一种用于水质自动留样的无人船装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于水质自动留样的无人船装置，包括无人船主体、设置在所述无人船主体舱体内的能源与控制单元和自动水质留样单元、设置在所述无人船主体下侧的水质多参数监测探头，所述水质多参数监测探头通过传输线缆将水质参数数据传输到能源与控制单元，所述自动水质留样单元包括采样瓶、安装采样瓶的支撑本体机构、设置在所述无人船主体外侧的采样泵、与所述采样泵相连的采样软管以及控制采样软管旋转的摆臂取水机构。本实用新型专利技术同时具备监测和留样功能，由在线监测数据和预设条件触发取样，留样及时，所留样品和在线监测对象高度一致，提高后续应用分析价值。

An unmanned vessel used for automatic water sample retention

The utility model relates to an unmanned vessel device for automatic sampling of water quality, which comprises an unmanned vessel main body, an energy and control unit arranged in the cabin of the unmanned vessel main body and an automatic water quality sampling unit, and a water quality multi-parameter monitoring probe arranged under the unmanned vessel main body. The water quality multi-parameter monitoring probe passes through the unmanned vessel main body. The transmission cable transmits the water quality parameters to the energy and control unit. The automatic water quality sampling unit comprises a sampling bottle, a supporting body mechanism for installing the sampling bottle, a sampling pump arranged outside the main body of the unmanned ship, a sampling hose connected with the sampling pump and a swing arm water intake mechanism for controlling the rotation of the sampling hose. At the same time, the utility model has the functions of monitoring and retaining samples, triggering sampling by on-line monitoring data and preset conditions, timely retaining samples, highly identical retained samples and on-line monitoring objects, and improving the value of subsequent application and analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种用于水质自动留样的无人船装置
本技术涉及环境监测领域，特别是涉及一种用于水质自动留样的无人船装置。
技术介绍
