空氣動力采樣船的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了空氣動力采樣船，包括船體，船體上設(shè)有無線接收發(fā)射裝置、微控制器、GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置、2個空氣螺旋槳、電機和電源，GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置、電機分別由微控制器控制，配設(shè)遙控器通過無線接收發(fā)射裝置與微控制器進行信息交互。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：自動化設(shè)備代替人工親自進行采樣工作，減小了采樣船的體積，節(jié)省人力、物力和財力，同時也擴大了應(yīng)用范圍；不會擾亂水下生態(tài)，減少了水體污染，采樣結(jié)果更加原始；還解決了船體在淺水區(qū)被水草纏住的問題。
【專利說明】
空氣動力采樣船
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于環(huán)保測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及空氣動力采樣船。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會發(fā)展，環(huán)境問題越來越受到人們的重視，水質(zhì)環(huán)境更是與人們的健康生活密切相關(guān)。因此，定期對水體進行采樣檢測是水質(zhì)安全的保障。傳統(tǒng)的水質(zhì)采樣大多是工作人員親自乘船采樣，耗費人力，且對船體要求大。目前已有的專利已經(jīng)實現(xiàn)了采樣船的自動化采樣，但仍然使用的是水下螺旋槳，螺旋槳直接與水體接觸，破壞了水下的生態(tài)，使得提取的水質(zhì)不再原生態(tài)，同時機油不可避免的污染了水質(zhì)。如果在淺灘或是水草密集的地方很有可能被困住，從而影響了工作的正常進行。改進過的專利雖然實現(xiàn)了空氣動力采樣，但技術(shù)較為復(fù)雜，難以應(yīng)用到實際生活。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型需要解決的問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠在不擾亂水下環(huán)境的情況下對水體進行多次采樣的空氣動力采樣船。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]空氣動力采樣船，包括船體，船體上設(shè)有無線接收發(fā)射裝置、微控制器、GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置、2個空氣螺旋槳、電機和電源，GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置、電機分別由微控制器控制，配設(shè)遙控器通過無線接收發(fā)射裝置與微控制器進行信息交互，空氣螺旋槳分別設(shè)于船體的兩側(cè)，分別由2個電機驅(qū)動，船體的艙內(nèi)設(shè)有采樣存儲倉，采樣存儲倉內(nèi)設(shè)有存儲罐，采樣裝置包括采樣栗，采樣管，伸縮控制器，金屬波紋管和套管，金屬波紋管的一端置于套管內(nèi)，通過伸縮控制裝置控制伸入或提出水下，金屬波紋管的另一端與采樣栗連接，采樣栗與采樣管連接，采樣管的出水口對準(zhǔn)存儲罐。
[0006]伸縮控制裝置包括齒輪、金屬波紋管上設(shè)置的鋸齒、用于收納金屬波紋管的容器和引水管，引水管一端與金屬波紋管相連，另一端與采樣栗連接，齒輪與金屬波紋管上的鋸齒的相契合，齒輪通過步進電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
[0007]采樣存儲倉包括傳送帶，傳送帶由步進電機驅(qū)動，存儲罐依次擺放在傳送帶，采樣栗采集到一定量樣本停止本次采樣后，傳送帶移動一個存儲罐的距離。
[0008]2個空氣螺旋槳分別由2個直流電機驅(qū)動，2個直流電機驅(qū)動同時正轉(zhuǎn)，船體前進；同時反轉(zhuǎn)，船體后退;前進時，左側(cè)轉(zhuǎn)速大于右側(cè)，采樣船右轉(zhuǎn);右側(cè)轉(zhuǎn)速大于左側(cè)，采樣船左轉(zhuǎn)。
[0009]電源采用太陽能電池板，設(shè)有多種輸出接口。
[0010]金屬波紋管的入水端設(shè)有過濾裝置。
[0011]船體的前端和后端均設(shè)有超聲波避障裝置，超聲波避障裝置檢測到障礙物時，超聲波避障裝置將信號傳送給微控制器控制，微控制器通過無線接收發(fā)射裝置將報警信號發(fā)給遙控器，船體根據(jù)微控制器內(nèi)約預(yù)設(shè)的程序或操作者對遙控器的控制自動繞行或手動繞行。
