CN112539972B - 一种海洋环境取样监测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海洋环境取样监测设备，包括漂浮舱、活动舱、防撞装置、取样锚、测风装置、样品存储装置、联动轴,所述漂浮舱顶部中心贯穿连接有测风装置，且漂浮舱内部呈空心结构，所述漂浮舱外圈内壁上开设有防撞装置槽，且防撞装置槽内活动连接有防撞装置，所述漂浮舱内底部中央固定连接有蓄电池，且蓄电池顶部设有发电机，所述发电机顶部设有顶发电转轴，且发电机上段机身上设有发电主转轴，所述蓄电池两侧的漂浮舱内部轴承连接有联动轴，且联动轴两侧的漂浮舱底部内壁上开设有活动舱槽，所述活动舱槽内活动连接有活动舱，本发明提供一种海洋环境取样监测设备为解决对海洋海水在不同时段进行采样费时费力的问题及监测设备能源补充不便等问题。

Description

一种海洋环境取样监测设备
技术领域
本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种海洋环境取样监测设备。
背景技术
海洋环境指地球上广大连续的海和洋的总水域。包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、海底沉积物和海洋生物。是生命的摇篮和人类的资源宝库。随着人类开发海洋资源的规模日益扩大，已受到人类活动的影响和污染。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种海洋环境取样监测设备，以解决在不同时段对海水进行采样进行监测，同时还可对海上天气状况进行监测。
本发明一种海洋环境取样监测设备的目的与功效，由以下具体技术手段达成：一种海洋环境取样监测设备，包括漂浮舱、活动舱、防撞装置、取样锚、测风装置、样品存储装置、联动轴,所述漂浮舱顶部中心贯穿连接有测风装置，且漂浮舱内部呈空心结构，所述漂浮舱外圈内壁上开设有防撞装置槽，且防撞装置槽内活动连接有防撞装置，所述漂浮舱内底部中央固定连接有蓄电池，且蓄电池顶部设有发电机，所述发电机顶部设有顶发电转轴，且发电机上段机身上设有发电主转轴，所述蓄电池两侧的漂浮舱内部轴承连接有联动轴，且联动轴两侧的漂浮舱底部内壁上开设有活动舱槽，所述活动舱槽内活动连接有活动舱。
进一步的，所述测风装置顶部设有进风板，且进风板外侧内壁上开设有进风孔，所述进风板顶部左侧设有GPS信号器，且所述进风板顶部右侧设有信号发射器，所述测风装置内部轴承连接有测风转轴，且测风转轴底部设有测风转轴螺纹，所述测风转轴螺纹与顶发电转轴啮合。
进一步的，所述联动轴顶部开设有顶齿槽，且顶齿槽内设有单向齿，所述顶齿槽内的单向齿啮合连接有横向驱动柱，所述顶齿槽下方的联动轴轴身上设有齿盘，且齿盘上设有单向齿，所述齿盘上的单向齿与发电机主转轴啮合连接，且齿盘以下的联动轴上设有啮合螺纹，所述啮合螺纹与活动舱顶部啮合连接，所述两侧的联动轴中的单向齿及啮合螺纹为相反方向设置。
进一步的，所述单向齿设立于齿盘和顶齿槽内，且齿盘和顶齿槽内部开设有单向齿舱，所述单向齿舱外部一端固定连接有单向齿轴，且单向齿轴与单向齿底部一端固定连接，所述单向齿底部一端与单向齿轴固定连接，另一端设有单向齿限位板，所述单向齿限位板顶部与单向齿舱内壁之间固定连接有单向齿弹簧。
进一步的，所述防撞装置中设有防撞气柱，且防撞气柱上下两端设有固定轴，所述防撞气柱通过上下两端的固定轴活动连接于防撞装置槽之中，且防撞气柱上端的固定轴内侧设有横向驱动柱，所述横向驱动柱贯穿防撞装置槽与联动轴啮合连接，且横向驱动柱位于防撞装置槽的柱身上套接有减震弹簧，所述左侧横向驱动柱末端设有正螺纹，且右侧横向驱动柱末端设有反螺纹。
进一步的，所述活动舱顶部两端设有顶限位柱，且顶限位柱末端设有驱动螺纹，所述顶限位柱底部与漂浮舱底部之间固定连接有活动槽弹簧，所述两侧的驱动螺纹呈相反方向设置，且驱动螺纹与啮合螺纹啮合连接，所述活动舱中下部两侧内壁上设有底限位柱，所述活动舱底部中央贯穿连接有取样锚，且取样锚两侧的活动舱内部固定连接有样品存储装置。
