一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的制作方法

[0001]
本发明涉及环境保护技术领域，尤其是一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇。


背景技术：

[0002]
在水域环境保护过程中，需要根据待保护水域的特定性质，针对性的对其进行治理，在了解和判定水域污染程度的过程中，需要对水域环境进行采样，由于部分水域环境的地理位置复杂，不适合进行人工采样，所以可以采用无人艇进入到该水域中进行样品采集，现有的水域环境采样无人艇自带的样品水箱为单组水箱，当水样进入到水箱中时，艇体的整体重力增加，若水箱的位置不在艇体的中心线上，则会容易导致艇体倾翻，且当无人艇进行采样时，若发生采样组件故障导致进水量异常，工作人员只有当无人艇采样进行到一定时间时才能发现，而此时的无人艇通常以及进入到采样水域，召回无人艇后造成无人艇空采，经济损失较大，采样过程中鱼虾等动物容易进入到水箱中，当鱼虾在水箱中死亡时，其分泌物容易造成水样污染，降低水样检测的准确性。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇，具有能够保证采集水样的纯净无异物，能够及时将故障艇体召回，减少艇体机构空采造成的经济损失，能够防止一侧水箱过重造成的艇体倾翻，实用性更佳的优点，以解决上述背景技术中提出的水箱的位置不在艇体的中心线上，则会容易导致艇体倾翻，且当无人艇进行采样时，若发生采样组件故障导致进水量异常，工作人员只有当无人艇采样进行到一定时间时才能发现，而此时的无人艇通常以及进入到采样水域，召回无人艇后造成无人艇空采，经济损失较大，采样过程中鱼虾等动物容易进入到水箱中，当鱼虾在水箱中死亡时，其分泌物容易造成水样污染，降低水样检测的准确性的问题。
[0004]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇，包括艇体机构、采样辅助机构和采样机构，艇体机构的前端固定安装采样辅助机构，艇体机构的底面固定设置采样机构，艇体机构由主艇仓、侧艇仓、侧架、水样泵、液箱、plc主控器和高频无线电台组成，侧架固定在侧艇仓的外侧壁上，两组侧艇仓焊接在主艇仓的两侧外壁上，主艇仓的顶面与plc主控器固定连接，plc主控器上设置有高频无线电台，且高频无线电台与plc主控器电性连接，plc主控器通过导线与水样泵相接，水样泵固定在液箱的顶部且水样泵的出水口与液箱连通，液箱固定在主艇仓的顶面上，水样泵的进水口通过管道伸入到采样机构的内部。
[0005]
优选的，所述主艇仓的前端面设置为向内凹陷的u型弧面结构，采样辅助机构设置在u型弧面结构的内侧，采样辅助机构包括第一电动螺旋杆、y轴向套板、上轴筒、第二电动螺旋杆、下轴筒和爪样前叶，两组第一电动螺旋杆套装在主艇仓的内部且第一电动螺旋杆的前端伸出主艇仓的前端面，两组第一电动螺旋杆分别与y轴向套板的两端套接，y轴向套
板的底面中段固定安装上轴筒，上轴筒通过螺纹与第二电动螺旋杆相接，第二电动螺旋杆的底部固定安装下轴筒，下轴筒的外壁对称设置两组爪样前叶。
[0006]
优选的，所述液箱的内部安装第一液位传感器，第一液位传感器与plc主控器相连接，plc主控器通过导线与采样辅助机构和采样机构相连接。
[0007]
优选的，所述采样机构固定在主艇仓的底面上，采样机构包括防水外箱、外滑扣、左箱腔、右箱腔、外扩板、拦网、驱动箱、下滑槽和滑板，防水外箱通过顶面设置的两组外滑扣与主艇仓的底面卡装，防水外箱的左侧内壁设置有左箱腔，防水外箱的右侧内部设置有右箱腔，左箱腔的右侧前端面和右箱腔的左侧前端面均固定安装外扩板，两组外扩板之间固定安装拦网，拦网位于滑板的前侧，滑板通过两侧凸起结构在下滑槽的内部移动，下滑槽开设在左箱腔的右侧壁和右箱腔的左侧壁上，滑板的背面与驱动箱的输出端固定连接，驱动箱固定在防水外箱的背面外壁上。
[0008]
优选的，所述滑板设置为底部弧面的板体构件，滑板的顶部设置有内滑扣，内滑扣在开设在防水外箱顶板底面上的上滑槽的内部移动。
[0009]