[0012]采樣裝置設(shè)于船頭或船尾。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:自動化設(shè)備代替人工親自進行采樣工作，減小了采樣船的體積，節(jié)省人力、物力和財力，同時也擴大了應(yīng)用范圍；另外，采用空氣動力螺旋槳，避免了傳統(tǒng)螺旋槳與水體接觸的問題，不會擾亂水下生態(tài)，減少了水體污染，采樣結(jié)果更加原始;此外，利用空氣動力技術(shù)的采樣船，還解決了船體在淺水區(qū)被水草纏住的問題;采用傳送帶式的存儲倉，采取的樣本依次擺放在傳送帶上，不會造成混淆，實現(xiàn)了多次采樣；電源采用太陽蓄能電池，下水之前已經(jīng)充電完畢，整個采樣過程中邊放電，邊充電，不會出現(xiàn)電源電量不足，采樣船無法返回的情況。
【附圖說明】
[0014]圖1是空氣動力采樣船的工作原理圖；
[0015]圖2是空氣動力采樣船的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是伸縮控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，1-船體，2-空氣螺旋槳，4-套管，5-金屬波紋管，6-伸縮控制裝置，7_采樣栗，8-采樣管，9-超聲波避障裝置，12-采樣裝置，13-采樣存儲倉，14-遙控器，15-齒輪，16-鋸齒，17-容器，18-引水管。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0019]如圖1-3所示，空氣動力采樣船，包括船體I，船體I上設(shè)有無線接收發(fā)射裝置、微控制器、GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置12、2個空氣螺旋槳2、電機和電源，GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置12、電機分別由微控制器控制，配設(shè)遙控器14通過無線接收發(fā)射裝置與微控制器進行信息交互，空氣螺旋槳2分別設(shè)于船體I的兩側(cè)，分別由2個電機驅(qū)動，船體I的艙內(nèi)設(shè)有采樣存儲倉13，采樣存儲倉13內(nèi)設(shè)有存儲罐，采樣裝置12包括采樣栗7，采樣管8，伸縮控制器，金屬波紋管5和套管4，金屬波紋管5的一端置于套管4內(nèi)，通過伸縮控制裝置6控制伸入或提出水下，金屬波紋管5的另一端與采樣栗7連接，采樣栗7與采樣管8連接，采樣管8的出水口對準(zhǔn)存儲罐。
[0020]伸縮控制裝置6包括齒輪15、金屬波紋管5上設(shè)置的鋸齒16、用于收納金屬波紋管5的容器17和引水管18，引水管18—端與金屬波紋管5相連，另一端與采樣栗7連接，齒輪15與金屬波紋管5上的鋸齒16的相契合，齒輪15通過步進電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
[0021 ]采樣存儲倉13包括傳送帶，傳送帶由步進電機驅(qū)動，存儲罐依次擺放在傳送帶，采樣栗7采集到一定量樣本停止本次采樣后，傳送帶移動一個存儲罐的距離，即下次采取新的樣本時，用過的存儲罐已經(jīng)被移走，空存儲罐到達出水口位置，實現(xiàn)多次取樣。
[0022]2個空氣螺旋槳2分別由2個直流電機驅(qū)動，2個直流電機驅(qū)動同時正轉(zhuǎn)，船體I前進；同時反轉(zhuǎn)，船體I后退;前進時，左側(cè)轉(zhuǎn)速大于右側(cè)，采樣船右轉(zhuǎn);右側(cè)轉(zhuǎn)速大于左側(cè)，采樣船左轉(zhuǎn)。
[0023]電源采用太陽能電池板，設(shè)有多種輸出接口。
[0024]金屬波紋管5的入水端設(shè)有過濾裝置。
[0025]船體I的前端和后端均設(shè)有超聲波避障裝置9，超聲波避障裝置9檢測到障礙物時，超聲波避障裝置9將信號傳送給微控制器控制，微控制器通過無線接收發(fā)射裝置將報警信號發(fā)給遙控器14，船體I根據(jù)微控制器內(nèi)約預(yù)設(shè)的程序或操作者對遙控器14的控制自動繞行或手動繞行。
[0026]采樣裝置12設(shè)于船頭或船尾。
[0027]該空氣動力采樣船的工作原理是:
[0028]在岸邊放下空氣動力采樣船后，采樣人員即可通過遙控器14遠程操控其運行；因為船體I上裝有GPS定位裝置以及三軸加速模塊，所以可以通過遙控器14直觀的看到船體I的運行路線;采樣人員發(fā)出指令，控制電機驅(qū)動空氣螺旋槳2正轉(zhuǎn)，船體I前進;可通過控制左右電機的速度，使船體I轉(zhuǎn)向；在行駛的過程中，若超聲波避障裝置9檢測到船體I前方有障礙物，會在遙控器14上發(fā)出警告，操作人員可選擇自動繞行或是手動繞行。當(dāng)?shù)竭_指定地點時，采樣人員發(fā)出指令使采樣栗7開始工作。通過給出設(shè)定的采樣深度，采樣水管下潛到相應(yīng)的深度后，采樣人員發(fā)出采樣指令，即可實現(xiàn)自動采樣。此時第一個存儲罐正對采樣管8的出水口，當(dāng)?shù)谝淮尾蓸咏Y(jié)束，即采樣栗7停止工作，微控制器會自動給傳送帶的步進電機發(fā)出一個指令，使其向前移動一個采樣罐的距離。若對同一地點不同深度進行采集，可通過遙控器14再次設(shè)定采樣深度即可。采樣結(jié)束后，提出金屬波紋管5，繼續(xù)去下一個采樣點進行采樣，提出的金屬波紋管5會被收到一個收納盒中。整個采樣過程中，太陽能電池板一直在充電，避免了電量不足無法返回的情況。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:自動化設(shè)備代替人工親自進行采樣工作，減小了采樣船的體積，節(jié)省人力、物力和財力，同時也擴大了應(yīng)用范圍；另外，采用空氣動力螺旋槳，避免了傳統(tǒng)螺旋槳與水體接觸的問題，不會擾亂水下生態(tài)，減少了水體污染，采樣結(jié)果更加原始;此外，利用空氣動力技術(shù)的采樣船，還解決了船體在淺水區(qū)被水草纏住的問題;采用傳送帶式的存儲倉，采取的樣本依次擺放在傳送帶上，不會造成混淆，實現(xiàn)了多次采樣；電源采用太陽蓄能電池，下水之前已經(jīng)充電完畢，整個采樣過程中邊放電，邊充電，不會出現(xiàn)電源電量不足，采樣船無法返回的情況。
[0030]以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項】
1.空氣動力采樣船，包括船體，其特征在于:船體上設(shè)有無線接收發(fā)射裝置、微控制器、GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置、2個空氣螺旋槳、電機和電源，GPS裝置、三軸加速度傳感器、采樣裝置、電機分別由微控制器控制，配設(shè)遙控器通過無線接收發(fā)射裝置與微控制器進行信息交互，空氣螺旋槳分別設(shè)于船體的兩側(cè)，分別由2個電機驅(qū)動，船體的艙內(nèi)設(shè)有采樣存儲倉，采樣存儲倉內(nèi)設(shè)有存儲罐，采樣裝置包括采樣栗，采樣管，伸縮控制器，金屬波紋管和套管，金屬波紋管的一端置于套管內(nèi)，通過伸縮控制裝置控制伸入或提出水下，金屬波紋管的另一端與采樣栗連接，采樣栗與采樣管連接，采樣管的出水口對準(zhǔn)存儲罐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣動力采樣船，其特征在于:伸縮控制裝置包括齒輪、金屬波紋管上設(shè)置的鋸齒、用于收納金屬波紋管的容器和引水管，引水管一端與金屬波紋管相連，另一端與采樣栗連接，齒輪與金屬波紋管上的鋸齒的相契合，齒輪通過步進電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣動力采樣船，其特征在于:采樣存儲倉包括傳送帶，傳送帶由步進電機驅(qū)動，存儲罐依次擺放在傳送帶，采樣栗采集到一定量樣本停止本次采樣后，傳送帶移動一個存儲罐的距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣動力采樣船，其特征在于:2個空氣螺旋槳分別由2個直流電機驅(qū)動，2個直流電機驅(qū)動同時正轉(zhuǎn)，船體前進；同時反轉(zhuǎn)，船體后退;前進時，左側(cè)轉(zhuǎn)速大于右側(cè)，采樣船右轉(zhuǎn);右側(cè)轉(zhuǎn)速大于左側(cè)，采樣船左轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣動力采樣船，其特征在于:電源采用太陽能電池板，設(shè)有多種輸出接口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣動力采樣船，其特征在于:金屬波紋管的入水端設(shè)有過濾目.ο7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣動力采樣船，其特征在于:船體的前端和后端均設(shè)有超聲波避障裝置，超聲波避障裝置檢測到障礙物時，超聲波避障裝置將信號傳送給微控制器控制，微控制器通過無線接收發(fā)射裝置將報警信號發(fā)給遙控器，船體根據(jù)微控制器內(nèi)約預(yù)設(shè)的程序或操作者對遙控器的控制自動繞行或手動繞行。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣動力采樣船，其特征在于:采樣裝置設(shè)于船頭或船尾。
【文檔編號】B63H7/02GK205562212SQ201620350752
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】張自嘉, 崔恩隆, 錢琛, 鄧云霏, 高明達
【申請人】南京信息工程大學(xué)