CN105334079A - 一种太阳能水样采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种太阳能水样采集装置，包括架体、漂浮板、潜水泵的安装槽、升降杆、推进器、水深探测器、系统控制组件、底部防护板、压力传感器、太阳能组件、水样池和路程控制器；架体设有若干个漂浮板；安装槽一端铰接于架体，另一端铰接于升降杆，用于调节潜水泵的潜水深度；升降杆上设有若干第一定位件，第一定位件与架体上的第二定位件连接；推进器和水深探测器设于装置底部，并分别与系统控制组件连接；底部防护板固定连接于安装槽下方，与水平面呈35°夹角，底部防护板外侧设置有与系统控制组件连接的压力传感器；太阳能组件为抽排水装置的所有需能部件提供能源。本装置可方便快捷的随时采集水样，尤其是对于远水区的采样具有重要的作用。

Description

一种太阳能水样采集装置

技术领域

本发明涉及抽排水装置的技术领域，更具体地，涉及一种太阳能水样采集装置。

背景技术

在许多领域和情况下都会需要对大型水域进行取样，而且需要定期进行，如水域检测等。对于离岸边较远位置的水样检测，如果每次都出动人工去采样，显然费时费力。

因此，设计一种可随时随地采集水样的装置，对于水域检测或相关的水质研究工作，具有重要的意义。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种安全的太阳能水样采集装置，在所述装置上设有安装潜水泵的安装槽，装置不管水位的变化始终漂浮在水面，进而确保了其上的潜水泵始终位于水面深处，而且方便操作人员的操作控制。

在安装有潜水泵的安装槽下方固定连接一个底部防护板；所述底部防护板为与水平面呈35°夹角的弧形板，弧形板外侧设置压力传感器；压力传感器与系统控制组件连接。在实际工作中，当装置移动遇到水底的泥沙堆时，底部设置的外侧面光滑的凹陷状弧形板大大降低了阻力，而且弧形板具有的合适角度能够帮助装置顺利越过泥沙堆，并且弧形板还能够对潜水泵起到保护作用，阻挡泥沙进入潜水泵。同时，当水底的泥沙堆过大或者过高，装置借助所设计的弧形板也无法跨越时，沙堆对弧形板产生的压力必然增加，这时弧形板外侧的压力传感器能够感受并分析压力的大小，当压力大于等于预设值时，压力传感器将信号发送到系统控制组件，系统控制组件可控制推进器运行，直至将装置移动到满足水深条件的水面。

整个抽排水装置完全由太阳能组件供能，即克服了上述抽排水装置与外界连通电路所存在的安全问题，又环保节能；实现了完全独立工作，抽排水装置的移动工作范围更大。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种太阳能水样采集装置，包括架体、漂浮板、用于安装潜水泵的安装槽、升降杆、推进器、水深探测器、系统控制组件、底部防护板、压力传感器、太阳能组件、水样池和路程控制器；所述水样池为具有一个开口的密封体，仅通过一条水管与潜水泵相连，路程控制器与系统控制组件相连；所述架体设有若干个漂浮板；安装槽的一端铰接于架体，另一端铰接于升降杆，用于调节潜水泵的潜水深度；所述升降杆上设有若干个第一定位件，所述第一定位件与架体上的第二定位件连接；

所述底部防护板位于安装槽下方并与安装槽固定连接，所述底部防护板为与水平面呈35°夹角的弧形板，压力传感器连接于弧形板外侧并与系统控制组件连接；

所述推进器和水深探测器设于所述装置底部，并分别与所述系统控制组件连接；

另外，该装置还设置有路程控制器，与系统控制组件相连，可设定该装置的行进距离，以满足定点取样的需求，当到达指定距离的地点后，即开始取样，取样后即原路返回。

所述太阳能组件与抽排水装置的所有需能部件连接并提供能源；太阳能组件包括顺次连接的光电检测探头、放大电路、模数转换电路、控制器、机械传动机构和太阳能电池板；所述控制器包括用于与移动终端进行通信的无线通信模块。

进一步地，所述光电检测探头包括一面板和若干光敏电阻，光敏电阻分布在面板的水平方向和竖直方向；光敏电阻均与放大电路连接且每个光敏电阻对应一路放大电路；所述机械传动机构包括第一电机、第二电机、第一推动杆和第二推动杆，第一电机和第二电机的输入端分别与控制器相连，第一电机通过第一推动杆与太阳能电池板相连控制太阳能电池板水平方向的运动，第二电机通过第二推动杆与太阳能电池板相连控制太阳能电池板竖直方向的运动。

