CN109019816B - 一种废水排放流向检测与治理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废水排放流向检测与治理方法及装置。将流向检测装置安装在排污管最前端或污水池上，对其进行远程控制释放检测球，流向检测装置中的抓取装置可将转轮上放置有检测球的检测球投放器取下，并用启动器将其激活；检测球进入污水中后随污水排放，若排放至河流或污水坑等露天处，则可通过检测球中的定位系统得到排放位置，若长时间未收到定位信号，可判断为排放至地下致信号传输受阻，获得排放位置后将无人废水治理船运至河流或污水坑中，检测污水源头的重金属含量，释放不同的中和剂或沉淀剂，消除重金属离子，当药剂使用殆尽时可驶回岸边手动补充，避免污染范围的扩大，并可利用船体自带的风力和太阳能补充电能，提高续航力。

Description

一种废水排放流向检测与治理方法及装置

技术领域

本发明属于废水治理领域，涉及一种废水排放流向检测与治理方法及装置。

背景技术

工业废水是造成环境污染，特别是水体污染的重要原因。主要是指工业生产过程中所产生的废水和废液，包括工艺过程排水、机械设备冷却水、设备和场地洗涤水等。工业废水含有的成分，主要取决于在生产过程中所用的原材料。不同的工业，产生不同性质的废水，同类工业如果采用不同的生产工艺，废水性质也不同。一般可分为工业冷却水和工艺废水。工业冷却水与原料不直接接触，只要回收热量或稍加处理就能循环利用。工艺废水直接与原料接触，多半具有危害性。按其成分又可分为含无机物废水、有机物废水和有机、无机物的混合废水。具体来看，工业废水中污染物成分复杂、种类多，有机污染物浓度较高，含有氨氮、石油类、挥发酚和重金属等有害有毒物质。一般常以废水中含量较多或危害较大的某一种成分或毒物来命名，如含汞废水、含铬废水、含铅废水等。

发明内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种废水排放流向检测与废水治理方法，由以下步骤组成：

Step1.将流向检测装置安装在排污管起始端或污水池上部，利用远程控制向排污管或污水池中释放检测球；

Step2.检测球随污水共同排放，若污水排入河流中，利用检测球中的定位装置可准确得知污水排放位置；若污水排入地下，由于信号传输受阻，无法收到定位信息或长时间后才收到，则可判断存在偷排行为；

Step3.检测到污水最终排放位置后，通过远程控制无人废水治理船到达排放位置，利用废水成分检测传感器进行重金属离子分析，根据分析结果释放不同的中和剂或沉淀剂，最大限度的将污染在排污源头解决。

一种废水排放流向检测装置，所述流向检测装置包括不锈钢外壳，控制盒，支架，STM32芯片，卡槽Ⅰ，通信模块，同步器Ⅰ，抓取装置，蓄电池，转轮，磁铁，放置架，螺丝，检测球投放器，转轴Ⅰ，轴承，传动齿轮Ⅰ，电机Ⅰ.传动齿轮Ⅱ，启动器，上盖，投放口，隔板，方孔Ⅰ，槽Ⅰ，检测球；其中不锈钢外壳为空心长方体，其前部下方开有矩形投放口，后部上方开有上盖；控制盒安装在投放口后方，其底部安装有支架；STM芯片安装在控制盒内前部左侧，卡槽Ⅰ安装在STM芯片的左下方，通信模块安装在STM芯片的右上方；同步器Ⅰ安装在控制盒内前部右侧；抓取装置安装在控制盒内中部；两块蓄电池安装在控制盒内后部；转轮安装在控制盒后部，转轮边缘每隔度安装有一块磁铁，共八块磁铁；放置架为PVC塑料板制成，外部由三面围城矩形，内部中空，其顶部与背部为空，底部两侧安装有隔板，放置架两侧开有方孔Ⅰ，方孔Ⅰ顶部开有槽Ⅰ；螺丝将放置架背部固定在磁铁上；检测球投放器放在放置架中并被磁铁吸牢；两个检测球放置检测球投放器中；在转轴Ⅰ穿过转轮，其两端与位于流向检测装置两侧内壁的轴承相连；传动齿轮Ⅰ安装在转轴Ⅰ左侧；电机Ⅰ安装在左侧轴承后部，其上的传动齿轮Ⅱ与传动齿轮Ⅰ相契合；启动器安装在流向检测装置底部，位于控制盒与转轮之间；后部光学限位器与前部光学限位器均包含有成对的发射器和接收器，后部光学限位器的发射器安装在控制盒后部右侧的外壁上，接收器安装在不锈钢外壳后部右侧的内壁上，接收器和发射器相互对应，其高度与抓取装置伸出控制盒的孔高度一致；前部光学限位器的发射器安装在控制盒前部左侧的外壁上，接收器安装在不锈钢外壳前部左侧的内壁上，接收器和发射器相互对应，其高度与抓取装置伸出控制盒的孔高度一致；STM32芯片、抓取装置、电机Ⅰ和启动器与蓄电池连接；STM32芯片与卡槽Ⅰ、通信模块、同步器Ⅰ、抓取装置、电机Ⅰ、启动器连接；同步器Ⅰ与抓取装置相连。

