CN111426514B - 一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理*** - Google Patents
一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，包括工作箱体，工作箱体的内部设置有放置腔与中控机构，中控机构与缆绳的一端相连，缆绳的另一端连接有取样球，缆绳内包裹有导电线，取样球内部设置有取样装置，取样球的外部设置有辅助装置。本发明可以解决现有污染水域水体检测样本采集过程中存在的以下难题，a，对于淤泥沼泽遍布的水域内进行样本采集时，位置移动麻烦，针对不同位置的水体进行样品采集的难度较大，携带采集设备在沼泽水域内移动成本高，影响采集污染水域水体的效率，b，针对沼泽地内的水体进行采集时，采集的水体内杂质较多，水体内的水生植物以及游离在水体上的杂质影响判断水质污染的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体的说是一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***。
背景技术
水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，水质的优劣不但影响人体的健康，同时对局部的生态会造成严重的影响，对于河流湖泊水质的定期检测是保证水质安全的重要手段，其中对于已经受到污染的水域尤其是沼泽淤泥较多的环境，需要定期抽取水质进行检测，观察水体污染程度的变化，检测污染数据，进而制定治理的方法,随着物联网技术的快速的发展，通过智能化操控的方式控制对水体的精准取样，可以提高污染水域水体取样检测效果的精确性。
然而现有污染水域水体检测样本采集过程中存在的以下难题，a，对于淤泥沼泽遍布的水域内进行样本采集时，位置移动麻烦，针对不同位置的水体进行样品采集的难度较大，携带采集设备在沼泽水域内移动成本高，影响采集污染水域水体的效率，b，针对沼泽地内的水体进行采集时，采集的水体内杂质较多，水体内的水生植物以及游离在水体上的杂质影响判断水质污染的精确性。
对于现有污染水域水体检测样本采集过程中存在的技术问题，相关技术领域的人员做出了调研后做出了适应的改进，如专利号为2018200726924的中国实用新型专利一种水质取样装置，可以很好的对不同深度的水质进行取样操作，然而对于上述中提到的现有污染水域水体检测样本采集过程中存在的难题并没有提及。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，可以解决上述中提到的难题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，包括工作箱体，工作箱体的内部设置有放置腔与中控机构，中控机构与缆绳的一端相连，缆绳的另一端连接有取样球，缆绳内包裹有导电线，取样球内部设置有取样装置，取样球的外部设置有辅助装置；
所述取样球由上球体、连接环与下球体组成，其中上球体为空心结构，上球体内部设置有GPS定位仪，上球体的重量小于下球体的重量，上球体与下球体均通过螺纹方式与连接环相连，且下球体的内壁上设置有螺纹；
所述取样装置包括开设在下球体上的安装腔，安装腔的上下两侧对称开设有安装孔，安装腔内设置有水泵，水泵的进水口与进水机构相连，水泵的出水口与过滤机构相连，下球体上沿其周向均匀设置有集水腔，集水腔内通过螺纹方式连接有集水器；
所述进水机构包括通过螺纹连接在进水口处的进水管，进水管的下端设置有过滤板，进水管的内壁上通过轴承安装有旋转柱，旋转柱的中部设置有扇叶，旋转柱位于进水管内侧的外壁上设置有主动防水锥齿轮，进水管的下端内壁上设置有疏通支链，旋转柱位于进水管外侧的外壁上安装有刮除支链；
所述过滤机构包括通过螺纹连接在出水口处的出水管，出水管的上端外部设置有螺纹，出水管与下球体的内壁之间通过螺纹连接有过滤组件，出水管的上端通过轴承设置有旋转杆，旋转杆的中部设置扇叶，位于出水管外侧的旋转杆上设置有外部防水锥齿轮。
