一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船制造技术

本发明专利技术公开了一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，包括防护型能量逆转换行进机构和监测控制机构。本发明专利技术属于水质监测领域，具体是指一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，通过水质实时监控系统和自清洁式水质检测系统将水样的检测和对水质的实时监控分隔开，实现了水质实时监控、水样按需检测和延长检测传感器使用寿命的技术效果，解决了检测传感器使用寿命低、重复检测无用数据的技术性问题；通过探测动力系统，实现能量循环补给的技术效果，解决了无人船充能方式单一、无法长时间作业的技术问题；通过超声波发生器控制清洁换能器和杀菌换能器发出不同的超声波，解决了无人船受内部水样影响导致检测数据出现误差的问题。数据出现误差的问题。数据出现误差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船


[0001]本专利技术属于水质监测
，具体是指一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船。

技术介绍

[0002]水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等；为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。
[0003]现有的专利技术和技术专利，有些水质监测方法只能进行定点水质监测，不利于大面积采样检测，同时，对于采样没有保存，利于后续重复检测；如果使用远程控制检测但又没利用太阳能供电，只利用蓄电池供电，不能做到绿色环保，且没设置防撞，容易造成内部检测元件损伤；水质检测传感器大部分都是电化学传感器，在长时间使用过程中会出现传感器内的化学物质的消耗，由于各类传感器统一设置在检测腔内，因此当采样水进入检测腔内后对各个传感器均产生消耗；然而在某些水域不需要对水质的各种数据均进行监测，只需要采集某类水质数据，而这就造成了其他传感器的不必要的损耗；此外，采样水中混杂着细菌、藻类及其他附着物，长时间的检测会影响到检测结果，需要定期进行清理。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，根据水质检测监控需要检测不同数据但检测无用的数据会导致检测传感器的使用寿命的损耗的特点，利用分割原理，设置水质实时监控系统和自清洁式水质检测系统将水样的检测和对水质的实时监控分隔开，有效避免了精密的检测传感器长时间检测非必要信息导致检测传感器的使用损耗，实现了水质实时监控、水样按需检测和延长检测传感器使用寿命的技术效果，有效解决了检测传感器使用寿命低、重复检测无用数据的技术性问题；根据无人船使用蓄电池单一供电没有充分利用自然环境反馈供能的特点，设置探测动力系统，在无人船下锚之后利用潮流能量来发电，实现能量循环补给的技术效果，同时配合太阳能电池板充电，复合型供能方式大大提高了无人船的作业时间，解决了无人船充能方式单一、无法长时间作业的技术问题；根据无人船内部元件长时间与水接触导致细菌、藻类的滋生，以及水中杂物在各种管壁上附着导致检测数据不准确的问题，设置超声波发生器控制清洁换能器和杀菌换能器发出不同的超声波，分别实现对水质实时监控系统的清洗和对检测完排出的废水无害化处理的技术效果，同时设置紫外灯组，对自清洁式水质检测系统进行杀菌照射，解决了无人船受内部水样影响导致检测数据出现误差的问题。
[0005]本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提供一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，包括防护型能量逆转换行进机构和监测控制机构，所述监测控制机构设于防护型能量逆转换行进机构上；所述防护型能量逆转换行进机构包括行进扰流支撑框架、防撞击气囊、流线型支撑柱和探测动力系统，所述行进扰流支撑框架设于监测控制机构底面，所述流线型支撑柱设于行进扰流支撑框架上，所述防撞击气囊设于流线型支撑柱顶面，所述探测动力系统设于流线型支撑柱底面，通过在防撞击气囊内充入氦气，在提供一定升力的同时，可以防护外界的撞击，对无人船起到保护的作用；行进扰流支撑框架和流线型支撑柱的流线型设计，可以有效地减少在行进时的阻力，减少探测动力系统的负荷，有效延长工作时间，而且当无人船下锚以后，可以辅助调整船身，方便进行之后的潮流发电。
