CN108396718A - 一种水域智能清洁取样机 - Google Patents

Abstract

一种水域智能清洁取样机，属于水域清洁和水样提取技术领域。其特征在于包括控制器、主机架，所述主机架上设置涉水深度控制装置、水体清洁装置和水体取样装置；所述控制器能够连接控制水体清洁装置和水体取样装置。本发明本发明能够通过牵引力的带动下，自动清理收集水域上的悬浮污染物，比如油体、发泡材料碎末或颗粒物、丝状悬浮物等，高效便捷且使用灵活方便。此外，本发明能够自动提取特定水位处的水样，用于污染物的数据采集分析，以便针对无法肉眼分辨的污染采取对症的治理方案。

Description

一种水域智能清洁取样机

技术领域

本发明属于水域清洁和水样提取技术领域，具体涉及一种水域智能清洁取样机。

背景技术

由于人类的生产生活活动，直接或间接地把物质或能量引入河流环境，造成损害河流生物资源，损坏河水和河流环境质量，危害人类健康等有害的影响。作为也是水体污染的一种，其污染程度随时间变化，而且扩散快，污染影响大。其中，油体泄露、爆藻等污染状况发生频率最高，且通过肉眼直观可见。其他无法直观判断的污染状况，如未经处理的工业废水、生活污水、农田排水以及其他有害物质直接或间接进入河流，超过河流的自净能力，引起水质恶化和生物群落变化的现象，需要提取水样带回实验室测定后才能判断和选择对症的治理方法。

河流的稀释自净能力强，利于污染物扩散、降解，但由于目前世界上许多大工业区和城市都建立在滨河地区，大量排放废物废水入河，致使大多数河流受到不同程度的污染，这些污染物体量较大，远远超出河流自洁分解的能力，只有通过人工干预治理才能维持水域内生态系统的平衡。

鉴于此，申请人设计了本装置，能够收集治理悬浮污染物，还能够自动提取水样用于污染物治理分析，能够有效解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水域智能清洁取样机，能够清理收集水域上的悬浮污染物；本发明解决的第二个技术问题是能够自动提取特定水位处的水样，用于污染物的数据采集分析；本发明解决的第三个技术问题是能够智能控制机体的入水深度，且能够根据载重不同自由调节；本发明解决的第四个技术问题是能够在行进的过程中，将阻碍前进的水草或体积较大的漂浮物进行线切割分离，不会产生不必要的干扰且方便悬浮固体的收集，不会阻塞设备，或阻挡设备行进。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水域智能清洁取样机，其特征在于包括控制器、主机架，所述主机架上设置涉水深度控制装置、水体清洁装置和水体取样装置；所述控制器能够连接控制水体清洁装置和水体取样装置；

所述水体清洁装置包括支撑架体、收集功能仓和收集滚带机构，所述收集滚带机构和收集功能仓安装在支撑架体上，支撑架体设置在主机架上；所述收集功能仓设置在收集滚带机构的上部；

所述水体取样装置包括上支撑板体、下支撑板体、取样瓶吊装旋紧机构、取样瓶体和板体升降系统；所述上支撑板体安装在主支架上，下支撑板体通过板体升降系统连接安装在主机架上，所述板体升降系统能够带动下支撑板体上下升降；所述取样瓶吊装旋转机构安装在上支撑板体上；在上支撑板体上设置电动开合活板门；所述取样瓶体的上端连接取样瓶体吊装旋紧机构；取样瓶体的下端能够通过电动开合活板门穿过上支撑板体，下降到下支撑板体上；

所述涉水深度控制装置包括“U”形弹性充气气囊，所述充气气囊的数量为三个以上，在每个充气气囊上均设置独立的充气阀体，所述充气阀体能够通过充气管连接气泵；在每个充气气囊的内侧均设置“U”形内凹槽，所述主机架包括方形外框体，主机架的方形外框体能够插装固定在充气气囊的内凹槽内。

优选的，所述收集滚带机构包括电动滚筒、从动滚筒和滚带，所述电动滚筒和从动滚筒分别设置在支撑架体的两端，所述滚带套装在电动滚筒和从动滚筒上；在滚带上设置若干个拨片，所述拨片能够随滚带转动；

所述收集功能仓包括上仓体和下仓体，所述下仓体能够自上而下的罩住收集滚带机构的上部且通过支撑立柱安装在支撑架体上，所述上仓体安装在下仓体的上部；在上仓体内设置泵体，所述泵体的入口连接抽吸管，所述抽吸管伸入下仓体内；所述泵体的出口连接排污管，所述排污管连接收集装置。

优选的，所述水体清洁装置还包括冰板成型装置；所述冰板成型装置包括成型盒体、液氮储罐、液氮泵和液氮喷枪，所述成型盒体通过盒体安装架安装在收集滚带机构的前端；所述拨片呈鱼叉形，成型盒体包括底板和四个以上的围板，所述围板固定在底板的四周，围板和底板围合形成上部敞口的成型腔体；在底板上开设与拨片形状和大小相同的鱼叉形通孔；当滚带带动拨片转动时能够穿过鱼叉形通孔；所述液氮喷枪通过连管顺序连接液氮泵和液氮储罐；所述液氮泵和液氮储罐安装在滚带围合成的储物空间内且固定在支撑架体上；所述液氮喷枪从上部对准成型盒体内的成型腔体；

