CN113232815A - 一种可自动采样的太阳能充电无人船 - Google Patents

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CN113232815A CN202110435118.7A CN202110435118A CN113232815A CN 113232815 A CN113232815 A CN 113232815A CN 202110435118 A CN202110435118 A CN 202110435118A CN 113232815 A CN113232815 A CN 113232815A
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张鹏飞
王镜普
李明聪
姬庆玲
宋晶
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Wuhan City Vocational College
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Abstract

本发明公开了一种可自动采样的太阳能充电无人船，包括船体，所述船体的顶部开设有取口，且船体的内部开设有与取口连通的采样腔，所述采样腔内安装有采样机构，且采样机构由旋转电机和吸水泵驱动，所述旋转电机固定安装于采样腔的内底壁，且旋转电机的输出端固定连接有换位转盘。该可自动采样的太阳能充电无人船，旋转电机输出端的转动带动换位转盘，换位转盘带动其上的存水罐转动，使得不同位置的存水罐移动至出水头的下方，于此同时，可打开不同高度采样口内的控制阀，使得采样管吸取不同深度的水，而不同深度的水储存于不同位置的存水罐内，使其采样水的种类增多，以提高后续检测的严谨性。

Description

一种可自动采样的太阳能充电无人船
技术领域
本发明涉及无人船技术领域，具体为一种可自动采样的太阳能充电无人船。
背景技术
无人船装置是近些年来大力发展的新型工业之一，在需要进行水质采样的区域内往往由于水域内部水位等因素不太适合进行人工采样，因此需要利用无人船装置代替人工进行水质采样，传统的用于水质自动采样的无人船装置基本可以满足人们的使用需求，但是依旧存在一定的问题。
目前市场上大多数用于水质自动采样的无人船装置只能进行单一地点的水质采样，样本容纳量较低，样本不具备代表性，从而导致水质采样结果不够精确；在一次采样后只能返回取回样本后再次进行采样，并且采样后的无人船容易因晃动造成存样飞洒；不能有效利用太阳能。
为此需要设计一种可自动采样的太阳能充电无人船，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动采样的太阳能充电无人船，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可自动采样的太阳能充电无人船，包括船体，所述船体的顶部开设有取口，且船体的内部开设有与取口连通的采样腔，所述采样腔内安装有采样机构，且采样机构由旋转电机和吸水泵驱动，所述旋转电机固定安装于采样腔的内底壁，且旋转电机的输出端固定连接有换位转盘，所述换位转盘的顶部设有存水罐，所述采样腔的右内壁固定安装有吸水泵，且吸水泵上连通有出管，所述出管上连通有出水头，且出水头位于存水罐上方，所述吸水泵上还连通有外设的采样管，且采样管延伸至船体下方，所述采样管上开设有多个不同高度的采样口，且采样口内设有控制阀，所述船体的顶部安装有太阳能机构，且太阳能机构的侧面开设有伸缩槽，所述伸缩槽内滑动安装有扩展太阳能板，所述太阳能机构的顶部安装有定位太阳能板，所述太阳能机构的内部开设有安装槽，且安装槽内固定安装有自动伸缩杆，所述自动伸缩杆的伸缩端与扩展太阳能板固定连接，所述太阳能机构的内部安装有蓄电池，且定位太阳能板和扩展太阳能板均与蓄电池电性连接，所述船体的右侧固定安装有驱动机构。
优选的，所述驱动机构的内部安装有驱动电机，且驱动电机的输出端固定连接有第一锥形齿轮，所述驱动机构的底部转动连接有联动轴，且联动轴的顶端延伸至驱动机构内并固定连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，所述联动轴的底端延伸至螺旋筒内并固定连接有第三锥形齿轮，且螺旋筒的内部转动连接有螺旋轴，所述螺旋轴的表面固定安装有第四锥形齿轮，且第四锥形齿轮与第三锥形齿轮啮合，所述螺旋轴的右端延伸至螺旋筒外并固定连接有螺旋桨。
优选的，所述船体的底部固定连接有导向板，且导向板的右侧固定连接有防护网框，且防护网框将螺旋桨包裹。
优选的，所述防护网框的内底壁通过定位销活动安装有水力网封板，且水力网封板倾斜设定，所述水力网封板的底部固定连接有抗拉弹簧，且抗拉弹簧的底端固定连接于防护网框的内底壁。
优选的，所述防护网框的顶部固定连接有限位挡，且限位挡位于水力网封板的右侧。
