CN112505283A - 一种锚式传感器装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及水体监测技术领域，尤其涉及一种锚式传感器装置。其包括：装置主体、悬浮底座和锚组件，装置主体安装在悬浮底座上，悬浮底座为装置主体提供悬浮于水面的浮力；锚组件悬挂于装置主体的下方，用于将装置主体固定在水面上；装置主体上设有第一提升机构及与第一提升机构连接的传感器组件，第一提升机构用于带动传感器组件上升或下降。本公开提供的锚式传感器装置，装置主体可悬浮并固定在水面上，当需要对水体进行测量时，利用第一提升机构带动传感器组件沉降至水中进行水体测量，测量完成后，利用第一提升机构带动传感器组件从水中提升至水面以上，从而避免传感器组件长期浸泡在水中而影响传感器组件的精度和使用寿命。

Description

一种锚式传感器装置

技术领域

本公开涉及水体监测技术领域，尤其涉及一种锚式传感器装置。

背景技术

传统的水产养殖、公园和景点的水体需要监测时，通常利用浸泡在水里的传感器装置进行水体测量，然而现有的传感器装置需要长期浸泡在水里进行水体测量，对传感器装置的精度影响很大，现有的传感器装置的寿命一般不足三个月，严重影响信息化技术的运用。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种锚式传感器装置。

本公开提供了一种锚式传感器装置，包括装置主体、悬浮底座和锚组件；所述装置主体安装在所述悬浮底座上，所述悬浮底座为所述装置主体提供悬浮于水面的浮力；所述锚组件悬挂于所述装置主体的下方，用于将所述装置主体固定在水面上；所述装置主体上设有第一提升机构及与所述第一提升机构连接的传感器组件，所述第一提升机构用于带动所述传感器组件上升或下降。

可选地，所述装置主体上设有无线发射天线、无线接收天线和控制器；所述无线发射天线用于发射信号给远程服务器，所述无线接收天线用于接收远程信号并发送信号给所述控制器，所述控制器用于接收所述无线接收天线发送的信号并向所述第一提升机构和所述传感器组件发送控制指令。

可选地，所述第一提升机构包括第一绞索机构、第一电缆和第一步进电机；所述第一电缆缠绕在所述第一绞索机构上，所述第一电缆的端部与所述传感器组件连接；所述第一步进电机与所述第一绞索机构连接，用于驱动所述第一绞索机构旋转，以使缠绕在所述第一绞索机构上的所述第一电缆带动所述传感器组件上升或下降。

可选地，所述装置主体上设有除污装置，所述除污装置用于清除粘在所述第一电缆上的污染物，所述除污装置包括除污刮板、网状护套、弹性防水圈和螺纹夹紧圈；所述网状护套套设在所述第一电缆上，所述除污刮板设于所述网状护套的外侧，用于刮除所述电缆上的污染物；所述弹性防水圈套设在所述网状护套的外侧，用于将水阻挡于所述弹性防水圈的下方；所述螺纹夹紧圈与所述除污刮板连接，用于对所述除污刮板施加朝向所述螺纹夹紧圈的中轴线的压紧力。

可选地，所述锚组件包括锚仓和安装在所述锚仓上的固定锚，所述锚仓具有储水容器、第一水泵和第二水泵，所述第一水泵用于向所述储水容器中泵水，所述第二水泵用于将所述储水容器中的水抽出。

可选地，所述锚仓还具有传感器容纳腔，所述传感器容纳腔上设有单向进水电磁阀，所述传感器容纳腔内设有至少一个备用传感器；所述第一水泵的进水口与所述传感器容纳腔连通，所述第一水泵的出水口与所述储水容器连通。

可选地，所述装置主体上设有第二提升机构，所述锚组件通过所述第二提升机构悬挂于所述装置主体的下方，所述第二提升机构用于带动所述锚组件上升或下降。

可选地，所述第二提升机构包括第二绞索机构、第二电缆和第二步进电机；所述第二电缆缠绕在所述第二绞索机构上，所述第二电缆的端部与所述锚组件连接；所述第二步进电机与所述第二绞索机构连接，用于驱动所述第二绞索机构旋转，以使缠绕在所述第二绞索机构上的所述第二电缆带动所述锚组件上升或下降。