首先，本发明通过将潜水泵安装在装置上，确保了潜水泵始终位于水面深处，无需经常调节潜水泵的安放位置，减轻工作量。潜水泵的潜水深度一般为0.5～3.0米，潜水泵在潜入水中时，应垂直吊起或倾斜放置，不能陷入泥中。本发明安装潜水泵的安装槽通过升降杆控制安装槽的倾斜角度和潜水泵的潜水深度，确保潜水泵正常工作。本发明上设有水深探测器，可实时监控装置所在处的水深，并将水深信号发送到系统控制组件；系统控制组件分析水深信号，当水深小于等于预设值时，可控制推进器运行，将装置移动到满足水深条件的水面。

本发明整个抽排水装置完全由太阳能组件供能，即克服了上述抽排水装置与外界连通电路所存在的安全问题，又环保节能；实现了完全独立工作，抽排水装置的移动工作范围更大。而且，所述的太阳能组件通过光电检测探头来感知太阳的运动，从而可以对应地使太阳能电池板的角度进行调整，从而提高太阳能的利用率。具体是光电检测探头通过光敏电阻实现，通过在面板的水平和垂直方向设置光敏电阻分别感知太阳的水平和竖直放行的运动，实现随着太阳位置的变化不断地及时调整太阳能电池板的角度从而提高太阳能的利用率。

本发明在安装有潜水泵的安装槽下方固定连接一个底部防护板；如上所述，在实际工作中，该底部防护板能够帮助装置顺利越过泥沙堆，对潜水泵起到保护作用，阻挡泥沙进入潜水泵；同时外侧的压力传感器与系统控制组件连通，能够帮助装置持续移动直至到达满足水深条件的水面。

不同的水体底部形貌特征和水底泥沙的性质不同，因此，为了达到帮助装置顺利越过泥沙堆的目的，需要因地制宜的调整装置底部设置的防护装置的形状。但是，实际工作中，这种人为调整防护装置形状的劳动无疑会大大增加工作量。为了解决这个问题，我们以最简化工作流程为标准，经过大量的研究和实验，得出了最佳的底部防护板的弧形板的角度，即弧形板与水平面呈35°夹角。外侧光滑的弧形板在这个角度下，能够最大限度的跨越各种类型的水底泥沙堆。

进一步地，所述安装槽为楔体架体或长方体架体。潜水泵安装于所述安装槽铰接于升降杆一端的内部。优选地，所述楔体架体的小角端通过铰接件铰接于架体，另一端通过铰接件铰接于升降杆。楔体架体的侧视图呈三角形，将三角形角度最小的这端铰接在架体上，而右视图呈四边形的这段的一条边铰接于升降杆上，当潜水泵安装于安装槽上自然就有一定的倾斜角度，通过升降杆能容易调节潜水泵的倾斜角度。

所述安装槽覆盖滤网。优选地，所述安装槽的表面均覆盖有滤网，以防止杂物被吸入潜水泵中，损害设备。所述滤网的孔径在4mm～10mm之间，滤网为金属材质、塑料材质或纤维材质。

进一步地，安装槽通过铰接件铰接于架体，所述铰接件为活页、销钉中的一种或几种。

进一步地，所述水深探测器为超声波水深仪等，具体的，水深探测器设置于安装槽的底部。

进一步地，所述推进器为喷水推进器或螺旋桨推进器等，具体的，所述推进器设置于架体的底部。

进一步地，所述系统控制组件为MCU控制器等，所述系统控制组件设置于装置的顶部，位于水面以上。

进一步地，所述漂浮板为中空设计。优选地，所述漂浮板还设有密封盖。漂浮板内可装入水或其他物质，调节漂浮板的吃水深度和装置自身重量，确保装置能平稳的漂浮的水面上，增大抗风浪能力。

为了使装置具有更好的平稳性，所述漂浮板的个数为2个以上。

进一步地，漂浮板通过固定件设置在架体朝向水面的一侧。优选地，所述固定件为箍桶圈，所述漂浮板通过箍桶圈套紧，箍桶圈固接在架体下面。

进一步的，所述架体上设有牵引绳。通过牵引绳能够将装置控制在一定的漂浮范围。

与现有技术相比，有益效果是：

本发明在所述装置上设有安装潜水泵的安装槽，装置不管水位的变化始终漂浮在水面，进而确保了其上的潜水泵始终位于水面深处。通过安装槽和升降杆的安装设计可以调节潜水泵的倾斜角度和潜水深度，易于潜水泵的安装和调节。通过控制漂浮板的质量，可调节漂浮板的吃水深度和装置自身重量，确保装置能平稳的漂浮的水面上，增大抗风浪能力。通过水深探测器、系统控制组件、推进器等控制装置的移动，实现装置自动选择满足条件的水深处停放，避免了因水深太浅导致潜水泵使用时出现故障。

