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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201611090308.5 (22)申请日 2016.11.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 106576585 A (43)申请公布日 2017.04.26 (73)专利权人 哈尔滨工程大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 赵刚 张光丽 刘明 孙壮志 李芳 吴龙岗 (51)Int.Cl. A01D 44/00(2006.01) 审查员 韦晓磊 (54)发明名称 一种浮式海带收。
2、割机 (57)摘要 本发明提供一种浮式海带收割机， 包括船 体、 操作室、 动力装置、 不锈钢潜水泵、 手动式船 用推进器、 导向装置、 牵引装置、 切割装置、 输送 装置和转向机构。 船体是整个浮式海带收获机的 载体， 导向装置位于船体前端， 包括导向板和海 带收集器， 作用是将海带导入船体； 牵引装置位 于船体两侧导轨里， 包括夹紧器和链传动机构， 作用是夹紧桩绳并将海带绳牵引至切割装置前； 切割装置包括切割器和小刀片， 作用是实现海带 切割； 输送装置包括输送带、 电动滚筒、 改向滚筒 和支架， 作用是将海带输送至船尾； 转向机构包 括转向轮、 旋转支杆、 钢丝绳， 作用是实现船用推 进。
3、器的转向。 本发明是一种结构合理、 操作简单、 收割效率高、 适于海上持续作业的浮式海带收获 机。 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 CN 106576585 B 2018.08.17 CN 106576585 B 1.一种浮式海带收割机， 其特征在于： 包括船体、 船用推进器、 导向装置、 牵引装置、 切 割装置、 操作室、 转向机构和输送装置， 所述导向装置包括安装在船体前端的导向轴、 安装 在导向轴两端的导向板、 设置在两个导向板之间的海带收集器， 所述牵引装置有两套且对 称设置在船体前部两侧设置的船体导轨中， 且所述船体导轨前端的宽度由宽变窄、 中间部 分的宽度恒定、 末端的宽度由。
4、窄变宽， 每套牵引装置包括链传动结构和均匀设置在链传动 结构上且用于夹紧海带养殖筏的桩绳的夹紧器， 所述切割装置位于两套牵引装置之间的中 后部、 其包括安装在船体上的切割装置支架、 安装在切割装置支架上端的电机支板、 安装在 电机支板上的电机、 安装在电机输出轴上的凸轮、 安装在切割装置支架上的割刀架、 通过立 柱与割刀架连接的割刀托板、 设置在割刀托板上的上刀片和下刀片， 所述上刀片和下刀片 的中心位置均设置有与凸轮配合的孔状结构， 且上刀片和下刀片上下布置， 所述输送装置 包括设置在船体上的倾斜支架、 安装在倾斜支架上的电动滚筒和改向滚筒、 安装在电动滚 筒和改向滚筒上的输送带， 所述输送。
5、带的前端位于切割装置的下方， 所述操作室位于船体 的上方， 所述转向机构包括安装在船体上的转向支杆、 安装在转向支杆上的转向轮I、 与转 向轮I上端固连的套筒、 与套筒端部固连的转向连接杆、 与转向连接杆端部固连的转向把 手、 设置在船体上的一号船用推进器连接杆、 安装在一号船用推进器连接杆上的转向轮II、 与一号船用推进器连接杆上端连接的一号推进器操纵杆、 与一号推进器操纵杆端部铰接的 平行四边形连接杆、 与平行四边形连接杆端部铰接的二号推进器操纵杆、 与二号推进器操 纵杆端部连接的二号船用推进器连接杆， 所述船用推进器有两个且分别设置在一号船用推 进器连接杆和二号船用推进器连接杆的下端， 。
