[發(fā)明專利]一種自動(dòng)化定深取水裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910676877.5
• 申請(qǐng)日: 2019-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110333100B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭語(yǔ);孟濤濤;高英杰;鄒益民;駱誠(chéng);楊志朋;樊華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N1/10
• 分類號(hào): G01N1/10;G08C17/02;B66D1/12;B66D1/14;B66D1/36;B66D1/48
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種自動(dòng)化定深取水裝置，包括掛載卷?yè)P(yáng)機(jī)（1）和定深采水器（2），所述掛載卷?yè)P(yáng)機(jī)（1）內(nèi)部包括蓄電池（101）、卷筒軸組件（102）、鋼絲繩（103）、聯(lián)軸器（104）、電機(jī)組件、掛載卷?yè)P(yáng)機(jī)控制模塊、往復(fù)絲杠排繩組件（110）、滑輪組件（111）、蝸桿軸組件（112）和卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113），所述掛載卷?yè)P(yáng)機(jī)控制模塊和蓄電池（101）安裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）上通過(guò)連接線連接各電器元件，所述掛載卷?yè)P(yáng)機(jī)控制模塊包括卷?yè)P(yáng)機(jī)主控模塊（107）和掛載箱無(wú)線信號(hào)模塊（108），所述電機(jī)組件包括電機(jī)支架（105）和蝸輪蝸桿減速電機(jī)（106），所述蝸輪蝸桿減速電機(jī)（106）通過(guò)電機(jī)支架（105）固定在卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）上，所述卷筒軸組件（102）包括主動(dòng)錐齒輪（1021）、卷筒軸軸承組件（1022）、卷筒軸（1023）和開(kāi)口型固定環(huán)（1024），卷筒軸（1023）通過(guò)卷筒軸承組件（1022）安裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）上，所述蝸桿軸組件（112）包括蝸桿軸軸承組件（1121）、蝸桿軸（1122）和從動(dòng)錐齒輪（1123），所述蝸桿軸（1122）通過(guò)蝸桿軸軸承組件（1121）安裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）上，所述蝸輪蝸桿減速電機(jī)（106）的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器（104）與卷筒軸（1023）的軸端相連，所述卷筒軸（1023）另一軸端固定有主動(dòng)錐齒輪（1021），與蝸桿軸（1122）軸端的從動(dòng)錐齒輪（1123）配合，所述往復(fù)絲杠排繩組件（110）包括排線滑塊（1101）、往復(fù)絲杠軸承組件1（1102）、往復(fù)絲杠（1105）、排線導(dǎo)向軸（1106）、往復(fù)絲杠軸承組件2（1107）和蝸輪（1108），所述往復(fù)絲杠（1105）和排線導(dǎo)向軸（1106）通過(guò)往復(fù)絲杠軸承組件1（1102）和往復(fù)絲杠軸承組件2（1107）安裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）上，所述往復(fù)絲杠（1105）平行于卷筒軸（1023），所述往復(fù)絲杠（1105）的軸端固定有蝸輪（1108）且與蝸桿軸（1122）相配合，所述排線導(dǎo)向軸（1106）平行于往復(fù)絲杠（1105），所述往復(fù)絲杠（1105）和排線導(dǎo)向軸（1106）分別穿過(guò)排線滑塊（1101）的兩孔，所述排線滑塊（1101）中間安放活舌（1104），所述滑輪組件（111）包括滑輪支架、滑輪（1113）和滑輪安裝螺柱（1114），所述滑輪（1113）通過(guò)滑輪安裝螺柱（1114）安放在對(duì)應(yīng)滑輪支架上，所述滑輪支架安裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）上，所述卷筒軸（1023）的中間段繞有相應(yīng)圈數(shù)鋼絲繩（103），所述鋼絲繩（103）一端固定在開(kāi)口型固定環(huán)（1024）的槽中，另一端在通過(guò)排線滑塊（1101）上的孔后，通過(guò)滑輪組件（111），最終通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）中心的孔位下放；

所述定深采水器（2）包括采水瓶（209）、采水瓶上蓋板（202）、吊環(huán)（203）、采水瓶下蓋板（210）、水下控制盒（204）、防水接頭（205）、壓力變送器（206）、電磁吸盤（207）和蓋板連接繩（212），所述采水瓶（209）底部一側(cè)有水管（208），所述吊環(huán)（203）通過(guò)螺釘固定在采水瓶（209）頂部，所述鋼絲繩（103）與吊環(huán)（203）通過(guò)連接繩組（4）連接，所述采水瓶（209）頂部固定有水下控制盒（204），所述壓力變送器（206）與電磁吸盤（207）的電纜通過(guò)防水接頭（205）與水下控制盒（204）連接，所述水下控制盒（204）包括水下控制盒主控模塊（2041）和水下控制盒無(wú)線信號(hào)模塊（2042），所述壓力變送器（206）通過(guò)膠帶固定于采水瓶（209）上，所述電磁吸盤（207）通過(guò)螺釘固定于水下控制盒（204）上，所述采水瓶（209）內(nèi)部有采水瓶上蓋板（202）和采水瓶下蓋板（210），所述采水瓶上蓋板（202）和采水瓶下蓋板（210）以蓋板連接繩（212）連接；

所述卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）在對(duì)應(yīng)位置有安裝孔，在正中心有出繩口，腳杯（109）放置在底板周邊孔位處；

所述滑輪組件（111）包括兩個(gè)相同的滑輪（1113）、兩個(gè)相同的導(dǎo)向螺柱（1112）、三個(gè)相同的滑輪安裝螺柱（1114）和兩個(gè)不同的滑輪支架1（1111）以及滑輪支架2（1115）組成，所述滑輪（1113）通過(guò)滑輪安裝螺柱（1114）安放在滑輪支架1（1111）和滑輪支架2（1115）上，所述滑輪支架2（1115）安裝一個(gè)鋼絲繩導(dǎo)向螺柱（1112），所述鋼絲繩導(dǎo)向螺柱（1112）通過(guò)螺母固定在卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝底板（113）上；

