周皓 苗現(xiàn)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?qū)к壓涂v向?qū)к?、機(jī)械手和二級液壓缸的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)小型狹窄河道中雜草、污物的綜合處理。

關(guān)鍵詞：綜合處理船；機(jī)械手；PLC

1 背景

目前國內(nèi)針對水域面積比較寬闊的河流，一般采用大型排污船進(jìn)行作業(yè)，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(jìn)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(shè)計(jì)方案

文章設(shè)計(jì)一種河道綜合處理船，它包括船體、活動船體、橫向?qū)к壓涂v向?qū)к墶C(jī)械手和二級液壓缸；船體內(nèi)設(shè)有載物倉；橫向?qū)к壈惭b于船體的橫向位置；縱向?qū)к壴O(shè)置與船體上的縱向位置；活動船體安裝于縱向?qū)к壣?；機(jī)械手通過機(jī)械手底座安裝于橫向?qū)к壣希欢壱簤焊装惭b于船體的底部。

本設(shè)計(jì)讓活動船體可在液壓缸的驅(qū)動下沿導(dǎo)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(cè)；橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壏謩e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?qū)к壣?，可以沿著縱向?qū)к夁\(yùn)動，活動船體分為左側(cè)部分和右側(cè)部分，左側(cè)部分位于載物倉的左側(cè)，右側(cè)部分位于載物倉的右側(cè)，活動船體的運(yùn)動通過驅(qū)動液壓缸驅(qū)動；機(jī)械手通過機(jī)械手底座安裝于橫向?qū)к壣希瑱C(jī)械手可以沿著橫向?qū)к壸鰴M向往復(fù)運(yùn)動；機(jī)械手可以做360度轉(zhuǎn)動；在船體的底部設(shè)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(shè)計(jì)中載物倉的底部設(shè)有漏孔，漏孔為一組，該組漏孔由若干個組成。漏孔的設(shè)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(yùn)動速度和運(yùn)動精確度，本設(shè)計(jì)中所述活動船體優(yōu)選采用液壓缸驅(qū)動。

本設(shè)計(jì)中，還可以在船體兩側(cè)還設(shè)有水箱，水箱的設(shè)置使行駛中的船體更平衡穩(wěn)定。當(dāng)船體出現(xiàn)傾斜時，可以向翹起的一側(cè)水箱中注入河水，調(diào)整船體兩側(cè)的重量，使船體處于一個平衡狀態(tài)，提高了本設(shè)計(jì)所述河道綜合處理船行駛時的平穩(wěn)性。

當(dāng)一些河道中出現(xiàn)頑固的雜草和污物，粘在河床上，無法采用機(jī)械手打撈時，在機(jī)械手支架上還可以裝載切割機(jī)，采用切割機(jī)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(zhuǎn)機(jī)械手設(shè)計(jì)

河道綜合處理船回轉(zhuǎn)機(jī)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(dāng)河道處理船停于河道中開始作業(yè)時，設(shè)置于船體底部左右兩側(cè)的二級液壓缸放下，支撐在河床底部，使船體平衡穩(wěn)定的固定于河床上；船體固定后，機(jī)械手啟動開始打撈河里的雜草和污物，當(dāng)機(jī)械手打撈到雜物后，機(jī)械手沿著橫向?qū)к夁\(yùn)動，將打撈上的雜草和污物放入載物倉，由于載物倉底部設(shè)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(dāng)載物倉虛滿時，活動船體沿縱向?qū)к壸隹v向運(yùn)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(shè)計(jì)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(jī)械手的轉(zhuǎn)動由回轉(zhuǎn)機(jī)械手立柱控制。如圖2所示。

4 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)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(huán)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。

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作者簡介：周皓（1981-），男，江蘇徐州人，工程師，蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要研究工業(yè)自動化控制。