优选的，所述换位转盘顶部的中心处固定连接有定位柱，且定位柱的侧面固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的另一端固定连接有防晃夹具，且防晃夹具与存水罐接触。
优选的，所述存水罐的数量为六个，且六个存水罐呈环形阵列分布。
优选的，所述取口的直径为15cm-25cm，且取口内螺纹连接有密封盖。
优选的，所述驱动电机、旋转电机、吸水泵和自动伸缩杆均可与蓄电池电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)该可自动采样的太阳能充电无人船，启动驱动电机，驱动电机通过第一锥形齿轮和第二锥形齿轮带动联动轴旋转，联动轴通过第三锥形齿轮和第四锥形齿轮带动螺旋轴转动，使得螺旋桨高速转动，从而提供船体前进的推力，使得无人船得以行驶至采样点，驱动电机可由充电电池或备用电池提供电力，其中充电电池由定位太阳能板进行充电，定位太阳能板将太阳能转化为电能，以供充电电池储存，提高能源的转化使用理念，节约用电。
(2)该可自动采样的太阳能充电无人船，并且在使用过程中可启动自动伸缩杆，自动伸缩杆伸长带动扩展太阳能板在伸缩槽内向外滑动，使得扩展太阳能板延伸至太阳能机构外展开使用，增大了太阳能板与太阳光的接触面积，从而使得转化效率大幅提升，适宜在晴朗的天气下应用，而遇到天气不佳时，可将扩展太阳能板收纳至伸缩槽内进行保存，减小被腐蚀的概率。
(3)该可自动采样的太阳能充电无人船，船体在行驶过程中，防护网框对螺旋桨进行防护，避免水中的水草等异物卷绕至螺旋桨上，甚至导致螺旋桨损坏，另外船体前进时，水力网封板受到水的冲击力绕着定位销顺时针摆动，水力网封板摆动至竖直状态(抗拉弹簧处于被拉伸状态)，此时限位挡对水力网封板进行限位，避免水力网封板抵触到螺旋筒，而且此时的水力网封板能够有效的阻隔水中的杂物，避免杂物进入防护网框内，大大提高了螺旋桨的使用安全性，当船体停止时，在抗拉弹簧的弹力作用下，水力网封板复位将阻隔的杂质弹走，达到了自清理的效果。
(4)该可自动采样的太阳能充电无人船，船体行驶至采样点采样时，启动吸水泵，吸水泵通过采样管上的采样口对采样点的水进行吸取，水通过出管经由出水头输送至存水罐内进行保存，以便后续对水质进行检测。
(5)该可自动采样的太阳能充电无人船，在采样过程中，可启动旋转电机，旋转电机输出端的转动带动换位转盘，换位转盘带动其上的存水罐转动，使得不同位置的存水罐移动至出水头的下方，于此同时，可打开不同高度采样口内的控制阀(其中控制阀为现有的精密阀门，其使用流程不再赘述)，使得采样管吸取不同深度的水，而不同深度的水储存于不同位置的存水罐内，使其采样水的种类增多，以提高后续检测的严谨性。
(6)该可自动采样的太阳能充电无人船，存水罐置于换位转盘上，在缓冲弹簧的弹力作用下，使得防晃夹具对存水罐进行限位夹持，而且避免存水罐发生晃动，从而避免采样水溅出，采样工作结束后，操作人员可打开密封盖，将手通过取口伸至采样腔内拨动防晃夹具，即可通过取口取出存水罐，操作简单，设计合理。
附图说明
图1为本发明结构剖视图；
图2为本发明结构采样机构的结构示意图；
图3为本发明结构驱动机构的结构示意图；
图4为本发明结构太阳能机构的结构俯剖图；
图5为本发明结构换位转盘的结构俯视图；
图6为本发明结构图1中A部的放大图。
图中：1、船体；2、取口；3、采样腔；4、采样机构；401、旋转电机；402、换位转盘；403、存水罐；404、吸水泵；405、出管；406、出水头；407、采样管；408、采样口；5、太阳能机构；500、伸缩槽；501、扩展太阳能板；502、安装槽；503、自动伸缩杆；504、蓄电池；505、定位太阳能板；6、驱动机构；600、驱动电机；601、第一锥形齿轮；602、联动轴；603、第二锥形齿轮；604、螺旋筒；605、第三锥形齿轮；606、螺旋轴；607、第四锥形齿轮；608、螺旋桨；7、导向板；8、防护网框；9、定位销；10、水力网封板；11、抗拉弹簧；12、限位挡；13、定位柱；14、缓冲弹簧；15、防晃夹具。
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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种可自动采样的太阳能充电无人船，包括船体1，船体1的顶部开设有取口2，且船体1的内部开设有与取口2连通的采样腔3，采样腔3内安装有采样机构4，且采样机构4由旋转电机401和吸水泵404驱动，旋转电机401固定安装于采样腔3的内底壁，且旋转电机401的输出端固定连接有换位转盘402，换位转盘402的顶部设有存水罐403，采样腔3的右内壁固定安装有吸水泵404，且吸水泵404上连通有出管405，出管405上连通有出水头406，且出水头406位于存水罐403上方，吸水泵404上还连通有外设的采样管407，且采样管407延伸至船体1下方，采样管407上开设有多个不同高度的采样口408，且采样口408内设有控制阀，船体1的顶部安装有太阳能机构5，且太阳能机构5的侧面开设有伸缩槽500，伸缩槽500内滑动安装有扩展太阳能板501，太阳能机构5的顶部安装有定位太阳能板505，太阳能机构5的内部开设有安装槽502，且安装槽502内固定安装有自动伸缩杆503，自动伸缩杆503的伸缩端与扩展太阳能板501固定连接，太阳能机构5的内部安装有蓄电池504，且定位太阳能板505和扩展太阳能板501均与蓄电池504电性连接，蓄电池504由充电电池和备用电池组成，船体1的右侧固定安装有驱动机构6。