还包括位置传感器，所述位置传感器能够通过光电信号检测底板上的鱼叉形通孔是否被封堵住，当鱼叉形通孔被封堵住时，位置传感器能够传送信号至控制器，所述控制器能够控制电动滚筒临时停转，停转时间设置在3秒以上，同时控制器能够令控制液氮喷枪对成型腔体进行液氮喷淋，令成型腔体内的液体迅速围绕鱼叉形拨片固结成冰板，而后冰板随鱼叉形拨片一起移动脱离成型盒体；

所述下仓体的前端设置敞口式入口；所述拨片能够通过敞口式入口进入下仓体内，所述下仓体内设置粉碎装置，所述粉碎装置包括粉碎装置安装架，所述粉碎装置安装架上设置三个以上的圆盘锯，所述圆盘锯的锯盘能够旋转切和粉碎割鱼叉形拨片上的冰板；

在下仓体的顶板上安装电加热灯具，所述电加热灯具能够通过热辐射加热圆盘锯和融化被圆盘锯粉碎的冰板；

下仓体的后端设置橡胶隔帘，所述橡胶隔帘的上端固定在下仓体的顶部，橡胶隔帘的下端弯曲成弧形且与滚带的上平面保持弹性相切，橡胶隔帘的两侧紧密贴合下仓体的两侧侧壁；在橡胶隔帘上开设与拨片的拨臂数量和位置相同的条缝，所述拨片的拨臂能够通过条缝穿过橡胶隔帘，当无拨片通过时，条缝处于紧密闭合状态；所述抽吸管位于橡胶隔帘下端的上方。

优选的，所述成型盒体的底板上表面位于液面以下2-8mm。

优选的，在上仓体的顶部设置太阳能电池板，所述太阳能电池板通过导线连接蓄电池，太阳能电池板能够将光能转换成电能通过导线将电能储存在蓄电池中。

优选的，所述拨片上设置若干个“L”形钩齿。

优选的，所述收集滚带机构还包括拨片角度调整装置，所述角度调整装置包括动齿轮、定齿轮和伸缩气缸；在滚带上设置垂直于滚带前进方向的铰接横轴，所述拨片通过弹性橡胶环套装在铰接横轴上，在弹性橡胶环的外周套装动齿轮；所述伸缩气缸安装在储物空间内的支撑架体上，所述伸缩气缸连接定齿轮；当控制器控制伸缩气缸的伸缩轴外伸至上限位时，动齿轮被定齿轮拨转，令拨片沿铰接横轴转动直至拨片与滚带的外表面相贴合；所述弹性橡胶环与铰接横轴、弹性橡胶环与动齿轮之间为过盈配合。

优选的，还包括瓶体导向压盖装置，所述瓶体导向压盖装置包括一对以上的弹性加压导向功能组，所述弹性加压导向功能组包括两个呈倒“八”字形设置的两个导向传动带装置，所述导向传动带装置通过上顶簧和下顶簧安装在电动开合活板门下方的主机架上；每个导向传送带装置均包括两个传动辊和一个环形摩擦传送带，所述环形摩擦传送带套装在两个传动辊上，其中一个传动辊连接旋转动力装置，旋转动力装置能够带动传动辊和环形摩擦传送带转动。

优选的，取样瓶吊装旋紧机构包括转盘、三根以上的支撑竖杆和伸缩套杆装置，所述支撑竖杆圆环形均匀布设在电动开合活板门外周的上支撑板上；在支撑竖杆的上端开设转盘卡槽，所述转盘设置在支撑竖杆的转盘卡槽内，转盘的下表面上设置环形齿槽；在支撑竖杆的转盘卡槽内设置电动拨转装置，所述电动拨转装置能够带动转盘围绕转盘的中心轴转动；在转盘的下表面设置伸缩套杆装置，所述伸缩套杆装置与转盘的中心轴共线；

所述伸缩套杆装置包括若干节中空套杆和贯穿各个中空套杆内腔的回缩拉绳，所述回缩拉绳的上端连接电动卷扬机构，回缩拉绳的下端连接取样瓶体或最下方的一节套杆；每节套杆的外壁上设置插块、内壁上开设“L”形插槽，各个套杆之间套装组合在一起；套杆的内筒径和外筒径由上而下或由下而上渐小或渐大；相邻套杆之间通过插块和插槽组合在一起；

所述转盘包括外环体和中轴体，所述外环体通过四根以上的弹簧支撑臂连接中轴体；

所述取样瓶体包括透明的筒形瓶身，所述筒形瓶身的下部壁厚渐薄；筒形瓶身的下部外壁上设置外螺纹；筒形瓶身内壁上方设置环形内凹槽，在环形内凹槽内设置双层上盖体；所述双层上盖体由上而下包括直径相同且同轴设置的圆形动板和定板，所述动板和定板上开设形状和面积相同的上部透气通孔和下部透气通孔，所述上部透气通孔和下部透气通孔重合时，透气面积至少占动板面积的3/4；所述上部透气通孔的下部透气通孔之间通过弹性硅胶连膜连接在一起；所述伸缩套杆装置最下端的套杆连接动板的中轴位置；

在下支撑板体上设置下盖凹槽，在下盖凹槽内设置密封下盖体；所述密封下盖体包括盖底板和盖周壁，所述盖周壁的内壁上设置内螺纹，所述内螺纹能够与筒形瓶身下部的外螺纹相配套；所述底板上设置密封塞体，所述密封塞体的上部设置若干组环形嵌槽，所述环形嵌槽内嵌入环形密封圈；

