CN110146676A - 一种野外溪流冲击式节能水质监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，包括监测器体，所述监测器体内设有开口朝下的重力腔，所述重力腔内设有防漂浮机构，所述防漂浮机构包括配重块，所述配重块在装置进入溪流后沉于溪流底部，从而使得装置不会随着溪流飘动，所述重力腔上端壁内设有工作腔，所述工作腔内设有水质监测机构，所述水质监测机构内通过皮带传动，本装置可安放在溪流之中，以溪流的冲击力作为能源驱动，十分环保，在下雨时可自动启动，检测溪流的水质变化情况并记录，可一直记录无需人为操纵，较为节省时间，可获得一组长期的数据，以便后期确定溪流的水质变化趋势。

Description

一种野外溪流冲击式节能水质监测设备

技术领域

本发明涉及水源监测领域,具体为一种野外溪流冲击式节能水质监测设备。

背景技术

为了更好的进行生态保护和环境保护，经常需要对野外的溪流等进行水质监测，以监测环境是否受到污染，污染源为什么，还需监测雨水对溪流水质的影响来判断雨水是否异常，而现在的水质监测设备大多需要取样后去实验室进行分析，在需要长期监测溪流水质时，需要定期取样，耗费人力物力较多，且在下雨需要判断雨水对溪流水质的影响时，取样较为危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，克服溪流水质监测较为麻烦，下雨时溪流水质监测较为危险等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，包括监测器体，所述监测器体内设有开口朝下的重力腔，所述重力腔内设有防漂浮机构，所述防漂浮机构包括配重块，所述配重块在装置进入溪流后沉于溪流底部，从而使得装置不会随着溪流飘动；

所述重力腔上端壁内设有工作腔，所述工作腔内设有水质监测机构，所述水质监测机构内通过皮带传动，所述皮带左端面安装有监测仪，所述监测仪随所述皮带运动时可进行水质的检测，所述皮带左侧设有用于拍摄所述监测仪数值的相机；

所述水质监测机构上侧设有控制机构，所述控制机构包括可左右滑动的长杆，所述长杆右端固定设有插头，所述插头右侧设有与所述工作腔后端壁固定连接的电源，所述长杆上侧均匀分布有六个可转动的旋转杆，所述旋转杆转动时可推动所述长杆向左运动，所述监测器体上端面固定设有接水块，所述接水块内设有可转动的涡轮，当外界下雨时，所述涡轮可转动，从而带动旋转杆转动，当雨停后，所述长杆会带动所述插头插入所述电源内，使得所述水质监测机构开始工作；

所述电源右侧设有利用溪水中的水流动能给所述电源充电的发电机构。

优选地，所述防漂浮机构还包括开口朝上的竖直腔，所述竖直腔上端壁连通所述工作腔，所述竖直腔左端壁转动设有右端位于所述重力腔内的收放轴，所述收放轴右端与所述重力腔右端壁转动连接，所述竖直腔内的收放轴上滑动设有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述收放轴通过两个压力弹簧固定连接，所述第一锥齿轮左端面固定设有环形铁皮，所述工作腔下端壁转动设有细轴，所述细轴上固定设有第二锥齿轮，所述细轴上端转动设有与所述工作腔后端壁固定连接的升降电机，所述升降电机与所述电源通过第一电线相连通，所述重力腔内收放轴上固定设有绕线轮，所述绕线轮上卷绕有绳索，所述绳索下端与所述配重块固定连接，所述工作腔下端壁内滑动设有竖直杆，所述竖直杆上端位于所述工作腔内，所述竖直杆下端位于外界空间内，所述竖直杆上端固定设有磁铁，所述竖直杆下端固定设有浮球。