优选的，所述左箱腔和右箱腔的内部均套装前后两组样本箱，前后两组样本箱的侧壁分别与开设在左箱腔和右箱腔侧壁上的前进水口和后进水口连通，前进水口和后进水口处安装有止回阀。
[0010]
优选的，前后两组所述样本箱的内部均安装第二液位传感器。
[0011]
本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇，有益效果在于：
[0012]
1、本具有平衡结构的水域环境采样无人艇，通过设置在采样机构前侧的采样辅助机构将艇体机构前进方向上的水草等阻碍物拨开并搅断，初步净化采样环境，再通过拦网对水域环境中的鱼虾类动物进行阻拦，防止鱼虾类动物进入到左右两个箱腔中，保证采集水样的纯净。
[0013]
2、本具有平衡结构的水域环境采样无人艇，水样泵将采样机构中的水样抽吸到体积较小的液箱中，由第一液位传感器对液箱中的水进行感应，若液箱中的水位未达标，则表示采样机构的进水量有异，操作人员可及时将艇体机构召回，并对艇体机构进行重新检测和行进路径的重新规划，减少艇体机构空采造成的经济损失。
[0014]
3、本具有平衡结构的水域环境采样无人艇，采样过程中左箱腔和右箱腔中的进水量始终相同，两组箱腔结构设置有效保证艇体机构的平衡，防止一侧水箱过重造成的艇体倾翻，实用性更佳。
附图说明
[0015]
图1为本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的整体结构示意图；
[0016]
图2为本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的艇体机构结构示意图；
[0017]
图3为本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的采样机构整体结构示意图；
[0018]
图4为本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的防水外箱结构拆分示意图；
[0019]
图5为本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的防水外箱内部结构示意图；
[0020]
图6为本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的第二液位传感器安装位置示意图；
[0021]
图7为本发明提出的一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇的plc主控器控制原理示意图。
[0022]
图中：1、艇体机构；11、主艇仓；12、侧艇仓；13、侧架；14、水样泵；15、液箱；151、第一液位传感器；16、plc主控器；17、高频无线电台；2、采样辅助机构；21、第一电动螺旋杆；22、y轴向套板；23、上轴筒；24、第二电动螺旋杆；25、下轴筒；26、爪样前叶；3、采样机构；31、防水外箱；32、外滑扣；33、左箱腔；331、样本箱；332、前进水口；333、后进水口；334、第二液位传感器；34、右箱腔；35、外扩板；36、拦网；37、驱动箱；38、下滑槽；39、滑板；391、内滑扣；392、上滑槽。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚；完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
请参阅图1，一种具有平衡结构的水域环境采样无人艇，包括艇体机构1、采样辅助机构2和采样机构3，艇体机构1的前端固定安装采样辅助机构2，艇体机构1的底面固定设置采样机构3，通过设置在采样机构3前侧的采样辅助机构2将艇体机构1前进方向上的水草等阻碍物拨开，初步净化采样环境，再由采样机构3对水域环境中的水体进行样本采集，无人操作的艇体机构1能够独立进入到不适合人员进入的复杂水域环境中进行取样操作，安全性高。
[0025]
