CN109061088B - 一种基于物联网的水质监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境监测设备技术领域，尤其为一种基于物联网的水质监测系统，包括监测器，所述监测器包括计算机控制模块、传动模块、无线通信模块、采样器和检测仪，所述监测器上开设有腔室，检测仪固定安装在腔室的底部内壁上，监测器的底部开设有第一凹槽，第一凹槽内滑动安装有采样器，第一凹槽的顶部内壁上开设有第二凹槽。本发明结构简单，操作方便，通过伺服电机提供动力就能快速的把采样器伸出或收回第一凹槽，从而能够避免采样器贴近水面采集水样，有效的避免了采集到漂浮杂质，同时采样器回收时能够带动割刀伸出，从而能够在监测器移动时对水草进行切割，有效的避免了传动机构被缠绕的问题，给人们带来了很大的便利。

Description

一种基于物联网的水质监测系统

技术领域

本发明涉及环境监测设备技术领域，尤其涉及一种基于物联网的水质监测系统。

背景技术

随着经济的不断发展，大量的污水被排入江河湖泊，导致了严重的水污染，由于人们的环境保护意识的不断提高，对江河湖泊的水质监测成为人们研究的重点，尤其是随着科技的不断发展，物联网技术取得了很大的发展，能够对各种设备进行远程控制并获取数据，当前，市场上存在很多种类的基于物联网的水质监测设备，基本都采用船体设计方案，并具有采样器、检测仪和无线通信设备，能够对不同水域进行监测，同时与控制中心进行联系，给人们带来了很大的方便，经检索，授权公告号为CN207020168U的专利文件公开了一种质监测系统，包括分析仪器、与所述分析仪器连接的控制器、与所述控制器连接的WIFI网关、与所述WIFI网关连接的互联网及与所述互联网连接的终端APP，所述水质监测系统还包括与所述分析仪器连接的蒸馏水生产器、与所述分析仪器连接的水位控制器及与所述分析仪器连接的自动启动部件，所述蒸馏水生产器为所述分析仪器提供蒸馏水，所述自动启动部件与所述控制器连接，所述水质监测系统可实现分析仪器自给自足且可确保测试结果准确。

但是，现有上述设计还存在不足之处，其水质监测设备上的采样器基本都是固定于监测器的底部，入水较浅，很容易吸入水面漂浮的杂质，影响采样，另外其不具备割刀，不能在监测器移动时对水草进行切割，容易缠绕推进机构，影响使用，为此，提出一种基于物联网的水质监测系统，以此来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的水质监测系统，以解决上述背景技术中提出的原有的水质监测设备上的采样器基本都是固定于监测器的底部，入水较浅，很容易吸入水面漂浮的杂质，影响采样，另外其不具备割刀，不能在监测器移动时对水草进行切割，容易缠绕推进机构，影响使用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于物联网的水质监测系统，包括监测器，所述监测器包括计算机控制模块、传动模块、无线通信模块、采样器和检测仪，所述监测器上开设有腔室，检测仪固定安装在腔室的底部内壁上，监测器的底部开设有第一凹槽，第一凹槽内滑动安装有采样器，第一凹槽的顶部内壁上开设有第二凹槽，第二凹槽内滑动安装有滑柱，滑柱的底端延伸至第一凹槽内并固定安装在采样器的顶部，且滑柱的顶端开设有螺纹凹槽，螺纹凹槽内螺纹安装有螺杆，第二凹槽的顶部内壁上开设有第一通孔，第一通孔与腔室连通，螺杆的顶端延伸至腔室内并焊接有第一齿轮，且螺杆转动安装在第一通孔内，腔室的底部内壁上固定安装有伺服电机，伺服电机输出轴的顶端焊接有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第一凹槽的顶部内壁上开设有第二通孔，第二通孔与检测仪连通，且第二通孔内滑动安装有采样水管，采样水管的底端延伸至第一凹槽内并固定安装在采样器的顶部，且采样水管与采样器连通，采样器的一侧固定安装有第一卡块，第一卡块远离采样器的一侧与第一凹槽的内壁滑动连接，监测器的底部开设有第三凹槽，第三凹槽内转动安装有割刀，割刀的底端延伸至第三凹槽外，且割刀上焊接有第二卡块，第二卡块铰接在第三凹槽的一侧内壁上，割刀的顶端焊接有第三卡块，第三凹槽的一侧内壁上固定安装有限位块，限位块与第三卡块大的顶部相接触，第三凹槽内设有弹簧，弹簧的顶端固定安装在第三凹槽的顶部内壁上，且弹簧的底端延伸至第三凹槽外并固定安装在割刀上，第三凹槽与第一凹槽相互靠近的一侧内壁上开设有通槽，通槽内滑动安装有第一滑杆，第一滑杆远离采样器的一端延伸至第三凹槽内并与第三卡块的底部滑动连接，且第一滑杆远离割刀的一端延伸至第一凹槽内并与第一卡块的顶部相接触。