在水环境监测领域，对河流、湖泊、水库、近岸海域等地表水体进行在线监测时，传统水质在线监测系统一般处于固定的监测站点，只能对某一点位进行水质监测，只能代表固定有限范围内的水质状况，而要获取不同区域的水质状况，需要布置多个监测站点，存在投入成本高、建设周期长、维护困难、运营成本高、无法根据需求灵活移动、无法自由调节水样监测深度等缺点，而且某些点位周围地形特殊难以布置固定监测站点。因此，考虑采用无人船搭载水质多参数在线监测探头进行移动式水质监测。同时，当在线监测探头测量水质状况时，根据监测应用所关注的水质风险状态，一旦发现当前水质状态需要深入分析，则要求及时进行水质留样。当可移动的在线监测探头测量水质状况时，根据监测应用所关注的水质风险状态，一旦发现当前水质状态需要深入分析，则要求及时进行水质留样，常规移动监测系统不同时具备监测和留样能力，如果不留存相应的水质样品，则无法进行后续深入分析，数据应用和决策也会缺少说服力。如果在可移动的在线监测系统之外独立采用人工或其他系统进行辅助留样，会存在时间延迟和取样位置差异的问题，导致所留水样与在线数据不一致，降低后续应用分析价值。因此，开发一种系统同时包含在线监测和取样功能，由在线监测数据和预设条件触发取样，实现水质自动留样的装置就显得尤为必要了。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题，提出一种能够快速自动抵达多个监测点位实现一定范围的水质多参数自动监测并由在线监测数据和预设条件触发水质自动留样的无人船装置。为实现上述目的，本技术提供了一种用于水质自动留样的无人船装置，包括无人船主体、设置在所述无人船主体舱体内的能源与控制单元和自动水质留样单元、设置在所述无人船主体下侧的水质多参数监测探头，所述水质多参数监测探头通过传输线缆将水质参数数据传输到能源与控制单元，所述自动水质留样单元包括采样瓶、安装采样瓶的支撑本体机构、设置在所述无人船主体外侧的采样泵、与所述采样泵相连的采样软管以及控制采样软管旋转的摆臂取水机构，所述摆臂取水机构包括嵌套在所述采样软管末段外侧的空心管以及与所述空心管的近采样泵一端相连接的第一步进电机。优选地，所述支撑本体机构包括设置在底部的底盘、设置在上部的旋转导向盖、贯穿连接所述底盘与旋转导向盖的空心轴状轴承安装座，所述采样瓶设置在所述底盘与旋转导向盖中间，所述底盘、旋转导向盖、空心轴状轴承安装座之间通过设置在上部的支架连接，所述空心轴状轴承安装座中部安装有第一轴承、上部安装有旋转导向轴、顶部安装有第二轴承，所述支架上设置有第二步进电机，所述旋转导向盖上设有与所述采样瓶连通的凹槽导流机构。优选地，所述采样瓶采用具有松紧性的织带固定、塑料卡扣固定或者不锈钢抱箍固定，所述采样瓶的瓶口形状为漏斗状，且在采样瓶瓶口的细口端设置遮挡板；所述采样瓶呈中心对称排布或者阵列型布置。优选地，所述凹槽导流机构包括设置在所述旋转导向盖上的导流槽、贯穿旋转导向盖设置在导流槽末端下侧的漏斗形导流孔；在水质采样时，水质样本沿导流槽经导流孔进入采样瓶。优选地，在所述第二步进电机带动下，所述旋转导向轴旋转到采样瓶的位置，并且水质样本依次经过采样泵、采样软管、凹槽导流机构导入到采样瓶。优选地，所述采样软管依次穿过空心轴状轴承安装座、第一轴承到达旋转导向轴上部，并且所述采样软管延伸至所述导流槽内；旋转导向轴带动所述底盘或旋转导向盖旋转，并改变采样瓶与导流孔的相对位置。优选地，所述采样软管的末端设置有过滤头；所述水质多参数监测探头监测的水质参数包括pH、浊度、溶解氧、电导率以及水温。优选地，所述空心轴状轴承安装座的安装圆孔与第一轴承的外圈基轴制配合；所述旋转导向轴采用可旋转式回转体定位分流结构，所述旋转导向轴中间为空心轴，下端与第一轴承内圈基孔制配合，上端与第二轴承内圈基孔制配合。基于上述技术方案，本技术的优点是：(1)可以采用单套装置监测河流、湖泊、水库、近岸海域的大范围水域，可以快速移动到区域内的各个监测点位，一套装置可覆盖多个监测点位，而且能根据需求灵活调整监测点位，降低建设和运营成本，缩短建设周期，便于维护，对于特殊地形下的监测点位也能方便抵达并完成监测和留样。(2)装置同时具备监测和留样功能，由在线监测数据和预设条件触发取样，留样及时，所留样品和在线监测对象高度一致，能够提高后续应用分析价值。(3)无人船的机动性可以缩短监测点间移动的时间，提高水质监测效率和监测时效性。(4)结构小巧并能在水中接近静止状态监测，尽可能降低了对水面其他对象或水上作业的干扰。(5)能通过程序或远程指令控制依次在多个监测点完成监测和留样工作，自动化程度高，对使用人员专业性要求低，节省管理开销；(6)无人船能在监测点多、距离远的条件下提供足够续航能力。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为用于水质自动留样的无人机装置结构示意图；图2为自动水质留样单元结构示意图；图3为自动水质留样单元剖面示意图；图4为实施例2中步骤A的工作示意图；图5为实施例2中步骤B的工作示意图；图6为实施例2中步骤C的工作示意图；图7为实施例2中步骤D的工作示意图；图8为实施例2中步骤E的工作示意图；图9为实施例2中步骤F的工作示意图；图10为实施例2中步骤G的工作示意图；图11为实施例2中步骤H的工作示意图；图12为无人船装置水质自动留样流程示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。