所述抓取装置包括PVC外壳，转轴Ⅱ，传动齿轮Ⅲ，旋转臂，抓取臂，滑轨Ⅰ，带齿板，传动齿轮Ⅳ，转轴Ⅲ，伞状齿轮Ⅰ，伞状齿轮Ⅱ，电机Ⅱ，转轴Ⅳ，传动齿轮Ⅴ，传动齿轮Ⅵ，电机Ⅲ，传动齿轮Ⅶ，槽Ⅱ，收缩限位器，伸出限位器；其中转轴Ⅱ安装在PVC外壳前部，传动齿轮Ⅲ安装在转轴Ⅱ中部；转轴Ⅱ两端连接有旋转臂，旋转臂为中空方形，其上、左、下内壁上安装有滑轨Ⅰ，右侧开有槽Ⅱ；两根抓取臂为实心方柱，呈“匚”形，顶端与放置架上的方孔Ⅰ位置对应，低端位于旋转臂内并嵌入在滑轨Ⅰ中，其右侧安装有带齿板，与槽Ⅱ对应；滑轨Ⅰ靠近里侧的一端安装有收缩限位器，靠近外侧的一端安装有伸出限位器；旋转臂外侧底部安装有电机Ⅱ，电机Ⅱ上的伞状齿轮Ⅱ与伞状齿轮Ⅰ相契合；伞状齿轮Ⅰ安装在转轴Ⅲ底部，转轴Ⅲ顶部安装有传动齿轮Ⅳ；传动齿轮Ⅳ与抓取臂右侧的带齿板契合；转轴Ⅳ安装在转轴Ⅱ后部，其中部安装有传动齿轮Ⅴ，传动齿轮Ⅴ与传动齿轮Ⅲ契合；传动齿轮Ⅵ安装在传动齿轮Ⅴ左侧；电机Ⅲ安装在PVC外壳外部左后侧，其上的传动齿轮Ⅶ位于PVC外壳内部，并与传动齿轮Ⅵ契合。

所述检测球投放器包括木质外壳，铁板，方孔Ⅱ，开合器，滑轨Ⅱ，夹臂，活动轴，弹簧Ⅰ；其中木质外壳呈长方柱形，中部为空，背部安装有铁板；木质外壳左右两侧开有横向T形槽，横向T形槽从木质外壳两侧深入到其中空内部，横向T形槽外侧开有方孔Ⅱ，方孔Ⅱ内安装有滑轨Ⅱ；开合器嵌入在滑轨Ⅱ上；夹臂位于开合器右侧，从横向T形槽内伸出到中空内部，其前部围成圆形，中部安装有弹簧Ⅰ，后部用活动轴固定在横向T形槽内，开合器压向夹臂后部可实现后部的开合。

所述检测球包括上部气泡外壳，下部气泡外壳，天线，电路板放置架，双面电路板Ⅰ，双面电路板Ⅱ，双面电路板Ⅲ，过线槽，卡槽Ⅱ，锂电池，定位芯片，触发开关，启动开关，限位片，弹簧Ⅱ，升压电路，增重块；其中上部气泡外壳与下部气泡外壳上的气泡形状均为六边形，两者均为耐腐蚀塑料制成，截面厚度为.mm，上部气泡外壳的下部边缘与下部气泡外壳上部边缘均向内凹陷，使用热熔将两者粘合起来，上部气泡外壳的顶部与下部气泡外壳的底部均开有孔；下部气泡外壳内部安装有电路板放置架，其形状与下部气泡外壳内壁形状吻合；电路板放置架从上而下安装有三层双面电路板，分别为双面电路板Ⅰ、双面电路板Ⅱ和双面电路板Ⅲ；三层双面电路板之间开有过线槽，方面层间电路进行连接；卡槽Ⅱ安装在双面电路板Ⅰ上方；升压电路安装在双面电路板Ⅰ上方，卡槽Ⅱ右侧；锂电池安装在双面电路板Ⅱ上方，定位芯片安装在双面电路板Ⅲ上方，触发开关安装在双面电路板Ⅲ下方；启动开关从电路板放置架底部穿出，其中间安装有限位片，弹簧Ⅱ一端固定在触发开关上，另一端套在启动开关上部，被限位片所阻挡；天线安装在上部气泡外壳的顶部；锂电池与升压电路、触发开关连接；升压电路与卡槽Ⅱ、定位芯片连接；卡槽Ⅱ、天线与定位芯片连接。

所述启动器包括滑轨Ⅲ，电机Ⅳ，丝杠，螺母，限位器，同步器Ⅱ；其中启动器中开有两个平行的槽，槽中安装有滑轨Ⅲ；两个电机Ⅳ安装在滑轨Ⅲ中；两根丝杠分别与两个电机Ⅳ连接；螺母穿过丝杠固定在两个槽的顶部，其中一个槽中的滑轨Ⅲ顶部与底部安装有限位器；同步器Ⅱ安装在两个槽之间，并与两个电机Ⅳ、STM芯片连接。

