一种悬浮式生态环境监测装置的制作方法

1.本发明涉及生态环境监测领域，具体涉及一种悬浮式生态环境监测装置。


背景技术：

2.生态环境，即是“由生态关系组成的环境”的简称，是指与人类密切相关的，影响人类生活和生产活动的各种自然(包括人工干预下形成的第二自然)力量(物质和能量)或作用的总和。生态环境是指影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称，是关系到社会和经济持续发展的复合生态系统。生态环境问题是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。
3.目前对于河流水域的生态环境监测的设备基本上都是对于水下的生态环境进行监测，缺少同时对河流岸边的生态环境进行监测的装置，不利于对整体的河流环境进行分析，而河流岸边及河流表面的物种及生态对生态监测也是重要的参考标准。


技术实现要素：

4.本发明意在提供一种悬浮式生态环境监测装置，以提供一种能够对河流岸边和水下同时进行生态环境监测的装置。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种悬浮式生态环境监测装置，从上至下依次为监测部、漂浮部和悬浮部，漂浮部包括浮板，监测部和浮板可拆卸连接，监测部上设有伸缩连接的监测仪器和水下监测仪，悬浮部包括固定设置在浮板下方的固定架和固定在固定架上的悬浮气泵，设有一矩形架与固定架升降连接，矩形架上阵列设有多个扩散盘，设有输气管与扩散盘连通，输气管与悬浮气泵连接。
6.本方案的有益效果为：
7.1.本发明通过浮板使得监测装置漂浮在水面，可将装置放置于江河表面，监测部能够将水下监测仪伸入水中，进行水质监测，通过该监测装置无需人工取样，减小了工作人员的劳动强度，提升了工作效率，另一方面能够采集较大范围的数据，能够去到很多人难以进入的地方进行生态监测。
8.2.本发明具有两种状态，漂浮部负责漂浮状态，即浮板可以使得装置漂浮在水面上，悬浮部负责悬浮状态，当装置进入悬浮状态时，悬浮气泵通过输气管向扩散盘输送气体，扩散盘通过扩散气体使得装置进入悬浮状态，通过阵列设置多个扩散盘，增加装置底部与水面的接触面积，所以扩散盘对装置同时起到支撑作用，避免装置歪斜影响监测仪器的采集效果。当装置处于悬浮状态时能够提升监测部的高度，便于对岸边的环境进行监测。
9.3.能够监测大范围的河岸环境。本装置放置于河流中漂流时能够很好的监测沿途的生态变化过程，并且同时对水下环境进行监测，能够结合岸边和水下的数据进行结合分析，以获得更加准确的分析结果。常规设于河堤或护坡上的监测装置一方面监测范围较小、难以移动，另一方面河岸是倾斜的容易因河岸的积石产生监控死角，为了防止被涨水时淹
没一般将其设置在堤坝上，距离河岸较远，对河岸附近进行监测效果不好，而我们的装置能够从河流角度观察河岸环境的，可以通过在沿河宽度方向移动，能够更大视角、更完整的进行监测，而常规的监控装置难以移动，即便是在高度上向上移动对监控范围的提升也不大，本技术方案顺水移动时则可观测到常规监测装置监控不足的河岸生态，能够监测到岸边沿途植被恢复情况等，另外本装置能够对部分堤坝、人工护坡的坡脚部分损坏情况进行监测，这些区域受损时往往难以从岸边观测到，但是如果不及时进行修复又会带来严重的财产损失；同时本方案的装置不仅观测岸边的生态，也能够观测到水面生态或者垃圾分布的情况，以提供水下环境的辅助数据。
10.优选的，作为一种改进，浮板下方阵列设有若干气囊腔，气囊腔内均固定连接有气囊和漂浮气泵，漂浮气泵与气囊连通。如此设置使得该监测装置能够适应于更多种环境，浮板具有一定的浮力使其能够适应于水流较为平缓的湖面或者水库环境，但是在水流冲击比较大的河流中，仅依靠浮板的浮力不足以使装置在水中快递上浮，可能会造成装置受水流冲击而损坏或者下沉，因此在浮板下方设有气囊和漂浮气泵，气囊在充气膨胀后能够增加装置的浮力，同时能够对装置起到支撑作用，另外气囊质量较轻便于收纳，能够适应于多种水流环境。
11.优选的，作为一种改进，监测部包括固定块，固定块内设有液压泵，固定块左右两端开有凹槽，凹槽内设有液压缸，液压缸与液压泵连接，液压缸远离固定块的一端均固定安装有监测仪器，固定块前后两端设有安装板，安装板远离固定块的一端均设有可伸入水中的电动伸缩杆，电动伸缩杆的末端设有水下监测仪。