所述定深采水器（2）還有2個(gè)圓盤碼（211），所述圓盤碼（211）通過(guò)對(duì)應(yīng)螺釘分別固定在采水瓶上蓋板（202）和采水瓶下蓋板（210）上；

所述采水瓶上蓋板（202）固定有蓋板提手（201）；

所述采水瓶（209）側(cè)面開(kāi)有槽，所述采水瓶上蓋板（202）側(cè)面有螺紋孔，所述蓋板提手（201）頭部為螺紋結(jié)構(gòu)，蓋板提手（201）頭部插入槽后，擰入到采水瓶上蓋板（202）側(cè)面螺紋孔處從而固定，所述采水瓶（209）上下面不封閉，有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述采水瓶上蓋板（202）和采水瓶下蓋板（210）放置在凸臺(tái)上；

所述往復(fù)絲杠排繩組件（110）還有活舌（1104），所述活舌（1104）靠緊往復(fù)絲杠（1105）的螺旋槽，所述活舌（1104）安放在排線滑塊（1101）內(nèi)部，通過(guò)活舌調(diào)整螺釘（1103）壓在往復(fù)絲杠（1105）螺旋槽中；

所述自動(dòng)化定深取水裝置還包括遙控器（3）和運(yùn)輸工具，所述運(yùn)輸工具為無(wú)人機(jī)（5），所述遙控器（3）通過(guò)掛載箱無(wú)線信號(hào)模塊（108）與卷?yè)P(yáng)機(jī)主控模塊（107）通訊，所述遙控器（3）通過(guò)水下控制盒無(wú)線信號(hào)模塊（2042）與水下控制盒主控模塊（2041）通訊。

2.一種使用權(quán)利要求1所述自動(dòng)化定深取水裝置的控制方法，自動(dòng)化定深取水裝置包括采水控制、無(wú)線傳輸和電機(jī)控制，通過(guò)對(duì)應(yīng)運(yùn)輸工具實(shí)現(xiàn)遙控操作的定深度取水，其特征在于，具體步驟如下：

定深采水器（2）開(kāi)始工作的控制過(guò)程為；

遙控器（3）給予掛載卷?yè)P(yáng)機(jī)（1）和定深采水器（2）采集指定深度的水的命令后，卷?yè)P(yáng)機(jī)主控模塊（107）控制蝸輪蝸桿減速電機(jī)（106）運(yùn)轉(zhuǎn)，開(kāi)始下放定深采水器（2），并開(kāi)始記錄下放時(shí)間，同時(shí)通過(guò)定深采水器需到達(dá)的水下深度、電機(jī)轉(zhuǎn)速和卷筒軸繞繩直徑來(lái)計(jì)算需要的定深采水器水下下放的時(shí)間，所述定深采水器需到達(dá)的水下深度，比遙控器給予的指定深度多幾米；

定深采水器（2）到達(dá)水面的控制過(guò)程為；

壓力變送器（206）感應(yīng)到到達(dá)水面，給予水下控制盒主控模塊（2041）信號(hào)，繼而控制水下控制盒無(wú)線信號(hào)模塊（2042）發(fā)送信號(hào)給掛載卷?yè)P(yáng)機(jī)（1），掛載箱無(wú)線信號(hào)模塊（108）接受到無(wú)線信號(hào)后，給予卷?yè)P(yáng)機(jī)主控模塊（107）電信號(hào)，卷?yè)P(yáng)機(jī)主控模塊（107）開(kāi)始定時(shí)，所述卷?yè)P(yáng)機(jī)主控模塊定時(shí)量為定深采水器（2）開(kāi)始工作的控制過(guò)程中定深采水器水下下放的時(shí)間；

定深采水器（2）到達(dá)指定深度時(shí)的控制過(guò)程為；

壓力變送器（206）感應(yīng)到指定水深，給予水下控制盒（204）信號(hào)，水下控制盒（204）控制電磁吸盤（207）斷電，兩個(gè)蓋板下放，封閉定深采水器（2），完成指定深度采水；

定深采水器（2）到達(dá)指定深度后的控制過(guò)程為；

定深采水器（2）繼續(xù)下放，當(dāng)定深采水器（2）到達(dá)水面的控制過(guò)程中所述定時(shí)結(jié)束后，卷?yè)P(yáng)機(jī)主控模塊（107）控制蝸輪蝸桿減速電機(jī)（106）反轉(zhuǎn)以拉升定深采水器（2），與此同時(shí)停止定深采水器（2）開(kāi)始工作的控制過(guò)程中的下放時(shí)間計(jì)時(shí)，改為記錄定深采水器上升時(shí)間，當(dāng)定深采水器上升時(shí)間記錄到與下放時(shí)間一致時(shí)，蝸輪蝸桿減速電機(jī)（106）停轉(zhuǎn)，并由掛載箱無(wú)線信號(hào)模塊（108）發(fā)送取水完成的信號(hào)給遙控器（3）；

所述取水操作過(guò)程前，需要將采水瓶上蓋板（202）通過(guò)蓋板提手（201）提到電磁吸盤（207）處，通電后的電磁吸盤（207）將吸住采水瓶上蓋板（202），保持定深采水器（2）開(kāi)啟，所述取水操作過(guò)程前，需要通過(guò)無(wú)人機(jī)（5）或其他運(yùn)輸工具，將自動(dòng)化定深取水裝置送到合適位置。