优选地，所述控制机构还包括与所述工作腔后端壁固定连接的方形块，所述方形块内设有开口朝右的扭力槽，所述扭力槽左端壁转动设有扭力轴，所述扭力轴与所述扭力槽间设有扭簧，所述扭力轴右端位于所述工作腔内且固定设有传动齿轮，所述工作腔内扭力轴上端面固定设有阻挡杆，所述工作腔后端壁固定设有横向块，所述横向块内设有开口朝右的横向槽，所述横向槽左端壁固定设有横向弹簧，所述横向弹簧右端与所述长杆固定连接，所述长杆内设有开口朝上的弹力槽，所述弹力槽下端壁固定设有弹力弹簧，所述弹力弹簧上端固定设有弹力块，所述工作腔后端壁转动设有旋转轴，所述旋转轴上固定设有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮前侧设有六个与所述旋转轴固定连接的所述旋转杆，所述接水块内设有开口朝上的集水槽，所述集水槽左端壁通过排水槽连通外界空间，所述涡轮下端面固定设有下端位于所述工作腔内的中间轴，所述中间轴与所述工作腔上端壁转动连接，所述中间轴下端固定设有与所述第三锥齿轮啮合传动的第四锥齿轮。

优选地，所述水质监测机构还包括位于所述相机下侧的传感器，所述传感器与所述工作腔后端壁固定连接，所述传感器与所述相机通过数据线相连通，所述传感器与所述电源通过第二电线相连通，所述工作腔后端壁安装有旋转电机，所述旋转电机与所述插头通过第三电线相连通，所述旋转电机左端面转动设有带轮轴，所述带轮轴左端固定设有第一带轮，所述工作腔下端壁设有检测腔，所述检测腔左右端壁间转动设有输出轴，所述输出轴上固定设有第二带轮，所述第二带轮与所述第一带轮通过所述皮带摩擦传动，所述皮带左端面固定设有所述监测仪，所述监测仪上端面固定设有齿条，所述检测腔后端壁固定设有定位杆，所述定位杆上转动设有挡水板，所述挡水板与所述定位杆间设有小弹簧。

优选地，所述发电机构包括与所述工作腔后端壁固定连接的发电机，所述发电机与所述电源通过第四电线相连通，所述发电机下端面转动设有发电轴，所述发电轴下端位于外界空间内，外界空间内所述发电轴上均匀固定设有四个扇叶。

优选地，所述监测器体下端面左右对称安装有两个空心的橡胶球，所述橡胶球沉入溪水后可给所述监测器体提供浮力。

优选地，所述磁铁与所述环形铁皮间存在吸引力，压力弹簧处于压缩状态。

优选地，所述齿条随皮带运动至第一带轮前侧时可与所述传动齿轮啮合传动。

本发明的有益效果 ：本装置可安放在溪流之中，以溪流的冲击力作为能源驱动，十分环保，在下雨时可自动启动，检测溪流的水质变化情况并记录，可一直记录无需人为操纵，较为节省时间，可获得一组长期的数据，以便后期确定溪流的水质变化趋势。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种野外溪流冲击式节能水质监测设备整体全剖的主视结构示意图；

图2为图1中A处放大示意图；

图3为图1中B处放大示意图；

图4为图1中C处放大示意图；

图5为图2中D-D方向示意图；

图6为图3中E-E方向示意图。

具体实施方式

下面结合图1-6对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图 1-6所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备的机械机构示意图，包括监测器体10，所述监测器体10内设有开口朝下的重力腔42，所述重力腔42内设有防漂浮机构80，所述防漂浮机构80包括配重块44，所述配重块44在装置进入溪流后沉于溪流底部，从而使得装置不会随着溪流飘动；

所述重力腔42上端壁内设有工作腔12，所述工作腔12内设有水质监测机构83，所述水质监测机构83内通过皮带32传动，所述皮带32左端面安装有监测仪63，所述监测仪63随所述皮带32运动时可进行水质的检测，所述皮带32左侧设有用于拍摄所述监测仪63数值的相机36；

所述水质监测机构83上侧设有控制机构82，所述控制机构82包括可左右滑动的长杆76，所述长杆76右端固定设有插头23，所述插头23右侧设有与所述工作腔12后端壁固定连接的电源26，所述长杆76上侧均匀分布有六个可转动的旋转杆71，所述旋转杆71转动时可推动所述长杆76向左运动，所述监测器体10上端面固定设有接水块24，所述接水块24内设有可转动的涡轮20，当外界下雨时，所述涡轮20可转动，从而带动旋转杆71转动，当雨停后，所述长杆76会带动所述插头23插入所述电源26内，使得所述水质监测机构83开始工作；