优选的，所述第二凹槽的侧壁上固定安装有第一防水密封圈，滑柱与第一防水密封圈的内壁滑动连接。

优选的，所述螺杆上转动套设有轴承，轴承的外圈固定安装在第一通孔的内壁上。

优选的，所述第二凹槽远离第二通孔的一侧内壁上开设有滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，滑块靠近第二通孔的一侧延伸至第二凹槽内并焊接在滑柱上。

优选的，所述滑块上开设有第三通孔，滑槽的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个第二滑杆，第二滑杆滑动安装在第三通孔内。

优选的，所述第二通孔的内壁上固定安装有第二防水密封圈，采样水管与第二防水密封圈的内壁滑动连接。

优选的，所述采样水管上固定套设有环型卡块，环型卡块滑动安装在第二通孔内。

优选的，所述第一滑杆上开设有第四通孔，通槽的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个第三滑杆，第三滑杆滑动安装在第四通孔内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过伺服电机、第二齿轮、腔室、第一齿轮、螺杆、第一通孔、螺纹通孔、滑柱、第二凹槽、采样器、第一凹槽、采样水管、第二通孔、弹簧、割刀和第三凹槽相配合，无线通信模块接收命令信号并传输给计算机控制模块，计算机控制模块命令伺服电机开启，伺服电机的输出轴带动第二齿轮在腔室内转动，第二齿轮带动第一齿轮在腔室内转动，螺杆被第一齿轮带动在第一通孔和螺纹通孔内同时转动，螺杆带动滑柱在第二凹槽内滑动下降，采样器被滑柱带动滑动退出第一凹槽，此时采样器带动采样水管在第二通孔内滑动下降，采样器伸出第一凹槽外，计算机控制模块命令采样器开启并进行采样，采样器把采集的水通过采样水管送入第二通孔并进入检测仪进行检测，并把检测数据传输给计算机控制模块，计算机控制模块把数据处理后通过无线通信模块发送出去，此弹簧处于收缩状态，割刀位于第三凹槽内，通过伺服电机、采样器、滑柱、第一凹槽、第一卡块、第一滑杆、通槽、第三卡块、第三凹槽、割刀、第二卡块、限位块、弹簧和监测器相配合，计算机控制模块发出命令，伺服电机反转，采样器被滑柱带动滑动进入第一凹槽，采样器带动第一卡块滑动进入第一凹槽，第一滑杆被第一卡块带动在通槽内滑动上升，第一滑杆带动第三卡块在第三凹槽内转动并上升，此时第三卡块带动割刀在第三凹槽内转动并伸出第三凹槽外，割刀带动第二卡块在第三凹槽内转动，弹簧被割刀拉伸，当第三卡块的顶部与限位块接触时，割刀转动到位，此时采样器完全滑动进入第一凹槽，关停伺服电机，随后计算机控制模块控制监测器的传动模块开启并进行移动，割刀对水下水草进行切割，操作完毕。

本发明结构简单，操作方便，通过伺服电机提供动力就能快速的把采样器伸出或收回第一凹槽，从而能够避免采样器贴近水面采集水样，有效的避免了采集到漂浮杂质，同时采样器回收时能够带动割刀伸出，从而能够在监测器移动时对水草进行切割，有效的避免了传动机构被缠绕的问题，给人们带来了很大的便利。

