【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水质检测，具体为一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置。
技术介绍
1、对寒旱区湖泊进行水质采样是评估这些地区水体健康、监测污染物种类、浓度及其变化趋势的关键步骤，然而，寒旱区湖泊具有5—7个月的冰封期，在冰封期间，湖面随着气温的持续下降逐渐形成厚实的冰盖，极大地阻碍了检测人员直接获取湖水样本。
2、在现有技术中，为了采集冰层下的湖水样本，检测人员需要先使用工具钻开冰层，然后使用水泵和水管抽取冰层下的湖水，在冰封期间水泵管道极易结冰堵塞，一旦水泵和水管堵塞，需反复拆卸、清理与调试，存在劳动强度大，采样工作复杂的缺点，而且在寒冷且结冰的湖面上作业，检测人员面临着滑倒、跌落等安全隐患。
3、因此，需要设计一种能够在寒旱区湖泊冰封期自动化完成水质采样，并且不需要使用水泵和水管的装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括履带机器人底盘，履带机器人底盘中部固定有机架。
3、机架下开设有刀具出口，机架内升降的设置有主轴组件，机架内转动的设置有换刀机械臂，换刀机械臂能够同时夹持引导钻、扩孔钻和连接钩三种刀具；
4、刀具出口一侧的机架上转动的设置有转盘，转盘上设置有多个滑动槽，每个滑动槽内滑动的设置有一个托槽，每个托槽内设置有一个取样瓶，机架上设置有推拉机构；
5、连接钩下端固定有
6、取样瓶包括瓶身，瓶身能够竖直滑动的设置在托槽内，瓶身上固定有转柄，转柄能够通过连接钩的接口进入到v形片的v形槽内，转柄能够在v形片的v形槽内转动，瓶身底部固定有倾斜配重，倾斜配重能够使瓶身在自由状态下保持倾斜。
7、优选的，接口处的上压板转动的设置有保护片，保护片和上压板之间设置有扭簧，扭簧的一端固定在保护片上，另一端固定在上压板上，保护片能够关闭接口。
8、优选的，取样瓶还包括瓶盖，瓶身开口向上，所述瓶盖转动的设置在瓶盖一侧，瓶盖的侧面固定有平衡配重，平衡配重能够平衡瓶盖的重量，瓶盖的下面固定有水平配重，水平配重能够使瓶盖自由状态下保持水平。
9、优选的，推拉机构包括推拉臂和归正板，机架上滑动设置有所述归正板，归正板伸出到刀具出口时能够将倾斜的取样瓶恢复成竖直状态，所述推拉臂滑动的设置在转盘中心的机架上，推拉臂伸出时能够将托槽推到刀具出口上方，推拉臂缩回时能够将托槽拉到滑动槽上方，推拉臂和归正板能够同时运动。
10、优选的，推拉臂上固定有推拉齿条，推拉齿条啮合连接有推拉齿轮，推拉齿轮由推拉电机驱动，推拉电机固定在机架上；
11、倾斜配重固定在取样瓶朝向转盘中心的一侧，取样瓶自由状态下向转盘外侧倾斜；
12、归正板伸出时向转盘中心滑动，归正板上固定有归正齿条，归正齿条啮合连接有归正齿轮，归正齿轮转动的设置在机架上，归正齿轮啮合连接有a齿轮，a齿轮转动的设置在机架上，a齿轮啮合连接有b齿轮，b齿轮转动的设置在机架上，b齿轮同轴固定有归正输出锥齿轮，归正输出锥齿轮啮合连接有归正输入锥齿轮，归正输入锥齿轮转动的设置在机架上，归正输入锥齿轮同轴固定有推拉输出锥齿轮，推拉输出锥齿轮啮合连接有推拉输入锥齿轮，推拉锥输入齿轮转动的设置在机架上，推拉输入锥齿轮同轴固定在推拉齿轮上。
13、优选的，推拉臂内升降的设置有锁舌和凸轮板，所述锁舌的缩回位置处于推拉臂内，锁舌的伸出位置处于推拉臂下方，锁舌的伸出位置为锁舌的初始位置，凸轮板的初始位置处于推拉臂外，锁舌和凸轮板相互固定，凸轮板上升时能够带动锁舌缩回推拉臂中，锁舌处于推拉臂靠近刀具出口的一端，凸轮板处于推拉臂的中部；
14、凸轮板开设有凸轮槽，凸轮槽包括左过渡槽、左斜槽、缩回槽、右斜槽和右过渡槽，左过渡槽、左斜槽、缩回槽、右斜槽和右过渡槽依次相连，左过渡槽的左端和右过渡槽的右端开口；
15、转盘中心的机架上固定有控制支架，转盘中心的机架上固定有控制支架，控制支架上转动的设置有滚子，推拉臂滑动时能够带动凸轮板的凸轮槽与滚子接触，滚子处于左过渡槽内时，凸轮板处于初始位置，滚子处于左斜槽时，凸轮板处于初始位置和上极限位置之间，滚子处于缩回槽时，凸轮板处于上极限位置并带动锁舌缩回到推拉臂内，滚子处于右斜槽时，凸轮板再次处于初始位置和上极限位置之间，滚子处于右过渡槽内时，凸轮板再次处于初始位置；
16、托槽上竖直固定有推板，推板能够和推拉臂靠近刀具出口的一端接触，推板上水平固定有拉板，拉板上开设有锁定孔，锁舌能够插入到锁定孔内。
