一种水土修复用污水采样装置的制作方法

1.本技术涉及环境治理设备领域，具体言，涉及一种水土修复用污水采样装置。


背景技术：

2.随着社会对环境问题的日益重视，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理的工作迫在眉睫，高效全面的获取水质信息是水污染防治工作的先决条件，水质采样工作则是污水治理和污水修复的首个环节。
3.目前大部分的采样工作是由人工手持采样瓶来完成的，人工采样的缺点是：成本高、效率低、费时费力；无法适应复杂陌生环境，尤其是在水域面积较广的环境下，需要采样人员乘坐船类交通工具前往水域中部进行水样采集，除了费时之外，还附带有一定危险。
4.现有方案中存在借助无人机进行水样采集的装置，但是这一类装置大多只能进行单次采样，难以进行多次采样且难以将多次采样的结构混合后带回。


技术实现要素：

5.本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
6.为了解决以上背景技术部分提到的技术问题，本技术的一些实施例提供了一种水土修复用污水采样装置，包括：无人机和安装于无人机上的采样组件；无人机包含：机体、支脚和螺旋桨；支脚用于支撑机体且用于无人机着地；所述采样组件包括：储水箱，储水箱安装于机体下方；取样件，取样件位于储水箱的下方；驱动件，驱动件安装于储水箱上；传动件，传动件用于在驱动件和取样件之间构成传动以使取样件可上移至注水位和下移至取样位；其中，储水箱中设有注水口；取样件上设有出水口；取样件上移至注水位时注水口和出水口的位置匹配；取样件下移至取样位以使取样件至少部分位于污水中采样；取样件上移至注水位以使取样件中的污水注入至储水箱中；注水口处设有单向件以使储水箱在取样件在取样位时密封。
7.进一步地，取样件中开设容纳腔；容纳腔中设有第一活塞件，第一活塞件与容纳腔的内壁抵接；第一活塞件可相对取样件上移至压缩位和下移至储液位；第一活塞件中开设通槽；通槽中设有第二活塞件，第二活塞件与容纳腔的内壁抵接以使第二活塞件上方的部分和第二活塞件下方的部分相互密封隔绝；第二活塞件可相对第一活塞件上移至封闭位和下移至开口位；取样件位于取样位时，第一活塞件位于储液位以使容纳腔可容纳液体，第二活塞件位于开口位以使液体可通过通槽流入至容纳腔中；取样件位于注水位时，第一活塞件位于压缩位以使容纳腔中的液体从出水口向外排出至注水口处；第二活塞件位于封闭位以使第一活塞件和第二活塞件封闭取样件。
8.进一步地，第一活塞件上设有第一弹性件，第一弹性件用于在第一活塞件和容纳腔的顶壁之间构成弹性传动，以使第一活塞件受到下移至储水位的作用力；通槽中形成有
抵接面；第二活塞件上设有第二弹性件，第二弹性件用于在第一弹性件和抵接面之间构成弹性传动，以使第二活塞件受到下移至开口位的作用力；传动件穿过取样件且与第二活塞件固定。
9.进一步地，注水口处形成有向外凸出的注水管；注水管的位置和形状与出水口匹配；注水管的端部形成有第一导向圆弧面；出水口处形成有第二导向圆弧面。
10.进一步地，储水箱上形成有进水管，进水管的位置和形状与注水口匹配；单向件设于进水管中：单向件包含：弹性阀芯，弹性阀芯为柔性可发生形变的结构；抵接板，抵接板与弹性阀芯边部抵接；抵接锥，抵接锥与弹性阀芯的中部抵接；抵接锥和抵接板均与弹性阀芯抵接，以使弹性阀芯发生形变；抵接锥位于弹性阀芯上上方，抵接板位于弹性阀芯的下方。
11.进一步地，进水管的内壁上形成有多个进水柱；弹性阀芯上开设有多个与进水柱匹配的缺口。
12.进一步地，抵接板远离弹性阀芯的一端安装固定架，固定架上形成有第一螺纹部；进水管的内壁开设第一螺纹槽，第一螺纹部与第一螺纹槽匹配；固定架的中部开设第二螺纹槽；抵接锥的边部设有安装架，安装架的边部形成有第二螺纹部；第二螺纹部与第二螺纹槽匹配；其中，弹性阀芯的两端均设有抵接板和固定架的结构；弹性阀芯的两端均设有抵接锥和安装架的结构；安装架通过第二螺纹部安装至第二螺纹槽处。
13.进一步地，抵接锥远离弹性阀芯的一端上形成有第一插入槽；固定架远离弹性阀芯的一端上形成有第二插入槽；第一插入槽和第二插入槽在弹性阀芯上的投影均为至少具有直线的形状。
