一种无人船水质取样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无人船水质取样装置，若干根所述硬管分层设置在船体上，且相邻地两根硬管之间通过软管密封连接，牵引绳由上至下依次穿设于所述硬管上，且牵引绳的顶端与牵引电机相连，底端与铅锤相连，最顶层的硬管与最底层的硬管均与牵引绳之间固定连接；输水管的一端与最顶层的硬管密封连接，另一端置于样品存储单元的上方，样品存储单元连接在船体上，水泵连接在输水管上。本实用新型专利技术结构简单，能够根据不同的水域状况以及取样深度来更换不同的取样水管和取样瓶，更换简单易于操作。可以多次取样，同时避免取样样本污染等问题，确保取样的多样性。

【技术实现步骤摘要】
一种无人船水质取样装置
：本技术涉及一种无人船水质取样装置。
技术介绍
：目前，环保监查部门为掌握所辖水域的水质情况，通常是对水质进行定期或不定期的取样检测分析,依水质的各项质量指标决定相应的环保措施。然而，现有水质自动监测站由于位置固定难以及时发现污染源，而移动监测手段多为有人驾驶的水质监测车或监测船，不仅成本高，而且受城市水体的复杂地形影响，部分水域人工监测船或监测车根本无法驶入，造成目前水质监测体系存在响应不及时、时间与空间分辨率较低等问题。目前市场上无人船取样方式不能指定深度取样、取样结构复杂繁重、易堵塞水管。因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
技术实现思路
：针对上述问题，本技术设计开发了一种无人船水质取样装置，该装置可在指定水域获取指定深度的水质样本，在取样的过程中不会造成水管堵塞、水管打结和取样结构过于繁重等问题，并且可以多次取样，同时还采取了措施避免多次取样之间的样本污染。本技术所采用的技术方案有：一种无人船水质取样装置，包括船体、船体电机、螺旋桨和船体电池，所述船体电机和船体电池均设于船体上，且船体电机与船体电池之间通过导线相连，螺旋桨与船体电机的转轴相连，还包括牵引电机、牵引绳、铅锤、硬管、软管、输水管、水泵和样品存储单元，若干根所述硬管分层设置在船体上，且相邻地两根硬管之间通过软管密封连接，牵引绳由上至下依次穿设于所述硬管上，且牵引绳的顶端与牵引电机相连，底端与铅锤相连，最顶层的硬管与最底层的硬管均与牵引绳之间固定连接；输水管的一端与最顶层的硬管密封连接，另一端置于样品存储单元的上方，样品存储单元连接在船体上，水泵连接在输水管上。进一步地，所述样品存储单元包括驱动电机、排污桶、取样瓶和安装架，所述排污桶固定于船体上，安装架转动连接在排污桶内，且安装架与排污桶同轴设置，安装架的圆周方向上均布有若干安装环，每个安装环内插接一个取样瓶，驱动电机固定于船体上，且驱动电机的输出轴与安装架固定连接。进一步地，所述排污桶的侧壁上设有排污口。进一步地，所述硬管的外壁上焊接有限位环，牵引绳穿设于限位环内。进一步地，所述相邻的两硬管之间设有铰链，硬管固定连接在铰链的自由端。进一步地，所述船体的底面设有安装槽，该安装槽沿着船体的高度方向设置，硬管和软管置于安装槽内。进一步地，所述牵引电机的转轴上固定连接有绞线盘，牵引绳绕设于绞线盘上。进一步地，所述牵引电机和驱动电机均为步进电机。本技术具有如下有益效果：1）本技术结构简单，能够根据不同的水域状况以及取样深度来更换不同的取样水管和取样瓶，更换简单易于操作。2）本技术设计巧妙，能更加精确到达指定深度位置获取的水质样本，并确保取样过程中不会造成水管堵塞、水管打结等的情况。3）该装置可以多次取样，同时避免取样样本污染等问题，确保取样的多样性。附图说明：图1为本技术结构图。图2为本技术中硬管与软管之间的安装结构图。图3为本技术中硬管展开后的示意图。图4为本技术中样品存储单元的三维图。图5为本技术中样品存储单元的俯视图。具体实施方式：下面结合附图对本技术作进一步的说明。如图1至图5，本技术一种无人船水质取样装置，包括船体11、船体电机12、螺旋桨13、船体电池14、牵引电机21、牵引绳22、铅锤23、硬管24、软管25、输水管26、水泵27和样品存储单元4，船体电机12和船体电池14均设于船体11内，且船体电机12与船体电池14之间通过导线相连。螺旋桨13设于船体11外，并与船体电机12的转轴相连。若干根硬管24分层设置在船体11上，且相邻地两根硬管24之间通过一个软管25密封连接，牵引绳22由上至下依次穿设于分层设置的硬管24上，且牵引绳22的顶端与牵引电机21的相连，牵引绳22的底端与铅锤23相连。最顶层的硬管24与最底层的硬管24均与牵引绳22之间固定连接。输水管26的一端与最顶层的硬管24密封连接，另一端置于样品存储单元4的上方。样品存储单元4连接在船体11上，水泵27连接在输水管26上。下放牵引绳22，铅锤23使最底端的硬管24沉到所需位置。软管25将相邻两个硬管24连接起来，保证节点处的可折叠性。牵引绳22从硬管24上穿过，可以促使每个硬管24都保持在同一平面。牵引绳22牵引硬管24下放和收回。本技术中的样品存储单元4包括驱动电机40、排污桶41、取样瓶42和安装架43，排污桶41固定于船体11上，安装架43通过轴与轴承转动连接在排污桶41内，且安装架43与排污桶41同轴设置。在安装架43的圆周方向上均布有8个安装环44，每个安装环44内插接一个取样瓶42。