一种废水治理装置，所述无人废水治理船包括船体，气筏，中和剂存储罐，ARM9集成控制板，收发天线，全角度摄像头，蓄电池组，风力发电器，浆片，推进器，舵机，开合板，滤网，重金属检测传感器，开合电机，电磁阀，释放器，防腐蚀管路；其中船体总体呈矩形，前部突出，船体表面覆盖有太阳能板；两个中和剂存储罐安装在船体中前部内侧；ARM9集成控制板安装在船体中部内侧，位于中和剂存储罐后部；收发天线安装在ARM9集成控制板左侧；全角度摄像头安装在ARM9集成控制板右侧；两个蓄电池组安装在船体后部内侧；风力发电器安装在船体后部外表面；推进器安装在船体后部底侧，浆片与推进器连接；舵机安装在船体后部底侧，推进器前方；开合板位于船体突出部底侧，由安装在突出部内侧的开合电机控制；开合板上安装滤网；滤网中有重金属检测传感器；两个中和剂存储罐下方分别安装有防腐蚀管路，两个电磁阀分别安装在防腐蚀管路上；释放器安装在防腐蚀管路底部，呈扁平圆柱形，其边缘具有突起的叶轮，叶轮间开有小孔；ARM9集成控制板与收发天线、全角度摄像头、蓄电池组、风力发电器、推进器、舵机、重金属检测传感器、开合电机和电磁阀相连；蓄电池组与ARM9集成控制板、全角度摄像头、风力发电器、推进器、舵机、开合电机以及船体表面的太阳能板相连。

所述风力发电器包括固定座，防护罩，旋转叶片，转动轴，发电模块；其中固定座中部为圆形，底部固定在船体上；防护罩通过转动轴安装在固定座上的中空圆形中，旋转叶片安装在防护罩内并与发电模块相连；发电模块与蓄电池组连接。

本发明的有益效果：

本发明将流向检测装置安装在排污管最前端或污水池上，对其进行远程控制释放检测球，流向检测装置中的抓取装置可将转轮上放置有检测球的检测球投放器取下，并用启动器将其激活；检测球进入污水中后随污水排放，若排放至河流或污水坑等露天处，则可通过检测球中的定位系统得到排放位置，若长时间未收到定位信号，则因信号传输受阻，可判断为排放至地下；获得排放位置后可将无人废水治理船运至河流或污水坑中，针对污水源头中的重金属含量不同，释放不同的中和剂或沉淀剂，消除重金属离子，当药剂使用殆尽时可驶回岸边手动补充，避免污染范围的扩大，并可利用船体自带的风力和太阳能补充电能，提高续航力。

附图说明

图1为本发明的流向检测装置侧面结构示意图；

图2为本发明的流向检测装置俯视结构示意图；

图3为本发明的旋转臂与抓取臂截面结构示意图；

图4为本发明的检测球投放器俯视结构示意图；

图5为本发明的启动器正面结构示意图；

图6为本发明的检测球外部结构示意图；

图7为本发明的检测球内部结构示意图；

图8为本发明的无人废水治理船俯视结构示意图；

图9为本发明的无人废水治理船侧面结构示意图；

图10为本发明的风力发电机背面结构示意图；

图中：1-流向检测装置，2-不锈钢外壳，3-控制盒，4-支架，5-STM32芯片，6-卡槽Ⅰ，7-通信模块，8-同步器Ⅰ，9-抓取装置，901-PVC外壳，902-转轴Ⅱ，903-传动齿轮Ⅲ，904-旋转臂，905-抓取臂，906-滑轨Ⅰ，907-带齿板，908-传动齿轮Ⅳ，909-转轴Ⅲ，910-伞状齿轮Ⅰ，911-伞状齿轮Ⅱ，912-电机Ⅱ，913-转轴Ⅳ，914-传动齿轮Ⅴ，915-传动齿轮Ⅵ，916-电机Ⅲ，917-传动齿轮Ⅶ，918-槽Ⅱ，919-收缩限位器，920-伸出限位器，10-蓄电池，11-转轮，12-磁铁，13-放置架，14-螺丝，15-检测球投放器，1501-木质外壳，1502-铁板，1503-方孔Ⅱ，1504-开合器，1505-滑轨Ⅱ，1506-夹臂，1507-活动轴，1508-弹簧Ⅰ，16-转轴Ⅰ，17-轴承，18-传动齿轮Ⅰ，19-电机Ⅰ，20-传动齿轮Ⅱ,21-启动器，2101-滑轨Ⅲ，2102-电机Ⅳ，2103-丝杠，2104-螺母，2105-限位器，2106-同步器Ⅱ，22-上盖，23-投放口，24-隔板，25-方孔Ⅰ，26-槽Ⅰ，27-检测球，2701-上部气泡外壳，2702-下部气泡外壳，2703-天线，2704-电路板放置架，2705-双面电路板Ⅰ，2706-双面电路板Ⅱ，2707-双面电路板Ⅲ，2708-过线槽，2709-卡槽Ⅱ，2710-锂电池，2711-定位芯片，2712-触发开关，2713-启动开关，2714-限位片，2715-弹簧Ⅱ，2716-升压电路，2717-增重块，28-后部光学限位器，29-前部光学限位器，30-船体，31-气筏，32-中和剂存储罐，33-ARM9集成控制板，34-收发天线，35-全角度摄像头，36-蓄电池组，37-风力发电器，3701-固定座，3702-防护罩，3703-旋转叶片，3704-转动轴，3705-发电模块，38-浆片，39-推进器，40-舵机，41-开合板，42-滤网，43-重金属检测传感器，44-开合电机，45-电磁阀，46-释放器，47-防腐蚀管路。

具体实施方式

实施例1

如图1-图10所示，本发明所述的一种废水排放流向检测与废水治理方法，由以下步骤组成：

Step1.将流向检测装置1安装在排污管起始端或污水池上部，利用远程控制向排污管或污水池中释放检测球；

Step2.检测球随污水共同排放，若污水排入河流中，利用检测球中的定位装置可准确得知污水排放位置；若污水排入地下，由于信号传输受阻，无法收到定位信息或长时间后才收到，则可判断存在偷排行为；