进一步的，所述取样锚中设有固定锚套，且固定锚套贯穿连接与活动舱底部中央，所述固定锚套底部两侧内壁上开设有撑杆口，且撑杆口顶部的内壁之中贯穿设有触发杆，所述触发杆底部杆身上设有触发杆限位板，且触发杆限位板与撑杆口顶部之间固定连接有触发杆弹簧，所述固定锚套顶部两端设有出水槽，且出水槽顶部设有弹簧门，所述出水槽底部贯穿设有有顶门杆，且顶门杆中上段杆身上设有杆上部限位块，所述顶门杆底部杆身上设有杆下部限位块，且杆下部限位块顶部与出水槽底部之间固定连接有顶门杆弹簧，所述固定锚套内部活动连接有活动锚套。
进一步的，所述活动锚套顶部固定连接有弹性拉索，且活动锚套中段设有限位槽，所述活动锚套底部贯穿连接有固定锚，且固定锚内部呈空心结构。所述固定锚顶部开设有单向进水口，且固定锚顶部中央与活动锚套贯通连接。
进一步的，所述样品存储装置底部设有底座，且底座内底部设有电动撑杆，所述底座顶部呈空心，且底座内顶部轴承连接有旋转驱动杆，所述底座顶部两侧开设有取样瓶落口，且底座顶部中心轴承连接样品台，所述样品台底部贯穿于底座顶部，且样品台底部设有螺纹并与旋转驱动杆啮合，所述样品台顶部两侧开设有样瓶槽，且样瓶槽两侧开设有限位球舱，所述限位球舱内设有限位球，且限位球与限位球舱之间固定连接有限位球弹簧，所述样瓶槽内活动连接有取样瓶，且取样瓶瓶身上设有取样瓶限位槽，所述取样瓶顶部设有取样瓶限位口，且取样瓶底部设有取样瓶螺纹。
有益效果：
(1)通过设有防撞装置，在海浪拍打在防撞气柱上时将带动防撞气柱及横向驱动柱向内收缩运动，同时带动联动轴转动，实现发电机转动发电的效果。
(2)通过设有活动舱，在海上漂泊时上下起伏的海浪将使活动舱随波上下起伏并利用驱动螺纹带动联动轴转动，实现发电机转动发电的效果。
(3)通过设有取样锚，在随波上下起伏时固定锚顶部的单向进水口将海水带入内部，随着内部水的增多使海水沿着活动锚套内部上升到达出水槽处，实现对海水采样的效果。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明剖面结构示意图。
图3为本发明图2中的A处放大结构示意图。
图4为本发明图2中的B处放大结构示意图。
图5为本发明防撞装置结构示意图。
图6为本发明图5中的C处放大结构示意图。
图7为本发明图5中的D处放大结构示意图。
图8为本发明样品存储装置结构示意图。
图1-8中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1-漂浮舱、101-发电机、102-顶发电转轴、103-发电主转轴、104-蓄电池、105-防撞装置槽、106-活动舱槽、2-活动舱、201-顶限位柱、202-驱动螺纹、203-底限位柱、204-活动舱弹簧、3-防撞装置、301-防撞气柱、302-横向驱动柱、303-减震弹簧、4-取样锚、401-固定锚套、402-活动锚套、403-弹性拉索、404-固定锚、405-单向进水口、406-出水槽、407-顶门杆、408-杆上部限位块、409-杆下部限位块、410-顶门杆弹簧、411-触发杆、412-限位槽、413-撑杆口、414-触发杆限位板、415-触发杆弹簧、416-弹簧门、5-测风装置、501-进风板、502-测风转轴、503-进风孔、504-测风转轴螺纹、505-GPS信号器、506-信号发射器、6-样品存储装置、601-底座、602-电动撑杆、603-旋转驱动杆、604-样品台、605-样瓶槽、606-限位球舱、607-限位球弹簧、608-限位球、609-取样瓶、610-取样瓶限位槽、611-取样瓶限位口、612-取样瓶螺纹、613-取样瓶落口、7-联动轴、701-顶齿槽、702-单向齿、703-齿盘、704-啮合螺纹、705-单向齿轴、706-单向齿限位板、707-单向齿舱、708-单向齿弹簧。