所述电源26右侧设有利用溪水中的水流动能给所述电源26充电的发电机构81。

进一步地，对所述防漂浮机构80进行详细描写，所述防漂浮机构80还包括开口朝上的竖直腔52，所述竖直腔52上端壁连通所述工作腔12，所述竖直腔52左端壁转动设有右端位于所述重力腔42内的收放轴47，所述收放轴47右端与所述重力腔42右端壁转动连接，所述竖直腔52内的收放轴47上滑动设有第一锥齿轮53，所述第一锥齿轮53与所述收放轴47通过两个压力弹簧51固定连接，所述第一锥齿轮53左端面固定设有环形铁皮54，所述工作腔12下端壁转动设有细轴55，所述细轴55上固定设有第二锥齿轮57，所述细轴55上端转动设有与所述工作腔12后端壁固定连接的升降电机56，所述升降电机56与所述电源26通过第一电线13相连通，所述重力腔42内收放轴47上固定设有绕线轮43，所述绕线轮43上卷绕有绳索45，所述绳索45下端与所述配重块44固定连接，所述工作腔12下端壁内滑动设有竖直杆49，所述竖直杆49上端位于所述工作腔12内，所述竖直杆49下端位于外界空间内，所述竖直杆49上端固定设有磁铁11，所述竖直杆49下端固定设有浮球48。

进一步地，对所述控制机构82进行详细描述，所述控制机构82还包括与所述工作腔12后端壁固定连接的方形块14，所述方形块14内设有开口朝右的扭力槽46，所述扭力槽46左端壁转动设有扭力轴25，所述扭力轴25与所述扭力槽46间设有扭簧15，所述扭力轴25右端位于所述工作腔12内且固定设有传动齿轮31，所述工作腔12内扭力轴25上端面固定设有阻挡杆72，所述工作腔12后端壁固定设有横向块16，所述横向块16内设有开口朝右的横向槽17，所述横向槽17左端壁固定设有横向弹簧18，所述横向弹簧18右端与所述长杆76固定连接，所述长杆76内设有开口朝上的弹力槽75，所述弹力槽75下端壁固定设有弹力弹簧74，所述弹力弹簧74上端固定设有弹力块73，所述工作腔12后端壁转动设有旋转轴69，所述旋转轴69上固定设有第三锥齿轮68，所述第三锥齿轮68前侧设有六个与所述旋转轴69固定连接的所述旋转杆71，所述接水块24内设有开口朝上的集水槽21，所述集水槽21左端壁通过排水槽19连通外界空间，所述涡轮20下端面固定设有下端位于所述工作腔12内的中间轴22，所述中间轴22与所述工作腔12上端壁转动连接，所述中间轴22下端固定设有与所述第三锥齿轮68啮合传动的第四锥齿轮70。

进一步地，对所述水质监测机构83进行详细描述，所述水质监测机构83还包括位于所述相机36下侧的传感器41，所述传感器41与所述工作腔12后端壁固定连接，所述传感器41与所述相机36通过数据线37相连通，所述传感器41与所述电源26通过第二电线29相连通，所述工作腔12后端壁安装有旋转电机34，所述旋转电机34与所述插头23通过第三电线30相连通，所述旋转电机34左端面转动设有带轮轴33，所述带轮轴33左端固定设有第一带轮35，所述工作腔12下端壁设有检测腔65，所述检测腔65左右端壁间转动设有输出轴62，所述输出轴62上固定设有第二带轮66，所述第二带轮66与所述第一带轮35通过所述皮带32摩擦传动，所述皮带32左端面固定设有所述监测仪63，所述监测仪63上端面固定设有齿条64，所述检测腔65后端壁固定设有定位杆58，所述定位杆58上转动设有挡水板67，所述挡水板67与所述定位杆58间设有小弹簧59。

有益地，所述发电机构81包括与所述工作腔12后端壁固定连接的发电机28，所述发电机28与所述电源26通过第四电线27相连通，所述发电机28下端面转动设有发电轴40，所述发电轴40下端位于外界空间内，外界空间内所述发电轴40上均匀固定设有四个扇叶39。