可选地，所述装置主体上设有太阳能电池，所述太阳能电池用于获取所述锚式传感器装置所需的电能。

可选地，所述装置主体的外形构造成青蛙造型，所述装置主体的内部形成有安装空腔，所述青蛙造型的四条腿中的两条内分别设置有一所述第一提升机构，所述青蛙造型的四条腿中的另两条的下方分别悬挂有一所述锚组件。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的锚式传感器装置，利用悬浮底座为装置主体提供悬浮于水面的浮力，使得装置主体能够悬浮在水面上；利用悬挂于装置主体的下方的锚组件，实现将装置主体固定在水面上，使得装置主体可以静止在水面上；装置主体上设有第一提升机构及与第一提升机构连接的传感器组件，当需要对水体进行测量时，利用第一提升机构带动传感器组件沉降至水中进行水体测量，测量完成后，利用第一提升机构带动传感器组件从水中提升至水面以上，从而避免传感器组件长期浸泡在水中而影响传感器组件的精度和使用寿命。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述锚式传感器装置的结构示意图；

图2为本公开实施例所述锚式传感器装置的除污装置的结构示意图；

图3为本公开实施例所述锚式传感器装置的锚组件的结构示意图。

其中，1-装置主体；2-悬浮底座；3-锚组件；4-第一提升机构；5-传感器组件；6-无线发射天线；7-无线接收天线；8-控制器；9-太阳能电池；10-除污装置；11-第二提升机构；

301-锚仓；302-固定锚；303-储水容器；304-第一水泵；305-第二水泵；306-传感器容纳腔；307-单向进水电磁阀；308-第一备用传感器；309-第二备用传感器；310-第三备用传感器；311-防水接头；

401-第一绞索机构；402-第一电缆；403-第一步进电机；

101-除污刮板；102-网状护套；103-弹性防水圈；104-螺纹夹紧圈；

111-第二绞索机构；112-第二电缆；113-第二步进电机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本公开实施例提供了一种锚式传感器装置，包括：装置主体1、悬浮底座2和锚组件3。其中，装置主体1安装在悬浮底座2上，悬浮底座2为装置主体1提供悬浮于水面的浮力；锚组件3悬挂于装置主体1的下方，用于将装置主体1固定在水面上；装置主体1上设有第一提升机构4及与第一提升机构4连接的传感器组件5，第一提升机构4用于带动传感器组件5上升或下降。

本公开实施例提供的锚式传感器装置，利用悬浮底座2为装置主体1提供悬浮于水面的浮力，使得装置主体1能够悬浮在水面上；利用悬挂于装置主体1的下方的锚组件3，实现将装置主体1固定在水面上，使得装置主体1可以静止在水面上；装置主体1上设有第一提升机构4及与第一提升机构4连接的传感器组件5，当需要对水体进行测量时，利用第一提升机构4带动传感器组件5沉降至水中进行水体测量，测量完成后，利用第一提升机构4带动传感器组件5从水中提升至水面以上，从而避免传感器组件5长期浸泡在水中而影响传感器组件5的精度和使用寿命。

具体地，悬浮底座2可以采用质地轻、体积大的泡沫底座，以为装置主体1提供足够的浮力使装置主体1能够悬浮于水面上，当然悬浮底座2不限于采用泡沫底座，也可以采用其它质地轻、体积大的底座。

需要说明的是，传感器组件5可包括多种类型的传感器，例如传感器组件5可包括2～10种类型的传感器，以用来测量水中的溶解氧浓度、有害物质的浓度、水体的温度等参数，传感器的类型和数量可根据实际情况自行选择与设计。

在一些实施例中，如图1所示，装置主体1上设有无线发射天线6、无线接收天线7和控制器8；无线发射天线6用于发射信号给远程服务器，无线接收天线7用于接收远程信号并发送信号给控制器8，控制器8用于接收无线接收天线7发送的信号并向第一提升机构4和传感器组件5发送控制指令。