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、完整的描述，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。
实施例：
如附图1至附图8所示：一种海洋环境取样监测设备，包括漂浮舱1、活动舱2、防撞装置3、取样锚4、测风装置5、样品存储装置6、联动轴7,其中，漂浮舱1顶部中心贯穿连接有测风装置5，且漂浮舱1内部呈空心结构，漂浮舱1外圈内壁上开设有防撞装置槽105，且防撞装置槽105内活动连接有防撞装置3，漂浮舱1内底部中央固定连接有蓄电池104，且蓄电池104顶部设有发电机101，发电机101顶部设有顶发电转轴102，且发电机101上段机身上设有发电主转轴103，蓄电池104两侧的漂浮舱1内部轴承连接有联动轴7，且联动轴7两侧的漂浮舱1底部内壁上开设有活动舱槽106，活动舱槽106内活动连接有活动舱2。
其中，测风装置5顶部设有进风板501，且进风板501外侧内壁上开设有进风孔503，进风板501顶部左侧设有GPS信号器505，且进风板501顶部右侧设有信号发射器506，测风装置5内部轴承连接有测风转轴502，且测风转轴502底部设有测风转轴螺纹504，测风转轴螺纹504与顶发电转轴102啮合。当海风通过进风孔503吹进测风装置5内部将带动测风转轴502转动带动发电机发电并将当前风力情况通过信号发射器506传送至控制终端，GPS信号器505有助于在回收本发明或取取样品时快速找到本发明。
其中，联动轴7顶部开设有顶齿槽701，且顶齿槽701内设有单向齿702，顶齿槽701内的单向齿702啮合连接有横向驱动柱302，顶齿槽701下方的联动轴7轴身上设有齿盘703，且齿盘703上设有单向齿702，齿盘703上的单向齿702与发电机主转轴103啮合连接，且齿盘703以下的联动轴7上设有啮合螺纹704，啮合螺纹704与活动舱2顶部啮合连接，两侧的联动轴7中的单向齿702及啮合螺纹704为相反方向设置。当防撞装置3横向运动及活动舱2上下起伏运动时联动轴7将他们提供的动力传送至发电机主转轴103使发电机发电，两根联动轴7上的啮合螺纹704及单向齿704方向相反使得两边同时运动时不会冲突。
其中，单向齿702设立于齿盘703和顶齿槽701内，且齿盘703和顶齿槽701内部开设有单向齿舱707，单向齿舱707外部一端固定连接有单向齿轴705，且单向齿轴705与单向齿702底部一端固定连接，单向齿702底部一端与单向齿轴705固定连接，另一端设有单向齿限位板706，单向齿限位板706顶部与单向齿舱707内壁之间固定连接有单向齿弹簧707。当单向齿702向设定相反方向运动时将在单向齿轴705的带动下使单向齿702收入单向齿舱707中。
其中，防撞装置3中设有防撞气柱301，且防撞气柱301上下两端设有固定轴，防撞气柱301通过上下两端的固定轴活动连接于防撞装置槽105之中，且防撞气柱301上端的固定轴内侧设有横向驱动柱302，横向驱动柱302贯穿防撞装置槽105与联动轴7啮合连接，且横向驱动柱302位于防撞装置槽105的柱身上套接有减震弹簧303，左侧横向驱动柱302末端设有正螺纹，且右侧横向驱动柱302末端设有反螺纹。防撞气柱301为本发明提供浮力的同时在遇到海浪拍击时将向内收缩减缓海浪对本发明的冲击力，在收缩的同时利用横向驱动柱302带动联动轴7转动使发电机101发电。
其中，活动舱2顶部两端设有顶限位柱201，且顶限位柱201末端设有驱动螺纹202，顶限位柱201底部与漂浮舱1底部之间固定连接有活动槽弹簧204，两侧的驱动螺纹202呈相反方向设置，且驱动螺纹202与啮合螺纹704啮合连接，活动舱2中下部两侧内壁上设有底限位柱203，活动舱2底部中央贯穿连接有取样锚4，且取样锚4两侧的活动舱2内部固定连接有样品存储装置6。当遇到海浪时活动舱2将随波上下运动，同时利用驱动螺纹202带动联动轴7转动使发电机发电。