有益地，所述监测器体10下端面左右对称安装有两个空心的橡胶球50，所述橡胶球50沉入溪水后可给所述监测器体10提供浮力。

有益地，所述磁铁11与所述环形铁皮54间存在吸引力，压力弹簧51处于压缩状态。

有益地，所述齿条64随皮带32运动至第一带轮35前侧时可与所述传动齿轮31啮合传动。

整个装置的机械动作的顺序 ：

（1）启动电源26，通过第一电线13的传导，使得升降电机56工作，带动细轴55转动，从而带动第二锥齿轮57转动。

（2）将装置丢入溪流中指定位置，在配重块44作用下，整个装置沉入溪流底部，浮球48受浮力上升，带动磁铁11上升，使得磁铁11与环形铁皮54间吸引力减小，压力弹簧51向右复位，带动第一锥齿轮53向右运动与第二锥齿轮57啮合，通过第一锥齿轮53与第二锥齿轮57的啮合传动，带动第一锥齿轮53转动，收放轴47随第一锥齿轮53转动，带动绕线轮43转动，放松绳索45。

（3）在浮力作用下，监测器体10上升，直至橡胶球50处于半漂浮状态，浮球48不受浮力，使得第一锥齿轮53与第二锥齿轮57脱离啮合，装置停止上升。

（4）扇叶39利用溪流中的水流转动，带动发电轴40转动，通过发电机28转化成电能，通过第四电线27的传导对电源26进行充电。

（5）当下雨时，雨水通过集水槽21带动涡轮20转动，从而带动中间轴22转动，第四锥齿轮70随中间轴22转动，通过第四锥齿轮70与第三锥齿轮68的啮合传动，带动第三锥齿轮68转动，旋转杆71随第三锥齿轮68转动，推动弹力块73向左运动，从而带动长杆76向左运动，横向弹簧18被压缩，当雨停时，横向弹簧18向右复位，带动弹力块73向右运动至阻挡杆72右侧，之后弹力块73被阻挡杆72阻挡，横向弹簧18向左无法复位，长杆76带动插头23插入电源26内。

（6）通过第三电线30的传导，使得旋转电机34通电工作，旋转电机34带动带轮轴33转动，使得第一带轮35转动，皮带32随第一带轮35运动，带动监测仪63运动，监测仪63先向下运动，推动挡水板67运动，从对溪流内水质进行检测，监测仪63运动至传感器41位置时，传感器41驱动相机36工作，对监测仪63读数进行拍摄，，监测仪63继续运动，带动齿条64与传动齿轮31啮合传动，带动传动齿轮31转动，阻挡杆72随传动齿轮31转动，使得扭簧15被压缩，扭簧15反复运动复位使得弹力块73脱离阻挡杆72的阻挡，长杆76复位。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，包括监测器体，其特征在于：

所述监测器体内设有开口朝下的重力腔，所述重力腔内设有防漂浮机构，所述防漂浮机构包括配重块，所述配重块在装置进入溪流后沉于溪流底部，从而使得装置不会随着溪流飘动；

所述重力腔上端壁内设有工作腔，所述工作腔内设有水质监测机构，所述水质监测机构内通过皮带传动，所述皮带左端面安装有监测仪，所述监测仪随所述皮带运动时可进行水质的检测，所述皮带左侧设有用于拍摄所述监测仪数值的相机；

所述水质监测机构上侧设有控制机构，所述控制机构包括可左右滑动的长杆，所述长杆右端固定设有插头，所述插头右侧设有与所述工作腔后端壁固定连接的电源，所述长杆上侧均匀分布有六个可转动的旋转杆，所述旋转杆转动时可推动所述长杆向左运动，所述监测器体上端面固定设有接水块，所述接水块内设有可转动的涡轮，当外界下雨时，所述涡轮可转动，从而带动旋转杆转动，当雨停后，所述长杆会带动所述插头插入所述电源内，使得所述水质监测机构开始工作；

