本发明涉及极地科考领域，具体涉及一种适用极地地区的快速采冰切割装置。
背景技术：
1、在极地科考领域，需要在极寒极地条件下对冻结厚度达到1.5米的冰层进行切割、采捞、吊运、再分割成满足相关实验需要的相应规格的冰条。严寒低温下由人工完成这些工作不仅效率低下而且极为困难，冰条的切割精度不均匀，手工切割设备对人员的安全也造成了危险。
2、针对人工采冰的方式存在工序步骤繁琐，自动化程度低，工作效率低，费时费力，存在安全隐患的问题。已经有现有技术设计出机械化采冰设备。例如公开号为cn108867589a、公开日为2018年11月23日的中国发明专利公开了一种冬季江面采冰车，该采冰车的三自由度平台串联二自由度双切割臂，可实现一定尺寸范围内的冰块切割；二自由度平台串联一自由度夹板，可实现冰块切割后的抓取；车身两侧带有气囊，可防止冰面意外破裂后整机沉入水中。公开号为cn117227611a、公开日为2023年9月25日的中国发明专利公开了一种冰块采集运输设备，该设备的支撑部分底部安装有走行部分，支撑部分顶部安装有升降部分，旋转自由度组件的顶端安装有链锯横移组件，链锯横移组件上安装有翻转自由度组件，主动翻转部分和从动翻转部分分别相对设置在链锯横移组件的上部，平移自由度组件两端分别与主动翻转部分和从动翻转部分连接，两个锯切组件末端均与平移自由度组件连接，两个夹持组件末端均与平移自由度组件连接。解决了现有的采冰车存在集成度较低，采冰机重量大，为采冰生产带来安全隐患，生产制造成本高，且采冰机中取冰器的两夹板为直板形状，难以夹取和转运大质量冰块的问题。
3、然而上述现有技术都是针对建造冰雕的江面采冰设备。要将上述设备用于极地科考领域进行极地地区的采冰作业，将会面临一些问题。如极地地区冰面更厚，对锯板的长度要求更高，且采冰设备需要通过远程航行运输到极地地区，上述现有采冰设备存在结构复杂，运输不便的问题。
4、因此，亟需发明一种适用于极地地区采冰作业的快速采冰切割装置，以解决上述技术问题，以简化结构，方便运输。
技术实现思路
1、本发明提供了一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，通过侧支臂组件，简化了支撑结构，放倒锯板组件后能够节省空间，方便运输，通过x、y轴移动组件，方便完成冰面的纵向和横向切割。
2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
3、一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，主要包括底座组件、xy轴移动组件、锯板组件；锯板组件用于冰面的切割，其固定安装于xy轴移动组件；xy轴移动组件用于带动锯板组件在水平平面内纵向和横向移动，其固定安装于底座组件上；还包括侧支臂组件和齿轮法兰固定组件，锯板组件在工作状态下沿竖直方向固定，在运输状态下能够放倒为水平状态；侧支臂组件用于支撑运输状态下水平放倒的锯板组件；板组件通过齿轮法兰固定组件固定安装于xy轴移动组件，齿轮法兰固定组件用于实现锯板组件的立起和放倒。
4、进一步，侧支臂组件包括侧臂支座、侧臂销轴、侧支臂、上支承辊架、上支承辊、下支承轮架、下支承轮；侧臂支座与底座组件的侧壁固定连接，侧支臂的一端通过侧壁销轴与侧壁支座连接，并能相对于侧壁支座进行转动；侧支臂的另一端固定安装有上支承辊架和下支承轮架，上支承辊架安装有上支承辊，下支承轮架内安装有下支承轮。
5、进一步，齿轮法兰固定组件包括横梁法兰组件、齿轮法兰和齿轮轴；横梁法兰组件为一葫芦形部件，其上部中心设有齿轮轴安装孔，下部中心固定安装有芯轴，芯轴上设置用于与齿轮法兰配合的轴承；横梁法兰组件上还设置有与x、y轴移动组件横梁上的滑块固定连接的安装孔；齿轮法兰为一齿轮，周向有齿，中心设有与横梁法兰组件上的轴承配合的齿轮孔，齿轮法兰盘面上设有与锯板组件固定连接的安装孔；齿轮轴与横梁法兰组件上的齿轮轴安装孔配合安装，一端设有小齿轮，另一端与法兰电机相连，小齿轮与齿轮法兰上的齿啮合。
