一种割草机抗缠绕推进转轮及水上无人割草机的制作方法

本发明一种割草机抗缠绕推进转轮及水上无人割草机涉及一种安装在水上无人割草机上的转轮结构，属于污水处理，特别涉及一种通过转轴带动圆环刀齿和螺旋叶片转动，圆环刀齿对缠绕在轮轴上的水草进行切割，螺旋叶片产生动力推动水上无人割草机的行驶，切割后的水草可以沿着导流通道排入水中，能够减少水草缠绕轮轴的转轮结构。

背景技术：

1、在河道内水体比较复杂的区域，容易产生密集的水草，过多的水草会影响水体的通透性，导致水流受阻，影响水域生态系统的正常运转，且会消耗大量的氧气，在夏季高温时容易产生腐烂现象，释放出有害物质，导致水体生物的大量死亡，水体的生态环境遭到严重破坏，影响了沿岸人们的生活居住环境，因此需要对水草进行定期的清理。目前，主要是将割草机安装在船体上，人工操作割草机完成水草的清理工作，但人工割草效率低且劳动强度高，尤其在炎热的夏天，水上割草更为困难，且存在水上作业落水的风险。

2、公告号cn201758562u公开了一种水上割草机，其结构为：船体为若干个浮筒连接而成，在船体的两侧分别设有水轮传动机构，在船体的前端设有龙门割草装置，在船体上还设有电气控制箱和发电机；在其船体后端还可设有推进装置。但是上述水上割草机只是通过龙门割草装置对水草进行一次切割，水草的尺寸大，没有对水草进行进一步的切碎以方便收集，且是直接将水草割除在水中，再通过后端的推进装置进行打捞或者清理，船体上没有设置运输装置和收集装置，费时费力，水草的收集清理效果差，且掉落在水中的水草会对船体的行驶产生阻力，影响水上割草机的正常行驶。

3、为了改善上述问题，申请人另案提出了名称为《一种水上无人割草机》的中国发明专利申请，上述水上无人割草机在行驶时，驱动电机将扭矩传给输入轴，输入轴通过差速器将动力传递给船体轴，船体轴带动两侧的转轮转动，实现水上无人割草机的直线行驶。但是上述水上无人割草机在行驶过程中，河道内的水草或者是经过第一割刀和第二割刀切割的水草会散落在水面上，容易缠绕到两侧的转轮上，转轮上没有安装对水草进行自动切割的装置，无法对缠绕的水草进行清理，会对船体的行驶产生阻力，影响水上割草机的正常行驶。

技术实现思路

1、为了改善上述情况，本发明一种割草机抗缠绕推进转轮及水上无人割草机提供了一种通过转轴带动圆环刀齿和螺旋叶片转动，圆环刀齿对缠绕在轮轴上的水草进行切割，螺旋叶片产生动力推动水上无人割草机的行驶，切割后的水草可以沿着导流通道排入水中，能够减少水草缠绕轮轴的转轮结构。

2、本发明一种割草机抗缠绕推进转轮及水上无人割草机是这样实现的：本发明一种割草机抗缠绕推进转轮由轮轴、圆环刀齿、螺旋叶片以及导流通道组成，

3、轮轴的侧面中部置有圆环刀齿，

4、优选的，所述轮轴的侧面中部可拆卸地置有圆环刀齿，

5、优选的，所述圆环刀齿有多个，多个所述圆环刀齿沿所述轮轴的侧面的长度方向无间距地排列，

6、优选的，多个所述圆环刀齿的外径沿着所述轮轴的侧面的长度方向逐渐增大，

7、优选的，所述圆环刀齿的宽度由与所述轮轴的侧面相连接的的内侧至外侧逐渐减小，且所述圆环刀齿的外侧面为三棱柱结构，且棱朝外，

8、所述轮轴的侧面置有螺旋叶片，所述螺旋叶片与其最接近的所述圆环刀齿相接触，

9、优选的，所述螺旋叶片有多个，多个所述螺旋叶片沿所述轮轴的侧面周向等距排列，相邻的两个所述螺旋叶片之间置有导流通道，所述导流通道的长度与所述螺旋叶片的长度相等，