本发明整个抽排水装置完全由太阳能组件供能，即克服了抽排水装置与外界连通电路所存在的安全问题，又环保节能；实现了完全独立工作，抽排水装置的移动工作范围更大。而且，所述的太阳能组件通过光电检测探头来感知太阳的运动，从而可以对应地使太阳能电池板的角度进行调整，从而提高太阳能的利用率。

更重要的是，本发明在安装有潜水泵的安装槽下方固定连接一个底部防护板，能够帮助装置顺利越过泥沙堆，并阻挡泥沙进入潜水泵，对潜水泵起到保护作用。

同时，底部防护板外侧的压力传感器与系统控制组件连通，能够帮助装置持续移动直至到达满足水深条件的水面。

附图说明

图1为实施例1装置的示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图1所示，一种太阳能水样采集装置，包括架体1、漂浮板2、用于安装潜水泵的安装槽3、升降杆4、推进器5、水深探测器6、系统控制组件7、底部防护板8、压力传感器9、太阳能组件10、水样池11和路程控制器12；所述水样池11为具有一个开口的密封体，仅通过一条水管与潜水泵相连，路程控制器12与系统控制组件7相连。

架体1为长方形，采用角钢焊制而成。漂浮板2通过固定件15设置在架体朝向水面的一侧。具体地，漂浮板2通过箍桶圈套紧，并固接在架体1下面。为了使装置具有更好的平稳性，在架体1的下面对称设有4个漂浮板2。

安装槽3为楔体架体，楔体架体的小角端通过铰接件16铰接于架体1，另一端通过铰接件42铰接于升降杆4。铰接件为活页、销钉中的一种。具体地，楔体架体的侧视图呈三角形，将三角形角度最小的这端铰接在架体上，而右视图呈四边形的这段的一条边铰接于升降杆上，当潜水泵安装于安装槽上自然就有一定的倾斜角度，通过升降杆能容易调节潜水泵的倾斜角度。

升降杆4上设有若干个第一定位件41，第一定位件41为金属杆，金属杆固接于升降杆上，与升降杆呈90度。在架体1上固定有第二定位件13，第二定位件13由两个具有凹槽的金属板构成。具体地，第一定位件41与第二定位件13的凹槽相配合，用于固定升降杆4，进而调节安装槽的倾斜角度和潜水深度。

本实施例中，底部防护板8位于安装槽3下方并与安装槽3固定连接；所述底部防护板8为与水平面呈35°夹角的弧形板，压力传感器9连接于弧形板外侧；压力传感器9与系统控制组件7连接。

另外，该装置的路程控制器与系统控制组件相连，可设定该装置的行进距离，以满足定点取样的需求，当到达指定距离的地点后，即开始取样，取样后即原路返回。

本实施例中，太阳能组件(10)与抽排水装置的所有需能部件连接并提供能源；所述太阳能组件(10)包括顺次连接的光电检测探头(101)、放大电路(102)、模数转换电路(103)、控制器(104)、机械传动机构(105)和太阳能电池板(106)；所述控制器(104)包括用于与移动终端进行通信的无线通信模块。

所述光电检测探头(101)包括一面板和若干光敏电阻，光敏电阻分布在面板的水平方向和竖直方向；光敏电阻均与放大电路(102)连接且每个光敏电阻对应一路放大电路。

所述机械传动机构(105)包括第一电机(1051)、第二电机(1052)、第一推动杆(1053)和第二推动杆(1054)，第一电机(1051)和第二电机(1052)的输入端分别与控制器(104)相连，第一电机(1051)通过第一推动杆(1053)与太阳能电池板(106)相连控制太阳能电池板水平方向的运动，第二电机(1052)通过第二推动杆(1054)与太阳能电池板(106)相连控制太阳能电池板竖直方向的运动。

本实施例中，安装槽3覆盖滤网。具体地，安装槽3的表面均覆盖有滤网，以防止杂物被吸入潜水泵中，损害设备。所述滤网的孔径在4mm～10mm之间，滤网为金属材质、塑料材质或纤维材质。

漂浮板2为中空设计，并设有密封盖。具体地，漂浮板2为带有密封盖的塑料桶，漂浮板2内可装入水或其他物质，调节漂浮板的吃水深度和装置自身重量，确保装置能平稳的漂浮的水面上，增大抗风浪能力。

架体1上设有牵引绳14，通过牵引绳14能够将装置控制在一定的漂浮范围。

本实施例中，推进器5为喷水推进器或螺旋桨推进器，推进器设置于架体的底部。根据实际需要，推进器为2个以上，分别设于对称的设置于架体上，从而达到更好的控制装置运动的效果。