还包括入盖导向装置，所述入盖导向装置包括三个以上导向触爪，所述导向触爪呈圆形均匀围设在下盖凹槽周围；导向触爪包括外侧支杆和内侧导向滑臂，所述外侧支杆的下端安装固定在下盖凹槽的外周，外侧支杆的上端连接内侧导向滑臂，所述导向触爪呈“∧”形，内侧导向滑臂悬置在密封下盖体的上方；当取样瓶体垂直下降时能够降落到内侧导向滑臂上，并能在内侧导向滑臂的导向作用下正对扣合到密封下盖体上；

在外侧支杆和内侧导向滑臂之间设置对正检测控制装置，所述对正检测控制装置包括第一拉簧安装臂、第二铰接支撑臂、接触式压力传感器、安装筒壳和触杆，安装筒壳的前端通过第一拉簧安装臂安装在外侧支杆朝向内侧导向滑臂一侧的内壁上，所述接触式压力传感器设置在安装筒壳内的前端侧壁上，在安装筒壳的后端开设插孔，所述触杆的前端通过插孔插入安装筒壳内，触杆的后端通过第二铰接支撑臂安装在内侧导向滑臂朝向外侧支杆一侧的内壁上；在初始状态时，触杆与接触式压力传感器在第一和第二铰接支撑臂的拉力下不接触；当取样瓶体下落到内侧导向滑臂上时，内侧导向滑臂在取样瓶体的重力作用下向外侧支杆方向靠拢，令触杆能够与接触式压力传感器接触，此时接触式压力传感器能够释放电信号至控制器；如果控制器未能在同时收到所有导向触爪上的接触式压力传感器释放的电信号时，控制器控制电动卷扬机构带动回缩拉绳令取样瓶体上升预设距离后，再下降，已达到重新定位的目的，直至所有所有导向触爪上的接触式压力传感器释放的电信号至控制器为止。

优选的，还包括线切割装置，所述线切割装置包括钼丝、线切割工作箱体和至少两个下导线轮，所述线切割工作箱安装在上仓体的前方，线切割工作箱的下方两侧设置两个丝孔；在线切割工作箱体内设置线切割驱动电机、主驱动轮、第一支撑杆和第二支撑杆，线切割驱动电机连接驱动主驱动轮，在第一支撑杆和第二支撑杆上分别安装两个以上的伸缩气缸，各个伸缩气缸的伸缩轴均连接一个上导线轮；两个下导线轮分别安装在下支撑板的前端下部；线切割工作箱内的钼丝套装在主驱动轮和上导线轮上，且钼丝的两端通过丝孔穿出线切割工作箱，套装在两个下导线轮上；当下支撑板上下移动时，控制器令各个伸缩气缸的伸缩轴配合伸缩，使钼丝始终处于涨紧状态；所述线切割驱动电机通过驱动主驱动轮，令钼丝做线切割作业。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够通过牵引力的带动下（所述牵引力可通过在岸边设置牵引装置或通过船体施加，自动清理收集水域上的悬浮污染物，比如油体、发泡材料碎末或颗粒物、丝状悬浮物等，高效便捷且使用灵活方便。

2、本发明能够自动提取特定水位处的水样，用于污染物的数据采集分析，以便针对无法肉眼分辨的污染采取对症的治理方案。

3、本发明设置有涉水深度控制装置，通过将主机架安装在不同的充气气囊的内凹槽内，以及通过控制充气气囊的数量，智能控制机体的入水深度，且能够根据载重不同自由调节，以便适应不同悬浮深度的污染物进行针对性的收集。

4、本发明能够在行进的过程中，将阻碍前进的水草或体积较大的漂浮物进行线切割分离，不会产生不必要的干扰且方便悬浮固体的收集，不会阻塞设备，或阻挡设备行进。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是水体清洁装置的结构示意图；