6、所述转向轮I上缠绕一号钢丝绳， 一号钢丝绳 的端部与转向轮II固连， 转向轮II上缠绕二号钢丝绳， 二号钢丝绳的端部与转向轮I固连， 所述转向把手位于操作室中； 每个所述夹紧器包括安装在链传动结构上的夹紧器支板、 通 过销轴铰接在夹紧器支板上的两个夹紧爪、 设置在两个夹紧爪下端间的弹簧、 每个夹紧爪 与船体导轨接触的表面上还设置有减摩擦的滚轮。 2.根据权利要求1所述的一种浮式海带收割机， 其特征在于： 所述凸轮由中空的安装在 电机输出轴上的立柱、 对称设置在立柱上的左半圆盘和右半圆盘组成， 且左半圆盘位于右 半圆盘上方， 左半圆盘与右半圆盘之间的立柱上设置有环状凸起， 左半圆盘与上刀片的孔 。
7、状结构配合， 右半圆盘与下刀片的孔状结构配合。 3.根据权利要求1或2所述的一种浮式海带收割机， 其特征在于： 一号钢丝绳与二号钢 丝绳相对设置。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 106576585 B 2 一种浮式海带收割机 技术领域 0001 本发明涉及一种浮式海带收割机， 属于人工海带收割技术领域。 背景技术 0002 我国现行的海带收割方法是人工收割， 即在海带成熟期， 工人驾驶小船进入海带 养殖区， 以养殖筏上的浮子为标记， 捞出海带绳， 割断桩绳上对应的小吊绳， 把海带放在小 船上， 满载返航， 将海带运输到岸上进行下一步加工。 这种收割方法生产成本高， 收割时间 周期长。
8、， 工人劳动强度大， 经济效率低， 已无法满足现代化机械的高效率要求。 0003 目前， 已有少数企业和个人尝试着对海带收割进行机械化研究， 但由于海带生长 环境的影响， 现有的海带收割装置都存在实用性差、 收割效率低、 难以满足海上作业要求的 问题。 发明内容 0004 本发明的目的是为了提供一种浮式海带收割机， 其结构合理、 操作便捷、 适于海上 持续作业。 0005 本发明的目的是这样实现的： 包括船体、 船用推进器、 导向装置、 牵引装置、 切割装 置、 操作室、 转向机构和输送装置， 所述导向装置包括安装在船体前端的导向轴、 安装在导 向轴两端的导向板、 设置在两个导向板之间的海带收。
9、集器， 所述牵引装置有两套且对称设 置在船体前部两侧设置的船体导轨中， 且所述船体导轨前端的宽度由宽变窄、 中间部分的 宽度恒定、 末端的宽度由窄边宽， 每套牵引装置包括链传动结构和均匀设置在链传动结构 上且用于夹紧海带养殖筏的桩绳的夹紧器， 所述切割装置位于两套牵引装置之间的中后 部、 其包括安装在船体上的切割装置支架、 安装在切割装置支架上端的电机支板、 安装在电 机支板上的电机、 安装在电机输出轴上的凸轮、 安装在切割装置支架上的割刀架、 通过立柱 与割刀架连接的割刀托板、 设置在割刀托板上的上刀片和下刀片， 所述上刀片和下刀片的 中心位置均设置有与凸轮配合的孔状结构， 且上刀片和下刀片。
10、上下布置， 所述输送装置包 括设置在船体上的倾斜支架、 安装在倾斜支架上的电动滚筒和改向滚筒、 安装在电动滚筒 和改向滚筒上的输送带， 所述输送带的前端位于切割装置的下方， 所述操作室位于船体的 上方， 所述转向机构包括安装在船体上的转向支杆、 安装在转向支杆上的转向轮I、 与转向 轮I上端固连的套筒、 与套筒端部固连的转向连接杆、 与转向连接杆端部固连的转向把手、 设置在船体上的一号船用推进器连接杆、 安装在一号船用推进器连接杆上的转向轮II、 与 一号船用推进器连接杆上端连接的一号推进器操纵杆、 与一号推进器操纵杆端部铰接的平 行四边形连接杆、 与平行四边形连接杆端部铰接的二号推进器操纵杆。
11、、 与二号推进器操纵 杆端部连接的二号船用推进器连接杆， 所述船用推进器有两个且分别设置在一号船用推进 器连接杆和二号船用推进器连接杆的下端， 所述转向轮I上缠绕一号钢丝绳， 一号钢丝绳的 端部与转向轮II固连， 转向轮II上缠绕二号钢丝绳， 二号钢丝绳的端部与转向轮I固连， 所 述转向把手位于操作室中。 说 明 书 1/4 页 3 CN 106576585 B 3 0006 本发明还包括这样一些结构特征： 0007 1.每个所述夹紧器包括安装在链传动结构上的夹紧器支板、 通过销轴铰接在夹紧 器支板上的两个夹紧爪、 设置在两个夹紧爪下端间的弹簧、 每个夹紧爪与船体导轨接触的 表面上还设置有减摩。