Step3.检测到污水最终排放位置后，通过远程控制无人废水治理船到达排放位置，利用废水成分检测传感器进行重金属离子分析，根据分析结果释放不同的中和剂或沉淀剂，最大限度的将污染在排污源头解决。

一种废水排放流向检测装置，所述流向检测装置1包括不锈钢外壳2，控制盒3，支架4，STM32芯片5，卡槽Ⅰ6，通信模块7，同步器Ⅰ8，抓取装置9，蓄电池10，转轮11，磁铁12，放置架13，螺丝14，检测球投放器15，转轴Ⅰ16，轴承17，传动齿轮Ⅰ18，电机Ⅰ19.传动齿轮Ⅱ20，启动器21，上盖22，投放口23，隔板24，方孔Ⅰ25，槽Ⅰ26，检测球27；其中不锈钢外壳2为空心长方体，其前部下方开有矩形投放口23，后部上方开有上盖22；控制盒3安装在投放口23后方，其底部安装有支架4；STM32芯片5安装在控制盒3内前部左侧，卡槽Ⅰ6安装在STM32芯片5的左下方，通信模块7安装在STM32芯片5的右上方；同步器Ⅰ8安装在控制盒3内前部右侧；抓取装置9安装在控制盒3内中部；两块蓄电池10安装在控制盒3内后部；转轮11安装在控制盒3后部，转轮11边缘每隔45度安装有一块磁铁12，共八块磁铁12；放置架13为PVC塑料板制成，外部由三面围城矩形，内部中空，其顶部与背部为空，底部两侧安装有隔板24，放置架13两侧开有方孔Ⅰ25，方孔Ⅰ25顶部开有槽Ⅰ26；螺丝14将放置架13背部固定在磁铁12上；检测球投放器15放在放置架13中并被磁铁12吸牢；两个检测球27放置检测球投放器15中；在转轴Ⅰ16穿过转轮11，其两端与位于流向检测装置1两侧内壁的轴承17相连；传动齿轮Ⅰ18安装在转轴Ⅰ16左侧；电机Ⅰ19安装在左侧轴承17后部，其上的传动齿轮Ⅱ20与传动齿轮Ⅰ18相契合；启动器21安装在流向检测装置1底部，位于控制盒3与转轮11之间；后部光学限位器28与前部光学限位器29均包含有成对的发射器和接收器，后部光学限位器28的发射器安装在控制盒3后部右侧的外壁上，接收器安装在不锈钢外壳2后部右侧的内壁上，接收器和发射器相互对应，其高度与抓取装置9伸出控制盒3的孔高度一致；前部光学限位器29的发射器安装在控制盒3前部左侧的外壁上，接收器安装在不锈钢外壳2前部左侧的内壁上，接收器和发射器相互对应，其高度与抓取装置9伸出控制盒3的孔高度一致；STM32芯片5、抓取装置9、电机Ⅰ19和启动器21与蓄电池10连接；STM32芯片5与卡槽Ⅰ6、通信模块7、同步器Ⅰ8、抓取装置9、电机Ⅰ19、启动器21连接；同步器Ⅰ8与抓取装置9相连。

所述抓取装置9包括PVC外壳901，转轴Ⅱ902，传动齿轮Ⅲ903，旋转臂904，抓取臂905，滑轨Ⅰ906，带齿板907，传动齿轮Ⅳ908，转轴Ⅲ909，伞状齿轮Ⅰ910，伞状齿轮Ⅱ911，电机Ⅱ912，转轴Ⅳ913，传动齿轮Ⅴ914，传动齿轮Ⅵ915，电机Ⅲ916，传动齿轮Ⅶ917，槽Ⅱ918，收缩限位器919，伸出限位器920；其中转轴Ⅱ902安装在PVC外壳901前部，传动齿轮Ⅲ903安装在转轴Ⅱ902中部；转轴Ⅱ902两端连接有旋转臂904，旋转臂904为中空方形，其上、左、下内壁上安装有滑轨Ⅰ906，右侧开有槽Ⅱ918；两根抓取臂905为实心方柱，呈“匚”形，顶端与放置架13上的方孔Ⅰ25位置对应，低端位于旋转臂904内并嵌入在滑轨Ⅰ906中，其右侧安装有带齿板907，与槽Ⅱ918对应；滑轨Ⅰ906靠近里侧的一端安装有收缩限位器919，靠近外侧的一端安装有伸出限位器920；旋转臂904外侧底部安装有电机Ⅱ912，电机Ⅱ912上的伞状齿轮Ⅱ911与伞状齿轮Ⅰ910相契合；伞状齿轮Ⅰ910安装在转轴Ⅲ909底部，转轴Ⅲ909顶部安装有传动齿轮Ⅳ908；传动齿轮Ⅳ908与抓取臂905右侧的带齿板907契合；转轴Ⅳ913安装在转轴Ⅱ902后部，其中部安装有传动齿轮Ⅴ914，传动齿轮Ⅴ914与传动齿轮Ⅲ903契合；传动齿轮Ⅵ915安装在传动齿轮Ⅴ914左侧；电机Ⅲ916安装在PVC外壳901外部左后侧，其上的传动齿轮Ⅶ917位于PVC外壳901内部，并与传动齿轮Ⅵ915契合。