驱动电机40固定于船体11上，且驱动电机40的输出轴与安装架43固定连接。在排污桶41的侧壁上设有排污口411。采用可旋转的安装架43，安装架43上均匀分布着8个取样瓶42，相邻两个取样瓶42之间的夹角为45°。使用时，一个取样瓶42置于输水管26出水口的正下方，然后下放最底端的硬管24至所需位置，水泵27将该位置处的水抽至输水管26正下方的取样瓶42内，完成一个深度的采样。在对下一位置或深度采样时，为避免上一位置处残留在输水管26的水质进入到下一取样瓶42，造成采样不准确。因此在下一不同深度或位置处采样时，先下放最底端的硬管24至所需位置，然后通过驱动电机40驱动安装架43旋转22.5°，此时输水管26的出水口位于两个取样瓶的中间，然后水泵27抽水，并将输水管26内上一位置处的残留的水质完全排空，然后驱动电机40驱动安装架43再次旋转22.5°，使得下一位置处的取样瓶42位于输水管26出水口的正下方。为便于牵引绳22穿接于硬管24上，在硬管24的外壁上焊接有限位环241，牵引绳22穿设于限位环241内。且牵引绳22扣设在最顶层和最底层的硬管24上的限位环241上。在相邻的两硬管24之间设有铰链5，硬管24固定连接在铰链5的自由端。铰链5可以保证硬管24下放和收回的稳定性。在船体11的底面设有安装槽110，该安装槽110沿着船体11的高度方向设置，硬管24和软管25置于安装槽110内。安装槽110进一步保证硬管24下放和收回的稳定性。在牵引电机21的转轴上固定连接有绞线盘211，牵引绳22绕设于绞线盘211上。为便于控制牵引电机21和驱动电机40的转动角度，牵引电机21和驱动电机40均为步进电机。水泵27的工作电压为12V，最大流量为：2L/min，水泵27采用L298N控制器，主要控制水泵的启动和停止。牵引电机21作用为控制取样硬管24的下放和收起，采用42步进电机（42BYGH47-401A两相四线混合式）和TB6600步进电机驱动器，该步进电机的最大静力矩：0.55N.m，步矩角为1.8°。为了使取样深度位置更加精确，所以驱动器设置为4细分下步距角为1.8/4=0.45°，即该步进电机转动一周需要800步。经过测量可得绞线盘211绕线轴的周长为8cm，进一步说该步进电机每转动一步0.01cm，而脉冲的频率采用600Hz，即步进电机的转速为：45转/分。例如：当工作人员通过上位机设定取样深度位置为3米时，控制器根据接收到的取样深度来设置取样步进电机转动的（300/8）*800=30000步才能达到指定深度。当取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人船水质取样装置，包括船体（11）、船体电机（12）、螺旋桨（13）和船体电池（14），所述船体电机（12）和船体电池（14）均设于船体（11）上，且船体电机（12）与船体电池（14）之间通过导线相连，螺旋桨（13）与船体电机（12）的转轴相连，其特征在于：还包括牵引电机（21）、牵引绳（22）、铅锤（23）、硬管（24）、软管（25）、输水管（26）、水泵（27）和样品存储单元（4），若干根所述硬管（24）分层设置在船体（11）上，且相邻地两根硬管（24）之间通过软管（25）密封连接，牵引绳（22）由上至下依次穿设于所述硬管（24）上，且牵引绳（22）的顶端与牵引电机（21）相连，底端与铅锤（23）相连，最顶层的硬管（24）与最底层的硬管（24）均与牵引绳（22）之间固定连接；输水管（26）的一端与最顶层的硬管（24）密封连接，另一端置于样品存储单元（4）的上方，样品存储单元（4）连接在船体（11）上，水泵（27）连接在输水管（26）上。

【技术特征摘要】
1.一种无人船水质取样装置，包括船体（11）、船体电机（12）、螺旋桨（13）和船体电池（14），所述船体电机（12）和船体电池（14）均设于船体（11）上，且船体电机（12）与船体电池（14）之间通过导线相连，螺旋桨（13）与船体电机（12）的转轴相连，其特征在于：还包括牵引电机（21）、牵引绳（22）、铅锤（23）、硬管（24）、软管（25）、输水管（26）、水泵（27）和样品存储单元（4），若干根所述硬管（24）分层设置在船体（11）上，且相邻地两根硬管（24）之间通过软管（25）密封连接，牵引绳（22）由上至下依次穿设于所述硬管（24）上，且牵引绳（22）的顶端与牵引电机（21）相连，底端与铅锤（23）相连，最顶层的硬管（24）与最底层的硬管（24）均与牵引绳（22）之间固定连接；输水管（26）的一端与最顶层的硬管（24）密封连接，另一端置于样品存储单元（4）的上方，样品存储单元（4）连接在船体（11）上，水泵（27）连接在输水管（26）上。2.如权利要求1所述的无人船水质取样装置，其特征在于：所述样品存储单元（4）包括驱动电机（40）、排污桶（41）、取样瓶（42）和安装架（43），所述排污桶（41）固定于船体（11）上，安装架（43）转动连接在排污桶...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛化敏，许四杰，潘伟文，刘海鑫，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32