10、优选的，所述螺旋叶片从与所述轮轴的侧面相连接的一侧至另一侧呈多次弧形弯曲，

11、优选的，所述螺旋叶片的厚度由与所述轮轴的侧面相连接的一侧至另一侧逐渐减小，

12、优选的，所述螺旋叶片上均匀置有多个切割齿，

13、优选的，所述螺旋叶片为中空结构，引绳

14、优选的，所述导流通道的进口深出口浅，

15、优选的，所述导流通道的进口的高度大于出口的高度，

16、优选的，所述导流通道的进口和出口的边缘不平行，所述导流通道的进口的宽度小于出口的宽度，

17、进一步的，所述螺旋叶片上置有扰流凸起，

18、优选的，所述扰流凸起为梯形结构，所述扰流凸起有多组，多组所述扰流凸起沿所述螺旋叶片的长度方向交错等距排列，每一组内的所述扰流凸起有多个，多个所述扰流凸起沿所述螺旋叶片的宽度方向等距排列，所述扰流凸起的宽度从与所述螺旋叶片相连接的一侧至另一侧逐渐增大，所述扰流凸起的另一侧面开有多个竖槽，多个所述竖槽沿所述扰流凸起的宽度方向等距排列，所述竖槽的宽度从槽底至槽口逐渐增大，相邻的两个所述竖槽的深度不同；

19、进一步的，所述螺旋叶片上开有扰流槽，

20、优选的，所述扰流槽有多个，所述扰流槽的长度小于所述螺旋叶片的长度，多个所述扰流槽沿所述螺旋叶片的宽度方向交错等距排列，所述扰流槽的深度由一端至另一端逐渐减小，所述扰流槽的宽度由槽底至槽口逐渐增大。

21、本发明还涉及一种水上无人割草机，所述一种水上无人割草机由支撑机构、割草机构、传送机构、转向机构和收集机构组成，

22、所述支撑机构由底座、导流板、气浮体、传输板、第一传输侧板、第二传输侧板、第一挂扣、第二挂扣、第一挡板、第二挡板、限位板以及存储仓壳体组成，

23、导流板置于底座的底面，

24、所述底座为中空结构，

25、所述导流板的一端和所述底座的一端相齐平，所述导流板的宽度等于所述底座的宽度，所述导流板的长度略大于所述底座的长度的二分之一，

26、所述导流板的横截面为直角三角形结构，所述导流板的厚度由一端至另一端逐渐增大，

27、所述底座的一侧置有第一传输侧板，所述底座的另一侧置有第二传输侧板，

28、所述第一传传输侧板和所述第二传输侧板的横截面为直角三角形结构，且高度由一端至另一端逐渐增大，所述第一侧板和所述第二侧板的另一端分别和所述导流板的另一端相齐平，

29、传输板的两侧分别对应垂直置于所述第一传输侧板和所述第二传输侧板的侧面，所述传输板的长度等于所述第一传输侧板的斜边的长度，所述传输板的高度略小于所述第一传输侧板的高度，