所述检测球投放器15包括木质外壳1501，铁板1502，方孔Ⅱ1503，开合器1504，滑轨Ⅱ1505，夹臂1506，活动轴1507，弹簧Ⅰ1508；其中木质外壳1501呈长方柱形，中部为空，背部安装有铁板1502；木质外壳1501左右两侧开有横向T形槽，横向T形槽从木质外壳1501两侧深入到其中空内部，横向T形槽外侧开有方孔Ⅱ1503，方孔Ⅱ1503内安装有滑轨Ⅱ1505；开合器1504嵌入在滑轨Ⅱ1505上；夹臂1506位于开合器1504右侧，从横向T形槽内伸出到中空内部，其前部围成圆形，中部安装有弹簧Ⅰ1508，后部用活动轴1507固定在横向T形槽内，开合器1504压向夹臂1506后部可实现后部的开合。

所述检测球27包括上部气泡外壳2701，下部气泡外壳2702，天线2703，电路板放置架2704，双面电路板Ⅰ2705，双面电路板Ⅱ2706，双面电路板Ⅲ2707，过线槽2708，卡槽Ⅱ2709，锂电池2710，定位芯片2711，触发开关2712，启动开关2713，限位片2714，弹簧Ⅱ2715，升压电路2716，增重块2717；其中上部气泡外壳2701与下部气泡外壳2702上的气泡形状均为六边形，两者均为耐腐蚀塑料制成，截面厚度为0.5mm，上部气泡外壳2701的下部边缘与下部气泡外壳2702上部边缘均向内凹陷，使用热熔将两者粘合起来，上部气泡外壳2701的顶部与下部气泡外壳2702的底部均开有孔；下部气泡外壳2702内部安装有电路板放置架2704，其形状与下部气泡外壳2702内壁形状吻合；电路板放置架2704从上而下安装有三层双面电路板，分别为双面电路板Ⅰ2705、双面电路板Ⅱ2705和双面电路板Ⅲ2705；三层双面电路板之间开有过线槽2708，方面层间电路进行连接；卡槽Ⅱ2709安装在双面电路板Ⅰ2705上方；升压电路2716安装在双面电路板Ⅰ2705上方，卡槽Ⅱ2709右侧；锂电池2710安装在双面电路板Ⅱ2705上方，定位芯片2711安装在双面电路板Ⅲ2705上方，触发开关2712安装在双面电路板Ⅲ2705下方；启动开关2713从电路板放置架2704底部穿出，其中间安装有限位片2714，弹簧Ⅱ2715一端固定在触发开关2712上，另一端套在启动开关2713上部，被限位片2714所阻挡；天线2703安装在上部气泡外壳2701的顶部；锂电池2710与升压电路2716、触发开关2712连接；升压电路2716与卡槽Ⅱ2709、定位芯片2711连接；卡槽Ⅱ2709、天线2703与定位芯片2711连接。

所述启动器21包括滑轨Ⅲ2101，电机Ⅳ2102，丝杠2103，螺母2104，限位器2105，同步器Ⅱ2106；其中启动器21中开有两个平行的槽，槽中安装有滑轨Ⅲ2101；两个电机Ⅳ2102安装在滑轨Ⅲ2101中；两根丝杠2103分别与两个电机Ⅳ2102连接；螺母2104穿过丝杠2103固定在两个槽的顶部，其中一个槽中的滑轨Ⅲ2101顶部与底部安装有限位器2105；同步器Ⅱ2106安装在两个槽之间，并与两个电机Ⅳ2102、STM32芯片5连接。

一种废水治理装置，所述无人废水治理船包括船体30，气筏31，中和剂存储罐32，ARM9集成控制板33，收发天线34，全角度摄像头35，蓄电池组36，风力发电器37，浆片38，推进器39，舵机40，开合板41，滤网42，重金属检测传感器43，开合电机44，电磁阀45，释放器46，防腐蚀管路47；其中船体30总体呈矩形，前部突出，船体30表面覆盖有太阳能板；两个中和剂存储罐32安装在船体30中前部内侧；ARM9集成控制板33安装在船体30中部内侧，位于中和剂存储罐32后部；收发天线34安装在ARM9集成控制板33左侧；全角度摄像头35安装在ARM9集成控制板33右侧；两个蓄电池组36安装在船体30后部内侧；风力发电器37安装在船体30后部外表面；推进器39安装在船体30后部底侧38，浆片与推进器39连接；舵机40安装在船体30后部底侧38，推进器39前方；开合板41位于船体30突出部底侧，由安装在突出部内侧的开合电机44控制；开合板41上安装滤网42；滤网42中有重金属检测传感器43；两个中和剂存储罐32下方分别安装有防腐蚀管路47，两个电磁阀45分别安装在防腐蚀管路47上；释放器46安装在防腐蚀管路47底部，呈扁平圆柱形，其边缘具有突起的叶轮，叶轮间开有小孔；ARM9集成控制板33与收发天线34、全角度摄像头35、蓄电池组36、风力发电器37、推进器39、舵机40、重金属检测传感器43、开合电机44和电磁阀45相连；蓄电池组36与ARM9集成控制板33、全角度摄像头35、风力发电器37、推进器39、舵机40、开合电机44以及船体30表面的太阳能板相连。

