一种适用于开放水域的智能取水装置及其应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于取水样技术领域，具体涉及一种适用于开放水域的智能取水装置及其应用方法。包括支撑主体以及与支撑主体相连的取水组件、驱动组件，本发明专利技术在进行取水作业时，首先用远程控制电脑在开放水域地图上定好取水点，输入取水点位置数据；将取水装置放入开放水域，取水装置根据定位指令自动航行到取水点，并自行下潜到指定深度进行取水；在取水过程中，控制主板控制集成气阀的气阀开关打开，气泵A对取水管中取水气囊进行抽气，根据压力平衡原理，水会被吸入取水管内，同时取水管头内设置有逆止阀2121阻止水回流。取水完成后，取水装置自动返航。

An Intelligent Water Intake Device for Open Waters and Its Application Method

【技术实现步骤摘要】
一种适用于开放水域的智能取水装置及其应用方法
本专利技术属于取水样
，具体涉及一种适用于开放水域的智能取水装置及其应用方法。
技术介绍
近年来，受人类活动的影响，水资源污染越来越严重，我国已将环境保护列为一项基本国策，收到了相关部门及企业的重视，并经常对一些江河湖泊等水域中的水提取水样，用作水质等各方面的检测，以确保各水域水质达到相应的环境要求。现有的取水样装置，或借助船只在江河湖泊进行人工水样提取，对于船只不方便或很难达到的位置对水样提取有很大的局限；或将取水装置固定在岸边，整个探测过程不易，获取的水样代表性不足，露在外的取样装置易受破坏。因此，目前取水样装置存在着自动化程度低、适用范围窄等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对开放水域提供一种结构简单、操作方便的智能取水装置-一种适用于开放水域的智能取水装置及其应用方法。本专利技术的技术方案如下：一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，包括支撑主体以及与支撑主体相连的取水组件、驱动组件，所述驱动组件包括位于支撑主体底部的潜水箱、位于支撑主体前侧以及左右两侧的水平推进器；所述潜水箱包括储气仓、储水仓，所述储气仓设有气嘴，所述储水仓内设有潜水气囊，所述储水仓底部设有进出水口，所述储气仓通过给潜水气囊充气、抽气，使储水仓内出水、进水，从而使整个取水装置在水中浮沉。优选地，所述取水组件包括多个取水管、由多个气阀开关集合而成集成气阀、气泵A；每个取水管的进水口处设有进水管头，取水管内设有取水气囊，所述取水气囊通过通气软管与集成气阀对应的气阀开关相连；所述集成气阀通过气泵A与储气仓相连，储气仓通过气泵A给取水气囊充气或抽气。优选地，所述储气仓设有与潜水气囊连接的气阀、气泵B，所述储气仓通过气阀给潜水气囊充气，通过气泵B给潜水气囊抽气。优选地，所述支撑主体顶部设有垂直推进器。优选地，所述储水仓的进出水口设有滤网。优选地，所述取水管的进水管头内设有逆止阀。优选地，该取水装置设有控制主板，所述控制主板分别与水平推进器的驱动电机、气泵A、集成气阀的多个气阀开关、气泵B、气阀控制连接。优选地，所述支撑主体上设有压力传感器、红外线感应器、GPS定位装置以及信号接发器，所述压力传感器、红外线感应器、GPS定位装置分别与控制主板连接，所述控制主板通过信号接发器与远程控制电脑连接。上述适用于开放水域的智能取水装置的应用方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一：通过气嘴向储气仓中充入足量的空气，将所有取水管的进水管头卸下；通过远程控制电脑发出充气指令一，控制主板控制集成气阀中所有气阀开关打开，并控制气泵A对取水管21中取水气囊充气，取水气囊充足气后将对应取水管中空气通过进水口排出，停止充气，并将取水管头安装回取水管上；通过远程控制电脑发出充气指令二，控制主板控制潜水箱中的气阀打开，储气仓中空气充入潜水气囊中，潜水气囊充足气后将储水仓中空气通过进出水口排出，然后关闭气阀；步骤二：在远程控制电脑中输入取水点位置，将整个取水装置放入待测水域中，通过远程控制电脑发出航行指令，控制主板控制GPS定位装置自动定位，水平推进器开始转动，航行到取水点；步骤三：到达取水点后，通过远程控制电脑发出取水指令，控制主板控制集成气阀中对应的气阀开关打开，并命令气泵A向对应取水管中取水气囊抽气，直至充气囊干瘪；根据压力平衡原理，水通过进水管头流入相应的取水管中，进水管头中的逆止阀阻止水回流，表层水取水完成；控制主板控制潜水箱中气泵B将潜水气囊中的压缩空气抽回储气仓中，潜水气囊逐渐干瘪，根据压力平衡原理，水通过储水仓的进出水口流入储水仓中，利用逐渐增加的水重，整个取水装置下沉至指定位置；当整个取水装置到达指定深度时，气泵B停止抽气，控制主板控制集成气阀中对应的气阀开关打开，并命令气泵A向对应取水管中取水气囊进行抽气，该取水充气囊干瘪；根据压力平衡原理，水通过进水管头流入相应的取水管中，进水管头中的逆止阀阻止水回流，中层或底层取水完成；步骤四：控制主板控制潜水箱中的气阀打开，将储气仓中空气重新充入气囊中，水通过进出水口被挤出储水仓外，整个取水装置上浮至水面；取水作业结束后，通过远程控制电脑发出返航指令，整个取水装置自动返航。本专利技术在进行取水作业时，首先用远程控制电脑在开放水域地图上定好取水点，输入取水点位置数据；将取水装置放入开放水域，取水装置根据定位指令自动航行到取水点，并自行下潜到指定深度进行取水；在取水过程中，控制主板控制集成气阀的气阀开关打开，气泵A对取水管中取水气囊进行抽气，根据压力平衡原理，水会被吸入取水管内，同时取水管头内设置有逆止阀2121阻止水回流。取水完成后，取水装置自动返航。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1.适用范围广泛，可满足在海洋、江河、湖泊、水库、渠道、排水沟等多种情形下采集水样的要求；2.可远离湖泊岸边，在开放水域中央采样，或在需要频繁采样的水域的采样，减少人员、车辆、船只，降低成本，提高效率；3.放置与地形复杂、险要、偏僻的水域采集水样，降低人员操作危险性；4.自动化程度高，操作简单，精度水平高，使用方便。附图说明图1为本专利技术一种适用于开放水域的智能取水装置份第一示意图；图2为本专利技术一种适用于开放水域的智能取水装置的第二示意图；图3为本专利技术一种适用于开放水域的智能取水装置的第三示意图；图4为本专利技术一种适用于开放水域的智能取水装置的潜水箱结构示意图；图5为本专利技术一种适用于开放水域的智能取水装置的取水管示意图；图6为本专利技术一种适用于开放水域的智能取水装置的取水管中取水气囊充气后的示意图；图7为本专利技术一种适用于开放水域的智能取水装置的取水管头示意图；图中：1支撑主体、2取水组件、21取水管、211进水口、212进水管头、2121逆止阀、213取水气囊、22集成气阀、23气泵A、24通气软管、25安装框架、3电子组件、31控制主板、32蓄电池、33信号接发器、34GPS定位装置、35压力传感器、36a-f红外线感应器、37太阳能板、4驱动组件、41a-d水平推进器、42潜水箱、421进出水口、4211滤网、422储气仓、423储水仓、424潜水气囊、425气阀、426气泵B、427气嘴、43垂直推进器。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1-7所示，一种适用于开放水域的智能取水装置，此智能取水装置包括支撑主体1、取水组件2、电子组件3、驱动组件4。该智能取水装置的比重比水小。支撑主体1具备良好的密封性，内部用于安装电子组件、部分取水组件和驱动组件。取水组件2包括取水管21、集成气阀22、气泵A23、通气软管24、安装框架25。取水管21头部设有进水口211用于进水，进水口211上连接有可拆卸的进水管头212，进水管头212内部设有逆止阀2121用于防止水回流。取水管21尾部连接有可拆卸的取水气囊213，并通过通气软管24连接到集成气阀22。当取水气囊213充满气时，进水口211被取水气囊213堵住，阻止水流入取水管21内；当取水气囊213被抽气后干瘪时，由于取水管21内外压力差，水流入取水管21内。每个取水管21拥有不同的编号以便区分，例如：①号取水管21、②号取水管21、③号取水管21。集成气阀22由多个气阀开关集合而成，用以开启关闭每一个取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，包括支撑主体（1）以及与支撑主体相连的取水组件（2）、驱动组件（4），所述驱动组件包括位于支撑主体底部的潜水箱（42）、位于支撑主体前侧以及左右两侧的水平推进器；所述潜水箱包括储气仓（422）、储水仓（423），所述储气仓设有气嘴（427），所述储水仓内设有潜水气囊（424），所述储水仓底部设有进出水口（421），所述储气仓通过给潜水气囊充气、抽气，使储水仓内出水、进水，从而使整个取水装置在水中浮沉。