其中，取样锚4中设有固定锚套401，且固定锚套401贯穿连接与活动舱2底部中央，固定锚套401底部两侧内壁上开设有撑杆口413，且撑杆口413顶部的内壁之中贯穿设有触发杆411，触发杆411底部杆身上设有触发杆限位板414，且触发杆限位板414与撑杆口顶部之间固定连接有触发杆415弹簧，固定锚套401顶部两端设有出水槽406，且出水槽406顶部设有弹簧门416，出水槽406底部贯穿设有有顶门杆407，且顶门杆407中上段杆身上设有杆上部限位块408，顶门杆407底部杆身上设有杆下部限位块409，且杆下部限位块409顶部与出水槽406底部之间固定连接有顶门杆弹簧410，固定锚套401内部活动连接有活动锚套402。当电动撑杆602未伸出时，出水槽406中的弹簧门416保持闭合防止海水涌入出水槽406进入取样瓶609中降低取样精度，当电动撑杆602伸出时将触发杆411顶起，同时将顶门杆407顶起使弹簧门416打开，此时取样锚4带上来的海水将通过出水槽406进入取样瓶409中。
其中，活动锚套402顶部固定连接有弹性拉索403，且活动锚套402中段设有限位槽412，活动锚套402底部贯穿连接有固定锚404，且固定锚404内部呈空心结构。固定锚404顶部开设有单向进水口405，且固定锚404顶部中央与活动锚套402贯通连接。当海浪使得本发明上下起伏时固定锚404在弹性拉索403的带动下更大幅度的上下起伏，当向上运动时海水通过固定锚404顶部的单向进水口405进入固定锚404内部，并随着水量增多将海水沿着活动锚套402升至固定锚套401内。
其中，样品存储装置6底部设有底座601，且底座601内底部设有电动撑杆602，底座顶部呈空心，且底座601内顶部轴承连接有旋转驱动杆603，底座601顶部两侧开设有取样瓶落口613，且底座601顶部中心轴承连接样品台604，样品台604底部贯穿于底座601顶部，且样品台604底部设有螺纹并与旋转驱动杆603啮合，样品台604顶部两侧开设有样瓶槽605，且样瓶槽605两侧开设有限位球舱606，限位球舱606内设有限位球608，且限位球608与限位球舱606之间固定连接有限位球弹簧607，样瓶槽605内活动连接有取样瓶609，且取样瓶609瓶身上设有取样瓶限位槽610，取样瓶609顶部设有取样瓶限位口611，且取样瓶609底部设有取样瓶螺纹612。当到达预定海域或时间时电动撑杆602伸出将触发取样锚4中的机械结构，使海水进入到取样瓶609中，当取样瓶609中的海水达到一定量时取样瓶609将在重力的作用脱离限位球608的限制向下运动，此时取样瓶609通过取样瓶落口613落入底座601内部并驱动旋转驱动杆603转动，此时电动撑杆602收回同时旋转驱动杆603转动带动样品台604旋转，将空的取样瓶609置位于出水槽406的下方等待下次取样。
工作原理：首先将本发明放置于需要检测的海域，本发明在海上漂浮时利用海浪上下的晃动使得活动舱2在漂浮舱1中上下运动，同时利用活动舱2顶部顶限位柱201上的驱动螺纹202带动联动轴7转动使发电机发电，同时漂浮舱1外部的防撞装置3中的防撞气柱301为本发明提供浮力的同时在遇到海浪拍击时将向内收缩减缓海浪对本发明的冲击力，在收缩的同时利用横向驱动柱302带动联动轴7转动使发电机101发电。
当海上起风时，海风通过进风孔503吹进测风装置5内部将带动测风转轴502转动带动发电机101顶部的顶发电转轴102转动发电并将当前风力情况通过信号发射器506传送至控制终端，GPS信号器505有助于在回收本发明或取取样品时快速找到本发明。