驱动机构6的内部安装有驱动电机600，且驱动电机600的输出端固定连接有第一锥形齿轮601，驱动机构6的底部转动连接有联动轴602，且联动轴602的顶端延伸至驱动机构6内并固定连接有第二锥形齿轮603，第二锥形齿轮603与第一锥形齿轮601啮合，联动轴602的底端延伸至螺旋筒604内并固定连接有第三锥形齿轮605，且螺旋筒604的内部转动连接有螺旋轴606，螺旋轴606的表面固定安装有第四锥形齿轮607，且第四锥形齿轮607与第三锥形齿轮605啮合，螺旋轴606的右端延伸至螺旋筒604外并固定连接有螺旋桨608。
船体1的底部固定连接有导向板7，且导向板7的右侧固定连接有防护网框8，且防护网框8将螺旋桨608包裹。
防护网框8的内底壁通过定位销9活动安装有水力网封板10，且水力网封板10倾斜设定，水力网封板10的底部固定连接有抗拉弹簧11，且抗拉弹簧11的底端固定连接于防护网框8的内底壁。
防护网框8的顶部固定连接有限位挡12，且限位挡12位于水力网封板10的右侧。
换位转盘402顶部的中心处固定连接有定位柱13，且定位柱13的侧面固定连接有缓冲弹簧14，缓冲弹簧14的另一端固定连接有防晃夹具15，且防晃夹具15与存水罐403接触。
存水罐403的数量为六个，且六个存水罐403呈环形阵列分布。
取口2的直径为15cm-25cm，且取口2内螺纹连接有密封盖200。
驱动电机600、旋转电机401、吸水泵404和自动伸缩杆503均可与蓄电池504电性连接。
工作原理：启动驱动电机600，驱动电机600通过第一锥形齿轮601和第二锥形齿轮603带动联动轴602旋转，联动轴602通过第三锥形齿轮605和第四锥形齿轮607带动螺旋轴606转动，使得螺旋桨608高速转动，从而提供船体1前进的推力，使得无人船得以行驶至采样点，驱动电机600可由充电电池或备用电池提供电力，其中充电电池由定位太阳能板505进行充电，定位太阳能板505将太阳能转化为电能，以供充电电池储存，提高能源的转化使用理念，节约用电；并且在使用过程中可启动自动伸缩杆503，自动伸缩杆503伸长带动扩展太阳能板501在伸缩槽500内向外滑动，使得扩展太阳能板501延伸至太阳能机构5外展开使用，增大了太阳能板与太阳光的接触面积，从而使得转化效率大幅提升，适宜在晴朗的天气下应用，而遇到天气不佳时，可将扩展太阳能板501收纳至伸缩槽500内进行保存，减小被腐蚀的概率；船体1在行驶过程中，防护网框8对螺旋桨608进行防护，避免水中的水草等异物卷绕至螺旋桨608上，甚至导致螺旋桨608损坏，另外船体1前进时，水力网封板10受到水的冲击力绕着定位销9顺时针摆动，水力网封板10摆动至竖直状态(抗拉弹簧11处于被拉伸状态)，此时限位挡12对水力网封板10进行限位，避免水力网封板10抵触到螺旋筒604，而且此时的水力网封板10能够有效的阻隔水中的杂物，避免杂物进入防护网框8内，大大提高了螺旋桨608的使用安全性，当船体1停止时，在抗拉弹簧11的弹力作用下，水力网封板10复位将阻隔的杂质弹走，达到了自清理的效果；船体1行驶至采样点采样时，启动吸水泵404，吸水泵404通过采样管407上的采样口408对采样点的水进行吸取，水通过出管405经由出水头406输送至存水罐403内进行保存，以便后续对水质进行检测；在采样过程中，可启动旋转电机401，旋转电机401输出端的转动带动换位转盘402，换位转盘402带动其上的存水罐403转动，使得不同位置的存水罐403移动至出水头406的下方，于此同时，可打开不同高度采样口408内的控制阀(其中控制阀为现有的精密阀门，其使用流程不再赘述)，使得采样管407吸取不同深度的水，而不同深度的水储存于不同位置的存水罐403内，使其采样水的种类增多，以提高后续检测的严谨性；存水罐403置于换位转盘402上，在缓冲弹簧14的弹力作用下，使得防晃夹具15对存水罐403进行限位夹持，而且避免存水罐403发生晃动，从而避免采样水溅出，采样工作结束后，操作人员可打开密封盖200，将手通过取口2伸至采样腔3内拨动防晃夹具15，即可通过取口2取出存水罐403，操作简单，设计合理。