12.如此设置，液压缸能够推动监测仪器使其更加贴近岸边，便于对岸边的环境进行监测。使用电动伸缩杆连接水下监测仪，使其能够对不同深度的水进行监测，使其能够采集到多组不同的数据进行处理，能够更加全面的分析水质，避免了采集同一深度水质的局限性；水下监测仪不工作的时候能通过电动伸缩杆缩回来，避免水下的石块或者暗流对其造成破坏。
13.优选的，作为一种改进，固定块下端设有连接块，连接块两侧开设有连接槽，浮板上开设有容纳连接块的连接腔，连接腔内设有两个电动推杆，电动推杆进行往复运动可插入连接槽以固定连接块。如此设置，能够使得监测部可拆卸连接在浮板上，便于对监测部进行维修、更换以及提取其中的数据。
14.优选的，作为一种改进，固定架下端设有运动机构，运动机构包括转向轴、转向电机和螺旋桨，转向轴固定在固定架下端并与转向电机连接，转向轴的下端固定设有运动电机，运动电机带动螺旋桨转动。通过上述设置，运动机构可以带动监测装置进行移动，可以按照设定的路线进行巡线，对岸边及水下环境进行监测，提升采集的效率；同时能够使得监测装置能够在河流中逆流而上，使得该监测装置能够适应多种环境。
15.优选的，作为一种改进，固定架两侧转动设置有丝杆，丝杆均螺纹连接有螺母块，螺母块和矩形架固定连接，丝杆转动带动矩形架升降。如此设置，当装置处于悬浮状态时，能够通过丝杆的转动调节监测部的高度，通过丝杆调节高度和液压缸调节伸出量的配合，使得监测仪器能够更加贴近岸边，便于对岸边的生态环境进行监测；另一方面通过丝杠调节高度能够进一步的对监测仪器起到保护作用，减少监测仪器撞击到岸边石块的可能性，延长装置的使用寿命。
16.优选的，作为一种改进，矩形架的四个侧面均阵列固定有固定管，输气管均放置于固定管中，扩散盘均固定在固定管远离矩形架的端部。如此设置，当装置处于悬浮状态时，一方面固定管扩大了矩形架底部与水面的接触面积，对固定架起到了支撑作用和稳定作用，防止装置发生倾斜和倾倒，提升装置的稳定性；另一方面，固定管能够增加装置底部的结构强度，将输气管置于固定管中能够对输气管起到保护作用。
17.优选的，作为一种改进，扩散盘为截面呈倒v型的圆盘，圆盘中心开有圆孔与输气管连通，设有一堵块将圆孔堵住，堵块通过弹簧和输气管连接。如此设置，设有堵块堵住圆孔使得水流不会进入输气管中，保证了装置的悬浮性能，启动悬浮气泵进行供气，使得气体通过输气管进入到扩散盘中，气体会推动堵块向下运动，从而使得气体进入扩散盘中，从而实现悬浮作用；扩散盘设置为圆盘，进一步的增加了装置与水面的接触面积，进而增加了气体和水面的接触面积，一方面保证了装置的平衡，另一方面使得增加了装置的浮力；另外扩散盘倒v的形状使其能够容纳一定量的气体，且悬浮气泵持续输送气流，气体能够提供浮力，进而使得监测部能够悬浮起来。另一方面，由于该装置需要对岸边生态进行观测，岸边水较浅，可能会有水草将螺旋桨缠绕住，使其难以提供动力，此时开启悬浮气泵，输气管将气流输送出去，气流带动水流运动一定程度上可以解除水草的缠绕，同时扩散盘中的气体能够使得装置慢慢上浮，气流一边带动水草松动，装置一边上浮，便可将螺旋桨从水草的缠绕中脱离出来，另外如果装置在岸边搁浅，可以通过悬浮部重新回到河流中。
附图说明
18.图1为本发明实施例1的结构示意图；
19.图2为图1中a-a处的剖视图；
20.图3为图1中b-b处的剖视图；
21.图4为图1中c处的放大图；
22.图5为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
23.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
24.说明书附图中的附图标记包括：浮板1、固定块2、监测仪器3、液压缸4、液压泵5、漂浮气泵6、气囊7、气囊腔8、转动电机9、固定架10、固定管11、扩散盘12、螺母块13、螺旋桨14、转向轴15、转向电机16、运动电机17、球形块18、弹簧19、输气管20、丝杆21、水下监测仪22、电动伸缩杆23、安装板24、矩形架25、悬浮气泵26、电动推杆27、连接腔28、连接块29、连接槽30、升降电机31。
25.实施例1基本如图1至图4所示