具体实现时，可以通过远程服务器给锚式传感器装置发送远程信号，锚式传感器装置的无线接收天线7用于接收远程信号，通过解析远程信号来获得测量哪种水体参数(如水体中的溶解氧浓度、水体中的有害物质的浓度、水体的温度等参数)、测量多深的水体等，然后发送信号给控制器8，将休眠中的控制器8启动；控制器8接收无线接收天线7发送的信号，控制传感器组件5采集信号，控制第一提升机构4下降或提升传感器组件5，并且通过控制第一提升机构4下降或提升传感器组件5的高度，得出传感器组件5在水体中深度，从而实现不同深度的水体的自动定位和测量，传感器组件5采集的信号发送给控制器8，控制器8将传感器组件5采集的信号通过无线发射天线6发送给远程服务器，使得整个锚式传感器装置的信息化和智能化的程度更高。

在一些实施例中，如图1所示，第一提升机构4包括第一绞索机构401、第一电缆402和第一步进电机403；第一电缆402缠绕在第一绞索机构401上，第一电缆402的端部与传感器组件5连接；第一步进电机403与第一绞索机构401连接，用于驱动第一绞索机构401旋转，以使缠绕在第一绞索机构401上的第一电缆402带动传感器组件5上升或下降。

具体实现时，第一绞索机构401用于将第一电缆402缠绕起来；第一步进电机403用来控制第一电缆402收放的圈数，从而得出传感器组件5在水体中的深度；第一电缆402用于牵引传感器组件5，并将传感器组件5采集的信号发送给控制器8。

在一些实施例中，如图1所示，装置主体1上设有除污装置10，除污装置10用于清除粘在第一电缆402上的污染物(如鱼粪等)。

具体地，如图2所示，除污装置10包括除污刮板101、网状护套102、弹性防水圈103和螺纹夹紧圈104；网状护套102套设在第一电缆402上，除污刮板101设于网状护套102的外侧，用于刮除第一电缆402上的污染物；弹性防水圈103套设在网状护套102的外侧，用于将水阻挡于弹性防水圈103的下方；螺纹夹紧圈104与除污刮板101连接，用于对除污刮板101施加朝向螺纹夹紧圈104的中轴线的压紧力。

具体实现时，除污刮板101用来将第一电缆402上所粘的鱼粪等污染物全部刮下来，除污刮板101优选采用柔性材料(如尼龙等)，除污刮板101的顶部较宽、底部较窄，顶部宽的部分的宽度约为5.1cm，底部窄的部分的宽度约为1.3cm，经过测试如此设计的除污刮板101能够在外压力作用下有效地刮除干净第一电缆402上的污染物。网状护套102套设在第一电缆402上，但网状护套102不随第一电缆402的升降而升降，网状护套102用来增加除污刮板101刮除污染物时的摩擦力。弹性防水圈103用来阻挡水以防止水进入到第一步进电机403的位置，为第一步进电机403提供相对干燥的空间，弹性防水圈103可采用橡胶防水圈。螺纹夹紧圈104与除污刮板101连接，用来为除污刮板101提供外部压力，具体地用于对除污刮板101施加朝向螺纹夹紧圈104的中轴线的压紧力，从而提高除污刮板101的变形，使得除污刮板101能够在外压力作用下有效地刮除干净第一电缆402上的污染物。

在一些实施例中，如图3所示，锚组件3包括锚仓301和安装在锚仓301上的固定锚302，锚仓301具有储水容器303、第一水泵304和第二水泵305，第一水泵304用于向储水容器303中泵水，第二水泵305用于将储水容器303中的水抽出。

具体实现时，对于软质的水底，可以通过锚组件3的固定锚302固定在水底，实现将装置主体1固定在水面上；对于水泥地面的水底，固定锚302无法发挥作用，在该种情况下可以利用向储水容器303中灌满水，使得锚组件3下沉，来实现将装置主体1固定在水面上。

进一步地，如图3所示，锚仓301还具有传感器容纳腔306，传感器容纳腔306上设有单向进水电磁阀307，传感器容纳腔306内设有至少一个备用传感器；第一水泵304的进水口与传感器容纳腔306连通，第一水泵304的出水口与储水容器303连通。

当需要启用锚仓301的传感器容纳腔306内的备用传感器进行水体测量时，可以通过打开单向进水电磁阀307，将需要测量的水样流入到传感器容纳腔306内，利用设置于传感器容纳腔306内的备用传感器对水样进行测量，采集完成后，可以利用第一水泵304将传感器容纳腔306内的水抽出，使其进入到储水容器303中，然后通过第二水泵305将储水容器303中的水抽出，防止传感器容纳腔306内的传感器长期浸泡在水体中而影响传感器的精度和使用寿命。