附图说明

图1为本发明的侧视剖视结构示意图；

图2为图1中A部分的侧视剖视结构示意图；

图3为图2中B部分的侧视剖视结构示意图；

图4为图2中C部分的侧视剖视结构示意图；

图5为图1中D部分的侧视剖视结构示意图；

图6为本发明的工作原理框图。

图中：1、监测器；2、腔室；3、检测仪；4、第一凹槽；5、采样器；6、第二凹槽；7、滑柱；8、螺纹凹槽；9、螺杆；10、第一通孔；11、第一齿轮；12、伺服电机；13、第二齿轮；14、第二通孔； 15、采样水管；16、第一卡块；17、第三凹槽；18、割刀；19、第二卡块；20、第三卡块；21、限位块；22、弹簧；23、通槽；24、第一滑杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的水质监测系统，包括监测器1，监测器1包括计算机控制模块、传动模块、无线通信模块、采样器5和检测仪3，所述监测器1上开设有腔室2，检测仪3固定安装在腔室2的底部内壁上，监测器1的底部开设有第一凹槽4，第一凹槽4内滑动安装有采样器5，第一凹槽4的顶部内壁上开设有第二凹槽6，第二凹槽6内滑动安装有滑柱7，滑柱7的底端延伸至第一凹槽4内并固定安装在采样器5的顶部，且滑柱7的顶端开设有螺纹凹槽8，螺纹凹槽8内螺纹安装有螺杆9，第二凹槽6的顶部内壁上开设有第一通孔10，第一通孔10与腔室2连通，螺杆9的顶端延伸至腔室2内并焊接有第一齿轮11，且螺杆9 转动安装在第一通孔10内，腔室2的底部内壁上固定安装有伺服电机12，伺服电机12输出轴的顶端焊接有第二齿轮13，第二齿轮13 与第一齿轮11啮合，第一凹槽4的顶部内壁上开设有第二通孔14，第二通孔14与检测仪3连通，且第二通孔14内滑动安装有采样水管 15，采样水管15的底端延伸至第一凹槽4内并固定安装在采样器5 的顶部，且采样水管15与采样器5连通，采样器5的一侧固定安装有第一卡块16，第一卡块16远离采样器5的一侧与第一凹槽4的内壁滑动连接，监测器1的底部开设有第三凹槽17，第三凹槽17内转动安装有割刀18，割刀18的底端延伸至第三凹槽17外，且割刀18 上焊接有第二卡块19，第二卡块19铰接在第三凹槽17的一侧内壁上，割刀18的顶端焊接有第三卡块20，第三凹槽17的一侧内壁上固定安装有限位块21，限位块21与第三卡块20大的顶部相接触，第三凹槽17内设有弹簧22，弹簧22的顶端固定安装在第三凹槽17 的顶部内壁上，且弹簧22的底端延伸至第三凹槽17外并固定安装在割刀18上，第三凹槽17与第一凹槽4相互靠近的一侧内壁上开设有通槽23，通槽23内滑动安装有第一滑杆24，第一滑杆24远离采样器5的一端延伸至第三凹槽17内并与第三卡块20的底部滑动连接，且第一滑杆24远离割刀18的一端延伸至第一凹槽4内并与第一卡块 16的顶部相接触；