17、优选的，转盘上固定有伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端固定在托槽上，每个托槽底部都开设有定位缺口，每个滑动槽的侧面固定有套管，套管内滑动的设置有定位销的尾部，定位销和套管之间设置有弹簧，弹簧的一端固定在套管上，另一端固定在定位销上，弹簧自由状态下保持定位销伸出到套管外，定位销头部开设有定位斜面，托槽处于滑动槽上方时，定位销头部能够插入到定位缺口内。
18、优选的，主轴组件包括升降台，所述升降台上固定有主轴座，主轴座内转动的设置有机械主轴，机械主轴由主轴电机通过皮带驱动，主轴电机固定在升降台上，主轴座上固定有打刀缸；
19、升降台滑动的设置在引导轴上，引导轴固定在机架内，升降台上螺纹连接有丝杠，丝杠转动的设置在机架内，丝杠由升降电机驱动，升降电机固定在机架上；
20、升降台下固定有激光测距传感器，连接钩的刀柄上固定有挡板，激光测距传感器与挡板对齐时，连接钩的接口朝向转盘。
21、优选的，机架内设置有冰层测厚组件。
22、优选的，冰层测厚组件包括冰层测厚仪，所述冰层测厚仪固定在护套内，护套升降的设置在机架上，护套上固定有电动推杆的一端，电动推杆的另一端固定在机架内。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过履带式机器人底盘移动，便于在冰面上行走，通过换刀机械臂先后为主轴组件更换用于钻孔、扩孔和取样的刀具，使主轴组件能够依次完成钻孔、扩孔以及取样的工作，在同样的开孔输入功率的情况下，通过先钻孔后扩孔便于在冰层开出更大的孔，便于后续的取样的工作。
24、取样时，主轴组件先安装连接钩，随后推拉机构推出取样瓶和托槽，使取样瓶与连接钩连接，随后主轴组件带动连接钩上升，进而带动取样瓶上升，使取样瓶从托槽中分离，随后推拉机构将空的托槽拉回，随后主轴组件带动连接钩和取样瓶下降，使取样瓶进入到冰层下完成取样工作，完成取样工作后，通过主轴组件、连接钩、推拉机构和转盘的配合，能够完成样品的存放工作，通过主轴组件、换刀机械臂、推拉机构和转盘的配合能够自动完成开孔和取样的工作，不需要使用水泵和水管，避免了水泵和水管在冰封期容易结冰堵塞的缺点，减少了检测人员的劳动强度，提高了自动化水平，提高了检测人员安全性；
25本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：包括履带机器人底盘（101），履带机器人底盘（101）中部固定有机架（102）；
2.根据权利要求1所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：接口处的上压板（503）转动的设置有保护片（505），保护片（505）和上压板（503）之间设置有扭簧，扭簧的一端固定在保护片（505）上，另一端固定在上压板（503）上，保护片（505）能够关闭接口。
3.根据权利要求2所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：取样瓶（600）还包括瓶盖（603），瓶身（601）开口向上，所述瓶盖（603）转动的设置在瓶身（601）一侧，瓶盖（603）的侧面固定有平衡配重（604），平衡配重（604）能够平衡瓶盖（603）的重量，瓶盖（603）的下面固定有水平配重（605），水平配重（605）能够使瓶盖（603）自由状态下保持水平。
4.根据权利要求3所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：推拉机构（700）包括推拉臂（701）和归正板（702），机架（102）上滑
5.根据权利要求4所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：推拉臂（701）上固定有推拉齿条（703），推拉齿条（703）啮合连接有推拉齿轮（704），推拉齿轮（704）由推拉电机（705）驱动，推拉电机（705）固定在机架（102）上；
6.根据权利要求5所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：推拉臂（701）内升降的设置有锁舌（712）和凸轮板（713），所述锁舌（712）的缩回位置处于推拉臂（701）内，锁舌（712）的伸出位置处于推拉臂（701）下方，锁舌（712）的伸出位置为锁舌（712）的初始位置，凸轮板（713）的初始位置处于推拉臂（701）外，锁舌（712）和凸轮板（713）相互固定，凸轮板（713）上升时能够带动锁舌（712）缩回推拉臂（701）中，锁舌（712）处于推拉臂（701）靠近刀具出口（103）的一端，凸轮板（713）处于推拉臂（701）的中部；
