CN112498590B - 一种遥控式多功能小型河道作业船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种遥控式多功能小型河道作业船，属于遥控船技术领域。该作业船包括船体、浮筒、动力装置、样品仓、电源、无线遥控控制系统、沉积物采集装置、水样采集装置、药剂喷洒装置；船体两侧下方安装有浮筒，船体由动力装置驱动；样品仓包括带M个凹槽的电动旋转圆盘，各凹槽内均放置用于保存液体或固体样品的单个样品瓶；沉积物采集装置用于采集河底的沉积物样品；水样采集装置用于将不同位置或不同深度的水样采集到样品瓶中；药剂喷洒装置用于向河道中喷洒液体药剂或菌剂；无线遥控控制系统包括遥控器、无线信号接收器、控制器；遥控器上设置有不同的作业按钮和与作业按钮电连接的无线信号发射器。本发明有利于小型河道日常巡查采样工作。

Description

一种遥控式多功能小型河道作业船
技术领域
本发明涉及一种遥控式多功能小型河道作业船，属于遥控船技术领域。
背景技术
随着城市水环境治理的不断推进，城市中众多小型河道在治理后需要进行长时间的巡查监测，这就需要定期在小型河道中定点采集河水及底泥样品。由于采样点往往设置在河道中央，操作员需要乘船至河中央进行人工采样，这给采样工作带来了极大的不便。传统的河道治理用船结构较为单一，往往只具备打捞垃圾、监控拍照等功能，无法对河水及底泥进行自动采样，且传统的河道治理用船体型较大，不适用于小型河道水体。因此，开发一种针对小型河道的便于操作的多功能作业船迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种遥控式多功能小型河道作业船，该作业船可以采用无线遥控远程操作实现河道巡查、水样采集、沉积物样品采集、药剂喷洒等工作，功能多样且无需人员上船，极大地方便了小型河道水体的日常巡查监测采样工作。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种遥控式多功能小型河道作业船，包括船体、浮筒、动力装置、样品仓、电源、无线遥控控制系统、沉积物采集装置、水样采集装置、药剂喷洒装置；所述浮筒安装于船体两侧且位于船体下方；所述动力装置驱动船体运动；所述样品仓包括带M个凹槽的电动旋转圆盘，每个凹槽内均放置有1个用于保存液体或固体样品的样品瓶；所述沉积物采集装置用于采集河底的沉积物样品；所述水样采集装置用于将不同位置或不同深度的水样采集到样品瓶中；所述药剂喷洒装置用于向河道中喷洒液体药剂或菌剂；所述无线遥控控制系统包括遥控器、无线信号接收器、控制器；遥控器上设置有不同的作业按钮和与作业按钮电连接的无线信号发射器，按下作业按钮，无线信号发射器发出信号，无线信号接收器将接收到的信号发送给控制器，控制器发出指令，控制相应的部件运转作业。
作为优选方案，所述沉积物采集装置与无线遥控控制系统电连接，沉积物采集装置包括电动旋转底座、主电动伸缩杆、连接杆、次电动伸缩杆、沉积物采样筒、卸样板、卸样伸缩杆；所述主电动伸缩杆设置在电动旋转底座上，所述次电动伸缩杆通过连接杆与主电动伸缩杆相连，所述沉积物采样筒与次电动伸缩杆固连，沉积物采样筒包括从上至下依次连通的上中空圆台、中空圆柱体、下中空圆台，中空圆柱体内水平放置有卸样板，卸样板的直径与中空圆柱体内径相同，卸样板的直径大于上中空圆台的顶面直径和下中空圆台的底面直径，所述沉积物采样筒侧壁开设有供卸样伸缩杆进出的卸样缝隙，卸样缝隙的底部位置不低于中空圆柱体的底部位置，所述卸样伸缩杆通过支撑底座固定设置在电动旋转圆盘的右侧，当沉积物采样筒到达沉积物卸样位置处时，卸样伸缩杆从卸样缝隙中水平横穿过沉积物采样筒，其中，沉积物卸样位置位于待存沉积物样品的样品瓶正上方。
