CN111624040A - 一种基于环境监测用深水的水质采样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境监测技术领域,具体公开了一种基于环境监测用深水的水质采样装置,包括机仓,还包括横向驱动机构和纵向驱动机构、漂浮机构和采样机构,所述机仓的外表面设置有维修门,所述维修门与机仓密封连接,且机仓的内部位于主电机的下方设置有锂电池,所述锂电池的一侧并列设置有微处理器和远程无线模块,所述机仓的内侧壁并列设置有接收芯片和发射芯片,所述机仓的内部底端设置有水深仪。本发明将采样机构、漂浮机构和驱动机构集成化设计,使得采样装置体积小、整体分布合理,且远程智能操作,使得采样更加便捷,配合水深仪的作用,方便对水下不同深度的水进行采样,进一步提高了对深水水质采样的效率。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域,具体是一种基于环境监测用深水的水质采样装置。
背景技术
环境监测是通过对反映环境质量的指标进行监视和测定,以确定环境污染状况和环境质量的高低。环境监测的内容主要包括物理指标的监测、化学指标的监测和生态***的监测;近年来,随着经济的快速发展,国内水域已遭到不同程度的污染,这些污染威胁着环境与生态的安全,影响着城市的发展和人民的健康,因而对水域以及地表水的监测得到了广泛的关注,基于人类发展对水资源的迫切需求,需要对水域以及地表水上进行水质检测,筛选具有代表性的指标,根据水资源安全的内涵构建水资源安全评价指标体系,对检测水域的水资源安全整体状况进行定量、动态研究,可从整体上反映水资源***的基本状况,因此会定期对水域以及地表水进行不同深度的抽样检测,本发明就是一种对深水水样进行采取的装置。
但是现有的具有深水采样功能的水质检测船,采用较复杂的设备,用于深水采样,不够灵活且不美观,常见的小型的水质采样装置,一般由采样容器连接具有长度显示功能的绳索组成,但是此方式在实际工作中,需要对同一地点的不同深度的水层水体进行采样时,先对不同深度的工位放下采集容器,再拉起采集容器收集水样,然后将水质收集后,再放下采集容器至下一个目标深度水位,重复操作过程,相当耗时耗力,工作效率低下。因此,本领域技术人员提供了一种基于环境监测用深水的水质采样装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于环境监测用深水的水质采样装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于环境监测用深水的水质采样装置,包括机仓,还包括横向驱动机构和纵向驱动机构、漂浮机构和采样机构;
所述横向驱动机构包括安装于机仓外侧面对应设置的两个横向螺旋桨,驱动机构包括安装于机仓外侧面与两个所述横向螺旋桨呈矩形分布的两个纵向螺旋桨,所述横向螺旋桨和纵向螺旋桨的外侧面均设置有防护圈;
所述漂浮机构包括安装于机仓上端的固定盘,所述固定盘的上端中部设置有中心转杆,且中心转杆的下端位于固定盘中部处连接有轴承,所述轴承的外侧等距离分布有若干个下支座,每两个所述下支座之间设置有下固定杆,所述下固定杆的外表面连接有支撑杆,所述支撑杆的上端外侧连接有浮板,所述机仓的内部上端对应中心转杆处设置有主电机;
所述采样机构包括安装于机仓下端的采样仓,所述采样仓的下端外表面等距离分布有若干个采样口,且采样仓的下表面设置有深水探头。
作为本发明进一步的方案:所述机仓的外表面设置有维修门,所述维修门与机仓密封连接,且机仓的内部位于主电机的下方设置有锂电池,所述锂电池的一侧并列设置有微处理器和远程无线模块,所述机仓的内侧壁并列设置有接收芯片和发射芯片,所述机仓的内部底端设置有水深仪。