【技术特征摘要】
1.一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，包括支撑主体（1）以及与支撑主体相连的取水组件（2）、驱动组件（4），所述驱动组件包括位于支撑主体底部的潜水箱（42）、位于支撑主体前侧以及左右两侧的水平推进器；所述潜水箱包括储气仓（422）、储水仓（423），所述储气仓设有气嘴（427），所述储水仓内设有潜水气囊（424），所述储水仓底部设有进出水口（421），所述储气仓通过给潜水气囊充气、抽气，使储水仓内出水、进水，从而使整个取水装置在水中浮沉。2.根据权利要求1所述的一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，所述取水组件包括多个取水管（21）、由多个气阀开关集合而成集成气阀（22）、气泵A（23）；每个取水管的进水口（211）处设有进水管头（212），取水管内设有取水气囊（213），所述取水气囊通过通气软管（24）与集成气阀对应的气阀开关相连；所述集成气阀通过气泵A与储气仓相连，储气仓通过气泵A给取水气囊充气或抽气。3.根据权利要求2所述的一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，所述储气仓设有与潜水气囊连接的气阀（425）、气泵B（426），所述储气仓通过气阀给潜水气囊充气，通过气泵B给潜水气囊抽气。4.根据权利要求1所述的一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，所述支撑主体顶部设有垂直推进器（43）。5.根据权利要求1所述的一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，所述储水仓的进出水口设有滤网（4211）。6.根据权利要求2所述的一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，所述取水管的进水管头内设有逆止阀（2121）。7.根据权利要求3所述的一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，该取水装置设有控制主板（31），所述控制主板分别与水平推进器的驱动电机、气泵A、集成气阀的多个气阀开关、气泵B、气阀控制连接。8.根据权利要求8所述的一种适用于开放水域的智能取水装置，其特征是，所述支撑主体上设有压力传感器（35）、红外线感应器、GPS定位装置（34）以及信号接发器（33），所述压力传感器、红外线感应器、GPS定位装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐波，顾梦凡，陆伟刚，李占超，夏辉，孙晨光，丁岩松，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32