作为优选方案，所述水样采集装置与无线遥控控制系统电连接，水样采集装置包括电动绞盘、配重滤笼、吸水软管、引水泵、出水管、出水电磁阀、放空管、放空电磁阀；所述电动绞盘固定在船体上，电动绞盘启动时匀速转动，所述配重滤笼通过钢丝绳与电动绞盘连接，所述吸水软管的进水端与配重滤笼相连，吸水软管的出水端与固设在船体上的引水泵进水口相连；所述出水管用于将引水泵的出水引入至待存水样的样品瓶中，出水管上设有出水电磁阀；所述放空管的一端与出水管相连通，另一端与船体外部空间相连通，放空管上设有放空电磁阀。
作为进一步优选方案，所述配重滤笼孔径为0.5～1cm。
作为优选方案，所述药剂喷洒装置包括储药箱体、液位计、自吸泵、喷头组件；所述储药箱体内设有用于监测储药箱体内液面高度的液位计，液位计与控制器电连接，当液位计监测到储药箱体内液面降至自吸泵进水口时，液位计将信号发送给控制器，控制器发出指令，自吸泵自动停止；所述自吸泵用于将储药箱体内的液体抽送至喷头组件中后喷洒至河道中，自吸泵由无线遥控控制系统控制启动和止停。
作为进一步优选方案，所述喷头组件包括两个摇臂喷头和扇形喷嘴，两个摇臂喷头分别位于船体两侧船舷位置，扇形喷嘴位于船头位置。
作为优选方案，所述作业船还包括用于照射船体前方及侧面区域的照明装置，照明装置包括照明灯和底座，其中，照明灯为LED灯，底座为往复式90°旋转底座，照明装置由无线遥控控制系统控制运转。
作为优选方案，所述作业船还包括摄像头，摄像头为360°摄像头，可由无线遥控控制系统控制开闭，摄像头开启后摄像头所采集到的图像数据会实时传输到图像接收端，并储存在自带储存卡中。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
(1)本装置结构简单，可以实现河道巡查、水样采集、沉积物样品采集、药剂喷洒等工作，功能多样，极大地方便了小型河道水体的日常巡查监测采样工作。
(2)本装置采用无线遥控远程操作，无需人员上船，在遥控指令下即可自动完成巡查监控以及采样过程，操作简单，自动化程度高，使用方便。
(3)本装置体型小巧，尤其适用于小型河道，且本装置采用模块化拼装，部分结构可拆卸，运输及储存方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明中的沉积物采集装置的结构示意图；
附图标记：
1.船体、2.浮筒、3.动力装置、4.样品仓、41.凹槽、5.沉积物采集装置、51.电动旋转底座、52.主电动伸缩杆、53.连接杆、54.次电动伸缩杆、55.沉积物采样筒、56.卸样板、57.卸样伸缩杆、58.卸样缝隙、6.水样采集装置、61.电动绞盘、62.配重滤笼、63.吸水软管、64.引水泵、65.出水管、66.出水电磁阀、67.放空管、68.放空电磁阀、7.药剂喷洒装置、71.储药箱体、72.液位计、73.自吸泵、74.摇臂喷头、75.扇形喷嘴、8.照明装置、9.摄像头、10.电源、11.控制器
具体实施方式
结合图1至图4，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1至图4所示，一种遥控式多功能小型河道作业船，包括船体1、浮筒2、动力装置3、样品仓4、电源10、无线遥控控制系统、沉积物采集装置、水样采集装置、药剂喷洒装置、照明装置8、摄像头9；
所述船体1采用优质工程模具制成，船体1前后两段做坡面处理，以减少行船阻力；
所述浮筒2设有4只，4只浮筒2安装于船体1两侧且位于船体1下方；
所述动力装置3位于船体1尾部中间位置，动力装置3包括转向舵、电机、螺旋桨，动力装置3由无线遥控控制系统控制前进、后退、转向；