[0006]其中，所述探测动力系统包括动力外壳、探测外壳、辅助设备、水声换能器、三相异步电机、球形连接关节、惯性轮、行进传动臂、螺旋桨、桨叶防护壳、防护壳连接臂和防水室，所述动力外壳设于流线型支撑柱底部，所述探测外壳设于流线型支撑柱底部，所述探测外壳设于动力外壳一侧，所述防水室设于动力外壳一侧，所述水声换能器设于探测外壳内部，所述辅助设备设于探测外壳内部，所述辅助设备设于水声换能器一侧，所述三相异步电机设于动力外壳内，所述球形连接关节的一端设于三相异步电机的输出端上，所述行进传动臂的一端设于球形连接关节的另一端上，所述螺旋桨设于行进传动臂的另一端上，所述惯性轮设于行进传动臂上，所述行进传动臂同时转动设于防水室上，所述防护壳连接臂的一端设于防水室上，所述桨叶防护壳设于防护壳连接臂的另一端上，球形连接关节的设置，可以有效降低由于行进时水流冲击带来的晃动而造成的传动关节连接处的损耗，提高电机的使用效率；水声换能器（即声呐）的设置，可以对水底河床进行测绘防止触礁搁浅，并对流域的船只进行定位来规划避让路线，避免由于没有及时获得周围的环境信息而撞毁；根据三相异步电机电磁感应的工作原理，在无人船下锚后利用水流潮流的能量带动螺旋桨，配合惯性轮带动三相异步电机进行发电，有效避免了由于天气原因造成太阳能发电效率低下从而影响到无人船检测工作的情况。
[0007]进一步地，所述监测控制机构包括控制装置、监控检测分离式装置和气囊固定槽，所述监控检测分离式装置设于行进扰流支撑框架上，所述控制装置设于监控检测分离式装置上，所述气囊固定槽设于监控检测分离式装置一侧。
[0008]其中，所述监控检测分离式装置包括防水外壳、收纳型下锚系统、水质实时监控系统、供能系统、隔离式抽排水系统和自清洁式水质检测系统，所述防水外壳设于行进扰流支撑框架上，所述收纳型下锚系统设于防水外壳内，所述水质实时监控系统设于防水外壳内，所述供能系统设于防水外壳内，所述隔离式抽排水系统设于防水外壳内，所述自清洁式水质检测系统设于防水外壳内，防水外壳的多层、隔断式防护设计可以有效地避免因为长时间在水面上工作，各个电子元器件受到水汽锈蚀影响；收纳型下锚系统可以在无人船进行固定监控时，下锚固定无人船，而且由于设于船头，方便利用水流调整船体位置；利用分割原理将水质监控和水质检测的工作灵活地分离开，水质实时监控系统可以利用水流潮流能量自动抽水并检测，而自清洁式水质检测系统则可以根据指令要求完成抽水检测，避免不必要的数据搜集导致检测装置的浪费使用，有效延长了各个检测装置的使用寿命。
[0009]其中，所述收纳型下锚系统包括卷扬电机、卷扬输出轮、卷扬传动橡胶带、卷扬传动轮、卷扬轴、隔水挡板、线缆缠绕轮、抛锚线缆、绕线轴承、卷扬防护壳、防水型固定仓和折
叠锚，所述卷扬电机设于防水外壳上，所述卷扬输出轮设于卷扬电机的输出端上，所述隔水挡板设于防水外壳上，所述卷扬轴转动设于隔水挡板上，所述卷扬传动轮设于卷扬轴上，所述线缆缠绕轮设于卷扬轴上，所述卷扬传动轮和卷扬输出轮的外壁通过卷扬传动橡胶带转动连接，所述抛锚线缆的一端设于线缆缠绕轮上，所述抛锚线缆同时缠绕设于线缆缠绕轮上，所述绕线轴承设于防水外壳上，所述抛锚线缆同时转动设于绕线轴承上，所述防水型固定仓设于防水外壳上，所述折叠锚滑动设于防水型固定仓内，所述抛锚线缆的一端设于折叠锚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，其特征在于：包括防护型能量逆转换行进机构（1）和监测控制机构（2），所述监测控制机构（2）设于防护型能量逆转换行进机构（1）上；所述防护型能量逆转换行进机构（1）包括行进扰流支撑框架（101）、防撞击气囊（102）、流线型支撑柱（103）和探测动力系统（104），所述行进扰流支撑框架（101）设于监测控制机构（2）底面，所述流线型支撑柱（103）设于行进扰流支撑框架（101）上，所述防撞击气囊（102）设于流线型支撑柱（103）顶面，所述探测动力系统（104）设于流线型支撑柱（103）底面；所述监测控制机构（2）包括控制装置（201）、监控检测分离式装置（202）和气囊固定槽（203），所述监控检测分离式装置（202）设于行进扰流支撑框架（101）上，所述控制装置（201）设于监控检测分离式装置（202）上，所述气囊固定槽（203）设于监控检测分离式装置（202）一侧。2.根据权利要求1所述的一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，其特征在于：所述探测动力系统（104）包括动力外壳（105）、探测外壳（106）、辅助设备（107）、水声换能器（108）、三相异步电机（109）、球形连接关节（110）、惯性轮（111）、行进传动臂（112）、螺旋桨（113）、桨叶防护壳（114）、防护壳连接臂（115）和防水室（116），所述动力外壳（105）设于流线型支撑柱（103）底部，所述三相异步电机（109）设于动力外壳（105）内，所述球形连接关节（110）的一端设于三相异步电机（109）的输出端上，所述探测外壳（106）设于述动力外壳（105）一侧，所述防水室（116）设于动力外壳（105）一侧，所述行进传动臂（112）转动设于防水室（116）上，所述水声换能器（108）设于探测外壳（106）内部，所述辅助设备（107）设于探测外壳（106）内部，所述辅助设备（107）设于水声换能器（108）一侧，所述行进传动臂（112）的一端设于球形连接关节（110）的另一端上，所述螺旋桨（113）设于行进传动臂（112）的另一端上，所述惯性轮（111）设于行进传动臂（112）上，所述防护壳连接臂（115）的一端设于防水室（116）上，所述桨叶防护壳（114）设于防护壳连接臂（115）的一端的另一端上。