所述电源右侧设有利用溪水中的水流动能给所述电源充电的发电机构。

2.根据权利要求 1 所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，其特征在于：所述防漂浮机构还包括开口朝上的竖直腔，所述竖直腔上端壁连通所述工作腔，所述竖直腔左端壁转动设有右端位于所述重力腔内的收放轴，所述收放轴右端与所述重力腔右端壁转动连接，所述竖直腔内的收放轴上滑动设有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述收放轴通过两个压力弹簧固定连接，所述第一锥齿轮左端面固定设有环形铁皮，所述工作腔下端壁转动设有细轴，所述细轴上固定设有第二锥齿轮，所述细轴上端转动设有与所述工作腔后端壁固定连接的升降电机，所述升降电机与所述电源通过第一电线相连通，所述重力腔内收放轴上固定设有绕线轮，所述绕线轮上卷绕有绳索，所述绳索下端与所述配重块固定连接，所述工作腔下端壁内滑动设有竖直杆，所述竖直杆上端位于所述工作腔内，所述竖直杆下端位于外界空间内，所述竖直杆上端固定设有磁铁，所述竖直杆下端固定设有浮球。

3.根据权利要求 1 所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，其特征在于：所述控制机构还包括与所述工作腔后端壁固定连接的方形块，所述方形块内设有开口朝右的扭力槽，所述扭力槽左端壁转动设有扭力轴，所述扭力轴与所述扭力槽间设有扭簧，所述扭力轴右端位于所述工作腔内且固定设有传动齿轮，所述工作腔内扭力轴上端面固定设有阻挡杆，所述工作腔后端壁固定设有横向块，所述横向块内设有开口朝右的横向槽，所述横向槽左端壁固定设有横向弹簧，所述横向弹簧右端与所述长杆固定连接，所述长杆内设有开口朝上的弹力槽，所述弹力槽下端壁固定设有弹力弹簧，所述弹力弹簧上端固定设有弹力块，所述工作腔后端壁转动设有旋转轴，所述旋转轴上固定设有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮前侧设有六个与所述旋转轴固定连接的所述旋转杆，所述接水块内设有开口朝上的集水槽，所述集水槽左端壁通过排水槽连通外界空间，所述涡轮下端面固定设有下端位于所述工作腔内的中间轴，所述中间轴与所述工作腔上端壁转动连接，所述中间轴下端固定设有与所述第三锥齿轮啮合传动的第四锥齿轮。

4.根据权利要求 1所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，其特征在于：所述水质监测机构还包括位于所述相机下侧的传感器，所述传感器与所述工作腔后端壁固定连接，所述传感器与所述相机通过数据线相连通，所述传感器与所述电源通过第二电线相连通，所述工作腔后端壁安装有旋转电机，所述旋转电机与所述插头通过第三电线相连通，所述旋转电机左端面转动设有带轮轴，所述带轮轴左端固定设有第一带轮，所述工作腔下端壁设有检测腔，所述检测腔左右端壁间转动设有输出轴，所述输出轴上固定设有第二带轮，所述第二带轮与所述第一带轮通过所述皮带摩擦传动，所述皮带左端面固定设有所述监测仪，所述监测仪上端面固定设有齿条，所述检测腔后端壁固定设有定位杆，所述定位杆上转动设有挡水板，所述挡水板与所述定位杆间设有小弹簧。

5.根据权利要求 1 所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，其特征在于：所述发电机构包括与所述工作腔后端壁固定连接的发电机，所述发电机与所述电源通过第四电线相连通，所述发电机下端面转动设有发电轴，所述发电轴下端位于外界空间内，外界空间内所述发电轴上均匀固定设有四个扇叶。

6.根据权利要求 1所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，其特征在于：所述监测器体下端面左右对称安装有两个空心的橡胶球，所述橡胶球沉入溪水后可给所述监测器体提供浮力。

7.根据权利要求 2所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，其特征在于：所述磁铁与所述环形铁皮间存在吸引力，压力弹簧处于压缩状态。

8.根据权利要求 1 或4所述的一种野外溪流冲击式节能水质监测设备，其特征在于：所述齿条随皮带运动至第一带轮前侧时可与所述传动齿轮啮合传动。