图3是成型盒体与拨片的配合结构示意图；

图4是成型盒体的结构示意图；

图5是图4的A-A向示意图；

图6是带有冰板的拨片的结构示意图；

图7是拨片的结构示意图；

图8是图7的B向结构示意图；

图9是橡胶隔帘的结构示意图；

图10是图9的C向结构示意图；

图11是拨片角度调整装置的结构示意图；

图12是水体取样装置的结构示意图；

图13是导向触爪和密封下盖体的安装配合结构示意图；

图14是导向触爪的结构示意图；

图15是转盘和伸缩套杆装置的安装配合结构示意图；

图16是图15的D向结构示意图；

图17是取样瓶体的结构示意图；

图18是双层上盖体的结构示意图；

图19是图18的E向结构示意图；

图20是双层上盖体的动板和定板通过弹性硅胶连膜连接的结构示意图；

图21是过弹性硅胶连膜的结构示意图；

图22是线切割装置的结构示意图；

图23是涉水深度控制装置的结构示意图（各充气气囊全部充气的状态）；

图24是图23的F向结构示意图（只有一根充气气囊充气的状态）；

图中：

1、电动拨转装置；2、取样瓶体；3、电动开合活板门；4、上顶簧；5、板体升降系统；6、导向传动带装置；7、下顶簧；8、下支撑板体；9、导向触爪；10、密封下盖体；11、拨片；12、电动滚筒；13、支撑架体；14、液氮储罐；15、液氮泵；16、线切割装置；17、；18、液氮喷枪；19、下仓体；20、粉碎装置；21、电加热灯具；22、上仓体；23、排污管；24、太阳能电池板；25、泵体；26、抽吸管；27、橡胶隔帘；28、支撑竖杆；29、上支撑板体；30、伸缩套杆装置；31、转盘；32、滚带；33、鱼叉形通孔；34、围板；35、底板；36、拨臂；37、动齿轮；38、冰板；39、条缝；40、铰接横轴；41、定齿轮；42、伸缩气缸；43、双层上盖体；44、筒形瓶身；45、外侧支杆；46、对正检测控制装置；47、内侧导向滑臂；48、密封塞体；49、环形密封圈；50、下盖凹槽；51、第一拉簧安装臂；52、接触式压力传感器；53、安装筒壳；54、触杆；55、第二铰接支撑臂；56、外环体；57、环形齿槽；58、弹簧支撑臂；59、电动卷扬机构；60、中轴体；61、回缩拉绳；62、“L”形插槽；63、套杆；64、插块；65、动板；66、定板；67、外螺纹；68、上部透气通孔；69、弹性硅胶连膜；70、下部透气通孔；71、主驱动轮；72、线切割工作箱体；73、第一支撑杆；74、上导线轮；75、伸缩气缸；76、钼丝；77、下支撑板；78、下导线轮；79、第二支撑杆；80、充气气囊；81、内凹槽。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，在本发明所述的水域智能清洁取样机，包括控制器、主机架，所述主机架上设置涉水深度控制装置、水体清洁装置、水体取样装置和线切割装置；所述控制器能够连接控制水体清洁装置、水体取样装置和线切割装置。

（一）水体清洁装置

如图2所示，所述水体清洁装置包括支撑架体、收集功能仓和收集滚带机构，所述收集滚带机构和收集功能仓安装在支撑架体上，支撑架体设置在主机架上；所述收集功能仓设置在收集滚带机构的上部。

所述收集滚带机构包括电动滚筒、从动滚筒和滚带，所述电动滚筒和从动滚筒分别设置在支撑架体的两端，所述滚带套装在电动滚筒和从动滚筒上；在滚带上设置若干个拨片，所述拨片能够随滚带转动。

所述收集功能仓包括上仓体和下仓体，所述下仓体能够自上而下的罩住收集滚带机构的上部且通过支撑立柱安装在支撑架体上，所述上仓体安装在下仓体的上部；在上仓体内设置泵体，所述泵体的入口连接抽吸管，所述抽吸管伸入下仓体内；所述泵体的出口连接排污管，所述排污管连接收集装置。所述收集装置可设置为收集袋体或集液仓体，用于暂存收集起来的污物。

所述水体清洁装置还包括冰板成型装置。所述冰板成型装置包括成型盒体、液氮储罐、液氮泵和液氮喷枪，所述成型盒体通过盒体安装架安装在收集滚带机构的前端。如图7和8所示，所述拨片呈鱼叉形。

如图3和4所示，成型盒体包括底板和四个以上的围板，所述围板固定在底板的四周，围板和底板围合形成上部敞口的成型腔体；在底板上开设与拨片形状和大小相同的鱼叉形通孔；当滚带带动拨片转动时能够穿过鱼叉形通孔；所述液氮喷枪通过连管顺序连接液氮泵和液氮储罐；所述液氮泵和液氮储罐安装在滚带围合成的储物空间内且固定在支撑架体上；所述液氮喷枪从上部对准成型盒体内的成型腔体。所述成型盒体的底板上表面位于液面以下2-8mm，能够令成型盒体内始终保有一定高度的水层，以便喷氮后能够迅速形成冰板。

还包括位置传感器，所述位置传感器能够通过光电信号检测底板上的鱼叉形通孔是否被封堵住，当鱼叉形通孔被封堵住时，位置传感器能够传送信号至控制器，所述控制器能够控制电动滚筒临时停转，停转时间设置在3秒以上，同时控制器能够令控制液氮喷枪对成型腔体进行液氮喷淋，令成型腔体内的液体迅速围绕鱼叉形拨片固结成冰板（如图6所示），而后冰板随鱼叉形拨片一起移动脱离成型盒体。当清理粘性污染物时，可以通过冰板粘附污染物而后进行收集，便捷高效。

所述下仓体的前端设置敞口式入口；所述拨片能够通过敞口式入口进入下仓体内，所述下仓体内设置粉碎装置，所述粉碎装置包括粉碎装置安装架，所述粉碎装置安装架上设置三个以上的圆盘锯，所述圆盘锯的锯盘能够旋转切和粉碎割鱼叉形拨片上的冰板。在下仓体的顶板上安装电加热灯具，所述电加热灯具能够通过热辐射加热圆盘锯和融化被圆盘锯粉碎的冰板。粉碎装置配合电加热灯具能够方便吸附或粘附污染物的冰板被粉碎和融化。

下仓体的后端设置橡胶隔帘，如图9和10所示，所述橡胶隔帘的上端固定在下仓体的顶部，橡胶隔帘的下端弯曲成弧形且与滚带的上平面保持弹性相切，橡胶隔帘的两侧紧密贴合下仓体的两侧侧壁；在橡胶隔帘上开设与拨片的拨臂数量和位置相同的条缝，所述拨片的拨臂能够通过条缝穿过橡胶隔帘，当无拨片通过时，条缝处于紧密闭合状态；所述抽吸管位于橡胶隔帘下端的上方。抽吸装置能够将粉碎融化后的冰水混合物抽吸到上仓体的收集装置中。

