用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人及方法技术

本发明专利技术公开了用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人及方法，属于水质监测机器人领域，包括装置本体，装置本体的底部设置有取样装置，取样装置包括安装壳，安装壳上开设有进水孔，安装内转动设置有取样器，取样器上设置有若干取样仓，每个取样仓上分别设置有取样孔，当取样器转动时，若干取样仓上的取样孔依次与进水孔重合，在取样器下方设置有底板。通过河水在不同深度时的压力变化不同，利用河水的压力变化来带动取样器在不同深度转动不同角度，从而使取样器内的不同取样仓能够采集到不同深度河水的水样，并且利用棘轮连接能够在采样完成后防止取样装置反向转动，避免了不同深度水样的相互混合污染，确保了取样的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人及方法


[0001]本专利技术属于水质监测机器人领域，尤其是涉及用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人及方法。

技术介绍

[0002]当前对水下排污口的排查与探测还主要依靠人工排查和抽干河道两种方式，排污口的排查与探测成本较高，效率较低、耗时较长，无法成为普遍适用的排查方式。而无论人工排查或者抽干河道都需要耗费大量的人力和物力，并且排查速度慢。目前会通过水质取样机器人对水质进行取样检测，从而判断河水是否被排污以，但是一些城市污水的排污管道在河水较深处，现有的取样装置所采样本均是河面上层水样，难以采集到较深处河水的水样，利用取样瓶等传统的采样方式难以进行隔离，取样过程中会导致不同高度的水样交叉污染的情况，对监测结果造成影响。
[0003]因此需要我们设计出用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人及方法，来解决这些问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的问题是提供用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人及方法，尤其适合对河水进行分层取样，避免取样过程中水样交叉污染。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人，包括装置本体，所述装置本体的底部设置有取样装置，所述取样装置包括安装壳，所述安装壳上开设有进水孔，所述安装壳内转动设置有取样器，所述取样器上设置有若干取样仓，每个取样仓上分别设置有取样孔，当所述取样器转动时，若干取样仓上的取样孔依次与所述进水孔重合，在所述取样器下方设置有底板，所述底板与所述安装壳固定连接，所述底板上固定设置有传动箱，所述传动箱的输出端固定设置有棘轮，所述棘轮与所述取样器相连，所述传动箱的输入端固定设置有连杆，在所述底板上还固定设置有压力管，所述压力管的一端密封，在所述压力管内设置有弹簧和活塞，所述活塞上固定设置有伸缩杆，所述伸缩杆的自由端与所述连杆固定连接。
[0006]优选的，所述压力管和所述伸缩杆均为弧形，且轴线的半径均相同，所述压力管的长度不超过所述伸缩杆的长度。
[0007]如此设置，能够匹配安装到底板的下方，且轴线半径相同的伸缩杆和压力管能够相互匹配。
[0008]优选的，所述传动箱上转动贯穿设置有输入杆，所述输入杆的一端与所述连杆相连，且另一端固定设置有驱动齿轮，所述传动箱上还转动贯穿设置有输出杆，所述输出杆的一端与所述棘轮相连，且另一端固定设置有输出齿轮，在所述传动箱内还设置有台阶齿轮，且所述驱动齿轮和所述输出齿轮均与所述台阶齿轮相啮合。
[0009]如此设置，能够利用不同齿数的齿轮相互配合来实现对取样装置转动角度的调
整。
[0010]优选的，当所述驱动齿轮与所述输出齿轮的转速比为一比二时，所述安装壳上的所述进水孔为一个；当所述驱动齿轮与所述输出齿轮的转速比为一比一时，所述安装壳上的所述进水孔为两个，且两个所述进水孔沿所述安装壳顶面中心对称设置。
[0011]如此设置，传动比为一比二时在输入杆转动半圈时取样器能够转动一圈，如此时开设两个进水孔则会水样的交叉污染；若传动比为一比一时输入杆转动半圈则取样器也转动半圈，此时若只有一个进水孔则会导致取样器一半有水，从而导致重心偏移，导致取样器不能够保持平衡。
[0012]优选的，所述装置本体上设置有升降仓，所述升降仓内设置有绞盘和升降电机，所述升降电机的输出端与所述绞盘固定连接，所述绞盘缠绕有若干钢索，所述钢索的一端与所述绞盘固定连接，且另一端与所述取样装置固定连接。
[0013]如此设置，利用升降仓内的绞盘与升降电机能够实现对取样装置升降的控制。
[0014]优选的，所述取样器内固定设置有配重块，所述配重块的材质密度大于水的密度。
[0015]如此设置，可以在取样器没有进行取样时带动取样装置在喝水中下沉。
[0016]优选的，在所述装置本体内还设置有蓄电池、控制器和行走电机，所述蓄电池和所述行走电机均与所述控制器电连接，所述行走电机的输出端固定设置有螺旋桨，所述螺旋桨位于所述装置本体外侧，用于驱动装置本体移动。
[0017]如此设置，利用螺旋桨能够驱动装置本体在水中移动，并且设置两个螺旋桨能够实现对装置本体转向的控制。
[0018]优选的，在所述装置本体上还设置有监控器、警示灯、天线和太阳能光伏板，且所述监控器、所述警示灯、所述天线、所述太阳能光伏板和所述升降电机均与所述控制器电连接。