12、擦的滚轮。 0008 2.所述凸轮由中空的安装在电机输出轴上的立柱、 对称设置在立柱上的左半圆盘 和右半圆盘组成， 且左半圆盘位于右半圆盘上方， 左半圆盘与右半圆盘之间的立柱上设置 有环状凸起， 左半圆盘与上刀片的孔状结构配合， 右半圆盘与下刀片的孔状结构配合。 0009 3.一号钢丝绳与二号钢丝绳相对设置。 0010 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 本发明根据收割海带的工艺动作， 合理进 行了收割机的总体结构设计， 并模块化设计了导向装置、 牵引装置、 切割装置、 输送装置。 导 向装置的旋转设计和圆孔设计合理的解决了海水阻力问题； 牵引装置的减摩擦机构能减小 夹紧器与导轨的摩擦力，。
13、 降低夹紧器与导轨的磨损， 使收割机的使用寿命增加； 输送装置的 倾斜设计解决了海带在收割机内的积累问题， 使收割机可以持续作业； 并针对推进器的转 向问题设计了转向机构； 可见， 本发明的收割机结构合理， 操作便捷， 可实现海上持续作业； 本发明与现有的收割技术相比， 有结构创新合理可靠， 收获效率高， 工人劳动强度低， 操作 简单方便等优点。 附图说明 0011 图1是海带养殖筏结构示意图； 0012 图2a是浮式海带收获机总体结构布局图， 图2b是浮式海带收获机半剖视图； 0013 图3是导向装置结构示意图； 0014 图4a是链传动机构示意图； 图4b是夹紧器结构示意图； 图4c是夹紧。
14、器自然状态、 夹 紧状态示意图； 0015 图5a是切割装置部分结构示意图； 图5b是割刀结构示意图； 图5c是凸轮结构示意 图； 0016 图6是输送装置结构示意图； 0017 图7a是转向机构结构示意图； 图7b是钢丝绳连接示意图。 0018 图中： 1-导向装置， 2-牵引装置， 3-切割装置， 4-操作室， 5-转向机构， 6-输送装置， 7-船体， 8-船用推进器， 9-柴油发电机组， 10-隔板， 11-不锈钢潜水泵， 12-导向板， 13-海带 收集器， 14-导向轴， 15-双排滚子链， 16-链轮轴组件， 17-夹紧器， 18-链轮， 19-销轴， 20-螺 母， 21-弹簧。
15、垫圈， 22-轴套， 23-夹紧器滚动轮旋转轴， 24-轴套， 25-夹紧器滚动轮， 26-螺钉， 27-夹紧器支板， 28-夹紧器滚动轮压盖， 29-船体导轨， 30-切割装置支架I， 31-小刀片， 32- 连接板， 33-平垫圈， 34-电机支板， 35-电机， 36-弹性联轴器， 37-割刀支架， 38-吊绳搁板， 39-螺母， 40-切割装置支架II， 41-上刀片， 42-凸轮， 43-割刀托板， 44-下刀片， 45-输送带， 46-改向滚筒， 47-支架， 48-托辊组件， 49-橡胶条， 50-电动滚筒， 51-转向把手， 52-转向连接 杆， 53-套筒， 54-转向轮I，。
16、 55-平行四边形连接杆， 56-钢丝绳， 57-推进器操纵杆， 58-转向轮 II， 59-转向支杆。 具体实施方式 说 明 书 2/4 页 4 CN 106576585 B 4 0019 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。 0020 如附图1所示， 海带养殖筏主要包括桩子c、 桩绳f、 苗绳e、 吊绳a和浮球d， 桩子一般 以竹子或木材为原料， 起支撑海带和桩绳的作用； 桩绳是用来连接海带和桩子的绳子， 一般 以聚乙烯为原料； 苗绳的作用是夹海带； 吊绳的作用是调节海带在海水中的深度； 浮球主要 起标识的作用。 0021 如附图2a-b所示， 该浮式海带收割机主要包括导向。