在上仓体的顶部设置太阳能电池板，所述太阳能电池板通过导线连接蓄电池，太阳能电池板能够将光能转换成电能通过导线将电能储存在蓄电池中。

所述拨片上设置若干个“L”形钩齿，“L”形钩齿能够钩挂丝状柔性污染物，如纤维制品等。相对应的在下仓体内还可设置旋转毛刷，用于清理钩齿上的纤维物。

如图11所示，所述收集滚带机构还包括拨片角度调整装置，所述角度调整装置包括动齿轮、定齿轮和伸缩气缸；在滚带上设置垂直于滚带前进方向的铰接横轴，所述拨片通过弹性橡胶环套装在铰接横轴上，在弹性橡胶环的外周套装动齿轮；所述伸缩气缸安装在储物空间内的支撑架体上，所述伸缩气缸连接定齿轮；当控制器控制伸缩气缸的伸缩轴外伸至上限位时，动齿轮被定齿轮拨转，令拨片沿铰接横轴转动直至拨片与滚带的外表面相贴合；所述弹性橡胶环与铰接横轴、弹性橡胶环与动齿轮之间为过盈配合。在使用过程中，还可将定齿轮替换为齿条。

由于本装置的前进动力可以利用外牵引力，也可通过拨片跟随滚带旋转拨水以实现前进或后退的目的。当装置处于闲置状态时，可以通过拨片角度调整将拨片收敛贴合滚带，防止拨片被水草等杂物缠绕造成损伤。

（二）水体取样装置

如图12所示，所述水体取样装置包括上支撑板体、下支撑板体、取样瓶吊装旋紧机构、取样瓶体和板体升降系统；所述上支撑板体安装在主支架上，下支撑板体通过板体升降系统连接安装在主机架上，所述板体升降系统能够带动下支撑板体上下升降；所述取样瓶吊装旋转机构安装在上支撑板体上；在上支撑板体上设置电动开合活板门；所述取样瓶体的上端连接取样瓶体吊装旋紧机构；取样瓶体的下端能够通过电动开合活板门穿过上支撑板体，下降到下支撑板体上。

还包括瓶体导向压盖装置，所述瓶体导向压盖装置包括一对以上的弹性加压导向功能组，所述弹性加压导向功能组包括两个呈倒“八”字形设置的两个导向传动带装置，所述导向传动带装置通过上顶簧和下顶簧安装在电动开合活板门下方的主机架上；每个导向传送带装置均包括两个传动辊和一个环形摩擦传送带，所述环形摩擦传送带套装在两个传动辊上，其中一个传动辊连接旋转动力装置，旋转动力装置能够带动传动辊和环形摩擦传送带转动。

取样瓶吊装旋紧机构包括转盘、三根以上的支撑竖杆和伸缩套杆装置，所述支撑竖杆圆环形均匀布设在电动开合活板门外周的上支撑板上；在支撑竖杆的上端开设转盘卡槽，所述转盘设置在支撑竖杆的转盘卡槽内。如图15和16所示，所述转盘包括外环体和中轴体，所述外环体通过四根以上的弹簧支撑臂连接中轴体。转盘的下表面上设置环形齿槽；在支撑竖杆的转盘卡槽内设置电动拨转装置，所述电动拨转装置能够带动转盘围绕转盘的中心轴转动；在转盘的下表面设置伸缩套杆装置，所述伸缩套杆装置与转盘的中心轴共线。

所述伸缩套杆装置包括若干节中空套杆和贯穿各个中空套杆内腔的回缩拉绳，所述回缩拉绳的上端连接电动卷扬机构，回缩拉绳的下端连接取样瓶体或最下方的一节套杆；每节套杆的外壁上设置插块、内壁上开设“L”形插槽，各个套杆之间套装组合在一起；套杆的内筒径和外筒径由上而下或由下而上渐小或渐大；相邻套杆之间通过插块和插槽组合在一起。

如图17所示，所述取样瓶体包括透明的筒形瓶身，所述筒形瓶身的下部壁厚渐薄；筒形瓶身的下部外壁上设置外螺纹；筒形瓶身内壁上方设置环形内凹槽，在环形内凹槽内设置双层上盖体。

如图18和19 所示，所述双层上盖体由上而下包括直径相同且同轴设置的圆形动板和定板，所述动板和定板上开设形状和面积相同的上部透气通孔和下部透气通孔，所述上部透气通孔和下部透气通孔重合时，透气面积至少占动板面积的3/4。如图20和21所示，所述上部透气通孔的下部透气通孔之间通过弹性硅胶连膜连接在一起；所述伸缩套杆装置最下端的套杆连接动板的中轴位置。

如图13所示，在下支撑板体上设置下盖凹槽，在下盖凹槽内设置密封下盖体；所述密封下盖体包括盖底板和盖周壁，所述盖周壁的内壁上设置内螺纹，所述内螺纹能够与筒形瓶身下部的外螺纹相配套；所述底板上设置密封塞体，所述密封塞体的上部设置若干组环形嵌槽，所述环形嵌槽内嵌入环形密封圈。

如图14所示，还包括入盖导向装置，所述入盖导向装置包括三个以上导向触爪，所述导向触爪呈圆形均匀围设在下盖凹槽周围；导向触爪包括外侧支杆和内侧导向滑臂，所述外侧支杆的下端安装固定在下盖凹槽的外周，外侧支杆的上端连接内侧导向滑臂，所述导向触爪呈“∧”形，内侧导向滑臂悬置在密封下盖体的上方；当取样瓶体垂直下降时能够降落到内侧导向滑臂上，并能在内侧导向滑臂的导向作用下正对扣合到密封下盖体上。