14.进一步地，传动件为绳索；驱动件为卷扬机；驱动件远离注水口；传动件在储水箱的下方向驱动件的方向弯折后与驱动件连接。
15.进一步地，注水口处设有导向件；导向件中形成有导向壁；导向壁包含第一导向面和第二导向面；第一导向面的位置和形状均与取样件位于注水位时的位置和形状匹配；第二导向面与第一导向面相衔接，第二导向面为锥形的扩口面；传动件弯折后穿过第一导向面。
16.本技术的有益效果在于：1. 可以进行多次采样，并将多次的采样的污水逐步注入到储水箱中；2. 结构简单，可实现无人机在空中进行采样；3. 只可向储水箱中注水而不能使储水箱中的水向外泄出，更好的保证污水的储存。
附图说明
17.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
18.另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。
19.在附图中：图1是根据本技术实施例的整体示意图；
图2是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了图1在另一个视角观测的结构；图3是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了采样件和部分周围零件的结构；图4是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了固定件结构；图5是图4的a部放大图；图6是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了单向件的结构；图7是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了抵接板和抵接锥配合在一起的结构；图8是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了固定架的结构；图9是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了抵接板的结构；图10是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了抵接锥和安装架的结构；图11是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了图1的剖视结构；图12是图11的b部放大图;图13是图11的c部放大图;图14是图11的d部放大图;图15是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了第一活塞件的结构；图16是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了单向件的剖视的结构；图17是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了单向件与进水管配合的剖视的结构；图18是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了第二插入槽位置和部分周围零件的结构；图19是实施例的一部分的结构示意图，主要示出了进水柱的剖视的结构。
20.附图标记：无人机1、采样组件2、单向件3、第一活塞件4、第二活塞件5、第一弹性件6、第二弹性件7、导向件8、固定件9、机体11、支脚12、螺旋桨13、储水箱21、取样件22、驱动件23、传动件24、弹性阀芯31、抵接板32、抵接锥33、进水柱34、固定架35、安装架36、通槽41、圆环板42、橡胶套43、第一导向面81、第二导向面82、安装板91、夹板92、安装壳93、凸起柱921、线绳922、限位板923、销轴924、扭簧925、注水口211、注水管212、进水管213、出水口221、容纳腔222、缺口311、第一插入槽331、第一螺纹部351、第一螺纹槽352、第二螺纹槽353、第二螺纹部354、第二插入槽355、通孔356、第一导向圆弧面2121、第二导向圆弧面2122。