所述风力发电器37包括固定座3701，防护罩3702，旋转叶片3703，转动轴3704，发电模块3705；其中固定座3701中部为圆形，底部固定在船体30上；防护罩3702通过转动轴3704安装在固定座3701上的中空圆形中，旋转叶片3703安装在防护罩3702内并与发电模块3705相连；发电模块3705与蓄电池组36连接。

本发明的工作原理：

为了防止企业自行关停本装置，因此流向检测装置1出厂时设定为待机状态，由于待机时STM32芯片的能耗极地，因此可忽略不计。将流向检测装置1安装在管道或污水池上，若安装在管道上，需在管道上开口，将投放口23对准管道上的开口并固定。使用时可通过远程无线通讯启动流向检测装置1，卡槽Ⅰ6中可插入通信运营商的SIM卡进行通信，当需要进行检测球27投放时，抓取臂905初始状态为向后水平状，因遮挡后部光学限位器28的光线，STM32芯片此时得知抓取臂905已处在抓取位置，控制同步器Ⅰ8向位于旋转臂904底部左右两侧的电机Ⅱ912发出指令同时启动并以同样转速转动，其中左侧的电机Ⅱ912为逆时针转动，右侧的电机Ⅱ912为顺时针转动，通过带齿板907使抓取臂905在滑轨Ⅰ上移动，将左右两个抓取臂905收拢，此时抓取臂905穿过转轮11上放置架13两侧的方孔Ⅰ25进入到检测球投放器15两侧的方孔Ⅱ1503中，完成后位于控制盒3与转轮11之间的两个电机Ⅳ2102在同步器Ⅱ2106的控制下沿滑轨Ⅲ2101同步向上移动，两根丝杠2103向上移动将检测球投放器15中两个检测球27底部的启动开关2713触发，当电机Ⅳ2102触碰到滑轨Ⅲ2101上部的限位器2105时开始向下运动，直到触碰到滑轨Ⅲ2101底部的限位器2105，从而完成检测球27的启动工作。STM32芯片控制电机Ⅲ916启动做逆时针转动，通过传动齿轮Ⅶ917、传动齿轮Ⅵ915、传动齿轮Ⅴ914和传动齿轮Ⅲ903，带动旋转臂904做逆时针旋转，此时抓取臂905将检测球投放器从放置架13背部的磁铁12上取出；当抓取臂905移动到前部呈水平状态时，后部光学限位器29的光线被抓取臂905遮挡，电机Ⅲ916停止工作，此时同步器Ⅰ8启动向电机Ⅱ912使抓取臂905进一步收拢，直到触碰到旋转臂904内部的收缩限位器919后停止，此时两根旋转臂904均触碰到检测球投放器15T形槽内部的开合器1504，开合器1504沿滑轨Ⅱ1505下压，使两个夹臂1506打开，将检测球27松开从投放口23落下。等待一段预设时间后，电机Ⅲ916顺时针转动，使抓取臂905重新回到后方水平位置，同时将检测球投放器15放入至放置架13中被磁铁吸牢，放置转轮11转动时脱落。同步器Ⅰ8启动电机Ⅱ912，使左侧电机Ⅱ912瞬时针转动，右侧电机Ⅱ912逆时针转动，分两次将抓取臂905向外扩展，直到触碰到旋转臂904内部的伸出限位器920后停止，完成一次投放工作。此时电机Ⅰ19逆时针转动将新的检测球投放器15转至水平位置。电机Ⅱ912的两次收缩和两次扩展移动的距离相同，本领域技术人员可以根据需要经过有限次实验得到电机Ⅱ912产生的位移，从而控制电机Ⅱ912转动所产生的距离。电机Ⅰ19为自锁电机，转速和转过的距离亦可通过实验得到。

STM32芯片中带有计数器，初始数值为8，每完成一次释放即做减一运算，为零时对远程端发出存量不足的警告。更换时可打开上盖22，将新的检测球27放入检测球投放器15中。

由于天线2703在水中效果较差，因此检测球27外部包裹有上部气泡外壳2701和下部气泡外壳2702，均为防腐蚀塑料制成，使检测球27浮起并起缓冲作用，其内部采用三层双向电路板，底部有铅制增重块2717，目的是使检测球27顶部保持向上状态，便于天线2703发射信号。上部气泡外壳2701和下部气泡外壳2702合为一体后中部形成的凹槽便于夹臂1506夹紧，防止掉落。双面电路板Ⅰ2705上的卡槽Ⅱ中可插入SIM进行远程通信；双面电路板Ⅱ2706上的锂电池2710为定制而成，电压为3.7V，电流1-2A；双面电路板Ⅲ2707上的定位芯片2711的型号为HLK-GS2503，其上各接口的连接可通过使用手册得知，属于本领域人员熟知的现有技术，工作电压为3.8-4.2V，因此需要升压电路2716提高锂电池2710的输出电压，升压电路2716采用常规技术。天线2703及启动开关2713与气泡外壳的粘合均用防水胶，天线2703上涂有防腐蚀涂层。