在外侧支杆和内侧导向滑臂之间设置对正检测控制装置，所述对正检测控制装置包括第一拉簧安装臂、第二铰接支撑臂、接触式压力传感器、安装筒壳和触杆，安装筒壳的前端通过第一拉簧安装臂安装在外侧支杆朝向内侧导向滑臂一侧的内壁上，所述接触式压力传感器设置在安装筒壳内的前端侧壁上，在安装筒壳的后端开设插孔，所述触杆的前端通过插孔插入安装筒壳内，触杆的后端通过第二铰接支撑臂安装在内侧导向滑臂朝向外侧支杆一侧的内壁上；在初始状态时，触杆与接触式压力传感器在第一和第二铰接支撑臂的拉力下不接触。

水体取样装置在使用时，可以预先根据需要提取的液层深度释放下支撑板，取样机行进至取样点时，释放取样瓶体，在导向传动带装置的导向作用及伸缩套杆装置的牵引下，向下支撑板方向下移。期间，导向传送带装置夹持引导取样瓶体垂直下落。当取样瓶体下落到内侧导向滑臂上时，内侧导向滑臂在取样瓶体的重力作用下向外侧支杆方向靠拢，令触杆能够与接触式压力传感器接触，此时接触式压力传感器能够释放电信号至控制器；如果控制器未能在同时收到所有导向触爪上的接触式压力传感器释放的电信号时，控制器控制电动卷扬机构带动回缩拉绳令取样瓶体上升预设距离后，再下降，已达到重新定位的目的，直至所有所有导向触爪上的接触式压力传感器释放的电信号至控制器为止。当取样瓶体插入密封下盖体中时，电动拨转装置能够带动转盘围绕转盘的中心轴转动，从而令各个套杆之间套装组合在一起，所述转盘的弹簧支撑臂能够防止转盘旋转过度导致损伤套杆；通过旋转转盘令各套杆之间的位置锁死且不会再产生伸缩运动；伴随着转盘的继续转动，取样瓶体的下端口能够切断水草等杂物，令外螺纹与密封下盖体的内螺纹旋接在一起。与此同时，双层上盖体的动板随之旋转，动板保持静止，令上部透气通孔和下部透气通孔由重合相通状态，变成被二者之间的弹性硅胶连膜封堵状态。由此实现取样瓶体上下端面的密封。逆向旋转转盘，令各套杆之间实现解锁，并通过板体升降系统将下支撑板收回，实现完成取样的取样瓶体回收。

为避免解锁套杆时，取样瓶体的上下端面同步解锁，可在“L”形插槽的横孔端部设置弹簧顶出块，所述弹簧顶出块在初始状态下能够将插块顶至“L”形插槽的竖孔下端，这种设计令转盘一旦逆向转动，所有套杆之间在弹簧顶出块的作用下能够迅速解锁。

或者，也可令最下端的套杆与动板中轴之间通过棘轮转动连接结构连接，即转盘正向转动时，套杆能够带动动板随动，当转盘逆向旋转时，动板不会跟随套杆转动。

（三）涉水深度控制装置

如图22所示，所述涉水深度控制装置包括“U”形弹性充气气囊，所述充气气囊的数量为三个以上，在每个充气气囊上均设置独立的充气阀体，所述充气阀体能够通过充气管连接气泵；在每个充气气囊的内侧均设置“U”形内凹槽，所述主机架包括方形外框体，主机架的方形外框体能够插装固定在充气气囊的内凹槽内。通过将主机架安装在不同的充气气囊的内凹槽内，以及通过控制充气气囊的数量，智能控制机体的入水深度，且能够根据载重不同自由调节，以便适应不同悬浮深度的污染物进行针对性的收集。

（四）线切割装置

所述线切割装置包括钼丝、线切割工作箱体和至少两个下导线轮，所述线切割工作箱安装在上仓体的前方，线切割工作箱的下方两侧设置两个丝孔；在线切割工作箱体内设置线切割驱动电机、主驱动轮、第一支撑杆和第二支撑杆，线切割驱动电机连接驱动主驱动轮，在第一支撑杆和第二支撑杆上分别安装两个以上的伸缩气缸，各个伸缩气缸的伸缩轴均连接一个上导线轮；两个下导线轮分别安装在下支撑板的前端下部；线切割工作箱内的钼丝套装在主驱动轮和上导线轮上，且钼丝的两端通过丝孔穿出线切割工作箱，套装在两个下导线轮上；当下支撑板上下移动时，控制器令各个伸缩气缸的伸缩轴配合伸缩，使钼丝始终处于涨紧状态；所述线切割驱动电机通过驱动主驱动轮，令钼丝做线切割作业。该装置用于切断湖泊中茂盛的水草或其他前进过程中的障碍物。

需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水域智能清洁取样机，其特征在于包括控制器、主机架，所述主机架上设置涉水深度控制装置、水体清洁装置和水体取样装置；所述控制器能够连接控制水体清洁装置和水体取样装置；

所述水体清洁装置包括支撑架体、收集功能仓和收集滚带机构，所述收集滚带机构和收集功能仓安装在支撑架体上，支撑架体设置在主机架上；所述收集功能仓设置在收集滚带机构的上部；