作为本发明再进一步的方案:每个所述横向螺旋桨和纵向螺旋桨的一端位于防护圈的内侧均设置有驱动马达,且驱动马达的输出端分别与横向螺旋桨和纵向螺旋桨的一端相连接,所述驱动马达的外侧设置有安装支架,且驱动马达与防护圈通过安装支架相固定,所述横向螺旋桨和纵向螺旋桨分别与防护圈之间存在间隙。
作为本发明再进一步的方案:所述中心转杆的外表面套接有移动套筒,所述移动套筒的外表面等距离分布有若干个上支座,每两个所述上支座之间设置有上固定杆,所述上固定杆的外表面连接有连杆,所述中心转杆顶端设置有限位座。
作为本发明再进一步的方案:所述连杆的一端与上固定杆转动连接,且连杆的另一端与支撑杆的上端内侧相连接,所述连杆与支撑杆的连接处设置有转轴,所述支撑杆的下端与下固定杆转动连接,且支撑杆的上端通过连杆与移动套筒相连接。
作为本发明再进一步的方案:所述主电机的外表面和移动套筒的内表面均设置有螺纹,且主电机和移动套筒螺纹连接,所述主电机的下端贯穿固定盘和机仓与主电机的输出端相连接,所述浮板为一种弧形结构,且浮板为塑料材质。
作为本发明再进一步的方案:所述采样机构还包括位于采样仓内部中心处的中心柱,所述采样仓的内部位于中心柱的外侧设置有定位圈,所述中心柱的外表面等距离分布有若干个电动推杆,所述电动推杆的一端连接有抽杆,所述抽杆的一端连接有活塞,所述活塞的外表面位于采样口的一端处连接有采样管。
作为本发明再进一步的方案:所述电动推杆的一端与抽杆相固定,且电动推杆的另一端与中心柱相固定,所述采样管的一端贯穿定位圈并与其相固定,且采样管的另一端与采样口的一端贯通连接,所述活塞为橡胶材质,且活塞的外径与采样管的内径相适配,所述采样口的另一端设置有滤网。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明设计的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,在实际操作时,通过可伸展的漂浮机构设计,可以增大采样装置漂浮于水面的浮力,配合横向驱动机构的作用,使得采样装置在水面移动更加稳固,同时当漂浮机构收缩后,配合纵向机构的作用,可以方便采样机构深入水下时,减少采样装置的阻力,另外将采样机构、漂浮机构和驱动机构集成化设计,使得采样装置体积小、整体分布合理,且远程智能操作,使得采样更加便捷,配合水深仪的作用,方便对水下不同深度的水进行采样,进一步提高了对深水水质采样的效率。
附图说明
图1为一种基于环境监测用深水的水质采样装置的结构示意图;
图2为一种基于环境监测用深水的水质采样装置中漂浮机构的结构示意图;
图3为一种基于环境监测用深水的水质采样装置中机仓的内部结构示意图;
图4为一种基于环境监测用深水的水质采样装置中采样仓的内部结构示意图;
图5为一种基于环境监测用深水的水质采样装置中A部分的放大示意图。
图中:1、机仓;2、采样仓;3、横向螺旋桨;4、纵向螺旋桨;5、采样口;6、固定盘;7、支撑杆;8、浮板;9、中心转杆;10、轴承;11、下支座;12、维修门;13、防护圈;14、移动套筒;15、连杆;16、上支座;17、上固定杆;18、限位座;19、主电机;20、锂电池;21、微处理器;22、接收芯片;23、发射芯片;24、远程无线模块;25、水深仪;26、深水探头;27、定位圈;28、中心柱;29、电动推杆;30、采样管;31、活塞;32、抽杆;33、下固定杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1~5,本发明实施例中,一种基于环境监测用深水的水质采样装置,包括机仓1,还包括横向驱动机构和纵向驱动机构、漂浮机构和采样机构;
横向驱动机构包括安装于机仓1外侧面对应设置的两个横向螺旋桨3,驱动机构包括安装于机仓1外侧面与两个横向螺旋桨3呈矩形分布的两个纵向螺旋桨4,横向螺旋桨3和纵向螺旋桨4的外侧面均设置有防护圈13;