所述样品仓4位于船体1中部靠后位置，样品仓4包括带M个凹槽41的电动旋转圆盘，其中，M为偶数，1个凹槽41内放置有1个样品瓶，样品瓶用于保存采集的液体或固体样品，一次采样完成后电动旋转圆盘自动旋转360/M度，完成样品瓶的切换；当只采集水样或者沉积物样品，可以采集M个样品再整体换空样品瓶，当同时采集水样和沉积物样品，则采集M/2个水样和M/2个沉积物样品后就需要整体更换空样品瓶；
所述无线遥控控制系统包括遥控器、无线信号接收器、控制器11；遥控器上设置有不同的作业按钮和与作业按钮电连接的无线信号发射器，按下作业按钮，无线信号发射器发出信号，无线信号接收器将接收到的信号发送给控制器11，控制器11发出指令，控制不同的部件(如动力装置3、沉积物采集装置、水样采集装置、药剂喷洒装置、照明装置8、摄像头9)按需求进行运转；
所述沉积物采集装置位于船体1尾部右侧位置，其可采集水底的沉积物样品；沉积物采集装置包括电动旋转底座51、主电动伸缩杆52、连接杆53、次电动伸缩杆54、沉积物采样筒55、卸样板56、卸样伸缩杆57；所述主电动伸缩杆52设置在电动旋转底座51上，所述次电动伸缩杆54通过连接杆53与主电动伸缩杆52相连，所述沉积物采样筒55与次电动伸缩杆54固连，沉积物采样筒55包括从上至下依次连通的上中空圆台、中空圆柱体、下中空圆台，中空圆柱体内水平放置有卸样板56，卸样板56的直径与中空圆柱体内径相同，卸样板56的直径大于上中空圆台的顶面直径和下中空圆台的底面直径，所述沉积物采样筒55侧壁开设有供卸样伸缩杆57进出的卸样缝隙58，卸样缝隙58的底部位置不低于中空圆柱体的底部位置，所述卸样伸缩杆57通过支撑底座固定设置在电动旋转圆盘的右侧，当沉积物采样筒55到达待存沉积物样品的样品瓶正上方时(沉积物卸样位置处)，卸样伸缩杆57从卸样缝隙58中水平横穿过沉积物采样筒55；其中，沉积物采集装置中的电动旋转底座51、主电动伸缩杆52、次电动伸缩杆54、卸样伸缩杆57均由无线遥控控制系统控制运转；
所述水样采集装置位于船体1尾部左侧位置，水样采集装置包括电动绞盘61、配重滤笼62、吸水软管63、引水泵64、出水管65、出水电磁阀66、放空管67、放空电磁阀68；所述电动绞盘61固定在船体1上，电动绞盘61启动时匀速转动，所述配重滤笼62通过钢丝绳与电动绞盘61连接，配重滤笼62孔径为0.5～1cm(滤孔太小不仅无法采集到浮游生物，而且还会影响水样悬浮物指标的测定结果，滤孔太大无法过滤水中杂质)，配重滤笼62在水中的停留深度通过电动绞盘61提升或放下钢丝绳控制，其中，操作者只需根据电动绞盘61的转动速度并控制配重滤笼62下降、上升时间即可计算得到配重滤笼62在水中的停留深度；所述吸水软管63的进水端与配重滤笼62相连，吸水软管63的出水端与固设在船体1上的引水泵64进水口相连；所述出水管65的进水端与引水泵64的出水口相连，出水管65的出水端始终位于待存水样的样品瓶正上方(水样卸样位置)，以将采集的水样引入待存水样的样品瓶中，所述出水管65上设有出水电磁阀66；所述放空管67的一端与出水管65相连通，另一端与船体1外部空间相连通，放空管67上设有放空电磁阀68；其中，水样采集装置中的电动绞盘61、引水泵64、出水电磁阀66、放空电磁阀68均由无线遥控控制系统控制运转；
所述药剂喷洒装置包括储药箱体71、液位计72、自吸泵73、喷头组件；所述储药箱体71内设有用于监测储药箱体71内液面高度的液位计72，液位计72与无线遥控控制系统中的控制器11电连接，当液位计72监测到储药箱体71内液面降至自吸泵73进水口时，液位计72将信号发送给控制器11，控制器11发出指令，自吸泵73自动停止；所述自吸泵73用于将储药箱体71内的液体抽送至喷头组件中喷出，由无线遥控控制系统控制启动和止停；所述喷头组件包括两个摇臂喷头74和扇形喷嘴75，两个摇臂喷头74分别位于船体1两侧船舷位置，扇形喷嘴75位于船头位置。