所述水体取样装置包括上支撑板体、下支撑板体、取样瓶吊装旋紧机构、取样瓶体和板体升降系统；所述上支撑板体安装在主支架上，下支撑板体通过板体升降系统连接安装在主机架上，所述板体升降系统能够带动下支撑板体上下升降；所述取样瓶吊装旋转机构安装在上支撑板体上；在上支撑板体上设置电动开合活板门；所述取样瓶体的上端连接取样瓶体吊装旋紧机构；取样瓶体的下端能够通过电动开合活板门穿过上支撑板体，下降到下支撑板体上；

所述涉水深度控制装置包括“U”形弹性充气气囊，所述充气气囊的数量为三个以上，在每个充气气囊上均设置独立的充气阀体，所述充气阀体能够通过充气管连接气泵；在每个充气气囊的内侧均设置“U”形内凹槽，所述主机架包括方形外框体，主机架的方形外框体能够插装固定在充气气囊的内凹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于所述收集滚带机构包括电动滚筒、从动滚筒和滚带，所述电动滚筒和从动滚筒分别设置在支撑架体的两端，所述滚带套装在电动滚筒和从动滚筒上；在滚带上设置若干个拨片，所述拨片能够随滚带转动；

所述收集功能仓包括上仓体和下仓体，所述下仓体能够自上而下的罩住收集滚带机构的上部且通过支撑立柱安装在支撑架体上，所述上仓体安装在下仓体的上部；在上仓体内设置泵体，所述泵体的入口连接抽吸管，所述抽吸管伸入下仓体内；所述泵体的出口连接排污管，所述排污管连接收集装置。

3.根据权利要求2所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于所述水体清洁装置还包括冰板成型装置；所述冰板成型装置包括成型盒体、液氮储罐、液氮泵和液氮喷枪，所述成型盒体通过盒体安装架安装在收集滚带机构的前端；所述拨片呈鱼叉形，成型盒体包括底板和四个以上的围板，所述围板固定在底板的四周，围板和底板围合形成上部敞口的成型腔体；在底板上开设与拨片形状和大小相同的鱼叉形通孔；当滚带带动拨片转动时能够穿过鱼叉形通孔；所述液氮喷枪通过连管顺序连接液氮泵和液氮储罐；所述液氮泵和液氮储罐安装在滚带围合成的储物空间内且固定在支撑架体上；所述液氮喷枪从上部对准成型盒体内的成型腔体；所述成型盒体的底板上表面位于液面以下2-8mm；

还包括位置传感器，所述位置传感器能够通过光电信号检测底板上的鱼叉形通孔是否被封堵住，当鱼叉形通孔被封堵住时，位置传感器能够传送信号至控制器，所述控制器能够控制电动滚筒临时停转，停转时间设置在3秒以上，同时控制器能够令控制液氮喷枪对成型腔体进行液氮喷淋，令成型腔体内的液体迅速围绕鱼叉形拨片固结成冰板，而后冰板随鱼叉形拨片一起移动脱离成型盒体；

所述下仓体的前端设置敞口式入口；所述拨片能够通过敞口式入口进入下仓体内，所述下仓体内设置粉碎装置，所述粉碎装置包括粉碎装置安装架，所述粉碎装置安装架上设置三个以上的圆盘锯，所述圆盘锯的锯盘能够旋转切和粉碎割鱼叉形拨片上的冰板；

在下仓体的顶板上安装电加热灯具，所述电加热灯具能够通过热辐射加热圆盘锯和融化被圆盘锯粉碎的冰板；

下仓体的后端设置橡胶隔帘，所述橡胶隔帘的上端固定在下仓体的顶部，橡胶隔帘的下端弯曲成弧形且与滚带的上平面保持弹性相切，橡胶隔帘的两侧紧密贴合下仓体的两侧侧壁；在橡胶隔帘上开设与拨片的拨臂数量和位置相同的条缝，所述拨片的拨臂能够通过条缝穿过橡胶隔帘，当无拨片通过时，条缝处于紧密闭合状态；所述抽吸管位于橡胶隔帘下端的上方。

4.根据权利要求4所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于在上仓体的顶部设置太阳能电池板，所述太阳能电池板通过导线连接蓄电池，太阳能电池板能够将光能转换成电能通过导线将电能储存在蓄电池中。

5.根据权利要求4所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于所述收集滚带机构还包括拨片角度调整装置，所述角度调整装置包括动齿轮、定齿轮和伸缩气缸；在滚带上设置垂直于滚带前进方向的铰接横轴，所述拨片通过弹性橡胶环套装在铰接横轴上，在弹性橡胶环的外周套装动齿轮；所述伸缩气缸安装在储物空间内的支撑架体上，所述伸缩气缸连接定齿轮；当控制器控制伸缩气缸的伸缩轴外伸至上限位时，动齿轮被定齿轮拨转，令拨片沿铰接横轴转动直至拨片与滚带的外表面相贴合；所述弹性橡胶环与铰接横轴、弹性橡胶环与动齿轮之间为过盈配合。

6.根据权利要求5所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于还包括瓶体导向压盖装置，所述瓶体导向压盖装置包括一对以上的弹性加压导向功能组，所述弹性加压导向功能组包括两个呈倒“八”字形设置的两个导向传动带装置，所述导向传动带装置通过上顶簧和下顶簧安装在电动开合活板门下方的主机架上；每个导向传送带装置均包括两个传动辊和一个环形摩擦传送带，所述环形摩擦传送带套装在两个传动辊上，其中一个传动辊连接旋转动力装置，旋转动力装置能够带动传动辊和环形摩擦传送带转动。