具体实施方式
21.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现， 而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
22.另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.需要注意，本公开中提及的
“ꢀ
第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
24.需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
25.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
26.参照图1-19，一种水土修复用污水采样装置，包括：无人机1和安装于无人机1上的采样组件2；无人机1包含：机体11、支脚12和螺旋桨13；支脚12用于支撑机体11且用于无人机1着地；螺旋桨13用于使机体11在空中飞行；所述采样组件2包括：安装壳93，安装壳93安装在机体11下方，安装壳93通过固定件9与机体11固定在一起；安装壳93中安装有储水箱21，储水箱21位于机体11下方；储水箱21的下方设有取样件22，取样件22位于储水箱21的下方；储水箱21的下方设有驱动件23，驱动件23具体安装在安装可上；驱动件23上设有传动件24，传动件24用于在驱动件23和取样件22之间构成传动以使取样件22可上移至注水位和下移至取样位；本技术中的驱动件23为卷扬机，传动件24为绳索，通过将绳索绕在卷扬机上，可以通过卷扬机带动采样件上移，或卷扬机向外松开绳索，使取样件22在重力作用下向下移动，进而实现采样间的上移和下移；注水位和取样位是指采样件所在的位置，注水位是采样件所在的最上方的位置，取样位是指采样件位于最下方的位置。
27.储水箱21中设有注水口211；取样件22上设有出水口221；安装外壳上设有开口，使注水口211露在外面；取样件22上移至注水位时注水口211和出水口221的位置匹配；取样件22下移至取样位以使取样件22至少部分位于污水中采样；取样件22上移至注水位以使取样件22中的污水注入至储水箱21中；取样件22下移至取样位，用于将污水盛放在采样件中；注水口211处设有单向件3以使储水箱21在取样件22在取样位时密封，单向件3使储水箱21外部的水可以进入到储水箱21中，而储水箱21中的水无法反向流动向外留出，进而实现了水的单向注入；那么可以通过采样件进行多次采样，将水注入到储水箱21中，但是储水箱21中的水无法向外流出，这样的方式可以更好的对污水进行保存，避免出现泄露部分污水导致污水的纯度发生变化，影响后续检测结果的问题，现有的一般都是将一个杯子放在无人机1上，然后无人机1进行采样，但是在这个过程中只能采样一次，无法进行采样多次并混合，本发明通过对储水箱21中的水实现很好的保存，可以实现在空中进行注入污水，并且可以随意向储水箱21中进行注水，进而可以进行多次污水取样，然后将污水进行混合，从而更好的保证了采样的准确性；通过无人机1的形式，使得采样更加安全，因为水土修复后往往需要在河流的中心或其他比较危险的地方进行采样的操作。
28.进一步地，取样件22为筒状结构，取样件22中开设容纳腔222，容纳腔222用于容纳污水；容纳腔222中设有第一活塞件4，第一活塞件4与容纳腔222的内壁抵接；第一活塞件4可相对取样件22上移至压缩位和下移至储液位；第一活塞件4中开设通槽41；通槽41中设有第二活塞件5，第二活塞件5与容纳腔222的内壁抵接以使第二活塞件5上方的部分和第二活塞件5下方的部分相互密封隔绝；第二活塞件5可相对第一活塞件4上移至封闭位和下移至开口位；第一活塞件4和第二活塞件5均为柔性的橡胶材料，第一活塞件4上设有第一弹性件6，第一弹性件6用于在第一活塞件4和容纳腔222的顶壁之间构成弹性传动，以使第一活塞件4受到下移至储水位的作用力；通槽41中形成有抵接面；第二活塞件5上设有第二弹性件