所述辅助装置包括设置在连接环外壁上的圆环辅助框，圆环辅助框与连接环之间形成密封腔体，连接环的内部设置有密封的挤压腔体，挤压腔体与密封腔体之间开设有通气孔，挤压腔体的内壁上安装有控制气缸，控制气缸上安装有控制橡胶块，密封腔体上沿其周向均匀开设有调节孔，调节孔内活动设置有调节杆，调节杆与密封腔体的内壁之间设置有弹簧，调节杆的上端安装有从动活塞块，从动活塞块为圆环结构，且从动活塞块位于密封腔体的内部，调节杆的下端安装有环形安装板，环形安装板的下端安装有滚动球。
进一步的，所述疏通支链包括滑动设置在进水管内部的旋转架，旋转架上设置有从动防水锥齿轮，从动防水锥齿轮啮合在主动防水锥齿轮上，旋转架的下端安装有疏通架，疏通架的下端开设有缓冲腔，缓冲腔的下端面均匀设置有缓冲孔，缓冲孔内活动设置有疏通杆，疏通杆的下端为球形结构，疏通杆的下端通过弹簧杆连接在缓冲腔的内壁上。
进一步的，所述刮除支链包括对称设置在进水管外壁上的控制组件，控制组件的下端连接在刮除板上，刮除板与过滤板之间滑动连接，所述控制组件包括通过销轴设置在进水管外壁上的转动柱，转动柱的外壁上设置有转动圆环，转动圆环滑动设置在控制架上，控制架的下端通过销轴连接在刮除板上，控制架的内壁上安装有限位伸缩杆，限位伸缩杆的上端连接在转动圆环上，控制架的上端开设有活动槽，位于活动槽内的旋转柱外壁上设置有驱动杆。
进一步的，所述过滤组件包括过滤圆环架，过滤圆环架的内径通过螺纹连接在出水管处，过滤圆环架的外径通过螺纹连接在下球体的内壁上，过滤圆环架的内部设置有呈圆环结构的过滤块，过滤圆环架的内径处滑动设置有旋转环，旋转环与出水管的上端活动连接，旋转环上沿其周向设置有清理板，清理板抵靠在过滤块上，旋转环的内壁上设置有与外部防水锥齿轮啮合的旋转防水锥齿轮。
进一步的，所述滚动球为球体结构的气囊。
进一步的，所述的中控机构包括设置在箱体内部的控制面板，控制面板上设置有控制按键，控制面板内部设置有PLC，控制按键与电连接在PLC上的按键控制模块电连接，GPS定位仪与电连接在PLC上的GPS信号接收模块电连接，控制气缸的控制端与电连接在PLC上的气缸控制模块电连接，水泵的控制端与电连接在PLC上的水泵控制模块电连接。
1.本发明可以解决现有污染水域水体检测样本采集过程中存在的以下难题，a，对于淤泥沼泽遍布的水域内进行样本采集时，位置移动麻烦，针对不同位置的水体进行样品采集的难度较大，携带采集设备在沼泽水域内移动成本高，影响采集污染水域水体的效率，b，针对沼泽地内的水体进行采集时，采集的水体内杂质较多，水体内的水生植物以及游离在水体上的杂质影响判断水质污染的精确性。本发明可以解决上述中存在的难题，具有意想不到的效果。
2.取样装置中的水泵工作控制进水机构对指定水域内的水进行抽取，进水机构在作业中对水体进行一次过滤，过滤机构对抽取的水体进行二次过滤，经过过滤后的水体流入到集水器的内部，且进水机构与过滤机构在对水体进行过滤时依靠水体自身流动产生的能量进行驱动，不但能够对水体进行多级的过滤，同时充分的利用了水体在运动中产生的能量。
3.本发明设计的下球体的重量大于上球体的重量，使用过程中下球体能够处于指定的工作为孩子，采用现有的抛投设备按照设定好的轨迹将取样球抛投至取样水域内，GPS定位仪便于监控取样球的位置是否处于指定的取样水域内，缆绳对取样球起到了限位与回收的作用，无需人工携带采集设备移动，降低了在沼泽水域采集水体的成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明取样球、取样装置与辅助装置之间的结构示意图；
图3是本发明图2的X向局部放大图；
图4是本发明图3的XA向局部放大图；
图5是本发明图3的XB向局部放大图；
图6是本发明图2的Y向局部放大图；
图7是本发明过滤圆环架的结构示意图；
图8是本发明中控机构(电气)示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1到图8所示，一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，包括工作箱体1，工作箱体1的内部设置有放置腔与中控机构，中控机构与缆绳2的一端相连，缆绳2的另一端连接有取样球3，缆绳2内包裹有导电线，取样球3内部设置有取样装置4，取样球3的外部设置有辅助装置5；