6、进一步，x、y轴移动组件为带动锯板组件沿x轴和y轴方向做水平平面内纵向和横向移动运动的模组桁架组件，通过螺栓连接固定于底座组件上；x、y轴移动组件主要包括两根纵梁、一根横梁、两根立柱和一根顶梁，纵梁和横梁相互垂直；横梁上设置有横梁轨道、滑块和横梁电机，滑块用于固定安装锯板组件，滑块能够在横梁电机的驱动下沿横梁轨道往复移动，从而实现锯板组件在x轴方向上的运动；纵梁上设置有与横梁配合的纵梁轨道，横梁能够在纵梁电机的驱动下沿纵梁轨道移动，从而实现锯板组件在y轴方向上的运动；两根立柱分别固定在横梁的两端，顶梁固定安装在立柱的上端。
7、进一步，顶梁上设置有辅助轨道和辅助固定件，用于对锯板组件进行辅助固定。
8、进一步，横梁底部设置有光电感应开关，用于对滑块在横梁上的移动进行限位。
9、进一步，x、y轴移动组件上还设置有坦克链，坦克链用于固定相应的电连接线，防止x、y轴移动组件带动锯板组件沿x轴和y轴方向运动过程中造成电连接线的干扰和破坏。
10、进一步，锯板组件包括背板、链条锯板、链条、背板齿条、锯板电机、链条电机、上活动板、转动件、下固定板和转盘；安装在链条锯板上部的链条电机用于驱动链条围绕链条锯板环形运动切割冰体；链条锯板上端通过转动件固定在上活动板上，上活动板能够锯板电机的驱动下沿固定在背板上的背板齿条做上下运动，转动件能够带动链条锯板相对于背板做90°转向调节；下固定板固定在背板下端，转盘可转动地安装在下固定板上，转盘上设有供链条锯板下端穿过的配合槽。
11、进一步，其特征在于，底座组件上固定安装有行走轮组件，方便整个快速采冰切割装置的移动。
12、进一步，xy轴移动组件一侧固定安装有控制箱，控制箱用于对整个快速采冰切割装置进行控制。
13、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
14、(1)本发明的适用于极地地区采冰作业的快速采冰切割装置在底座组件上设置有侧支臂组件，在锯板组件因移动、运输需要水平放倒时，侧支臂组件延展开垂直于底座组件，对锯板组件进行支撑，从而避免锯板组件因悬臂处过重，导致锯板组件与x、y轴移动组件固定连接处变形；在锯板组件需立起切割冰体工作时，侧支臂组件收拢贴靠锁定在底座组件的侧壁。通过侧支臂组件，简化了支撑结构，放倒锯板组件后能够节省空间，方便运输。
15、(2)本发明的齿轮法兰固定组件包括横梁法兰组件、齿轮法兰和齿轮轴，通过控制法兰电机的正转和反转，齿轮轴一端的小齿轮驱动与其啮合的齿轮法兰转动，进而带动固定在齿轮法兰上的锯板组件的立起和放倒。
16、(3)本发明的x、y轴移动组件能够带动锯板组件沿x轴和y轴方向移动，从而方便完成冰面的纵向和横向切割。
1.一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，主要包括底座组件（1）、xy轴移动组件（2）、锯板组件（3）；锯板组件（3）用于冰面的切割，其固定安装于xy轴移动组件（2）；xy轴移动组件（2）用于带动锯板组件在水平平面内纵向和横向移动，其固定安装于底座组件（1）上；
2.根据权利要求1所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，侧支臂组件（4）包括侧臂支座（41）、侧臂销轴（42）、侧支臂（43）、上支承辊架（44）、上支承辊（45）、下支承轮架（46）、下支承轮（47）；侧臂支座（41）与底座组件（1）的侧壁固定连接，侧支臂（43）的一端通过侧壁销轴（42）与侧壁支座（41）连接，并能相对于侧壁支座（41）进行转动；侧支臂（43）的另一端固定安装有上支承辊架（44）和下支承轮架（46），上支承辊架（44）安装有上支承辊（45），下支承轮架（46）内安装有下支承轮（47）。