当达到预定海域或预定时间需要对海水进行监测取样时，活动舱2底部一侧的样品存储装置6底部的电动撑杆602伸出，当电动撑杆602伸出时将触发杆411顶起，同时将顶门杆407顶起使弹簧门416打开，当海浪使得本发明上下起伏时固定锚404在弹性拉索403的带动下更大幅度的上下起伏，当向上运动时海水通过固定锚404顶部的单向进水口405进入固定锚404内部，并随着水量增多将海水沿着活动锚套402升至固定锚套401内通过出水槽406顶部的弹簧门进入出水槽406内部并导入取样瓶609中，当取样瓶609中的海水达到一定量时取样瓶609将在重力的作用脱离限位球608的限制向下运动，此时取样瓶609通过取样瓶落口613落入底座601内部并驱动旋转驱动杆603转动，此时电动撑杆602收回同时旋转驱动杆603转动带动样品台604旋转，将空的取样瓶609置位于出水槽406的下方等待下次取样。当电动撑杆602未伸出时，出水槽406中的弹簧门416保持闭合防止海水涌入出水槽406进入取样瓶609中降低取样精度。

Claims (9)

1.一种海洋环境取样监测设备，包括漂浮舱(1)、活动舱(2)、防撞装置(3)、取样锚(4)、测风装置(5)、样品存储装置(6)、联动轴(7),其特征在于：所述漂浮舱(1)顶部中心贯穿连接有测风装置(5)，且漂浮舱(1)内部呈空心结构，所述漂浮舱(1)外圈内壁上开设有防撞装置槽(105)，且防撞装置槽(105)内活动连接有防撞装置(3)，所述漂浮舱(1)内底部中央固定连接有蓄电池(104)，且蓄电池(104)顶部设有发电机(101)，所述发电机(101)顶部设有顶发电转轴(102)，且发电机(101)上段机身上设有发电主转轴(103)，所述蓄电池(104)两侧的漂浮舱(1)内部轴承连接有联动轴(7)，且联动轴(7)两侧的漂浮舱(1)底部内壁上开设有活动舱槽(106)，所述活动舱槽(106)内活动连接有活动舱(2)。
2.根据权利要求1所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述测风装置(5)顶部设有进风板(501)，且进风板(501)外侧内壁上开设有进风孔(503)，所述进风板(501)顶部左侧设有GPS信号器(505)，且所述进风板(501)顶部右侧设有信号发射器(506)，所述测风装置(5)内部轴承连接有测风转轴(502)，且测风转轴(502)底部设有测风转轴螺纹(504)，所述测风转轴螺纹(504)与顶发电转轴(102)啮合。
3.根据权利要求1所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述联动轴(7)顶部开设有顶齿槽(701)，且顶齿槽(701)内设有单向齿(702)，所述顶齿槽(701)内的单向齿(702)啮合连接有横向驱动柱(302)，所述顶齿槽(701)下方的联动轴(7)轴身上设有齿盘(703)，且齿盘(703)上设有单向齿(702)，所述齿盘(703)上的单向齿(702)与发电机主转轴(103)啮合连接，且齿盘(703)以下的联动轴(7)上设有啮合螺纹(704)，所述啮合螺纹(704)与活动舱(2)顶部啮合连接，所述两侧的联动轴(7)中的单向齿(702)及啮合螺纹(704)为相反方向设置。
4.根据权利要求3所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述单向齿(702)设立于齿盘(703)和顶齿槽(701)内，且齿盘(703)和顶齿槽(701)内部开设有单向齿舱(707)，所述单向齿舱(707)外部一端固定连接有单向齿轴(705)，且单向齿轴(705)与单向齿(702)底部一端固定连接，所述单向齿(702)底部一端与单向齿轴(705)固定连接，另一端设有单向齿限位板(706)，所述单向齿限位板(706)顶部与单向齿舱(707)内壁之间固定连接有单向齿弹簧(708 )。