无人废水治理船的运动主要为远程操作，通过收发天线34控制推进器39和舵机40实现船体30的运动和转向，中和剂存储罐32可储藏硫化钠溶液，针对汞、铬、砷使用化学沉淀法，也可储藏氢氧化物，对含铅废水进行沉淀。当船体1行至废水排放位置时，开合电机44打开开合板41，开合板41上的滤网42内有多个重金属检测传感器，如电化学传感器，电化学DNA生物传感器等，检测废水中的重金属离子浓度，超过预设值时打开相应的中和剂存储罐32下方防腐蚀管路47上的电磁阀45，药剂沿防腐蚀管路47进入到释放器46中，由于释放器46边缘成叶片状，随水流产生转动，药剂从叶片之间的孔中抛出，可扩大治理范围。ARM9集成控制板整合了数据传输，通讯，摄像，控制等多种功能，通过相关技术手册即可根据需求进行设定，属于本领域技术人员可轻而易举获得的常规技术。风力发电机37通过转动轴3704自动迎向风力最大的方向，发出的电能储存在蓄电池组36中，船体30表面的太阳能板采用常规技术为蓄电池组36充电。

本文中未详细说明的部件为现有技术。

上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种废水排放流向检测装置，其特征在于：所述流向检测装置（1）包括不锈钢外壳（2），控制盒（3），支架（4），STM32芯片（5），卡槽Ⅰ（6），通信模块（7），同步器Ⅰ（8），抓取装置（9），蓄电池（10），转轮（11），磁铁（12），放置架（13），螺丝（14），检测球投放器（15），转轴Ⅰ（16），轴承（17），传动齿轮Ⅰ（18），电机Ⅰ（19）.传动齿轮Ⅱ（20），启动器（21），上盖（22），投放口（23），隔板（24），方孔Ⅰ（25），槽Ⅰ（26），检测球（27），后部光学限位器（28），前部光学限位器（29）；其中不锈钢外壳（2）为空心长方体，其前部下方开有矩形投放口（23），后部上方开有上盖（22）；控制盒（3）安装在投放口（23）后方，其底部安装有支架（4）；STM32芯片（5）安装在控制盒（3）内前部左侧，卡槽Ⅰ（6）安装在STM32芯片（5）的左下方，通信模块（7）安装在STM32芯片（5）的右上方；同步器Ⅰ（8）安装在控制盒（3）内前部右侧；抓取装置（9）安装在控制盒（3）内中部，其两端从控制盒（3）的孔中伸出；两块蓄电池（10）安装在控制盒（3）内后部；转轮（11）安装在控制盒（3）后部，转轮（11）边缘每隔45度安装有一块磁铁（12），共八块磁铁（12）；放置架（13）为PVC塑料板制成，外部由三面围城矩形，内部中空，其顶部与背部为空，底部两侧安装有隔板（24），放置架（13）两侧开有方孔Ⅰ（25），方孔Ⅰ（25）顶部开有槽Ⅰ（26）；螺丝（14）将放置架（13）背部固定在磁铁（12）上；检测球投放器（15）放在放置架（13）中并被磁铁（12）吸牢；两个检测球（27）放置检测球投放器（15）中；在转轴Ⅰ（16）穿过转轮（11），其两端与位于流向检测装置（1）两侧内壁的轴承（17）相连；传动齿轮Ⅰ（18）安装在转轴Ⅰ（16）左侧；电机Ⅰ（19）安装在左侧轴承（17）后部，其上的传动齿轮Ⅱ（20）与传动齿轮Ⅰ（18）相契合；启动器（21）安装在流向检测装置（1）底部，位于控制盒（3）与转轮（11）之间；后部光学限位器（28）与前部光学限位器（29）均包含有成对的发射器和接收器，后部光学限位器（28）的发射器安装在控制盒（3）后部右侧的外壁上，接收器安装在不锈钢外壳（2）后部右侧的内壁上，接收器和发射器相互对应，其高度与抓取装置（9）伸出控制盒（3）的孔高度一致；前部光学限位器（29）的发射器安装在控制盒（3）前部左侧的外壁上，接收器安装在不锈钢外壳（2）前部左侧的内壁上，接收器和发射器相互对应，其高度与抓取装置（9）伸出控制盒（3）的孔高度一致；STM32芯片（5）、抓取装置（9）、电机Ⅰ（19）和启动器（21）与蓄电池（10）连接；STM32芯片（5）与卡槽Ⅰ（6）、通信模块（7）、同步器Ⅰ（8）、抓取装置（9）、电机Ⅰ（19）、启动器（21）连接；同步器Ⅰ（8）与抓取装置（9）相连；所述检测球投放器（15）包括木质外壳（1501），铁板（1502），方孔Ⅱ（1503），开合器（1504），滑轨Ⅱ（1505），夹臂（1506），活动轴（1507），弹簧Ⅰ（1508）；其中木质外壳（1501）呈长方柱形，中部为空，背部安装有铁板（1502）；木质外壳（1501）左右两侧开有横向T形槽，横向T形槽从木质外壳（1501）两侧深入到其中空内部，横向T形槽外侧开有方孔Ⅱ（1503），方孔Ⅱ（1503）内安装有滑轨Ⅱ（1505）；开合器（1504）嵌入在滑轨Ⅱ（1505）上；夹臂（1506）位于开合器（1504）右侧，从横向T形槽内伸出到中空内部，其前部围成圆形，中部安装有弹簧Ⅰ（1508），后部用活动轴（1507）固定在横向T形槽内，开合器（1504）压向夹臂（1506）后部可实现后部的开合。