17、装置1、 牵引装置2、 切割装置3、 操作室4、 转向机构5、 输送装置6、 船体7、 船用推进器8、 柴油发电机组9、 隔板10、 不锈钢潜水 泵11。 船体7是整个浮式海带收获机的载体， 船体上设有导轨， 用于实现夹紧器的夹紧和松 开； 船体两侧设有平板， 可供工人行走， 便于辅助作业及检查设备； 所述操作室可安放各种 控制装备， 便于工人操作； 操作室四周设有围栏， 保证工人安全； 操作室上方设有遮阳伞， 可 为工人避雨遮阳。 柴油发电机组9是整个浮式海带收获机的动力源， 隔板的主要作用是避免 海带进入船体时海水渗入柴油发电机组9， 不锈钢潜水泵11的主要作用是将海带带入船体 的海水排除。
18、船外， 避免海水对收割机其他装置的影响。 0022 如附图3所示， 导向装置主要由导向板12、 海带收集器13、 导向轴14组成， 导向板12 和海带收集器13通过键与导向轴链接， 导向轴14与船体7连接处安装有轴套， 故导向装置1 可绕导向轴14转动， 收获机未驶入海带养殖区时， 工人用挂钩或绳索使导向装置1向上旋转 一定角度， 使导向装置在海平面之上， 减小收获机前进时的阻力， 进入海带养殖区时， 再将 导向装置放置于船体前端， 便于实现其对海带绳的导向功能。 也即开始收割时， 将导向装置 向下旋转一定角度， 使其靠在收割机前沿， 开始导向。 导向装置的导向功能主要通过导向板 和海带收集器。
19、实现。 其中， 导向板的作用是对海带绳进行导向， 海带收集器主要是在导向装 置作业时， 对海带重力起到缓冲作用。 此外， 导向装置上设有许多圆孔以减小海水对其的阻 力。 0023 如图4a-c所示， 牵引装置主要由夹紧器17和双排滚子链传动机构组成。 夹紧器17 通过夹紧器支板27安装在链传动机构上， 并随链传动机构运动， 夹紧器17的下端安装有弹 簧， 弹簧的主要作用是： 在夹紧器17随链传动机构运动通过船体导轨29时， 随着两侧导轨29 距离的变窄， 使夹紧器17下端被压缩， 上端夹紧桩绳， 弹簧压缩； 夹紧器随着链传动机构运 动至导轨29的另一端时， 夹紧器脱离导轨29， 在弹簧恢复力的。
20、作用下， 使夹紧器17松开桩 绳。 减摩擦装置安装在夹紧器上， 减摩擦装置主要包括旋转轴23、 安装在旋转轴上的轴套 24， 安装在轴套上的滚轮25， 及固定滚轮位置的压盖28。 夹紧器滚动轮25安装在夹紧器与导 轨29接触的两侧， 在轴套24的作用下， 夹紧器滚动轮25可绕夹紧器滚动轮旋转轴23转动， 运 动时可减小夹紧器17与导轨29之间的摩擦。 通过牵引装置实现桩绳的夹紧、 牵引与通过减 摩擦装置减小导轨对夹紧器的摩擦阻力。 导向装置作业时， 夹紧器随着链传动机构运动， 在 通过船体导轨时， 利用导轨宽窄距离的变化， 实现桩绳的夹紧与松放。 其中导轨距离变窄 时， 实现桩绳夹紧； 夹紧器。
21、脱离导轨时， 轨道对夹紧器的压紧力消失， 夹紧器松开桩绳； 减摩 擦装置安装在夹紧器上， 通过将夹紧器与导轨的滑动摩擦变为减摩擦轮与导轨的滚动摩 擦， 减小夹紧器与导轨的磨损。 0024 如图5所示， 切割装置由切割装置支架30、 小刀片31、 连接板32、 平垫圈33、 电机支 板34、 电机35、 弹性联轴器36、 割刀支架37、 吊绳搁板38、 螺母39、 切割装置支架40、 上刀片 41、 凸轮42、 割刀托板43、 下刀片44组成。 其主要功能是通过电机驱动凸轮轴旋转， 带动凸轮 说 明 书 3/4 页 5 CN 106576585 B 5 的转动， 从而将凸轮的转动转化为上刀片和下。
22、刀片的交错往复直线运动， 实现海带切割， 支 架的作用主要是支撑整个切割装置。 0025 如图5所示， 输送装置主要由输送带45、 改向滚筒46、 支架47、 托辊组件48、 橡胶条 49、 电动滚筒50组成。 橡胶条49的作用是增大摩擦力， 避免进入输送装置的海带滑下输送装 置； 电动滚筒50的密封性较好， 能避免海水对其影响； 将输送装置设计成倾斜一定角度的， 是为了使输送装置的尾端翘出船体， 当海带输送至尾端时， 直接掉出船体， 落入事先跟在收 割机后面的运送小船中， 小船再将海带运输回岸上， 这样就避免了海带在船体中积累的问 题。 0026 如图7a所示， 转向机构主要由转向把手51、。