第二凹槽6的侧壁上固定安装有第一防水密封圈，滑柱7与第一防水密封圈的内壁滑动连接，螺杆9上转动套设有轴承，轴承的外圈固定安装在第一通孔10的内壁上，第二凹槽6远离第二通孔14的一侧内壁上开设有滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，滑块靠近第二通孔14的一侧延伸至第二凹槽6内并焊接在滑柱7上，滑块上开设有第三通孔，滑槽的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个第二滑杆，第二滑杆滑动安装在第三通孔内，第二通孔14的内壁上固定安装有第二防水密封圈，采样水管15与第二防水密封圈的内壁滑动连接，采样水管15上固定套设有环型卡块，环型卡块滑动安装在第二通孔 14内，第一滑杆24上开设有第四通孔，通槽23的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个第三滑杆，第三滑杆滑动安装在第四通孔内，通过伺服电机12、第二齿轮13、腔室2、第一齿轮11、螺杆9、第一通孔10、螺纹通孔8、滑柱7、第二凹槽6、采样器5、第一凹槽4、采样水管15、第二通孔14、弹簧22、割刀18和第三凹槽17 相配合，无线通信模块接收命令信号并传输给计算机控制模块，计算机控制模块命令伺服电机12开启，伺服电机12的输出轴带动第二齿轮13在腔室2内转动，第二齿轮13带动第一齿轮11在腔室2内转动，螺杆9被第一齿轮11带动在第一通孔10和螺纹通孔8内同时转动，螺杆9带动滑柱7在第二凹槽6内滑动下降，采样器5被滑柱7 带动滑动退出第一凹槽4，此时采样器5带动采样水管15在第二通孔14内滑动下降，采样器5伸出第一凹槽4外，计算机控制模块命令采样器5开启并进行采样，采样器5把采集的水通过采样水管15 送入第二通孔14并进入检测仪3进行检测，并把检测数据传输给计算机控制模块，计算机控制模块把数据处理后通过无线通信模块发送出去，此时弹簧22处于收缩状态，割刀18位于第三凹槽17内，通过伺服电机12、采样器5、滑柱7、第一凹槽4、第一卡块16、第一滑杆24、通槽23、第三卡块20、第三凹槽17、割刀18、第二卡块19、限位块21、弹簧22和监测器1相配合，计算机控制模块发出命令，伺服电机12反转，采样器5被滑柱7带动滑动进入第一凹槽4，采样器5带动第一卡块16滑动进入第一凹槽4，第一滑杆24被第一卡块16带动在通槽23内滑动上升，第一滑杆24带动第三卡块20在第三凹槽17内转动并上升，此时第三卡块20带动割刀18在第三凹槽17内转动并伸出第三凹槽17外，割刀18带动第二卡块19在第三凹槽17内转动，弹簧22被割刀18拉伸，当第三卡块20的顶部与限位块21接触时，割刀18转动到位，此时采样器5完全滑动进入第一凹槽4，关停伺服电机12，随后计算机控制模块控制监测器1的传动模块开启并进行移动，割刀18对水下水草进行切割，操作完毕，本发明结构简单，操作方便，通过伺服电机12提供动力就能快速的把采样器5伸出或收回第一凹槽4，从而能够避免采样器5贴近水面采集水样，有效的避免了采集到漂浮杂质，同时采样器5回收时能够带动割刀18伸出，从而能够在监测器1移动时对水草进行切割，有效的避免了传动机构被缠绕的问题，给人们带来了很大的便利。