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可自动采样的太阳能充电无人船，包括船体(1)，其特征在于：所述船体(1)的顶部开设有取口(2)，且船体(1)的内部开设有与取口(2)连通的采样腔(3)，所述采样腔(3)内安装有采样机构(4)，且采样机构(4)由旋转电机(401)和吸水泵(404)驱动，所述旋转电机(401)固定安装于采样腔(3)的内底壁，且旋转电机(401)的输出端固定连接有换位转盘(402)，所述换位转盘(402)的顶部设有存水罐(403)，所述采样腔(3)的右内壁固定安装有吸水泵(404)，且吸水泵(404)上连通有出管(405)，所述出管(405)上连通有出水头(406)，且出水头(406)位于存水罐(403)上方，所述吸水泵(404)上还连通有外设的采样管(407)，且采样管(407)延伸至船体(1)下方，所述采样管(407)上开设有多个不同高度的采样口(408)，且采样口(408)内设有控制阀，所述船体(1)的顶部安装有太阳能机构(5)，且太阳能机构(5)的侧面开设有伸缩槽(500)，所述伸缩槽(500)内滑动安装有扩展太阳能板(501)，所述太阳能机构(5)的顶部安装有定位太阳能板(505)，所述太阳能机构(5)的内部开设有安装槽(502)，且安装槽(502)内固定安装有自动伸缩杆(503)，所述自动伸缩杆(503)的伸缩端与扩展太阳能板(501)固定连接，所述太阳能机构(5)的内部安装有蓄电池(504)，且定位太阳能板(505)和扩展太阳能板(501)均与蓄电池(504)电性连接，所述船体(1)的右侧固定安装有驱动机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述驱动机构(6)的内部安装有驱动电机(600)，且驱动电机(600)的输出端固定连接有第一锥形齿轮(601)，所述驱动机构(6)的底部转动连接有联动轴(602)，且联动轴(602)的顶端延伸至驱动机构(6)内并固定连接有第二锥形齿轮(603)，所述第二锥形齿轮(603)与第一锥形齿轮(601)啮合，所述联动轴(602)的底端延伸至螺旋筒(604)内并固定连接有第三锥形齿轮(605)，且螺旋筒(604)的内部转动连接有螺旋轴(606)，所述螺旋轴(606)的表面固定安装有第四锥形齿轮(607)，且第四锥形齿轮(607)与第三锥形齿轮(605)啮合，所述螺旋轴(606)的右端延伸至螺旋筒(604)外并固定连接有螺旋桨(608)。
3.根据权利要求2所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述船体(1)的底部固定连接有导向板(7)，且导向板(7)的右侧固定连接有防护网框(8)，且防护网框(8)将螺旋桨(608)包裹。
4.根据权利要求3所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述防护网框(8)的内底壁通过定位销(9)活动安装有水力网封板(10)，且水力网封板(10)倾斜设定，所述水力网封板(10)的底部固定连接有抗拉弹簧(11)，且抗拉弹簧(11)的底端固定连接于防护网框(8)的内底壁。
5.根据权利要求4所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述防护网框(8)的顶部固定连接有限位挡(12)，且限位挡(12)位于水力网封板(10)的右侧。
6.根据权利要求1所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述换位转盘(402)顶部的中心处固定连接有定位柱(13)，且定位柱(13)的侧面固定连接有缓冲弹簧(14)，所述缓冲弹簧(14)的另一端固定连接有防晃夹具(15)，且防晃夹具(15)与存水罐(403)接触。
7.根据权利要求1所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述存水罐(403)的数量为六个，且六个存水罐(403)呈环形阵列分布。
8.根据权利要求1所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述取口(2)的直径为15cm-25cm，且取口(2)内螺纹连接有密封盖(200)。
9.根据权利要求2所述的一种可自动采样的太阳能充电无人船，其特征在于：所述驱动电机(600)、旋转电机(401)、吸水泵(404)和自动伸缩杆(503)均可与蓄电池(504)电性连接。
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CN114459822A (zh) * 2022-03-28 2022-05-10 武汉东湖学院 一种无人船水质采样机构

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