进一步的,每个横向螺旋桨3和纵向螺旋桨4的一端位于防护圈13的内侧均设置有驱动马达,驱动马达可采用小型防水型伺服电机,实现正反转,驱动马达的输出端分别与横向螺旋桨3和纵向螺旋桨4的一端相连接,驱动马达的外侧设置有安装支架,且驱动马达与防护圈13通过安装支架相固定,横向螺旋桨3和纵向螺旋桨4分别与防护圈13之间存在间隙,需要说明的是,该采样装置通过远程无线模块24与外接遥控器无线连接,且外接遥控器内同样设置有锂电池20、微处理器21、接收芯片22和发射芯片23,在该采样装置在水域内需要移动时,开启横向驱动机构上的驱动马达,进而由遥控器发出指令,通过其内部的发射芯片23传输信号给采样装置,由采样装置的机仓1内部的接收芯片22接收信号,传输给微处理器21,由微处理器21控制横向螺旋桨3下端的驱动马达工作,进而驱动马达会带动横向螺旋桨3转动,从而驱动采样装置在水上进行横向移动,反之,在采样装置需要深入水中时,会开启纵向驱动机构工作,来带动采样装置深入水中。
漂浮机构包括安装于机仓1上端的固定盘6,固定盘6的上端中部设置有中心转杆9,且中心转杆9的下端位于固定盘6中部处连接有轴承10,轴承10的外侧等距离分布有若干个下支座11,每两个下支座11之间设置有下固定杆33,下固定杆33的外表面连接有支撑杆7,支撑杆7的上端外侧连接有浮板8,机仓1的内部上端对应中心转杆9处设置有主电机19;
进一步的,中心转杆9的外表面套接有移动套筒14,移动套筒14的外表面等距离分布有若干个上支座16,每两个上支座16之间设置有上固定杆17,上固定杆17的外表面连接有连杆15,中心转杆9顶端设置有限位座18,连杆15的一端与上固定杆17转动连接,且连杆15的另一端与支撑杆7的上端内侧相连接,连杆15与支撑杆7的连接处设置有转轴,支撑杆7的下端与下固定杆33转动连接,且支撑杆7的上端通过连杆15与移动套筒14相连接,主电机19的外表面和移动套筒14的内表面均设置有螺纹,且主电机19和移动套筒14螺纹连接,主电机19的下端贯穿固定盘6和机仓1与主电机19的输出端相连接,浮板8为一种弧形结构,且浮板8为塑料材质;
上述的漂浮机构的操作如下,当采样机构需要深入水下不同深度时,通过遥控器传输控制信号,再由机仓1内部的微处理器21控制主电机19工作,由主电机19带动中心转杆9转动,进而在中心转杆9转动时,会使得移动套筒14在其表面做直线向上运动,与此同时,在移动套筒14延中心转杆9向上移动时,会通过连杆15带动支撑杆7向中心转杆9外侧靠拢收缩,使得原本伸展(处于水平状态)的支撑杆7收缩(处于垂直状态),进而支撑杆7会带动浮板8收缩,使得浮板8由水平漂浮于水面的状态收缩成垂直于中心转杆9的外侧,收缩完成后,可以控制纵向驱动机构工作,带动采样装置向水下移动,从而将采样装置移动至水下不同深度处,反之,若不需要深入水下不同深处时,则控制主电机19反之,使得移动套筒14延中心转杆9下移,从而利用连杆15带动支撑杆7伸展开,使得浮板8漂浮于水面,其原理与雨伞撑开和收起的原理一致,操作简捷。
采样机构包括安装于机仓1下端的采样仓2,采样仓2的下端外表面等距离分布有若干个采样口5,且采样仓2的下表面设置有深水探头26,通过深水探头26,采样机构还包括位于采样仓2内部中心处的中心柱28,采样仓2的内部位于中心柱28的外侧设置有定位圈27,中心柱28的外表面等距离分布有若干个电动推杆29(型号采用ANT系列),每个电动推杆29对应一个指令按键(遥控器上的按键),例如,1号电动推杆29针对1号采样管30、2号电动推杆29针对2号采样管30……N号电动推杆29针对N号采样管30,电动推杆29的一端连接有抽杆32,抽杆32的一端连接有活塞31,活塞31的外表面位于采样口5的一端处连接有采样管30,电动推杆29的一端与抽杆32相固定,且电动推杆29的另一端与中心柱28相固定,采样管30的一端贯穿定位圈27并与其相固定,且采样管30的另一端与采样口5的一端贯通连接,活塞31为橡胶材质,且活塞31的外径与采样管30的内径相适配,采样口5的另一端设置有滤网;