所述取样球3由上球体31、连接环32与下球体33组成，其中上球体31为空心结构，上球体31内部设置有GPS定位仪，上球体31的重量小于下球体33的重量，上球体31与下球体33均通过螺纹方式与连接环32相连，且下球体33的内壁上设置有螺纹；
下球体33的重量大于上球体31的重量，使用过程中下球体33能够处于指定的工作为孩子，GPS定位仪便于监控取样球3的位置是否处于指定的取样水域内。
使用时，采用现有的抛投设备按照设定好的轨迹将取样球3抛投至取样水域内，缆绳2对取样球3起到了限位与回收的作用。
所述取样装置4包括开设在下球体33上的安装腔，安装腔的上下两侧对称开设有安装孔，安装腔内设置有水泵41，水泵41的进水口与进水机构42相连，水泵41的出水口与过滤机构43相连，下球体33上沿其周向均匀设置有集水腔，集水腔内通过螺纹方式连接有集水器44；
取样装置中的水泵41工作控制进水机构42对指定水域内的水进行抽取，进水机构42在作业中对水体进行一次过滤，过滤机构43对抽取的水体进行二次过滤，经过过滤后的水体流入到集水器44的内部，且进水机构42与过滤机构43在对水体进行过滤时依靠水体自身流动产生的能量进行驱动，不但能够对水体进行多级的过滤，同时充分的利用了水体在运动中产生的能量。
所述进水机构42包括通过螺纹连接在进水口处的进水管421，进水管421的下端设置有过滤板，过滤板上设置有过滤孔，进水管421的内壁上通过轴承安装有旋转柱，旋转柱的中部设置有扇叶，旋转柱位于进水管421内侧的外壁上设置有主动防水锥齿轮422，进水管421的下端内壁上设置有疏通支链45，旋转柱位于进水管421外侧的外壁上安装有刮除支链46；
所述疏通支链45包括滑动设置在进水管421内部的旋转架451，旋转架451上设置有从动防水锥齿轮452，从动防水锥齿轮452啮合在主动防水锥齿轮422上，旋转架451的下端安装有疏通架453，疏通架453的下端开设有缓冲腔，缓冲腔的下端面均匀设置有缓冲孔，缓冲孔内活动设置有疏通杆454，疏通杆454的下端为球形结构，疏通杆454的下端通过弹簧杆455连接在缓冲腔的内壁上。
所述刮除支链46包括对称设置在进水管421外壁上的控制组件，控制组件的下端连接在刮除板461上，刮除板461与过滤板之间滑动连接，所述控制组件包括通过销轴设置在进水管421外壁上的转动柱462，转动柱462的外壁上设置有转动圆环463，转动圆环463滑动设置在控制架464上，控制架464的下端通过销轴连接在刮除板461上，控制架464的内壁上安装有限位伸缩杆465，限位伸缩杆465的上端连接在转动圆环463上，控制架464的上端开设有活动槽，位于活动槽内的旋转柱外壁上设置有驱动杆466，控制架464在转动动作业中，转动圆环463在控制架464的内部进行伸缩调节。
启动水泵41，水泵41在工作中通过进水管421对水体进行抽取，抽取作业中流动的水体对扇叶进行冲击，受到冲击后的扇叶带动旋转柱进行转动，旋转柱同步带动主动防水锥齿轮422旋转，主动防水锥齿轮422控制动防水锥齿轮452进行转动，动防水锥齿轮452在转动中带动旋转架451转动，旋转架451在转动作业中控制疏通架453对过滤板进行疏通，放置过滤板上的空隙被淤泥堵塞，疏通作业中疏通杆454直接对过滤板上的过滤孔进行贯穿式疏通，球形结构的疏通杆454在疏通作业的同时能够在旋转架451的作用下进行旋转。
旋转柱在转动作业中同步控制驱动杆466进行转动，驱动杆466在转动作业中带动控制架464进行角度摆动，控制架464在摆动作业中带动刮除板461对过滤板的下端面进行刮除作业，防止淤泥堵塞过滤板，同时对抽取的水体进行依次过滤作业。
所述过滤机构43包括通过螺纹连接在出水口处的出水管431，出水管431的上端外部设置有螺纹，出水管431与下球体33的内壁之间通过螺纹连接有过滤组件47，出水管431的上端通过轴承设置有旋转杆，旋转杆的中部设置扇叶，位于出水管431外侧的旋转杆上设置有外部防水锥齿轮432。
