[发明专利]一种水下仿生叶轮有效
申请号: | 201710130127.9 | 申请日: | 2017-03-07 |
公开(公告)号: | CN106948398B | 公开(公告)日: | 2019-09-24 |
发明(设计)人: | 舒大兴 | 申请(专利权)人: | 河海大学 |
主分类号: | E02F5/28 | 分类号: | E02F5/28 |
代理公司: | 南京纵横知识产权代理有限公司 32224 | 代理人: | 董建林 |
地址: | 211100 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 水下 仿生 叶轮 | ||
本发明公开了一种水下仿生叶轮,包括位于水下的滚筒(1),所述滚筒(1)的外壁周向均匀铰接有若干仿生轮叶,所述仿生轮叶包括若干首尾相互铰接的板型骨料(2),所述板型骨料(2)的正面连有浮体(3),反面连有挖泥犁(5)。本发明提供的一种水下仿生叶轮,仿生叶轮是仿制人类游泳时手指张开和收拢的过程,仿生轮叶位于滚筒上方迎水面时,伸展最大面积接受水流冲力,仿生轮叶位于滚筒下方背水面时,收拢于滚筒上,减小水流阻力;仿生轮叶在滚筒下部呈卷曲姿势,其背面的挖泥犁始终与河底淤泥面接触,持续将河底淤泥搅起,提高工作效率。
技术领域
本发明涉及一种水下叶轮,尤其涉及一种用于清除河道内淤积泥沙的水下仿生叶轮,属于水利机械技术领域。
背景技术
普通清淤水车由轮叶、轮毂、轴承、支架、挖泥装置、驱动装置和移动底盘组成,轮叶、轮毂、轴承安装在支架上,支架固定在底盘上。普通清淤水车的轴承位于水面以上,由于河道水流具有上层流速大、下层流速小的垂向流速分布特征,上层快速水流对水车轮叶的作用力矩小,安装于水车轮叶的叶稍位置处的挖泥装置力臂长,所产生的挖泥阻力力矩大,导致普通清淤水车清淤效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种位于水下,可将水流对上部轮叶的冲力全部转化为下部轮叶的挖泥力,挖泥力大的水下仿生叶轮;进一步地,本发明提供一种板型骨料可自动伸展和卷曲的水下仿生叶轮。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种水下仿生叶轮,包括位于水下的滚筒,所述滚筒的外壁周向均匀铰接有若干仿生轮叶,所述仿生轮叶包括若干首尾相互铰接的板型骨料,所述板型骨料的正面连有浮体,反面连有挖泥犁。
所述铰接包括通过弹簧铰链连接。
所述弹簧铰链包括连接轴,所述连接轴两侧分别连有上连接板和下连接板,所述上连接板与一个所述板型骨料的尾端固定连接,所述下连接板与另一个所述板型骨料的首端固定连接,所述连接轴上套有弹簧,所述弹簧的两端均设置有向所述连接轴径向延伸的弹性支撑杆,两所述弹性支撑杆方向相反。
所述上连接板和下连接板均连于所述板型骨料的正面。
所述仿生轮叶的长度为所述滚筒周长的1/4。
所述板型骨料的材质包括钢。
所述仿生轮叶的个数为至少4个。
每个所述仿生轮叶均包括至少3个板型骨料。
本发明的有益效果在于:
(1)仿生学应用:本发明的仿生叶轮是仿制人类游泳时手指张开和收拢的过程,仿生轮叶位于滚筒上方迎水面时,伸展最大面积接受水流冲力,仿生轮叶位于滚筒下方背水面时,收拢于滚筒上,减小水流阻力。
(2)获得最大动力矩:水车的滚筒潜入水下,上部仿生轮叶伸展,使河道水流的最大冲力与仿生轮叶的最长力臂相应,从而得到上部仿生轮叶的最大动量矩,提高了水流利用率,实现了四两拨千斤之功。
(3)最小化阻力矩:水车的滚筒潜入水下,下部仿生轮叶在滚筒下部呈卷曲姿势,力臂短,挖泥阻力力矩小;且下层小流速的冲力作用小,卷曲的下部仿生轮叶受力面积小,减小了水流阻力力矩。
(4)持续掏挖清淤:仿生轮叶在滚筒下部呈卷曲姿势,其背面的挖泥犁始终与河底淤泥面接触,持续将河底淤泥搅起,提高工作效率。
(5)板型骨料之间设置弹簧链接,无需施加外力即可实现板型骨料随着滚筒转动自动伸展和卷曲。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中弹簧铰链的结构示意图;
图3为本发明的受力分析图;
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