[0019]如此设置，通过监控器能够对周围环境进行记录，通过天线能够确保装置本体与外界的信号连接以及定位，通过警示灯能够通过闪烁进行提示，发生碰撞或其他意外，通过太阳能光伏板能够将太阳能转换为电能储存到蓄电池中，提升续航能力。
[0020]用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人的取样方法，包括以下步骤S1、将装置本体放入城市内河中，装置本体在移动到需要取样的水域后停止；S2、控制器控制升降电机转动，取样装置会沉入河水中对不同深度的水质进行取样；S2
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1、取样装置下沉时压力管外部的水压会升高，推动活塞向压力管内移动，利用连杆带动取样器转动；S2
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2、取样器转动时取样孔依次与进水孔重合，对不同深度的河水水质取样；S3、取样完成后升降电机利用钢索将取样装置冲水中拉起，取样装置上升后压力管外部河水压力降低活塞会复位，通过棘轮连接的取样器不会在取样装置上移的过程中反向转动本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术通过河水在不同深度时的压力变化不同，利用河水的压力变化来带动取样器在不同深度转动不同角度，从而使取样器内的不同取样仓能够采集到不同深度河水的水样，并且利用棘轮连接能够在采样完成后防止取样装置反向转动，避免了不同深度水样的
相互混合污染，确保了取样的准确性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术的整体结构轴测示意图；图2是本专利技术的取样装置安装位置结构示意图；图3是本专利技术的蓄电池与控制器安装位置示意图；图4是本专利技术的升降仓内部结构示意图；图5是本专利技术的取样装置结构示意图；图6是本专利技术的取样装置和内部取样器的结构示意图；图7是本专利技术的压力管与伸缩杆安装结构示意图；图8是图4中的A处结构放大图。
[0023]附图标记说明如下：1、装置本体；2、升降仓；3、绞盘；4、升降电机；5、监控器；6、警示灯；7、天线；8、取样装置；801、安装壳；802、底板；803、压力管；804、活塞；805、弹簧；806、密封塞；807、伸缩杆；808、连杆；809、传动箱；810、输入杆；811、驱动齿轮；812、台阶齿轮；813、输出齿轮；814、进水孔；815、取样器；816、取样孔；817、棘轮；818、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人，包括装置本体(1)，其特征在于：所述装置本体(1)的底部设置有取样装置(8)，所述取样装置(8)包括安装壳(801)，所述安装壳(801)上开设有进水孔(814)，所述安装壳(801)内转动设置有取样器(815)，所述取样器(815)上设置有若干取样仓，每个取样仓上分别设置有取样孔(816)，当所述取样器(815)转动时，若干取样仓上的取样孔(816)依次与所述进水孔(814)重合，在所述取样器(815)下方设置有底板(802)，所述底板(802)与所述安装壳(801)固定连接，所述底板(802)上固定设置有传动箱(809)，所述传动箱(809)的输出端固定设置有棘轮(817)，所述棘轮(817)与所述取样器(815)相连，所述传动箱(809)的输入端固定设置有连杆(808)，在所述底板(802)上还固定设置有压力管(803)，所述压力管(803)的一端密封，在所述压力管(803)内设置有弹簧(805)和活塞(804)，所述活塞(804)上固定设置有伸缩杆(807)，所述伸缩杆(807)的自由端与所述连杆(808)固定连接。2.根据权利要求1所述的用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人，其特征在于：所述压力管(803)和所述伸缩杆(807)均为弧形，且轴线的半径均相同，所述压力管(803)的长度不超过所述伸缩杆(807)的长度。3.根据权利要求1所述的用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人，其特征在于：所述传动箱(809)上转动贯穿设置有输入杆(810)，所述输入杆(810)的一端与所述连杆(808)相连，且另一端固定设置有驱动齿轮(811)，所述传动箱(809)上还转动贯穿设置有输出杆(819)，所述输出杆(819)的一端与所述棘轮(817)相连，且另一端固定设置有输出齿轮(813)，在所述传动箱(809)内还设置有台阶齿轮(812)，且所述驱动齿轮(811)和所述输出齿轮(813)均与所述台阶齿轮(812)相啮合。4.根据权利要求3所述的用于监测城市污水对内河水质污染的取样机器人，其特征在于：当所述驱动齿轮(811)与所述输出齿轮(813)的转速比为一比二时，所述安装壳(801)上的所述进水孔(814)为一个；当所述驱动齿轮(811)与所述输出齿轮(813)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪涛，解明杰，孙浩，赵鸿，刘晓蕊，
申请(专利权)人：天津第四市政建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：