所述照明装置8可照射船体1前方及侧面区域，照明装置8包括照明灯和底座，其中，照明灯为LED灯，底座为往复式90°旋转底座，照明装置8由无线遥控控制系统控制运转；
所述摄像头9设于船头，摄像头9为360°摄像头9，可由无线遥控控制系统控制开闭，摄像头9开启后摄像头9所采集到的图像数据会实时传输到图像接收端(图中未示出)，并储存在自带储存卡中。
沉积物样品采集过程：
首先，主电动伸缩杆52缩短，次电动伸缩杆54伸长，沉积物采样筒55在次电动伸缩杆54的带动下下降沉入水中，其中，沉积物采样筒55下降距离为主电动伸缩杆52收缩距离与次电动伸缩杆54伸长距离之和，待沉积物采样筒55下降至水底后，沉积物采样筒55插入水底沉积物之中取得柱状沉积物样品，位于沉积物样品上方的卸样板56在沉积物样品的推力作用下由初始位置(中空圆柱体底部)向上移动。取得柱状沉积物样品后，主电动伸缩杆52伸长，次电动伸缩杆54缩短，沉积物采样筒55在次电动伸缩杆54的带动下上升至高于动力装置3，然后启动电动旋转底座51，电动旋转底座51带动沉积物采样筒55顺时针旋转一定角度，以使沉积物采样筒55底部恰好位于待存沉积物样品的1号样品瓶的正上方，此时卸样伸缩杆57为收缩状态。然后主电动伸缩杆52缩短，带动沉积物采样筒55下降至沉积物卸样位置处，之后卸样伸缩杆57伸长并从位于卸样板56上方的卸样缝隙58中水平横穿过沉积物采样筒55沉。然后主电动伸缩杆52伸长，带动沉积物采样筒55上升一定距离后静止，上升距离等于中空圆柱体的高度，卸样板56由于被卸样伸缩杆57限制不能上升，在沉积物采样筒55中的位置由中空圆柱体顶部或中部移动到圆柱最下部，所采得沉积物样品随卸样板56保持原高度，脱离沉积物采样筒55，掉落到下方1号样品瓶中存储。之后，卸样伸缩杆57收缩脱离沉积物采样筒55，然后主电动伸缩杆52伸长至沉积物采样筒55高于动力装置3保持。接着电动旋转底座51逆时针旋转至初始状态，完成一次采样命令。下次沉积物样品采集前，需首先将电动旋转圆盘旋转360/M度完成样品瓶的切换后再重复上述步骤进行下次沉积物采集操作。
水样采集过程：
遥控电动绞盘61顺时针转动，在配重虑笼的重力作用下，钢丝绳和吸水软管63匀速下降到水中。当配重虑笼降到预定深度后，遥控电动绞盘61停止转动并锁死，保持深度。然后打开放空电磁阀68，关闭出水电磁阀66，引水泵64启动，抽取该深度河水，此时所抽取的河水作润湿冲洗水泵和管路之用，不能作为样品保存，从放空管67流走。再打开出水电磁阀66，关闭放空电磁阀68，该深度河水通过出水管65进入一个样品瓶中作为样品保存，当样品瓶装满后，关闭出水电磁阀66并关停引水泵64，再使电动绞盘61逆时针转动，拉起配重虑笼脱离水体后锁定，一次水样采集完成。下次水样采集前，需首先将电动旋转盘旋转360/M度完成样品瓶的切换后再重复上述步骤进行水样采集操作，其中，通过下降时间控制吸水软管63进水端的深度，可实现不同深度水样的采集。
药剂/菌剂喷洒：
遥控开启自吸泵73，同时开启摇臂喷头74和扇形喷嘴75，即可自动进行药剂/菌剂喷洒工作。其中，扇形喷嘴75可覆盖船正前方宽度，两侧摇臂喷嘴可覆盖两侧各3米区域，随着船的行进可完成宽度为7米的河道均匀喷洒。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本装置结构简单，可以实现河道巡查、水样采集、沉积物样品采集、药剂喷洒等工作，功能多样，极大地方便了小型河道水体的日常巡查监测采样工作。
(2)本装置采用无线遥控远程操作，无需人员上船，在遥控指令下即可自动完成巡查监控以及采样过程，操作简单，自动化程度高，使用方便。