水深探测器6为超声波水深仪，具体的，水深探测器设置于装置的底部。

系统控制组件7为MCU控制器，系统控制组件设置于装置的顶部，位于水面以上。

本实施例中，推进器5、水深探测器6、潜水泵(图中未示出)等分别与系统控制组件7连接，系统控制组件接受推进器5、水深探测器6、潜水泵等的信号，并控制它们的工作状态。

本实施例中，推进器5、水深探测器6、潜水泵(图中未示出)与系统控制组件7等通过导线由外部供电。

本实施例通过将潜水泵安装在装置上，确保了潜水泵始终位于水面深处，无需经常调节潜水泵的安放位置，减轻工作量。潜水泵的潜水深度一般为0.5～3.0米，潜水泵在潜入水中时，应垂直吊起或倾斜放置，不能陷入泥中。本发明安装潜水泵的安装槽通过升降杆控制安装槽的倾斜角度和潜水泵下潜水面的深度，确保潜水泵正常工作。本实施例上通过水深探测器实时监控装置所在处的水深，并将水深信号发送到系统控制组件；系统控制组件分析水深信号，当水深小于等于预设值时，可控制推进器运行，将装置移动到满足水深条件的水面。本发明在安装有潜水泵的安装槽下方固定连接一个底部防护板，能够帮助装置顺利越过泥沙堆，并阻挡泥沙进入潜水泵，对潜水泵起到保护作用。同时，底部防护板外侧的压力传感器与系统控制组件连通，能够帮助装置持续移动直至到达满足水深条件的水面。本发明整个抽排水装置完全由太阳能组件供能，即克服了抽排水装置与外界连通电路所存在的安全问题，又环保节能；实现了完全独立工作，抽排水装置的移动工作范围更大。而且，所述的太阳能组件通过光电检测探头来感知太阳的运动，从而可以对应地使太阳能电池板的角度进行调整，从而提高太阳能的利用率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种太阳能水样采集装置，其特征在于，包括架体（1）、漂浮板（2）、用于安装潜水泵的安装槽（3）、升降杆（4）、推进器（5）、水深探测器（6）、系统控制组件（7）、底部防护板（8）、压力传感器（9）、太阳能组件（10）、水样池（11）和路程控制器（12）；所述水样池（11）为具有一个开口的密封体，仅通过一条水管与潜水泵相连，路程控制器（12）与系统控制组件（7）相连；所述架体（1）设有若干个漂浮板（2）；安装槽（3）的一端铰接于架体（1），另一端铰接于升降杆（4），用于调节潜水泵的潜水深度；所述升降杆（4）上设有若干个第一定位件（41），所述第一定位件（41）与架体（1）上的第二定位件（13）连接；所述底部防护板（8）位于安装槽（3）下方并与安装槽（3）固定连接；太阳能组件（10）与抽排水装置的所有需能部件连接并提供能源；

所述底部防护板（8）为与水平面呈35°夹角的弧形板；压力传感器（9）连接于弧形板外侧，并与系统控制组件（7）连接；

所述太阳能组件（10）包括顺次连接的光电检测探头（101）、放大电路（102）、模数转换电路（103）、控制器（104）、机械传动机构（105）和太阳能电池板（106）；所述控制器（104）包括用于与移动终端进行通信的无线通信模块；

所述光电检测探头（101）包括一面板和若干光敏电阻，光敏电阻分布在面板的水平方向和竖直方向；光敏电阻均与放大电路（102）连接且每个光敏电阻对应一路放大电路；

所述机械传动机构（105）包括第一电机（1051）、第二电机（1052）、第一推动杆（1053）和第二推动杆（1054），第一电机（1051）和第二电机（1052）的输入端分别与控制器（104）相连，第一电机（1051）通过第一推动杆（1053）与太阳能电池板（106）相连控制太阳能电池板水平方向的运动，第二电机（1052）通过第二推动杆（1054）与太阳能电池板（106）相连控制太阳能电池板竖直方向的运动；

所述推进器（5）和水深探测器（6）设于所述装置底部，并分别与所述系统控制组件（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能水样采集装置，其特征在于：所述的安装槽（3）为楔体架体或长方体架体；潜水泵安装于所述安装槽（3）铰接于升降杆（4）一端的内部。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能水样采集装置，其特征在于：所述的水深探测器（6）为超声波水深仪。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能水样采集装置，其特征在于：所述的推进器（5）为喷水推进器或螺旋桨推进器。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能水样采集装置，其特征在于：所述的漂浮板（2）为中空设计，漂浮板（2）的个数为2个以上。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能水样采集装置，其特征在于：漂浮板（2）通过固定件（15）设置在架体（1）朝向水面的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能水样采集装置，其特征在于：所述架体（1）上设有牵引绳（14）。