30、所述第一传输侧板的顶面垂直置有第一挡板，所述第二传输侧板的顶面垂直置有第二挡板，

31、存储仓壳体置于所述底座的另一端，所述底座和所述存储仓壳体相接触的部位至另一端为镂空结构，

32、限位板的两端分别对应置于所述底座的另一端的两个侧面上，

33、优选的，所述限位板一端和所述底座可拆卸连接，另一端和所述底座相铰接，或者所述限位板的两端分别插置于所述底座两侧的插槽座内，

34、所述存储仓壳体为两端开口和一侧面的底部开口的中空方形结构，所述存储仓壳体的宽度等于所述底座的宽度，所述存储仓壳体的高度和所述第一传输板最大高度相齐平，

35、所述第一传输侧板的另一端和所述第二传输侧板的另一端置于所述存储仓壳体的另一侧面上，

36、八个第一挂扣分别两两对应置于所述底座的两侧，

37、所述底座的两侧分别对应置有一组气浮体，每组所述气浮体有两个，同一组内的两个所述气浮体分别靠近所述底座的两端，

38、所述气浮体的两端分别通过第二挂扣卡合置于所述第一挂扣上，

39、所述割草机构由安装架、第一旋转电机、第一旋转轴、第一割刀、第二旋转轴、第二割刀、第二旋转电机、第一电机放置柱以及第二电机放置柱组成，

40、第一电机放置柱的一端置于所述底座一端的一侧，第二电机放置柱的一端置于所述底座一端的另一侧，

41、两个安装架分别对应置于所述第一电机放置柱的另一端和所述和第二电机放置柱的另一端，

42、所述安装架的顶面置有第一旋转电机，

43、第一旋转轴的一端通过所述安装架顶面开有的通孔和所述第一旋转电机的电机轴相连接，所述第一旋转轴的另一端通过轴承置于所述安装架的内底面，

44、优选的，所述安装架上置有超声波避障传感器，

45、优选的，两个所述安装架上的所述第一旋转电机的旋转方向相反，

46、所述第一旋转轴的侧面置有第一割刀，

47、优选的，所述第一割刀有多个，多个所述第一割刀沿所述第一旋转轴的高度方向非等距排列，

48、优选的，靠近所述第一旋转轴一端的所述第一割刀的密度小于靠近所述第一旋转轴另一端的所述第一割刀的密度，

49、第二旋转电机置于所述第一电机放置柱的侧面，

50、第二旋转轴的一端通过所述第一电机放置柱开有的通孔和所述第二旋转电机的电机轴相连接，所述第二旋转轴的另一端通过轴承置于所述第二电机放置柱的侧面，

51、所述第二旋转轴的侧面置有第二割刀，

52、优选的，所述第二割刀有多个，多个所述第二割刀沿所述第二旋转轴的长度方向非等距排列，

53、优选的，所述第二旋转轴中部的所述第二割刀的密度大于所述第二旋转轴两端的所述第二割刀的密度，

54、所述传送机构由第三旋转电机、主动轴、从动轴、运输带以及运输挡板组成，

55、第三旋转电机置于所述第一传输侧板另一端的侧面顶部，

56、主动轴的一端通过所述第一传输侧板上开有的通孔和所述第三旋转电机的电机轴相连接，主动轴的另一端通过轴承置于所述第二传输侧板的侧面，

57、从动轴的两端分别通过轴承对应置于所述第一传输侧板和所述第二传输侧板一端的侧面，

58、所述主动轴和所述从动轴通过运输带相连接，所述运输带位于所述传输板的上方，

59、所述运输带的两端和所述第一挡板、所述第二挡板的两端相齐平，所述运输带的两侧分别对应靠近所述第一挡板、所述第二挡板的侧面，

60、优选的，所述运输带上等距置有多个运输挡板，所述运输挡板的长度等于所述运输带的宽度，

61、所述转向机构由转轮、差速器、驱动电机、输入轴以及船体轴组成，

62、驱动电机置于所述底座上，所述驱动电机靠近所述底座的一端，

63、差速器置于所述底座的中部，

64、输入轴的一端和所述驱动电机的电机轴相连接，输入轴的另一端和所述差速器相连接，

65、所述差速器的两侧分别对应置有船体轴，

66、两个转轮分别位于所述底座的两侧，

67、所述船体轴分别通过所述第一传输侧板和所述第二传输侧板上开有的通孔和所述转轮对应相连接，

68、优选的，所述转轮为水车结构；

69、所述切碎机构由漏斗、第一支撑板、第二支撑板、第一刀座、第二刀座、第一刀片、第二刀片、第四旋转电机、主齿轮、副齿轮、刀辊主轴以及刀辊副轴组成，

70、漏斗内嵌于所述存储仓壳体内，

71、所述漏斗的顶部和所述存储仓壳体的顶部相齐平，所述漏斗的宽度由所述漏斗的顶部至底部逐渐减小，

72、第一支撑板置于所述漏斗的底部一侧，第二支撑板置于所述漏斗的底部另一侧，

73、主齿轮轮轴的一端通过轴承置于所述第一支撑板的侧面底部，第四旋转电机置于第一支撑板上，所述第四旋转电机到所述第一支撑板的距离大于所述主齿轮到所述第一支撑板的距离，所述第四旋转电机的电机轴和所述主齿轮轮轴的另一端相连接，