7.根据权利要求6所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于取样瓶吊装旋紧机构包括转盘、三根以上的支撑竖杆和伸缩套杆装置，所述支撑竖杆圆环形均匀布设在电动开合活板门外周的上支撑板上；在支撑竖杆的上端开设转盘卡槽，所述转盘设置在支撑竖杆的转盘卡槽内，转盘的下表面上设置环形齿槽；在支撑竖杆的转盘卡槽内设置电动拨转装置，所述电动拨转装置能够带动转盘围绕转盘的中心轴转动；在转盘的下表面设置伸缩套杆装置，所述伸缩套杆装置与转盘的中心轴共线；

所述伸缩套杆装置包括若干节中空套杆和贯穿各个中空套杆内腔的回缩拉绳，所述回缩拉绳的上端连接电动卷扬机构，回缩拉绳的下端连接取样瓶体或最下方的一节套杆；每节套杆的外壁上设置插块、内壁上开设“L”形插槽，各个套杆之间套装组合在一起；套杆的内筒径和外筒径由上而下或由下而上渐小或渐大；相邻套杆之间通过插块和插槽组合在一起；

所述转盘包括外环体和中轴体，所述外环体通过四根以上的弹簧支撑臂连接中轴体。

8.根据权利要求7所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于所述取样瓶体包括透明的筒形瓶身，所述筒形瓶身的下部壁厚渐薄；筒形瓶身的下部外壁上设置外螺纹；筒形瓶身内壁上方设置环形内凹槽，在环形内凹槽内设置双层上盖体；所述双层上盖体由上而下包括直径相同且同轴设置的圆形动板和定板，所述动板和定板上开设形状和面积相同的上部透气通孔和下部透气通孔，所述上部透气通孔和下部透气通孔重合时，透气面积至少占动板面积的3/4；所述上部透气通孔的下部透气通孔之间通过弹性硅胶连膜连接在一起；所述伸缩套杆装置最下端的套杆连接动板的中轴位置；

在下支撑板体上设置下盖凹槽，在下盖凹槽内设置密封下盖体；所述密封下盖体包括盖底板和盖周壁，所述盖周壁的内壁上设置内螺纹，所述内螺纹能够与筒形瓶身下部的外螺纹相配套；所述底板上设置密封塞体，所述密封塞体的上部设置若干组环形嵌槽，所述环形嵌槽内嵌入环形密封圈。

9.根据权利要求8所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于还包括入盖导向装置，所述入盖导向装置包括三个以上导向触爪，所述导向触爪呈圆形均匀围设在下盖凹槽周围；导向触爪包括外侧支杆和内侧导向滑臂，所述外侧支杆的下端安装固定在下盖凹槽的外周，外侧支杆的上端连接内侧导向滑臂，所述导向触爪呈“∧”形，内侧导向滑臂悬置在密封下盖体的上方；当取样瓶体垂直下降时能够降落到内侧导向滑臂上，并能在内侧导向滑臂的导向作用下正对扣合到密封下盖体上；

在外侧支杆和内侧导向滑臂之间设置对正检测控制装置，所述对正检测控制装置包括第一拉簧安装臂、第二铰接支撑臂、接触式压力传感器、安装筒壳和触杆，安装筒壳的前端通过第一拉簧安装臂安装在外侧支杆朝向内侧导向滑臂一侧的内壁上，所述接触式压力传感器设置在安装筒壳内的前端侧壁上，在安装筒壳的后端开设插孔，所述触杆的前端通过插孔插入安装筒壳内，触杆的后端通过第二铰接支撑臂安装在内侧导向滑臂朝向外侧支杆一侧的内壁上；在初始状态时，触杆与接触式压力传感器在第一和第二铰接支撑臂的拉力下不接触；当取样瓶体下落到内侧导向滑臂上时，内侧导向滑臂在取样瓶体的重力作用下向外侧支杆方向靠拢，令触杆能够与接触式压力传感器接触，此时接触式压力传感器能够释放电信号至控制器；如果控制器未能在同时收到所有导向触爪上的接触式压力传感器释放的电信号时，控制器控制电动卷扬机构带动回缩拉绳令取样瓶体上升预设距离后，再下降，已达到重新定位的目的，直至所有所有导向触爪上的接触式压力传感器释放的电信号至控制器为止。

10.根据权利要求9所述的一种水域智能清洁取样机，其特征在于还包括线切割装置，所述线切割装置包括钼丝、线切割工作箱体和至少两个下导线轮，所述线切割工作箱安装在上仓体的前方，线切割工作箱的下方两侧设置两个丝孔；在线切割工作箱体内设置线切割驱动电机、主驱动轮、第一支撑杆和第二支撑杆，线切割驱动电机连接驱动主驱动轮，在第一支撑杆和第二支撑杆上分别安装两个以上的伸缩气缸，各个伸缩气缸的伸缩轴均连接一个上导线轮；两个下导线轮分别安装在下支撑板的前端下部；线切割工作箱内的钼丝套装在主驱动轮和上导线轮上，且钼丝的两端通过丝孔穿出线切割工作箱，套装在两个下导线轮上；当下支撑板上下移动时，控制器令各个伸缩气缸的伸缩轴配合伸缩，使钼丝始终处于涨紧状态；所述线切割驱动电机通过驱动主驱动轮，令钼丝做线切割作业。