请参阅图2，艇体机构1由主艇仓11、侧艇仓12、侧架13、水样泵14、液箱15、plc主控器16和高频无线电台17组成，侧架13固定在侧艇仓12的外侧壁上，两组侧艇仓12焊接在主艇仓11的两侧外壁上，主艇仓11的顶面与plc主控器16固定连接，plc主控器16上设置有高频无线电台17，且高频无线电台17与plc主控器16电性连接，plc主控器16通过导线与水样泵14相接，水样泵14固定在液箱15的顶部且水样泵14的出水口与液箱15连通，液箱15固定在主艇仓11的顶面上，水样泵14的进水口通过管道伸入到采样机构3的内部，plc主控器16通过高频无线电台17与控制台相连接。
[0026]
主艇仓11的前端面设置为向内凹陷的u型弧面结构，采样辅助机构2设置在u型弧面结构的内侧，采样辅助机构2包括第一电动螺旋杆21、y轴向套板22、上轴筒23、第二电动螺旋杆24、下轴筒25和爪样前叶26，两组第一电动螺旋杆21套装在主艇仓11的内部且第一电动螺旋杆21的前端伸出主艇仓11的前端面，两组第一电动螺旋杆21分别与y轴向套板22的两端套接，y轴向套板22的底面中段固定安装上轴筒23，上轴筒23通过螺纹与第二电动螺旋杆24相接，第二电动螺旋杆24的底部固定安装下轴筒25，下轴筒25的外壁对称设置两组爪样前叶26，通过第一电动螺旋杆21和第二电动螺旋杆24的转动带动爪样前叶26边旋转边前后移动，将行进路线上的水草搅断，防止水草缠绕在艇体机构1上。
[0027]
优选的，所述液箱15的内部安装第一液位传感器151，第一液位传感器151与plc主控器16相连接，plc主控器16通过导线与采样辅助机构2和采样机构3相连接，当主艇仓11内部的船体驱动装置带动整个艇体移动时，样本水体进入到采样机构3中，水样泵14开启，由伸入到采样机构3中的软管将采样机构3中的水样抽吸到体积较小的液箱15中，由第一液位传感器151对液箱15中的水进行感应，若移动至特定时间后plc主控器16未接收到来自第一液位传感器151传来的信号，即表示液箱15中的水位未达标，采样机构3的进水量有异，操作人员可及时将艇体机构1召回，并对艇体机构1进行重新检测和行进路径的重新规划，减少艇体机构1空采造成的经济损失，实用性更佳。
[0028]
请参阅图3-4，采样机构3固定在主艇仓11的底面上，采样机构3包括防水外箱31、外滑扣32、左箱腔33、右箱腔34、外扩板35、拦网36、驱动箱37、下滑槽38和滑板39，防水外箱31通过顶面设置的两组外滑扣32与主艇仓11的底面卡装，防水外箱31的左侧内壁设置有左箱腔33，防水外箱31的右侧内部设置有右箱腔34，左箱腔33的右侧前端面和右箱腔34的左侧前端面均固定安装外扩板35，两组外扩板35之间固定安装拦网36，拦网36位于滑板39的前侧，滑板39通过两侧凸起结构在下滑槽38的内部移动，下滑槽38开设在左箱腔33的右侧壁和右箱腔34的左侧壁上，滑板39的背面与驱动箱37的输出端固定连接，驱动箱37固定在防水外箱31的背面外壁上，倾斜设置的两组外扩板35形成喇叭状进水结构，水从两组外扩板35之间进入到防水外箱31内部，拦网36的设置能够对水域环境中的鱼虾类动物进行阻拦，防止鱼虾类动物进入到左右两个箱腔中，保证采集水样的纯净。
[0029]
请参阅图5，滑板39设置为底部弧面的板体构件，滑板39的顶部设置有内滑扣391，内滑扣391在开设在防水外箱31顶板底面上的上滑槽392的内部移动，通过内滑扣391和侧壁凸块的设置保证滑板39在位移过程中的位置稳定性。
[0030]
左箱腔33和右箱腔34的内部均套装前后两组样本箱331，前后两组样本箱331的侧壁分别与开设在左箱腔33和右箱腔34侧壁上的前进水口332和后进水口333连通，前进水口332和后进水口333处安装有止回阀，初始状态下的滑板39位于后进水口333的后侧，前进水口332和后进水口333都暴露出来，当艇体机构1向前移动时，进入到防水外箱31中的水在滑板39的阻力作用下沿着滑板39向上涌动，由于后进水口333距离滑板39的位置更近，所以被滑板39阻挡的水从后进水口333进入到后侧样本箱331中。
[0031]