7，第二弹性件7用于在第一弹性件6和抵接面之间构成弹性传动，以使第二活塞件5受到下移至开口位的作用力；传动件24穿过取样件22且与第二活塞件5固定。
29.使用时，首先无人机1飞往指定的位置，然后卷扬机将传动件24向外松开，采样件在重力的作用下向下放，然后采样件部分位于污水中，这时第一活塞件4会在第一弹性件6的作用下位于储液位，第二活塞件5在第二弹性件7的作用下位于开口位，这时第二活塞件5位于第一活塞件4的下方，第一活塞件4的通槽41和第二活塞件5存在间隙，外部的污水会进入到容纳腔222中，采样件的上方有出水口221，所以容纳腔222不是密封的，外部污水可以正常进入到容纳腔222中，污水进入到容纳腔222中的量取决于采样件下移的位置，使容纳腔222中可以全部装满污水也可以部分装有污水；然后传动件24带动第二活塞件5向上移动，第二活塞件5通过第二弹性件7带动第一活塞件4上移，但是第一活塞件4上方全是污水，所以第一活塞件4无法上移，第二活塞件5上移至通槽41中将通槽41封闭，第二活塞件5继续上移直至第二活塞件5与抵接面抵接，然后第二活塞件5通过抵接面带动第一活塞上移，第一活塞上方有第一弹性件6，使第一活塞件4相对采样件上移，第一活塞件4通过第一弹性件6带动采样件上移，采样件上移至最上方时，也就是采样件上移至注水位，出水口221与注水口211相对，采样件与安装外壳的下表面抵接，采样件无法继续上移，但是驱动件23继续通过传动杆件带动第二活塞件5上移，这时第二活塞件5带动第一活塞件4上移，由于采样件无法继续上移，所以第一弹性件6被压缩，第一活塞件4相对采样件运动，第一活塞件4会将容纳腔222中的污水向上压缩挤出，使污水从出水口221经过注水口211和单向件3进入到储水箱21中，实现了对储水箱21的加水，一整套流程下来，并不需要复杂的驱动装置实现无人机1多次取样，所以具有结构简单，效果优异的功能。
30.综上，第一活塞件4和第二活塞件5具有以下功能，取样件22位于取样位时，第一活塞件4位于储液位以使容纳腔222可容纳液体，第二活塞件5位于开口位以使液体可通过通槽41流入至容纳腔222中；取样件22位于注水位时，第一活塞件4位于压缩位以使容纳腔222中的液体从出水口221向外排出至注水口211处；第二活塞件5位于封闭位以使第一活塞件4和第二活塞件5封闭取样件22。
31.进一步地，由于实际使用时出水口221难以更加精准的对准注水口211，为了解决上述问题，本发明注水口211处形成有向外凸出的注水管212；注水管212的位置和形状与出水口221匹配；注水管212的端部形成有第一导向圆弧面2121；出水口221处形成有第二导向圆弧面2122。注水口211处设有导向件8；导向件8中形成有导向壁；导向件8为桶装结构，导向壁为导向件8的内壁，导向壁包含第一导向面81和第二导向面82；第一导向面81的位置和形状均与取样件22位于注水位时的位置和形状匹配；第二导向面82与第一导向面81相衔接，第二导向面82为锥形的扩口面；传动件24弯折后穿过第一导向面81。
32.在采样件上移时，在采样件至少部分位于导向件8中时，采样件可能并非竖向的，采样件可能倾斜，可能歪歪扭扭，那么采样件会在第二导向面82的作用下逐渐向注水口211的中部靠近，并直至采样件至少部分位于第一导向面81中位置，这样便可使出水口221精准的与注水口211对准，更好的使采样件与储水箱21对接。由于注水口211处安装了注水管212，注水管212可以插入到出水口221中，这样可以使出水口221与注水口211接触的面积增加，避免容纳腔222中的污水向储水箱21注入时出现漏水的现象，更好的保证注水的稳定
性。
33.注水结束后，驱动件23将传动件24逐渐向外松开放出，进而采样件会在重力的作用下向下坠落，然后第一活塞件4会在第一弹性件6的作用下逐渐恢复，然后第一活塞件4逐渐相对采样件下移，第二活塞件5在第二弹性件7的作用下相对第一活塞件4下移，直至第一活塞件4下移至储水位和第二活塞件5下移至开口位位置；然后由于第一活塞件4上方可能会有部分污水的残余，所以本发明在第一活塞件4上开设锥形面，锥形面用于使第一活塞件4上残余的污水从通槽41处向外排出，使得采样件在取样一次后再次进行取样时容纳腔222中不会存在污水，更好的保证每次采样的量或质量。