上述具体操作如下,在对水下不同深度的水质进行采样时,通过漂浮机构配合纵向驱动机构的工作,使得采样装置移动至水下不同深处后,通过遥控器发出相应指令,由微处理器21控制相应的电动推杆29回缩,进而电动推杆29会带动抽杆32延采样管30内向外抽拉,进而抽杆32会带动活塞31延采样管30向外抽拉,因此受采样管30内压力的影响,会通过采样口5将该深度水域的水抽入至采样管30内,从而完成该深度水域的采样工作,当需要对其他深度的水进行采样式,控制纵向驱动机构带动采样装置继续下移,重复上述操作,控制不同序号的电动推杆29带动相应的采样管30采样,当采样完成后,将采样装置移出水域,工作人员通过控制不同序号的电动推杆29伸缩,进而电动推杆29会带动抽杆32向采样管30内推送,从而利用活塞31将采样管30内的水样由采样口5挤出,方便对水样进行收集,其原理与注射器原理一致,操作简捷。
机仓1的外表面设置有维修门12,维修门12与机仓1密封连接,且机仓1的内部位于主电机19的下方设置有锂电池20,锂电池20的一侧并列设置有微处理器21和远程无线模块24,机仓1的内侧壁并列设置有接收芯片22和发射芯片23,机仓1的内部底端设置有水深仪25,通过水深仪25可以时刻了解采样装置在水下的深度,方便工作人员对不同深度水的采样,且水深仪25型号为KNDDR-1050。
本发明的工作原理是:本发明设计的采样装置,在使用时,通过遥控器控制漂浮机构上的浮板8展开,然后将该装置放置于水面,通过控制横向驱动机构来带动采样装置在水面进行移动,当需要对水下不同深度的水进行采用时,控制主电机19,然后来控制浮板8的收缩,进一步的,控制纵向驱动机构带动采样装置深入水下,通过水深仪25来监测采样装置深入水下的深度,当到达指定深度后,通过采样机构对该深度的水进行采用,依次推理,通过纵向驱动机构带动采样装置深入到水下不同深度处,对该深度位的水进行采取,采样完成后,利用纵向驱动机构和横向驱动机构将采样装置移动至岸边,将采样装置所采取的不同深度的水样进行收集,从而完成深水采样工作,本设计不仅操作简单,而且采样更加便捷。
需要说明的是:本发明所用到的微处理器21型号为TRF7960,接收芯片22型号为CDTJS-4,发射芯片23型号为CDT402-AB1,主电机19采用LAFERT系列的伺服电机。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种基于环境监测用深水的水质采样装置,包括机仓(1),其特征在于,还包括横向驱动机构和纵向驱动机构、漂浮机构和采样机构;
所述横向驱动机构包括安装于机仓(1)外侧面对应设置的两个横向螺旋桨(3),驱动机构包括安装于机仓(1)外侧面与两个所述横向螺旋桨(3)呈矩形分布的两个纵向螺旋桨(4),所述横向螺旋桨(3)和纵向螺旋桨(4)的外侧面均设置有防护圈(13);
所述漂浮机构包括安装于机仓(1)上端的固定盘(6),所述固定盘(6)的上端中部设置有中心转杆(9),且中心转杆(9)的下端位于固定盘(6)中部处连接有轴承(10),所述轴承(10)的外侧等距离分布有若干个下支座(11),每两个所述下支座(11)之间设置有下固定杆(33),所述下固定杆(33)的外表面连接有支撑杆(7),所述支撑杆(7)的上端外侧连接有浮板(8),所述机仓(1)的内部上端对应中心转杆(9)处设置有主电机(19);