请参阅图6-7，前后两组样本箱331的内部均安装第二液位传感器334，当后侧样本箱331中的样本水量达标时，安装在后侧样本箱331中的第二液位传感器334将信号发送给plc主控器16，plc主控器16控制驱动箱37的输出端向前递送，带动滑板39移动至前进水口332和后进水口333之间，水进入到前侧样本箱331中，当前侧样本箱331中的样本水量达标时，plc主控器16控制驱动箱37的输出端继续向前递送至前进水口332前侧，完成水体的采集过程，采样过程中左箱腔33和右箱腔34中的进水量始终相同，两组箱腔结构设置有效保证艇体机构1的平衡，防止一侧水箱过重造成的艇体倾翻，实用性更佳。
[0032]
工作原理：通过设置在采样机构3前侧的采样辅助机构2将艇体机构1前进方向上的水草等阻碍物拨开，再由采样机构3对水域环境中的水体进行样本采集，当主艇仓11内部的船体驱动装置带动整个艇体移动时，样本水体进入到采样机构3中，水样泵14开启，由伸入到采样机构3中的软管将采样机构3中的水样抽吸到体积较小的液箱15中，由第一液位传感器151对液箱15中的水进行感应，若移动至特定时间后plc主控器16未接收到来自第一液
位传感器151传来的信号，即表示液箱15中的水位未达标，采样机构3的进水量有异，操作人员可及时将艇体机构1召回，并对艇体机构1进行重新检测和行进路径的重新规划，倾斜设置的两组外扩板35形成喇叭状进水结构，水从两组外扩板35之间进入到防水外箱31内部，拦网36的设置能够对水域环境中的鱼虾类动物进行阻拦，初始状态下的滑板39位于后进水口333的后侧，前进水口332和后进水口333都暴露出来，当艇体机构1向前移动时，进入到防水外箱31中的水在滑板39的阻力作用下沿着滑板39向上涌动，由于后进水口333距离滑板39的位置更近，被滑板39阻挡的水从后进水口333进入到后侧样本箱331中，当后侧样本箱331中的样本水量达标时，安装在后侧样本箱331中的第二液位传感器334将信号发送给plc主控器16，plc主控器16控制驱动箱37的输出端向前递送，带动滑板39移动至前进水口332和后进水口333之间，水进入到前侧样本箱331中，当前侧样本箱331中的样本水量达标时，plc主控器16控制驱动箱37的输出端继续向前递送至前进水口332前侧，完成水体的采集过程。
[0033]
综上所述，本具有平衡结构的水域环境采样无人艇，通过设置在采样机构3前侧的采样辅助机构2将艇体机构1前进方向上的水草等阻碍物拨开，初步净化采样环境，再由采样机构3对水域环境中的水体进行样本采集，无人操作的艇体机构1能够独立进入到不适合人员进入的复杂水域环境中进行取样操作，安全性高，当主艇仓11内部的船体驱动装置带动整个艇体移动时，样本水体进入到采样机构3中，水样泵14开启，由伸入到采样机构3中的软管将采样机构3中的水样抽吸到体积较小的液箱15中，由第一液位传感器151对液箱15中的水进行感应，若移动至特定时间后plc主控器16未接收到来自第一液位传感器151传来的信号，即表示液箱15中的水位未达标，采样机构3的进水量有异，操作人员可及时将艇体机构1召回，并对艇体机构1进行重新检测和行进路径的重新规划，减少艇体机构1空采造成的经济损失，实用性更佳，倾斜设置的两组外扩板35形成喇叭状进水结构，水从两组外扩板35之间进入到防水外箱31内部，拦网36的设置能够对水域环境中的鱼虾类动物进行阻拦，防止鱼虾类动物进入到左右两个箱腔中，保证采集水样的纯净，初始状态下的滑板39位于后进水口333的后侧，前进水口332和后进水口333都暴露出来，当艇体机构1向前移动时，进入到防水外箱31中的水在滑板39的阻力作用下沿着滑板39向上涌动，由于后进水口333距离滑板39的位置更近，所以被滑板39阻挡的水从后进水口333进入到后侧样本箱331中，当后侧样本箱331中的样本水量达标时，安装在后侧样本箱331中的第二液位传感器334将信号发送给plc主控器16，plc主控器16控制驱动箱37的输出端向前递送，带动滑板39移动至前进水口332和后进水口333之间，水进入到前侧样本箱331中，当前侧样本箱331中的样本水量达标时，plc主控器16控制驱动箱37的输出端继续向前递送至前进水口332前侧，完成水体的采集过程，采样过程中左箱腔33和右箱腔34中的进水量始终相同，两组箱腔结构设置有效保证艇体机构1的平衡，防止一侧水箱过重造成的艇体倾翻，实用性更佳。
[0034]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。