3.根据权利要求1所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，齿轮法兰固定组件（5）包括横梁法兰组件（51）、齿轮法兰（52）和齿轮轴（53）；横梁法兰组件（51）为一葫芦形部件，其上部中心设有齿轮轴安装孔，下部中心固定安装有芯轴（511），芯轴（511）上设置用于与齿轮法兰（52）配合的轴承（512）；横梁法兰组件（51）上还设置有与x、y轴移动组件（2）横梁上的滑块（25）固定连接的安装孔；齿轮法兰（52）为一齿轮，周向有齿，中心设有与横梁法兰组件上的轴承配合的齿轮孔，齿轮法兰（52）盘面上设有与锯板组件（3）固定连接的安装孔；齿轮轴（53）与横梁法兰组件上的齿轮轴安装孔配合安装，一端设有小齿轮（531），另一端与法兰电机（54）相连，小齿轮（531）与齿轮法兰（52）上的齿啮合。
4.根据权利要求1所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，x、y轴移动组件（2）为带动锯板组件（3）沿x轴和y轴方向做水平平面内纵向和横向移动运动的模组桁架组件，通过螺栓连接固定于底座组件（1）上；x、y轴移动组件（2）主要包括两根纵梁（21）、一根横梁（22）、两根立柱（23）和一根顶梁（24），纵梁（21）和横梁（22）相互垂直；横梁（22）上设置有横梁轨道、滑块（25）和横梁电机（26），滑块（25）用于固定安装锯板组件（3），滑块（25）能够在横梁电机（26）的驱动下沿横梁轨道往复移动，从而实现锯板组件（3）在x轴方向上的运动；纵梁（21）上设置有与横梁（22）配合的纵梁轨道，横梁（22）能够在纵梁电机（28）的驱动下沿纵梁轨道移动，从而实现锯板组件（3）在y轴方向上的运动；两根立柱（23）分别固定在横梁（22）的两端，顶梁（24）固定安装在立柱（23）的上端。
5.根据权利要求4所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，顶梁（24）上设置有辅助轨道和辅助固定件（27），用于对锯板组件（3）进行辅助固定。
6.根据权利要求4所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，横梁（22）底部设置有光电感应开关（30），用于对滑块（25）在横梁（22）上的移动进行限位。
7.根据权利要求4所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，x、y轴移动组件（2）上还设置有坦克链（29），坦克链（29）用于固定相应的电连接线，防止x、y轴移动组件（2）带动锯板组件（3）沿x轴和y轴方向运动过程中造成电连接线的干扰和破坏。
8.根据权利要求1所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，锯板组件（3）包括背板（31）、链条锯板（32）、链条（33）、背板齿条（34）、锯板电机、链条电机（35）、上活动板（36）、转动件（37）、下固定板（38）和转盘（39）；安装在链条锯板（32）上部的链条电机（35）用于驱动链条（33）围绕链条锯板（32）环形运动切割冰体；链条锯板（32）上端通过转动件（37）固定在上活动板（36）上，上活动板（36）能够锯板电机的驱动下沿固定在背板（31）上的背板齿条（34）做上下运动，转动件（37）能够带动链条锯板（32）相对于背板（31）做90°转向调节；下固定板（38）固定在背板（31）下端，转盘（39）可转动地安装在下固定板（38）上，转盘（39）上设有供链条锯板（32）下端穿过的配合槽。
9.根据权利要求1所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，底座组件（1）上固定安装有行走轮组件（6），方便整个快速采冰切割装置的移动。
10.根据权利要求1所述的一种适用于极地地区的快速采冰切割装置，其特征在于，xy轴移动组件（2）一侧固定安装有控制箱（7），控制箱（7）用于对整个快速采冰切割装置进行控制。