26.如图1所示的一种悬浮式生态环境监测装置，从上至下依次为监测部、漂浮部和悬浮部，漂浮部使得装置漂浮在水中，漂浮部包括浮板1，本实施例中的浮板1为矩形，如图1所示浮板1下方阵列设有若干气囊腔8，气囊腔8内均固定连接有气囊7和漂浮气泵6，漂浮气泵6与气囊7连通并能向气囊7中输送气体，气囊7在充气膨胀后能够实现漂浮，增加浮力。
27.如图1和图2所示的监测部和浮板1可拆卸连接，监测部包括固定块2，固定块2内设有液压泵5，固定块2左右两端开有凹槽，凹槽内设有液压缸4，液压缸4与液压泵5连接，液压
缸4远离固定块2的一端均固定安装有监测仪器3，固定块2前后两端固定有安装板24，安装板24远离固定块2的一端均设有电动伸缩杆23，电动伸缩杆23的末端设有水下监测仪22。
28.固定块2下端设有连接块29，连接块29两侧开设有连接槽30，浮板1正中开设有能够容纳连接块29的连接腔28，连接腔28左右两侧对称设有两个电动推杆27，电动推杆27进行往复运动可插入连接槽30以固定连接块29，也可推出连接槽30将连接块29取出，实现了将监测部可拆卸连接在浮板1上。
29.如图1和图3所示，悬浮部包括固定设置在浮板1下方的固定架10和固定在固定架10上的悬浮气泵26，设有一矩形架25与固定架10升降连接，具体连接方式为：固定架10两侧开设有纵向的通槽，通槽内转动设有丝杆21转动设置有丝杆21，丝杆21均螺纹连接有螺母块13，螺母块13在丝杆21的带动下和通槽滑动连接，通槽对螺母块13进行限位，螺母块13和矩形架25固定连接，丝杆21转动带动矩形架25升降，设有转动电机9带动丝杆21转动，转动电机9固定安装在固定架10内，如图3所示，矩形架25的四个侧面均阵列固定安装有固定管11，固定管11上阵列设有多个扩散盘12，设有输气管20与扩散盘12连通，输气管20与悬浮气泵26连接。本实施例中的扩散盘12为截面为倒v型的圆盘，圆盘中心开有圆孔与输气管20连通，设有球形块18对输气管20与扩散盘12连接处进行封堵，球形块18通过弹簧19与输气管20连接，自然状态下球形块18在弹簧19拉力的作用下保持对连接处的封堵。
30.固定架10下端设有运动机构，运动机构包括转向轴15、转向电机16和螺旋桨14，转向轴15设在固定架10下端并与转向电机16连接，转向轴15的下端固定设有运动电机17，运动电机17带动螺旋桨14转动。
31.具体实施过程如下：
32.当需要工作时，将监测部的连接块29插入连接腔28中，电动推杆27插入连接槽30中，将监测部固定在浮板1上，保证监测部稳定的固定在浮板1上不会脱落，将装置放入到河流中，启动运动电机17，运动电机17带动螺旋桨14转动，转向电机16能够调节转向轴15，进而调节螺旋桨14的运动方向。当需要对岸边环境进行监测时，启动液压泵5给液压缸4供液压油，从而推动液压缸4带动监测仪器3向外伸出，使其靠近岸边以便于对岸边环境进行监测；当需要对水下环境进行监测时，启动电动伸缩杆23将水下监测仪22伸入水中，对不同深度的水下生态环境进行监测。
33.当需要在较为湍急的水中漂浮时，启动漂浮气泵6对气囊7进行充气，使得气囊7膨胀，增加浮板1的浮力，防止装置受到水流撞击而下沉；当需要装置悬浮以获得更好的监测环境时，启动悬浮气泵26对扩散盘12进行供气，使得气体通过输气管20进入扩散盘12中，过程中气体推动球形块18向下运动，从而使得气体进入扩散盘12中，同时悬浮气泵26继续输送高压气体，使得监测部能够悬浮起来；当需要对悬浮的高度进行调节时，启动转动电机9带动丝杆21转动，进而实现对悬浮的位置进行调节。
34.实施例2基本如图5所示
35.如图5所示的实施例2基本与实施例1相同，不同之处在于固定架10两侧开设有纵向的通槽，通槽上端均固定设有升降电机31，升降电机31的输出轴上固定有螺母块13，螺母块13在升降电机31的带动下和通槽滑动连接，通槽对螺母块13进行限位，螺母块13和矩形架25固定连接，升降电机31带动矩形架25升降。
36.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识
在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。