[發明專利]一種水質取樣裝置及取樣方法

有效

• 申請號: 202110149140.5
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN113029683B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 郭慧芳
• 申請（專利權）人: 浙江同濟科技職業學院
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 杭州六方于義專利代理事務所(普通合伙) 33392
• 代理人: 潘欽穎

1.一種水質取樣裝置，其特征在于：包括基板、搭載機構、取樣機構和驅動機構，所述搭載機構通過第一支撐桿連接在所述基板的底部，所述取樣機構通過懸掛機構連接在所述搭載機構上，所述驅動機構設于所述取樣機構的底部；所述搭載機構包括搭載平臺、蓄電池組和船體，所述蓄電池組設于所述搭載平臺的頂面上，所述船體通過第二支撐桿固定連接在所述搭載平臺的底面上，兩個所述船體位于所述驅動機構的兩側，所述船體上設置有方向舵和第一電機，所述第一電機連接所述方向舵；所述取樣機構包括箱體，所述箱體的內部設置有取樣槽、取樣組件、控制器、信號發射器和信號接收器，所述取樣組件連通所述取樣槽，所述箱體的側面上設置有傳感器，所述傳感器、所述取樣組件、所述信號發射器和所述信號接收器均與所述控制器電性連接；所述驅動機構包括第一浮板、第二浮板和驅動馬達，所述第一浮板通過第一固定架固定連接在所述取樣機構的下方，所述第二浮板通過第二固定架連接在所述第一浮板的下方，所述驅動馬達設于所述第二浮板的尾部，所述驅動馬達通過固定掛片連接所述取樣機構。

2.根據權利要求1所述的一種水質取樣裝置，其特征在于：所述基板的頂面上設置有信號放大器，所述基板的側面均勻設置有懸臂，所述懸臂的端部均設置有螺旋槳。

3.根據權利要求1所述的一種水質取樣裝置，其特征在于：所述取樣槽包括第一取樣槽、第二取樣槽、第三取樣槽和第四取樣槽，所述取樣組件包括固定管、分流管、取樣管和水泵，所述分流管連接所述固定管，所述分流管上設置有所述水泵，所述固定管通過導流管分別連接所述第一取樣槽、所述第二取樣槽、所述第三取樣槽和所述第四取樣槽，所述導流管上設置有單向閥，所述取樣管移動連接所述固定管。

4.根據權利要求3所述的一種水質取樣裝置，其特征在于：所述箱體內設置有第二電機，所述第二電機上設置有齒輪，所述取樣管的外側面上設置有齒條，所述齒條與所述齒輪相互嚙合。

5.根據權利要求1所述的一種水質取樣裝置，其特征在于：所述懸掛機構包括平衡桿、連接桿和第三支撐桿，兩個所述平衡桿通過固定套平行固定連接在所述取樣機構的頂部，兩個所述平衡桿之間通過連接桿固定連接，所述平衡桿通過所述第三支撐桿固定連接所述搭載機構。

6.如權利要求1～5中任一項所述的一種水質取樣裝置的取樣方法，其特征在于包括以下步驟：

1)基板加工

a、首先根據設計要求確定基板的尺寸，加工相應的基板，并對基板的表面進行打磨處理，并沿著基板的頂面中心處安裝信號放大器；

b、然后沿著基板的側面開設用于安裝懸臂的螺紋孔，根據設計尺寸選取合適的懸臂，將懸臂固定安裝在基板的側面上，且懸臂沿基板的外側面均勻分布，保證每個懸臂向上傾斜5°～10°；

c、接著根據取樣裝置的設計載重量選取合適尺寸的螺旋槳，將螺旋槳安裝至懸臂的端部；

2)搭載機構裝配

a、首先根據設計要求確定搭載平臺的尺寸，加工相應的搭載平臺，并對搭載平臺的表面進行打磨處理；

b、然后沿著搭載平臺的頂面安裝蓄電池組，根據搭載平臺與基板之間的間距選取合適的第一支撐桿，將搭載平臺通過第一支撐桿固定安裝在基板的底面上；

c、接著根據設計要求制作相應的船體，在船體上安裝方向舵和第一電機，將船體通過第二支撐桿固定安裝在搭載平臺的底面上；

3)取樣機構裝配

a、首先根據設計要求制作相應的箱體，在箱體的側面上安裝傳感器和指示燈；

b、然后根據設計要求在箱體內劃設第一取樣槽、第二取樣槽、第三取樣槽和第四取樣槽的位置，并沿第一取樣槽、第二取樣槽、第三取樣槽和第四取樣槽的頂部水平安裝分流管，在分流管上安裝水泵，沿著分流管的底部等間距安裝帶有單向閥的導流管，使導流管連通相應的取樣槽；

c、接著沿分流管的端部安裝固定管，使固定管貫穿至箱體的底部，沿著固定管的內部安裝取樣管，并在取樣管的外側面上安裝齒條，在沿箱體的內部安裝第二電機，在第二電機上安裝齒輪，使齒輪與齒條相互嚙合，在箱體內安裝控制器、信號發射器和信號接收器，將水泵、信號發射器、信號接收器、傳感器和指示燈與控制器電性連接；

d、最后沿著箱體的頂面安裝平衡桿，將相鄰兩個平衡桿之間通過連接桿固定連接，再將平衡桿通過第三支撐桿固定安裝在搭載平臺的底面上；

4)驅動機構裝配

a、首先根據設計要求制作相應的第一浮板和第二浮板，且第一浮板和第二浮板呈三角形結構，將第一浮板通過第一固定架安裝在箱體的下方，將第二浮板通過第二固定架安裝在第一浮板的下方；

b、然后將驅動馬達固定安裝在第二浮板的尾部，驅動馬達的頂面上通過固定掛片連接箱體的底部；

5)水質取樣

a、首先確定水質取樣的位置，設定取樣裝置的路徑，通過螺旋槳帶動整個取樣裝置移動至設定的水質取樣位置，到達設定位置后使取樣裝置下降停留在水面上；

b、然后啟動第二電機，帶動取樣管向下移動至設定的高度，打開相應取樣槽上的單向閥，啟動水泵，將水通過去取樣管、固定管和分流管，經導流管流入相應的取樣槽中，待第一區域的水質取樣結束后，將取樣管縮回至固定管內；

c、接著啟動驅動馬達，通過第一電機控制方向舵轉向，將取樣裝置移動至第二區域，進行第二區域的水質取樣；

d、待所需的區域水質取樣結束后，啟動螺旋槳，將取樣裝置移動至岸邊，將取樣槽內的水取出，并對取樣裝置進行清理。