所述过滤组件47包括过滤圆环架471，过滤圆环架471的内径通过螺纹连接在出水管431处，过滤圆环架471的外径通过螺纹连接在下球体33的内壁上，过滤圆环架471的内部设置有呈圆环结构的过滤块472，过滤块472上设置有过滤孔，过滤圆环架471的内径处滑动设置有旋转环473，旋转环473与出水管431的上端活动连接，旋转环473上沿其周向设置有清理板474，清理板474抵靠在过滤块472上，旋转环473的内壁上设置有与外部防水锥齿轮432啮合的旋转防水锥齿轮475。
抽取的水体从出水管431排出时的水流冲击到扇叶上带动旋转杆进行转动，旋转杆在转动中通过外部防水锥齿轮432带动旋转防水锥齿轮475进行旋转，旋转防水锥齿轮475同步带动旋转环473进行转动，旋转环473在转动过程中带动清理板474对过滤块472上过滤的杂质进行刮除，防止过滤的杂质堆积堵塞住过滤孔，进而对水体进行二次过滤，经过过滤后的水体流入到集水器44内部。
所述辅助装置5包括设置在连接环32外壁上的圆环辅助框51，圆环辅助框51与连接环32之间形成密封腔体52，连接环32的内部设置有密封的挤压腔体53，挤压腔体53与密封腔体52之间开设有通气孔，挤压腔体53的内壁上安装有控制气缸54，控制气缸54上安装有控制橡胶块55，密封腔体52上沿其周向均匀开设有调节孔，调节孔内活动设置有调节杆56，调节杆56与密封腔体52的内壁之间设置有弹簧，调节杆56的上端安装有从动活塞块57，从动活塞块57为圆环结构，且从动活塞块57位于密封腔体52的内部，调节杆56的下端安装有环形安装板58，环形安装板58的下端安装有滚动球59。
所述滚动球59为球体结构的气囊。
辅助装置5在采集结束后，通过控制气缸54带动控制橡胶块55进行伸缩运动，控制橡胶块55在运动中将挤压腔体53内部的空气压入到密封腔体52的内部，密封腔体52内部的压力增大后对从动活塞块57进行挤压，从而控制滚动球59直接与沼泽区域的水体接触，进而将取样球3抬起，从而便于对采集水体后的取样球3进行回收。
所述的中控机构包括设置在箱体内部的控制面板，控制面板上设置有控制按键，控制面板内部设置有PLC，控制按键与电连接在PLC上的按键控制模块电连接，GPS定位仪与电连接在PLC上的GPS信号接收模块电连接，控制气缸54的控制端与电连接在PLC上的气缸控制模块电连接，水泵41的控制端与电连接在PLC上的水泵控制模块电连接。
采用PLC控制采集水体样本作业，提高了水体采集的智能性，通过GPS定位仪可以精确的监控水体取样的区域，按键控制模块用于控制按键，在这里用于接收控制按键的指令，GPS信号接收模块用于接收GPS定位仪反馈的信息，气缸控制模块用于控制气缸54的启停，而水泵控制模块用于控制水泵41的启停。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，包括工作箱体(1)，其特征在于：工作箱体(1)的内部设置有放置腔与中控机构，中控机构与缆绳(2)的一端相连，缆绳(2)的另一端连接有取样球(3)，缆绳(2)内包裹有导电线，取样球(3)内部设置有取样装置(4)，取样球(3)的外部设置有辅助装置(5)；
所述取样球(3)由上球体(31)、连接环(32)与下球体(33)组成，其中上球体(31)为空心结构，上球体(31)内部设置有GPS定位仪，上球体(31)的重量小于下球体(33)的重量，上球体(31)与下球体(33)均通过螺纹方式与连接环(32)相连，且下球体(33)的内壁上设置有螺纹；
所述取样装置(4)包括开设在下球体(33)上的安装腔，安装腔的上下两侧对称开设有安装孔，安装腔内设置有水泵(41)，水泵(41)的进水口与进水机构(42)相连，水泵(41)的出水口与过滤机构(43)相连，下球体(33)上沿其周向均匀设置有集水腔，集水腔内通过螺纹方式连接有集水器(44)；
所述进水机构(42)包括通过螺纹连接在进水口处的进水管(421)，进水管(421)的下端设置有过滤板，进水管(421)的内壁上通过轴承安装有旋转柱，旋转柱的中部设置有扇叶，旋转柱位于进水管(421)内侧的外壁上设置有主动防水锥齿轮(422)，进水管(421)的下端内壁上设置有疏通支链(45)，旋转柱位于进水管(421)外侧的外壁上安装有刮除支链(46)；