(3)本装置体型小巧，尤其适用于小型河道，且本装置采用模块化拼装，部分结构可拆卸，运输及储存方便。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种遥控式多功能小型河道作业船，其特征在于，包括船体、浮筒、动力装置、样品仓、电源、无线遥控控制系统、沉积物采集装置、水样采集装置、药剂喷洒装置；所述浮筒安装于船体两侧且位于船体下方；所述动力装置驱动船体运动；所述样品仓包括带M个凹槽的电动旋转圆盘，每个凹槽内均放置有1个用于保存液体或固体样品的样品瓶；所述沉积物采集装置用于采集河底的沉积物样品；所述水样采集装置用于将不同位置或不同深度的水样采集到样品瓶中；所述药剂喷洒装置用于向河道中喷洒液体药剂或菌剂；所述无线遥控控制系统包括遥控器、无线信号接收器、控制器；遥控器上设置有不同的作业按钮和与作业按钮电连接的无线信号发射器，按下作业按钮，无线信号发射器发出信号，无线信号接收器将接收到的信号发送给控制器，控制器发出指令，控制相应的部件运转作业；所述沉积物采集装置与无线遥控控制系统电连接，沉积物采集装置包括电动旋转底座、主电动伸缩杆、连接杆、次电动伸缩杆、沉积物采样筒、卸样板、卸样伸缩杆；所述主电动伸缩杆设置在电动旋转底座上，所述次电动伸缩杆通过连接杆与主电动伸缩杆相连，所述沉积物采样筒与次电动伸缩杆固连，沉积物采样筒包括从上至下依次连通的上中空圆台、中空圆柱体、下中空圆台，中空圆柱体内水平放置有卸样板，卸样板的直径与中空圆柱体内径相同，卸样板的直径大于上中空圆台的顶面直径和下中空圆台的底面直径，所述沉积物采样筒侧壁开设有供卸样伸缩杆进出的卸样缝隙，卸样缝隙的底部位置不低于中空圆柱体的底部位置，所述卸样伸缩杆通过支撑底座固定设置在电动旋转圆盘的右侧，当沉积物采样筒到达沉积物卸样位置处时，卸样伸缩杆从卸样缝隙中水平横穿过沉积物采样筒，其中，沉积物卸样位置位于待存沉积物样品的样品瓶正上方。
2.如权利要求1所述的作业船，其特征在于，所述水样采集装置与无线遥控控制系统电连接，水样采集装置包括电动绞盘、配重滤笼、吸水软管、引水泵、出水管、出水电磁阀、放空管、放空电磁阀；所述电动绞盘固定在船体上，电动绞盘启动时匀速转动，所述配重滤笼通过钢丝绳与电动绞盘连接，所述吸水软管的进水端与配重滤笼相连，吸水软管的出水端与固设在船体上的引水泵进水口相连；所述出水管用于将引水泵的出水引入至待存水样的样品瓶中，出水管上设有出水电磁阀；所述放空管的一端与出水管相连通，另一端与船体外部空间相连通，放空管上设有放空电磁阀。
3.如权利要求2所述的作业船，其特征在于，所述配重滤笼孔径为0.5～1cm。
4.如权利要求1所述的作业船，其特征在于，所述药剂喷洒装置包括储药箱体、液位计、自吸泵、喷头组件；所述储药箱体内设有用于监测储药箱体内液面高度的液位计，液位计与控制器电连接，当液位计监测到储药箱体内液面降至自吸泵进水口时，液位计将信号发送给控制器，控制器发出指令，自吸泵自动停止；所述自吸泵用于将储药箱体内的液体抽送至喷头组件中后喷洒至河道中，自吸泵由无线遥控控制系统控制启动和止停。
5.如权利要求4所述的作业船，其特征在于，所述喷头组件包括两个摇臂喷头和扇形喷嘴，两个摇臂喷头分别位于船体两侧船舷位置，扇形喷嘴位于船头位置。
6.如权利要求1所述的作业船，其特征在于，所述作业船还包括用于照射船体前方及侧面区域的照明装置，照明装置包括照明灯和底座，其中，照明灯为LED灯，底座为往复式90°旋转底座，照明装置由无线遥控控制系统控制运转。
7.如权利要求1所述的作业船，其特征在于，所述作业船还包括摄像头，摄像头为360°摄像头，可由无线遥控控制系统控制开闭，摄像头开启后摄像头所采集到的图像数据会实时传输到图像接收端，并储存在自带储存卡中。
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