34.在其他实施例中，储水箱21上形成有进水管213，进水管213的位置和形状与注水口211匹配；单向件3设于进水管213中：单向件3包含：弹性阀芯31，弹性阀芯31为柔性可发生形变的结构；进水管213中设有抵接板32，抵接板32与弹性阀芯31边部抵接；弹性阀芯31远离抵接板32的一端设有抵接锥33，抵接锥33与弹性阀芯31的中部抵接；抵接锥33和抵接板32均与弹性阀芯31抵接，以使弹性阀芯31发生形变；抵接锥33位于弹性阀芯31上上方，抵接板32位于弹性阀芯31的下方。进水管213的内壁上形成有多个进水柱34；弹性阀芯31上开设有多个与进水柱34匹配的缺口311。
35.下方的水向上流动时，可以将弹性阀芯31沿着弹性阀芯31的边缘进行掀开，进而会使下方的水可以进入到上方，而上方的水向下流动时，会将弹性阀芯31越压越紧，使其无法掀开，从而实现了单向件3控制水流的单向流动。
36.在其他实施例中，为了方便单向件3的安装在抵接板32远离弹性阀芯31的一端安装固定架35，固定架35上形成有第一螺纹部351；进水管213的内壁开设第一螺纹槽352，第一螺纹部351与第一螺纹槽352匹配；固定架35的中部开设第二螺纹槽353；抵接锥33的边部设有安装架36，安装架36的边部形成有第二螺纹部354；第二螺纹部354与第二螺纹槽353匹配；其中，弹性阀芯31的两端均设有抵接板32和固定架35的结构；弹性阀芯31的两端均设有抵接锥33和安装架36的结构；安装架36通过第二螺纹部354安装至第二螺纹槽353处。通过在弹性阀芯31的两个端面均设有抵接板32和抵接锥33，从而会导致单向件3为可以控制方向的单向件3，在将单向件3安装后可以使储水箱21外部的水流入到储水箱21中，也可以使储水箱21中的水向外留出，便于后续使用时对单向件3进行清洗以及便于单向件3的安装和更换，并且抵接锥33和抵接板32可以调节到不同的位置，使抵接锥33扎入到弹性阀芯31中的位置不同，进而可使弹性阀芯31发生不同的形变，可以控制其弹性阀芯31打开的水压。
37.进一步地，抵接锥33远离弹性阀芯31的一端上形成有第一插入槽331；固定架35远离弹性阀芯31的一端上形成有第二插入槽355；第一插入槽331和第二插入槽355在弹性阀芯31上的投影均为至少具有直线的形状。在安装时，可以通过外部工具对抵接板32和抵接锥33的位置进行调节。
38.在其他实施例中，固定件9包含：安装板91，安装板91安装在机体11的下方，安装壳93与安装板91固定；安装板91的两侧面处设有限位板923，限位板923中穿设有销轴924，销轴924与限位板923转动连接；销轴924上固定安装夹板92，销轴924上安装扭簧925，夹板92和夹板92处的两件设有多个，且均位于安装板91的两侧，夹板92可以在扭簧925的作用下夹住安装壳93，夹板92的下部设有凸起柱921，凸起柱921上缠绕有线绳922，线绳922用于兜住安装壳93的下方，线绳922与安装板91用于对安装壳93上下移动进行定位；两个夹板92夹住
安装壳93，用于对安装壳93在另一个维度的上的移动进行限位以及定位；安装板91的下方设有多个限位柱，限位柱与安装壳93抵接，用于对安装壳93进行限位，进而使安装壳93固定在安装板91的下方。
39.在其他实施例中，安装壳93的顶部是有第一挡板的，第一挡板可以相对安装壳93旋转使安装壳93打开；储水箱21的顶部设有第二挡板，第二挡板相对储水箱21旋转可以使储水箱21进行打开，进而便于后续对储水箱21打开取出进行取水的操作。
40.在其他实施例中，固定架35上开设多个通孔356，通孔356可使水正常通过固定架35。
41.在其他实施例中，第一活塞件4包含：圆环板42，圆环板42与容纳腔222内壁抵接；圆环板42的内圆环面上安装胶皮套，胶皮套用于与容纳腔222抵接，通过橡胶套43将容纳腔222在橡胶套43上方和下方的部分密封；锥面开设在橡胶套43上。
42.以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。