所述过滤机构(43)包括通过螺纹连接在出水口处的出水管(431)，出水管(431)的上端外部设置有螺纹，出水管(431)与下球体(33)的内壁之间通过螺纹连接有过滤组件(47)，出水管(431)的上端通过轴承设置有旋转杆，旋转杆的中部设置扇叶，位于出水管(431)外侧的旋转杆上设置有外部防水锥齿轮(432)；
所述辅助装置(5)包括设置在连接环(32)外壁上的圆环辅助框(51)，圆环辅助框(51)与连接环(32)之间形成密封腔体(52)，连接环(32)的内部设置有密封的挤压腔体(53)，挤压腔体(53)与密封腔体(52)之间开设有通气孔，挤压腔体(53)的内壁上安装有控制气缸(54)，控制气缸(54)上安装有控制橡胶块(55)，密封腔体(52)上沿其周向均匀开设有调节孔，调节孔内活动设置有调节杆(56)，调节杆(56)与密封腔体(52)的内壁之间设置有弹簧，调节杆(56)的上端安装有从动活塞块(57)，从动活塞块(57)为圆环结构，且从动活塞块(57)位于密封腔体(52)的内部，调节杆(56)的下端安装有环形安装板(58)，环形安装板(58)的下端安装有滚动球(59)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，其特征在于：所述疏通支链(45)包括滑动设置在进水管(421)内部的旋转架(451)，旋转架(451)上设置有从动防水锥齿轮(452)，从动防水锥齿轮(452)啮合在主动防水锥齿轮(422)上，旋转架(451)的下端安装有疏通架(453)，疏通架(453)的下端开设有缓冲腔，缓冲腔的下端面均匀设置有缓冲孔，缓冲孔内活动设置有疏通杆(454)，疏通杆(454)的下端为球形结构，疏通杆(454)的下端通过弹簧杆(455)连接在缓冲腔的内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，其特征在于：所述刮除支链(46)包括对称设置在进水管(421)外壁上的控制组件，控制组件的下端连接在刮除板(461)上，刮除板(461)与过滤板之间滑动连接，所述控制组件包括通过销轴设置在进水管(421)外壁上的转动柱(462)，转动柱(462)的外壁上设置有转动圆环(463)，转动圆环(463)滑动设置在控制架(464)上，控制架(464)的下端通过销轴连接在刮除板(461)上，控制架(464)的内壁上安装有限位伸缩杆(465)，限位伸缩杆(465)的上端连接在转动圆环(463)上，控制架(464)的上端开设有活动槽，位于活动槽内的旋转柱外壁上设置有驱动杆(466)。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，其特征在于：所述过滤组件(47)包括过滤圆环架(471)，过滤圆环架(471)的内径通过螺纹连接在出水管(431)处，过滤圆环架(471)的外径通过螺纹连接在下球体(33)的内壁上，过滤圆环架(471)的内部设置有呈圆环结构的过滤块(472)，过滤圆环架(471)的内径处滑动设置有旋转环(473)，旋转环(473)与出水管(431)的上端活动连接，旋转环(473)上沿其周向设置有清理板(474)，清理板(474)抵靠在过滤块(472)上，旋转环(473)的内壁上设置有与外部防水锥齿轮(432)啮合的旋转防水锥齿轮(475)。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，其特征在于：所述滚动球(59)为球体结构的气囊。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污染水域水体治理取样智能处理***，其特征在于：所述的中控机构包括设置在箱体内部的控制面板，控制面板上设置有控制按键，控制面板内部设置有PLC，控制按键与电连接在PLC上的按键控制模块电连接，GPS定位仪与电连接在PLC上的GPS信号接收模块电连接，控制气缸(54)的控制端与电连接在PLC上的气缸控制模块电连接，水泵(41)的控制端与电连接在PLC上的水泵控制模块电连接。
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