2.根据权利要求1所述的一种废水排放流向检测装置，其特征在于：所述抓取装置（9）包括PVC外壳（901），转轴Ⅱ（902），传动齿轮Ⅲ（903），旋转臂（904），抓取臂（905），滑轨Ⅰ（906），带齿板（907），传动齿轮Ⅳ（908），转轴Ⅲ（909），伞状齿轮Ⅰ（910），伞状齿轮Ⅱ（911），电机Ⅱ（912），转轴Ⅳ（913），传动齿轮Ⅴ（914），传动齿轮Ⅵ（915），电机Ⅲ（916），传动齿轮Ⅶ（917），槽Ⅱ（918），收缩限位器（919），伸出限位器（920）；其中转轴Ⅱ（902）安装在PVC外壳（901）前部，传动齿轮Ⅲ（903）安装在转轴Ⅱ（902）中部；转轴Ⅱ（902）两端连接有旋转臂（904），旋转臂（904）为中空方形，其上、左、下内壁上安装有滑轨Ⅰ（906），右侧开有槽Ⅱ（918）；两根抓取臂（905）为实心方柱，呈“匚”形，顶端与放置架（13）上的方孔Ⅰ（25）位置对应，低端位于旋转臂（904）内并嵌入在滑轨Ⅰ（906）中，其右侧安装有带齿板（907），与槽Ⅱ（918）对应；滑轨Ⅰ（906）靠近里侧的一端安装有收缩限位器（919），靠近外侧的一端安装有伸出限位器（920）；旋转臂（904）外侧底部安装有电机Ⅱ（912），电机Ⅱ（912）上的伞状齿轮Ⅱ（911）与伞状齿轮Ⅰ（910）相契合；伞状齿轮Ⅰ（910）安装在转轴Ⅲ（909）底部，转轴Ⅲ（909）顶部安装有传动齿轮Ⅳ（908）；传动齿轮Ⅳ（908）与抓取臂（905）右侧的带齿板（907）契合；转轴Ⅳ（913）安装在转轴Ⅱ（902）后部，其中部安装有传动齿轮Ⅴ（914），传动齿轮Ⅴ（914）与传动齿轮Ⅲ（903）契合；传动齿轮Ⅵ（915）安装在传动齿轮Ⅴ（914）左侧；电机Ⅲ（916）安装在PVC外壳（901）外部左后侧，其上的传动齿轮Ⅶ（917）位于PVC外壳（901）内部，并与传动齿轮Ⅵ（915）契合。

3.根据权利要求1所述的一种废水排放流向检测装置，其特征在于：所述检测球（27）包括上部气泡外壳（2701），下部气泡外壳（2702），天线（2703），电路板放置架（2704），双面电路板Ⅰ（2705），双面电路板Ⅱ（2706），双面电路板Ⅲ（2707），过线槽（2708），卡槽Ⅱ（2709），锂电池（2710），定位芯片（2711），触发开关（2712），启动开关（2713），限位片（2714），弹簧Ⅱ（2715），升压电路（2716），增重块（2717）；其中上部气泡外壳（2701）与下部气泡外壳（2702）上的气泡形状均为六边形，两者均为耐腐蚀塑料制成，截面厚度为0.5mm，上部气泡外壳（2701）的下部边缘与下部气泡外壳（2702）上部边缘均向内凹陷，使用热熔将两者粘合起来，上部气泡外壳（2701）的顶部与下部气泡外壳（2702）的底部均开有孔；下部气泡外壳（2702）内部安装有电路板放置架（2704），其形状与下部气泡外壳（2702）内壁形状吻合；电路板放置架（2704）从上而下安装有三层双面电路板，分别为双面电路板Ⅰ（2705）、双面电路板Ⅱ（2706）和双面电路板Ⅲ（2707）；三层双面电路板之间开有过线槽（2708），方面层间电路进行连接；卡槽Ⅱ（2709）安装在双面电路板Ⅰ（2705）上方；升压电路（2716）安装在双面电路板Ⅰ（2705）上方，卡槽Ⅱ（2709）右侧；锂电池（2710）安装在双面电路板Ⅱ（2706）上方，定位芯片（2711）安装在双面电路板Ⅲ（2707）上方，触发开关（2712）安装在双面电路板Ⅲ（2707）下方；启动开关（2713）从电路板放置架（2704）底部穿出，其中间安装有限位片（2714），弹簧Ⅱ（2715）一端固定在触发开关（2712）上，另一端套在启动开关（2713）上部，被限位片（2714）所阻挡；天线（2703）安装在上部气泡外壳（2701）的顶部；锂电池（2710）与升压电路（2716）、触发开关（2712）连接；升压电路（2716）与卡槽Ⅱ（2709）、定位芯片（2711）连接；卡槽Ⅱ（2709）、天线（2703）与定位芯片（2711）连接。

4.根据权利要求1所述的一种废水排放流向检测装置，其特征在于：所述启动器（21）包括滑轨Ⅲ（2101），电机Ⅳ（2102），丝杠（2103），螺母（2104），限位器（2105），同步器Ⅱ（2106）；其中启动器（21）中开有两个平行的槽，槽中安装有滑轨Ⅲ（2101）；两个电机Ⅳ（2102）安装在滑轨Ⅲ（2101）中；两根丝杠（2103）分别与两个电机Ⅳ（2102）连接；螺母（2104）穿过丝杠（2103）固定在两个槽的顶部，其中一个槽中的滑轨Ⅲ（2101）顶部与底部安装有限位器（2105）；同步器Ⅱ（2106）安装在两个槽之间，并与两个电机Ⅳ（2102）、STM32芯片（5）连接。

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