本技术提供了一种用于水质自动留样的无人船装置，如图1、图2、图3所示，其中示出了本技术的一种优选实施方式。所述无人船装置包括无人船主体(16)、设置在所述无人船主体(16)舱体内的能源与控制单元(17)和自动水质留样单元、设置在所述无人船主体(16)下侧的水质多参数监测探头(20)，所述水质多参数监测探头(20)通过传输线缆将水质参数数据传输到能源与控制单元(17)，所述自动水质留样单元包括采样瓶(6)、安装采样瓶(6)的支撑本体机构、设置在所述无人船主体(16)外侧的采样泵(8)、与所述采样泵(8)相连的采样软管(7)以及控制采样软管(7)旋转的摆臂取水机构，所述摆臂取水机构包括嵌套在所述采样软管(7)末段外侧的空心管(18)以及与所述空心管(18)的近采样泵(8)一端相连接的第一步进电机(19)。如图1所示，无人船主体16舱体中部后端为能源与控制单元17，无人船主体16舱体中部前端为自动水质采样单元。摆臂取水机构安装在无人船主体16的侧面，控制采样软管7旋转，末端安装过滤头9，由第一步进电机19带动旋转，紧挨着摆臂取水机构旋转为采样泵8，用螺栓连接到无人船主体16内部侧面。采样软管7从摆臂取水机构的末端过滤头9到采样泵8，然后从自动水质采样单元下部穿人抵达其上部。船舱内部靠近船尾为能源与控制机构17，为步进电机、采样泵和无人船主体装置提供能源，并根据程序或远程指令控制飞行状态、水质多参数监测探头、步进电机状态和采样泵状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水质自动留样的无人船装置，其特征在于：包括无人船主体(16)、设置在所述无人船主体(16)舱体内的能源与控制单元(17)和自动水质留样单元、设置在所述无人船主体(16)下侧的水质多参数监测探头(20)，所述水质多参数监测探头(20)通过传输线缆将水质参数数据传输到能源与控制单元(17)，所述自动水质留样单元包括采样瓶(6)、安装采样瓶(6)的支撑本体机构、设置在所述无人船主体(16)外侧的采样泵(8)、与所述采样泵(8)相连的采样软管(7)以及控制采样软管(7)旋转的摆臂取水机构，所述摆臂取水机构包括嵌套在所述采样软管(7)末段外侧的空心管(18)以及与所述空心管(18)的近采样泵(8)一端相连接的第一步进电机(19)。

【技术特征摘要】
1.一种用于水质自动留样的无人船装置，其特征在于：包括无人船主体(16)、设置在所述无人船主体(16)舱体内的能源与控制单元(17)和自动水质留样单元、设置在所述无人船主体(16)下侧的水质多参数监测探头(20)，所述水质多参数监测探头(20)通过传输线缆将水质参数数据传输到能源与控制单元(17)，所述自动水质留样单元包括采样瓶(6)、安装采样瓶(6)的支撑本体机构、设置在所述无人船主体(16)外侧的采样泵(8)、与所述采样泵(8)相连的采样软管(7)以及控制采样软管(7)旋转的摆臂取水机构，所述摆臂取水机构包括嵌套在所述采样软管(7)末段外侧的空心管(18)以及与所述空心管(18)的近采样泵(8)一端相连接的第一步进电机(19)。2.根据权利要求1所述的无人船装置，其特征在于：所述支撑本体机构包括设置在底部的底盘(12)、设置在上部的旋转导向盖(11)、贯穿连接所述底盘(12)与旋转导向盖(11)的空心轴状轴承安装座(13)，所述采样瓶(6)设置在所述底盘(12)与旋转导向盖(11)中间，所述底盘(12)、旋转导向盖(11)、空心轴状轴承安装座(13)之间通过设置在上部的支架(4)连接，所述空心轴状轴承安装座(13)中部安装有第一轴承(5)、上部安装有旋转导向轴(3)、顶部安装有第二轴承(2)，所述支架(4)上设置有第二步进电机(1)，所述旋转导向盖(11)上设有与所述采样瓶(6)连通的凹槽导流机构(10)。3.根据权利要求1所述的无人船装置，其特征在于：所述采样瓶(6)采用具有松紧性的织带固定、塑料卡扣固定或者不锈钢抱箍固定，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马俊杰，李春鹏，
申请(专利权)人：北京东方园林环境股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11