74、副齿轮轮轴的一端通过轴承置于所述第一支撑板的侧面，且所述副齿轮和所述主齿轮相啮合，

75、刀辊主轴的一端通过所述第一支撑板的通孔和所述主齿轮的轮轴的一端相连接，刀辊主轴的另一端通过轴承置于所述第二支撑板的侧面，

76、刀辊副轴的一端通过所述第一支撑板的通孔和所述副齿轮的轮轴的一端相连接，刀辊副轴的另一端通过轴承置于所述第二支撑板的侧面，

77、所述刀辊主轴的侧面置有第一刀片，

78、优选的，所述第一刀片有多个，多个所述第一刀片沿所述刀辊主轴的长度方向等距排列，

79、所述刀辊副轴的侧面置有第二刀片，

80、优选的，所述第二刀片有多个，多个所述第二刀片沿所述刀辊副轴的长度方向等距排列，所述第二刀片和所述第一刀片交错排列，且所述第一刀片和所述第二刀片相接触，

81、优选的，所述第一刀片和所述第二刀片的边缘为锯齿状，

82、所述漏斗的底部对应第一刀片的位置置有多个第一刀座，所述第一刀片位于相邻的两个所述第一刀座之间，

83、所述漏斗的底部对应第二刀片的位置置有多个第二刀座，所述第二刀片位于相邻的两个所述第二刀座之间，

84、所述收集机构由收集箱、滑接筋、滑接槽、收集箱把手以及超声波测距模块组成，

85、收集箱位于所述漏斗的正下方，所述收集箱的两侧中部分别对应置有滑接筋，所述底座的另一端的两内侧面分别对应开有滑接槽，所述滑接筋和所述滑接槽相对应，

86、两个收集箱把手分别对应铰接置于所述收集箱的顶面，

87、所述收集箱的顶面置有超声波测距模块，

88、进一步的，所述存储仓壳体远离所述运输带的顶面上置有第三挡板，三个所述第三挡板首尾相连接；

89、进一步的，所述第一割刀替换为双面开刃的双向割刀，不同的所述安装架对应的所述第一旋转电机的旋转方向相反。

90、所述水上无人割草机通过一种水上无人割草机控制系统控制转向；

91、本发明还涉及一种水上无人割草机控制系统，其特征在于，所述水上无人割草机控制系统由差速器控制系统和电控系统组成，所述差速器控制系统由航速传感器、航向传感器和中央控制器组成，所述航速传感器通过数据线和中央控制器相连接，所述航向传感器通过数据线和中央处理器相连接，所述中央处理器通过数据传输线和所述差速器相连接，所述中央处理器能将数字信号转化为电信号，所述差速器控制系统被执行时实现以下步骤：

92、航速传感器采集水上无人割草机行驶的速度，将实时信号传递给中央处理器，当水上无人割草机转向时，航向传感器将期望信号传递给中央处理器，中央处理器通过对比期望信号和实时信号，计算出偏差，根据偏差量实时调整控制电压，再将电信号传递给差速器，差速器制动一端船体轴，使两个转轮出现转速差，实现转向的目的。

93、所述电控系统由开关电源、差速器、降压模块和foc驱动器组成，所述差速器、降压模块和foc驱动器的输入端通过数据传输线和开关电源输出端相连接，所述差速器的输出端通过动力线和驱动电机相连接，所述降压模块的输出端和超声波测距模块和超声波避障传感器电性连接，所述foc驱动器输出端通过动力线和第三旋转电机相连接，所述电控系统被执行时实现以下步骤：

94、开关电源工作时，将电信号分别传递给差速器、降压模块和foc驱动器，差速器和foc驱动器接收到电信号，分别经过内部编码器解码，而后将电信号转化为控制信号，分别控制第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、第四旋转电机和驱动电机的启动和停止，降压模块接收到电信号通过数据线给超声波测距模块和超声波避障传感器供电，超声波测距模块得电后，能实时监测收集箱的内部情况，当收集箱内满载时，超声波测距模块发送信号到终端，提醒工作人员及时倾倒收集箱内的水草，超声波避障传感器得电后，向前方发送超声波，经过数据处理计算出和障碍物的距离，提前躲避障碍物。

95、有益效果

96、一、通过转轴带动圆环刀齿和螺旋叶片转动，圆环刀齿对缠绕在轮轴上的水草进行切割，螺旋叶片产生动力推动水上无人割草机的行驶，切割后的水草可以沿着导流通道排入水中，能够减少水草缠绕轮轴。

97、二、结构简单，使用方便。

98、三、成本低廉，易于推广。