3.根据权利要求2所述的一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，其特征在于：所述控制装置（201）包括信号增幅天线（204）、太阳能电池板（205）、流线型防潮外壳（206）、信号收发器（207）、控制模块（208）、红外摄像记录器（209）和GPS导航装置（210），所述流线型防潮外壳（206）设于监控检测分离式装置（202）顶面，所述太阳能电池板（205）设于流线型防潮外壳（206）顶面上，所述信号增幅天线（204）设于流线型防潮外壳（206）顶面上，所述控制模块（208）设于流线型防潮外壳（206）内，所述信号收发器（207）设于流线型防潮外壳（206）内，所述红外摄像记录器（209）设于流线型防潮外壳（206）内，所述GPS导航装置（210）设于流线型防潮外壳（206）内。4.根据权利要求3所述的一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，其特征在于：监控检测分离式装置（202）包括防水外壳（211）、收纳型下锚系统（212）、水质实时监控系统（213）、供能系统（214）、隔离式抽排水系统（215）和自清洁式水质检测系统（216），所述防水外壳（211）设于行进扰流支撑框架（101）上，所述收纳型下锚系统（212）设于防水外壳（211）内，所述水质实时监控系统（213）设于防水外壳（211）内，所述供能系统（214）设于防水外壳（211）内，所述隔离式抽排水系统（215）设于防水外壳（211）内，所述自清洁式水质检测系统（216）设于防水外壳（211）内；所述供能系统（214）包括交流直流转换器（244）和蓄电池组（245），所述交流直流转换器（244）设于水质实时监控系统（213）一侧，所述蓄电池组（245）设于交流直流转换器（244）一侧。
5.根据权利要求4所述的一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，其特征在于：所述收纳型下锚系统（212）包括卷扬电机（217）、卷扬输出轮（218）、卷扬传动橡胶带（219）、卷扬传动轮（220）、卷扬轴（221）、隔水挡板（222）、线缆缠绕轮（223）、抛锚线缆（224）、绕线轴承（225）、卷扬防护壳（290）、防水型固定仓（226）和折叠锚（227），所述卷扬电机（217）设于防水外壳（211）上，所述隔水挡板（222）设于防水外壳（211）上，所述卷扬输出轮（218）设于卷扬电机（217）的输出端上，所述卷扬轴（221）转动设于隔水挡板（222）上，所述卷扬传动轮（220）设于卷扬轴（221）上，所述线缆缠绕轮（223）设于卷扬轴（221）上，所述卷扬传动轮（220）和卷扬输出轮（218）的外壁通卷扬传动橡胶带（219）转动连接，所述卷扬防护壳（290）设于防水外壳（211）上，所述卷扬防护壳（290）同时设于卷扬输出轮（218）、卷扬传动橡胶带（219）和卷扬传动轮（220）外侧，所述抛锚线缆（224）的一端设于线缆缠绕轮（223）上，所述抛锚线缆（224）同时缠绕设于线缆缠绕轮（223）上，所述绕线轴承（225）设于防水外壳（211）上，所述抛锚线缆（224）同时转动设于绕线轴承（225）上，所述防水型固定仓（226）设于防水外壳（211）上，所述折叠锚（227）滑动设于防水型固定仓（226）内，所述抛锚线缆（224）的一端设于折叠锚（227）上。6.根据权利要求5所述的一种基于分割原理的流动水域水质检测监控无人船，其特征在于：所述水质实时监控系统（213）包括隔离式输水管（228）、潮流动力水泵（229）、清洁换能器（230）、电导率检测仪（231）和浑浊度检测仪（232），所述隔离式输水管（228）设于动力外壳（105）上，所述潮流动力水泵（229）设于隔离式输水管（228）一端上，所述清洁换能器（230）设于隔离式输水管（228）上，所述电导率检测仪（231）设于隔离式输水管（228）上，所述浑浊度检测仪（232）设于隔离式输水管（228）侧壁上；所述潮流动力水泵（229）包括锥形螺纹扇叶（233）、扇叶传动轴（234）、输出锥形齿轮（235）、传动锥形齿轮（236）、推拉传动轮（237）、轮盘转动臂（238）、活片推动臂（239）、推动活片（240）、进水管（241）、防水动力壳（242）和转轮固定杆（243），所述进水管（241）设于隔离式输水...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳曾晖，
申请(专利权)人：江苏若比林环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：