为了实现给第二水泵305供电，可以在传感器容纳腔306上固定防水接头311，通过该防水接头311将位于传感器容纳腔306内的导线引出为第二水泵305供电。

需要说明的是，可以根据需要在传感器容纳腔306内设置一个或多个备用传感器，例如可以在传感器容纳腔306内设置三个备用传感器分别为第一备用传感器308、第二备用传感器309和第三备用传感器310，具体地，第一备用传感器308可以为备用的溶解氧检测传感器，第二备用传感器309可以为备用的有害物质检测传感器，第三备用传感器310可以为备用的温度传感器。

当然，也可以在储水容器303和传感器容纳腔306上分别设置单向进水电磁阀，在储水容器303和传感器容纳腔306上分别设置用于将其内部的水抽出的水泵，均能够实现本公开的上述目的，均不脱离本公开的设计构思。

在一些实施例中，如图1所示，装置主体1上设有第二提升机构11，锚组件3通过第二提升机构11悬挂于装置主体1的下方，第二提升机构11用于带动锚组件3上升或下降。具体地，第二提升机构11可以采用与第一提升机构4相同或相类似的结构。

当需要利用该锚式传感器装置对水体进行测量时，可以通过第二提升机构11将锚组件3下沉至水体中，并利用锚组件3实现将装置主体1固定在水面上；当不需要使用该锚式传感器装置对水体进行测量或者需要移动该锚式传感器装置的位置时，可以通过第二提升机构11将锚组件3从水体中提起，便于运输。

在一个具体实施例中，如图1所示，第二提升机构11包括：第二绞索机构111、第二电缆112和第二步进电机113；第二电缆112缠绕在第二绞索机构111上，第二电缆112的端部与锚组件3连接，第二电缆112用于牵引锚组件3，并为锚组件3的电器件供电；第二步进电机113与第二绞索机构111连接，用于驱动第二绞索机构111旋转，以使缠绕在第二绞索机构111上的第二电缆112带动锚组件3上升或下降。

具体实现时，为了提高第二电缆112的结构强度，避免单独采用电缆造成电缆被拽断，第二提升机构11还可以包括钢缆，钢缆和第二电缆112一起缠绕在第二绞索机构111上。第二绞索机构111用于将第二电缆112缠绕起来；第二步进电机113用来控制第二电缆112收放的圈数，从而得出锚仓301内的备用传感器在水体中的深度；第二电缆112还用于将锚仓301内的传感器采集的信号发送给控制器8。

在一些实施例中，如图1所示，为了清除粘在第二电缆112上的污染物(如鱼粪等)，可以在第二电缆112上也设置除污装置10，除污装置10的具体结构如上述实施例所示，在此不再赘述。

在一些实施例中，如图1所示，装置主体1上设有太阳能电池9，太阳能电池9用于获取锚式传感器装置所需的电能，以为锚式传感器装置的电器件供电。具体地，太阳能电池9可采用柔性太阳能电池9，太阳能电池9可通过螺栓固定在装置主体1上。

在一些实施例中，如图1所示，装置主体1的外形构造成青蛙造型，装置主体1的内部形成有安装空腔，青蛙造型的四条腿中的两条中分别设置有一第一提升机构4，青蛙造型的四条腿中的另两条内分别设置有一第二提升机构11，每一第二提升机构11的下方悬挂有一锚组件3。

具体地，将装置主体1的外形构造成青蛙造型，可以使得装置主体1的造型与其所在的水体环境更协调；在装置主体1的内部形成有安装空腔，可以将无线发射天线6、无线接收天线7、控制器8、太阳能电池9、第一提升机构4、第二提升机构11、除污装置10等隐藏在装置主体1的内部，既避免上述结构外露影响整体锚式传感器装置的外观效果，又可以对上述结构进行有效防护，有利于延长整体锚式传感器装置的使用寿命。