7.根据权利要求6所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：转盘（401）上固定有伸缩杆（407）的一端，伸缩杆（407）的另一端固定在托槽（403）上，每个托槽（403）底部都开设有定位缺口（408），每个滑动槽（402）的侧面固定有套管（409），套管（409）内滑动的设置有定位销（410）的尾部，定位销（410）和套管（409）之间设置有弹簧，弹簧的一端固定在套管（409）上，另一端固定在定位销（410）上，弹簧自由状态下保持定位销（410）伸出到套管（409）外，定位销（410）头部开设有定位斜面，托槽（403）处于滑动槽（402）上方时，定位销（410）头部能够插入到定位缺口（408）内。
8.根据权利要求1所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：主轴组件（300）包括升降台（301），所述升降台（301）上固定有主轴座（302），主轴座（302）内转动的设置有机械主轴（303），机械主轴（303）由主轴电机（304）通过皮带（305）驱动，主轴电机（304）固定在升降台（301）上，主轴座（302）上固定有打刀缸（306）；
9.根据权利要求1所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：机架（102）内设置有冰层测厚组件（200）。
10.根据权利要求9所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：冰层测厚组件（200）包括冰层测厚仪（201），所述冰层测厚仪（201）固定在护套（202）内，护套（202）升降的设置在机架（102）上，护套（202）上固定有电动推杆（203）的一端，电动推杆（203）的另一端固定在机架（102）内。
...【技术特征摘要】
1.一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：包括履带机器人底盘（101），履带机器人底盘（101）中部固定有机架（102）；
2.根据权利要求1所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：接口处的上压板（503）转动的设置有保护片（505），保护片（505）和上压板（503）之间设置有扭簧，扭簧的一端固定在保护片（505）上，另一端固定在上压板（503）上，保护片（505）能够关闭接口。
3.根据权利要求2所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：取样瓶（600）还包括瓶盖（603），瓶身（601）开口向上，所述瓶盖（603）转动的设置在瓶身（601）一侧，瓶盖（603）的侧面固定有平衡配重（604），平衡配重（604）能够平衡瓶盖（603）的重量，瓶盖（603）的下面固定有水平配重（605），水平配重（605）能够使瓶盖（603）自由状态下保持水平。
4.根据权利要求3所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：推拉机构（700）包括推拉臂（701）和归正板（702），机架（102）上滑动设置有所述归正板（702），归正板（702）伸出到刀具出口（103）时能够将倾斜的取样瓶（600）恢复成竖直状态，所述推拉臂（701）滑动的设置在转盘（401）中心的机架（102）上，推拉臂（701）伸出时能够将托槽（403）推到刀具出口（103）上方，推拉臂（701）缩回时能够将托槽（403）拉到滑动槽（402）上方，推拉臂（701）和归正板（702）能够同时运动。
5.根据权利要求4所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：推拉臂（701）上固定有推拉齿条（703），推拉齿条（703）啮合连接有推拉齿轮（704），推拉齿轮（704）由推拉电机（705）驱动，推拉电机（705）固定在机架（102）上；
6.根据权利要求5所述的一种用于寒旱区湖泊冰封期的水质采样装置，其特征在于：推拉臂（701）内升降的设置有锁舌（712）和凸轮板（713），所述锁舌（712）的缩回位置处于推拉臂（701）内，锁舌...
【专利技术属性】
技术研发人员：张昊，史小红，孙标，赵胜男，刘禹，卢俊平，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：
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