23、 转向连接杆52、 套筒53、 转向轮I 54、 平 行四边形连接杆55、 钢丝绳56、 推进器操纵杆57和转向轮II 58、 转向支杆59组成。 其中转向 把手51、 转向连接杆52、 套筒53、 转向轮I54是焊接为一体的， 套筒与转向支杆是间隙配合， 推进器操纵杆57和转向轮II58是焊接为一体的。 转动转向把手51时， 套筒53和转向轮I 54 绕转向支杆59转动， 通过钢丝绳带动推进器操纵杆57和转向轮II 58转动， 并通过平行四边 形连接杆55实现两个推进器的同步转向。 图7b中共两条钢丝绳， 其中A、 B表示的第一条钢丝 绳的起点、 终点， C、 D表示的是第二条钢丝绳的起点、。
24、 终点。 当向左(或向右)转动转向把手51 时， 第一条钢丝绳(或第二条钢丝绳)顺时针转动(或逆时针)转向轮I54， 带动转向轮II58顺 时针(或逆时针)转动， 从而使推进器操纵杆57随转向轮II58顺时针(或逆时针)转动， 并通 过平行四边形连接杆55， 使两个推进器实现顺时针(或逆时针)同步运动。 利用转向机构实 现整个浮式海带收获机的转向， 具体说是利用转向轮改变钢丝绳的缠绕方向， 并基于平行 四边形原理， 使船用推进器的控制手柄产生角度偏转， 实现收割机的转向。 0027 本发明的工作原理： 本发明在开始时， 由总动力源(柴油发电机组9)驱动船用推进 器8， 使收割机向海带养殖区前进。
25、， 并利用挂钩或绳索使导向装置1沿导向轴14向上旋转一 定角度， 使导向装置脱离海平面， 减小收割机前进时所受的海水阻力。 在收割机进入海带养 殖区时， 利用挂钩或绳索使导向装置1向下旋转直至其靠在收割机前沿， 并启动牵引装置2， 使双排链传动机构运动， 随着收割机的前进， 导向装置1将海带导入船体7， 同时随着双排链 传动机构运动的夹紧器17进入导轨29， 在导轨29的作用下实现桩绳的夹紧， 并带动桩绳向 切割装置3移动， 在海带快靠近切割装置3时， 启动切割装置3和输送装置6， 使上刀片41和下 刀片44做交错往复运动， 将靠近的海带割断， 被割断的海带掉入输送装置6上， 随着输送带 45。
26、向船尾运动， 直至掉入收割机船尾的海带集装小船(附图中未表示)里， 满载后小船返航， 将海带运输会岸上， 另一艘空小船接着集装海带， 收割机可持续作业。 0028 综上， 本发明涉及一种人工养殖海带的收割装置， 提供了一种结构合理、 操作简 单、 收割效率高、 适于海上持续作业的浮式海带收获机。 该装置包括船体、 操作室、 动力装 置、 不锈钢潜水泵、 手动式船用推进器、 导向装置、 牵引装置、 切割装置、 输送装置和转向机 构。 船体是整个浮式海带收获机的载体， 导向装置位于船体前端， 由导向板和海带收集器等 组成， 其主要作用是将海带导入船体； 牵引装置位于船体两侧导轨里， 由夹紧器和链传。
27、动机 构组成， 其主要作用是夹紧桩绳并将海带绳牵引至切割装置前； 切割装置由切割器和小刀 片等组成， 其主要作用是实现海带切割； 输送装置由输送带、 电动滚筒、 改向滚筒和支架等 组成， 其主要作用是将海带输送至船尾； 转向机构由转向轮、 旋转支杆、 钢丝绳等组成， 其主 要作用是实现船用推进器的转向。 说 明 书 4/4 页 6 CN 106576585 B 6 图1 图2a 说 明 书 附 图 1/6 页 7 CN 106576585 B 7 图2b 图3 说 明 书 附 图 2/6 页 8 CN 106576585 B 8 图4a 图4b 图4c 说 明 书 附 图 3/6 页 9 CN 106576585 B 9 图5a 图5b 说 明 书 附 图 4/6 页 10 CN 106576585 B 10 图5c 图6 说 明 书 附 图 5/6 页 11 CN 106576585 B 11 图7a 图7b 说 明 书 附 图 6/6 页 12 CN 106576585 B 12 。