在一个具体实施例中，如图1所示，无线发射天线6固定在青蛙造型的其中一只眼睛的内部，无线接收天线7固定在青蛙造型的另一只眼睛的内部；太阳能电池9固定在青蛙造型的头部与背部；控制器8固定在青蛙造型的肚子中；青蛙造型的四条腿中相对靠外的两条腿中分别设置有一第一提升机构4，每一第一提升机构4的下方连接有一传感器组件5；青蛙造型的四条腿中相对靠内的两条腿内分别设置有一第二提升机构11，每一第二提升机构11的下方连接有一锚组件3。

当然，本公开实施例的装置主体1不限于采用青蛙造型，也可以采用其他造型，只要不脱离本公开的设计构思，均应在本公开的保护范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种锚式传感器装置，其特征在于，包括装置主体、悬浮底座和锚组件；

所述装置主体安装在所述悬浮底座上，所述悬浮底座为所述装置主体提供悬浮于水面的浮力；

所述锚组件悬挂于所述装置主体的下方，用于将所述装置主体固定在水面上；

所述装置主体上设有第一提升机构及与所述第一提升机构连接的传感器组件，所述第一提升机构用于带动所述传感器组件上升或下降。

2.根据权利要求1所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述装置主体上设有无线发射天线、无线接收天线和控制器；

所述无线发射天线用于发射信号给远程服务器，所述无线接收天线用于接收远程信号并发送信号给所述控制器，所述控制器用于接收所述无线接收天线发送的信号并向所述第一提升机构和所述传感器组件发送控制指令。

3.根据权利要求1所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述第一提升机构包括第一绞索机构、第一电缆和第一步进电机；

所述第一电缆缠绕在所述第一绞索机构上，所述第一电缆的端部与所述传感器组件连接；

所述第一步进电机与所述第一绞索机构连接，用于驱动所述第一绞索机构旋转，以使缠绕在所述第一绞索机构上的所述第一电缆带动所述传感器组件上升或下降。

4.根据权利要求3所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述装置主体上设有除污装置，所述除污装置用于清除粘在所述第一电缆上的污染物，所述除污装置包括除污刮板、网状护套、弹性防水圈和螺纹夹紧圈；

所述网状护套套设在所述第一电缆上，所述除污刮板设于所述网状护套的外侧，用于刮除所述第一电缆上的污染物；

所述弹性防水圈套设在所述网状护套的外侧，用于将水阻挡于所述弹性防水圈的下方；

所述螺纹夹紧圈与所述除污刮板连接，用于对所述除污刮板施加朝向所述螺纹夹紧圈的中轴线的压紧力。

5.根据权利要求1所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述锚组件包括锚仓和安装在所述锚仓上的固定锚，所述锚仓具有储水容器、第一水泵和第二水泵，所述第一水泵用于向所述储水容器中泵水，所述第二水泵用于将所述储水容器中的水抽出。

6.根据权利要求5所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述锚仓还具有传感器容纳腔，所述传感器容纳腔上设有单向进水电磁阀，所述传感器容纳腔内设有至少一个备用传感器；

所述第一水泵的进水口与所述传感器容纳腔连通，所述第一水泵的出水口与所述储水容器连通。

7.根据权利要求1至6任一项所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述装置主体上设有第二提升机构，所述锚组件通过所述第二提升机构悬挂于所述装置主体的下方，所述第二提升机构用于带动所述锚组件上升或下降。

8.根据权利要求7所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述第二提升机构包括第二绞索机构、第二电缆和第二步进电机；

所述第二电缆缠绕在所述第二绞索机构上，所述第二电缆的端部与所述锚组件连接；

所述第二步进电机与所述第二绞索机构连接，用于驱动所述第二绞索机构旋转，以使缠绕在所述第二绞索机构上的所述第二电缆带动所述锚组件上升或下降。

9.根据权利要求1至6任一项所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述装置主体上设有太阳能电池，所述太阳能电池用于获取所述锚式传感器装置所需的电能。

10.根据权利要求1至6任一项所述的锚式传感器装置，其特征在于，所述装置主体的外形构造成青蛙造型，所述装置主体的内部形成有安装空腔，所述青蛙造型的四条腿中的两条内分别设置有一所述第一提升机构，所述青蛙造型的四条腿中的另两条的下方分别悬挂有一所述锚组件。

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