理雜草、污物用的綜合處理船的設計

周皓 苗現華 張宏杰

摘 要：針對一種河道處理雜草、污物用的綜合處理船，使用西門子PLC來控制挖泥船的船體、活動船體、橫向導軌和縱向導軌、機械手和二級液壓缸的運動，實現小型狹窄河道中雜草、污物的綜合處理。

關鍵詞：綜合處理船；機械手；PLC

1 背景

目前國內針對水域面積比較寬闊的河流，一般采用大型排污船進行作業，可是對于窄小的河面，一般采用雙船處理船挖掘，可以有效地除去污物和雜草，但是，由于雙船處理船體積龐大，狹窄河道無法進入；采用引水沖刷，使用成本高，且對于頑固水草和污物無法清除；采用手工打撈，工作量大，工作效率低下。

2 綜合處理船的總體設計方案

文章設計一種河道綜合處理船，它包括船體、活動船體、橫向導軌和縱向導軌、機械手和二級液壓缸；船體內設有載物倉；橫向導軌安裝于船體的橫向位置；縱向導軌設置與船體上的縱向位置；活動船體安裝于縱向導軌上；機械手通過機械手底座安裝于橫向導軌上；二級液壓缸安裝于船體的底部。

本設計讓活動船體可在液壓缸的驅動下沿導軌向船體壓縮，縮小水草和雜物之間的間隙，使載物倉能夠裝載更多的雜物和水草，有效地提高了載物倉的承載能力。如圖1所示。

船體的水箱位于船體的兩側；橫向導軌和縱向導軌分別安裝于載物倉的橫向位置和縱向位置；活動船體安裝于縱向導軌上，可以沿著縱向導軌運動，活動船體分為左側部分和右側部分，左側部分位于載物倉的左側，右側部分位于載物倉的右側，活動船體的運動通過驅動液壓缸驅動；機械手通過機械手底座安裝于橫向導軌上，機械手可以沿著橫向導軌做橫向往復運動；機械手可以做360度轉動；在船體的底部設置六個二級液壓缸；二級液壓缸安裝于船體的底部。

為了去除打撈的雜草和污物中多余的水分，本設計中載物倉的底部設有漏孔，漏孔為一組，該組漏孔由若干個組成。漏孔的設置使從河道中打撈放入載物倉的雜草和污物上多余的水返回到河道中，使載物倉能夠裝載更多的雜草和污物，提高了排污的工作效率。

為了有效控制活動船體的運動速度和運動精確度，本設計中所述活動船體優選采用液壓缸驅動。

本設計中，還可以在船體兩側還設有水箱，水箱的設置使行駛中的船體更平衡穩定。當船體出現傾斜時，可以向翹起的一側水箱中注入河水，調整船體兩側的重量，使船體處于一個平衡狀態，提高了本設計所述河道綜合處理船行駛時的平穩性。

當一些河道中出現頑固的雜草和污物，粘在河床上，無法采用機械手打撈時，在機械手支架上還可以裝載切割機，采用切割機將頑固的雜草和污物從河床上分離，有效的保證了河床的清潔。

3 河道綜合處理船回轉機械手設計

河道綜合處理船回轉機械手作為抓取河道垃圾放置于船體上，使整個船體保持平衡；當河道處理船停于河道中開始作業時，設置于船體底部左右兩側的二級液壓缸放下，支撐在河床底部，使船體平衡穩定的固定于河床上；船體固定后，機械手啟動開始打撈河里的雜草和污物，當機械手打撈到雜物后，機械手沿著橫向導軌運動，將打撈上的雜草和污物放入載物倉，由于載物倉底部設有漏孔，雜草和污物上附著的水分通過漏孔回流入河中，減輕了雜草和污物的重量，當載物倉虛滿時，活動船體沿縱向導軌做縱向運動，向載物倉中間方向擠壓雜草和污物，使雜草和污物縮小間隙，以便裝入更多的雜草和污物。

本設計利用鏟斗氣缸伸縮控制鏟斗抓取物體，斗桿氣缸伸縮用于控制斗桿伸縮，大臂氣缸伸縮控制大臂的伸縮。機械手的轉動由回轉機械手立柱控制。如圖2所示。

4 結束語

本設計所述的河道綜合處理船為一條處理船，減小了處理船的體積，使其能夠在狹小的河道中穿行除草除污物，將環保工人從繁重的體力勞動中解放出來，同時提高了勞動效率。

參考文獻

[1]劉厚恕.走向21世紀的中國挖泥船[J].船舶工業技術經濟信息，2000.

[2]彭建軍，井緒東.常見挖泥船疏浚特性及選型[J].浙江水利科技，2004.

[3]徐德陽.世界絞吸式挖泥船現狀及發展[J].水利電力施工機械，1992.

[4]高大偉.抓斗式挖泥船的施工技術[J].中國港灣建設，2008.

[5]俞孟蕻，姜長生.耙吸挖泥船挖泥集成控制系統研制[J].中國造船，2004.

作者簡介：周皓（1981-），男，江蘇徐州人，工程師，蘇州健雄職業技術學院，主要研究工業自動化控制。