工作原理：当需要进行采样时，无线通信模块接收命令信号并传输给计算机控制模块，计算机控制模块命令伺服电机12开启，伺服电机12的输出轴带动第二齿轮13在腔室2内转动，同时第二齿轮 13带动第一齿轮11在腔室2内转动，使得螺杆9被第一齿轮11带动在第一通孔10和螺纹通孔8内同时转动，同时螺杆9带动滑柱7 在第二凹槽6内滑动下降，使得采样器5被滑柱7带动滑动退出第一凹槽4，此时采样器5带动采样水管15在第二通孔14内滑动下降，采样器5伸出第一凹槽4外，随后计算机控制模块命令采样器5开启并进行采样，采样器5把采集的水通过采样水管15送入第二通孔14 并进入检测仪3进行检测，并把检测数据传输给计算机控制模块，计算机控制模块把数据处理后通过无线通信模块发送出去，弹簧22处于收缩状态，此时割刀18位于第三凹槽17内，当需要进行移动时，计算机控制模块发出命令，伺服电机12反转，使得采样器5被滑柱 7带动滑动进入第一凹槽4，同时采样器5带动第一卡块16滑动进入第一凹槽4，使得第一滑杆24被第一卡块16带动在通槽23内滑动上升，同时第一滑杆24带动第三卡块20在第三凹槽17内转动并上升，此时第三卡块20带动割刀18在第三凹槽17内转动并伸出第三凹槽17外，割刀18带动第二卡块19在第三凹槽17内转动，同时弹簧22被割刀18拉伸，当第三卡块20的顶部与限位块21接触时，割刀18转动到位，此时采样器5完全滑动进入第一凹槽4，关停伺服电机12，随后计算机控制模块控制监测器1的传动模块开启并进行移动，割刀18对水下水草进行切割，操作完毕。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的水质监测系统，包括监测器(1)，所述监测器(1)包括计算机控制模块、传动模块、无线通信模块、采样器(5)和检测仪(3)，其特征在于：所述监测器(1)上开设有腔室(2)，检测仪(3)固定安装在腔室(2)的底部内壁上，监测器(1)的底部开设有第一凹槽(4)，第一凹槽(4)内滑动安装有采样器(5)，第一凹槽(4)的顶部内壁上开设有第二凹槽(6)，第二凹槽(6)内滑动安装有滑柱(7)，滑柱(7)的底端延伸至第一凹槽(4)内并固定安装在采样器(5)的顶部，且滑柱(7)的顶端开设有螺纹凹槽(8)，螺纹凹槽(8)内螺纹安装有螺杆(9)，第二凹槽(6)的顶部内壁上开设有第一通孔(10)，第一通孔(10)与腔室(2)连通，螺杆(9)的顶端延伸至腔室(2)内并焊接有第一齿轮(11)，且螺杆(9)转动安装在第一通孔(10)内，腔室(2)的底部内壁上固定安装有伺服电机(12)，伺服电机(12)输出轴的顶端焊接有第二齿轮(13)，第二齿轮(13)与第一齿轮(11)啮合，第一凹槽(4)的顶部内壁上开设有第二通孔(14)，第二通孔(14)与检测仪(3)连通，且第二通孔(14)内滑动安装有采样水管(15)，采样水管(15)的底端延伸至第一凹槽(4)内并固定安装在采样器(5)的顶部，且采样水管(15)与采样器(5)连通，采样器(5)的一侧固定安装有第一卡块(16)，第一卡块(16)远离采样器(5)的一侧与第一凹槽(4)的内壁滑动连接，监测器(1)的底部开设有第三凹槽(17)，第三凹槽(17)内转动安装有割刀(18)，割刀(18)的底端延伸至第三凹槽(17)外，且割刀(18)上焊接有第二卡块(19)，第二卡块(19)铰接在第三凹槽(17)的一侧内壁上，割刀(18)的顶端焊接有第三卡块(20)，第三凹槽(17)的一侧内壁上固定安装有限位块(21)，限位块(21)与第三卡块(20)的顶部相接触，第三凹槽(17)内设有弹簧(22)，弹簧(22)的顶端固定安装在第三凹槽(17)的顶部内壁上，且弹簧(22)的底端延伸至第三凹槽(17)外并固定安装在割刀(18)上，第三凹槽(17)与第一凹槽(4)相互靠近的一侧内壁上开设有通槽(23)，通槽(23)内滑动安装有第一滑杆(24)，第一滑杆(24)远离采样器(5)的一端延伸至第三凹槽(17)内并与第三卡块(20)的底部滑动连接，且第一滑杆(24)远离割刀(18)的一端延伸至第一凹槽(4)内并与第一卡块(16)的顶部相接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述第二凹槽(6)的侧壁上固定安装有第一防水密封圈，滑柱(7)与第一防水密封圈的内壁滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述螺杆(9)上转动套设有轴承，轴承的外圈固定安装在第一通孔(10)的内壁上。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述第二凹槽(6)远离第二通孔(14)的一侧内壁上开设有滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，滑块靠近第二通孔(14)的一侧延伸至第二凹槽(6)内并焊接在滑柱(7)上。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述滑块上开设有第三通孔，滑槽的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个第二滑杆，第二滑杆滑动安装在第三通孔内。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述第二通孔(14)的内壁上固定安装有第二防水密封圈，采样水管(15)与第二防水密封圈的内壁滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述采样水管(15)上固定套设有环型卡块，环型卡块滑动安装在第二通孔(14)内。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的水质监测系统，其特征在于：所述第一滑杆(24)上开设有第四通孔，通槽(23)的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个第三滑杆，第三滑杆滑动安装在第四通孔内。

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