5.根据权利要求1所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述防撞装置(3)中设有防撞气柱(301)，且防撞气柱(301)上下两端设有固定轴，所述防撞气柱(301)通过上下两端的固定轴活动连接于防撞装置槽(105)之中，且防撞气柱(301)上端的固定轴内侧设有横向驱动柱(302)，所述横向驱动柱(302)贯穿防撞装置槽(105)与联动轴(7)啮合连接，且横向驱动柱(302)位于防撞装置槽(105)的柱身上套接有减震弹簧(303)，左侧横向驱动柱(302)末端设有正螺纹，且右侧横向驱动柱(302)末端设有反螺纹。
6.根据权利要求1所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述活动舱(2)顶部两端设有顶限位柱(201)，且顶限位柱(201)末端设有驱动螺纹(202)，所述顶限位柱(201)底部与漂浮舱(1)底部之间固定连接有活动槽弹簧(204)，所述两侧的驱动螺纹(202)呈相反方向设置，且驱动螺纹(202)与啮合螺纹(704)啮合连接，所述活动舱(2)中下部两侧内壁上设有底限位柱(203)，所述活动舱(2)底部中央贯穿连接有取样锚(4)，且取样锚(4)两侧的活动舱(2)内部固定连接有样品存储装置(6)。
7.根据权利要求1所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述取样锚(4)中设有固定锚套(401)，且固定锚套(401)贯穿连接与活动舱(2)底部中央，所述固定锚套(401)底部两侧内壁上开设有撑杆口(413)，且撑杆口(413)顶部的内壁之中贯穿设有触发杆(411)，所述触发杆(411)底部杆身上设有触发杆限位板(414)，且触发杆限位板(414)与撑杆口顶部之间固定连接有触发杆弹簧(415) ，所述固定锚套(401)顶部两端设有出水槽(406)，且出水槽(406)顶部设有弹簧门(416)，所述出水槽(406)底部贯穿设有顶门杆(407)，且顶门杆(407)中上段杆身上设有杆上部限位块(408)，所述顶门杆(407)底部杆身上设有杆下部限位块(409)，且杆下部限位块(409)顶部与出水槽(406)底部之间固定连接有顶门杆弹簧(410)，所述固定锚套(401)内部活动连接有活动锚套(402)。
8.根据权利要求7所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述活动锚套(402)顶部固定连接有弹性拉索(403)，且活动锚套(402)中段设有限位槽(412)，所述活动锚套(402)底部贯穿连接有固定锚(404)，且固定锚(404)内部呈空心结构，所述固定锚(404)顶部开设有单向进水口(405)，且固定锚(404)顶部中央与活动锚套(402)贯通连接。
9.根据权利要求1所述的海洋环境取样监测设备，其特征在于：所述样品存储装置(6)底部设有底座(601)，且底座(601)内底部设有电动撑杆(602)，所述底座顶部呈空心，且底座(601)内顶部轴承连接有旋转驱动杆(603)，所述底座(601)顶部两侧开设有取样瓶落口(613)，且底座(601)顶部中心轴承连接样品台(604)，所述样品台(604)底部贯穿于底座(601)顶部，且样品台(604)底部设有螺纹并与旋转驱动杆(603)啮合，所述样品台(604)顶部两侧开设有样瓶槽(605)，且样瓶槽(605)两侧开设有限位球舱(606)，所述限位球舱(606)内设有限位球(608)，且限位球(608)与限位球舱(606)之间固定连接有限位球弹簧(607)，所述样瓶槽(605)内活动连接有取样瓶(609)，且取样瓶(609)瓶身上设有取样瓶限位槽(610)，所述取样瓶(609)顶部设有取样瓶限位口(611)，且取样瓶(609)底部设有取样瓶螺纹(612)。
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