所述采样机构包括安装于机仓(1)下端的采样仓(2),所述采样仓(2)的下端外表面等距离分布有若干个采样口(5),且采样仓(2)的下表面设置有深水探头(26)。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,其特征在于,所述机仓(1)的外表面设置有维修门(12),所述维修门(12)与机仓(1)密封连接,且机仓(1)的内部位于主电机(19)的下方设置有锂电池(20),所述锂电池(20)的一侧并列设置有微处理器(21)和远程无线模块(24),所述机仓(1)的内侧壁并列设置有接收芯片(22)和发射芯片(23),所述机仓(1)的内部底端设置有水深仪(25)。
3.根据权利要求1所述的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,其特征在于,每个所述横向螺旋桨(3)和纵向螺旋桨(4)的一端位于防护圈(13)的内侧均设置有驱动马达,且驱动马达的输出端分别与横向螺旋桨(3)和纵向螺旋桨(4)的一端相连接,所述驱动马达的外侧设置有安装支架,且驱动马达与防护圈(13)通过安装支架相固定,所述横向螺旋桨(3)和纵向螺旋桨(4)分别与防护圈(13)之间存在间隙。
4.根据权利要求1所述的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,其特征在于,所述中心转杆(9)的外表面套接有移动套筒(14),所述移动套筒(14)的外表面等距离分布有若干个上支座(16),每两个所述上支座(16)之间设置有上固定杆(17),所述上固定杆(17)的外表面连接有连杆(15),所述中心转杆(9)顶端设置有限位座(18)。
5.根据权利要求4所述的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,其特征在于,所述连杆(15)的一端与上固定杆(17)转动连接,且连杆(15)的另一端与支撑杆(7)的上端内侧相连接,所述连杆(15)与支撑杆(7)的连接处设置有转轴,所述支撑杆(7)的下端与下固定杆(33)转动连接,且支撑杆(7)的上端通过连杆(15)与移动套筒(14)相连接。
6.根据权利要求4所述的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,其特征在于,所述主电机(19)的外表面和移动套筒(14)的内表面均设置有螺纹,且主电机(19)和移动套筒(14)螺纹连接,所述主电机(19)的下端贯穿固定盘(6)和机仓(1)与主电机(19)的输出端相连接,所述浮板(8)为一种弧形结构,且浮板(8)为塑料材质。
7.根据权利要求1所述的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,其特征在于,所述采样机构还包括位于采样仓(2)内部中心处的中心柱(28),所述采样仓(2)的内部位于中心柱(28)的外侧设置有定位圈(27),所述中心柱(28)的外表面等距离分布有若干个电动推杆(29),所述电动推杆(29)的一端连接有抽杆(32),所述抽杆(32)的一端连接有活塞(31),所述活塞(31)的外表面位于采样口(5)的一端处连接有采样管(30)。
8.根据权利要求7所述的一种基于环境监测用深水的水质采样装置,其特征在于,所述电动推杆(29)的一端与抽杆(32)相固定,且电动推杆(29)的另一端与中心柱(28)相固定,所述采样管(30)的一端贯穿定位圈(27)并与其相固定,且采样管(30)的另一端与采样口(5)的一端贯通连接,所述活塞(31)为橡胶材质,且活塞(31)的外径与采样管(30)的内径相适配,所述采样口(5)的另一端设置有滤网。
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