CN113702610A - 一种河湖自动化水质检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河湖自动化水质检测设备，包括圆筒形壳体、线缆收放机构、水质检测单元、航行驱动机构、协调控制模块、电源模块以及太阳能充电机构；航行驱动机构包括两个航行驱动单元；协调控制模块用于分别对线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元进行协调控制。该河湖自动化水质检测设备利用线缆收放机构能够对水质检测单元进行悬吊高度调节，从而在检测点位置处进行不同深度处的水质进行检测，使得各个检测点位置处水质检测全面，而在航行时将水质检测单元拉回圆形底部凹陷内，降低水质检测设备的航行阻力。
Description
技术领域
本发明涉及一种水质检测设备，尤其是一种河湖自动化水质检测设备。
背景技术
水是生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，生活饮用水水质的优劣与人类健康密切相关，而饮用水多数都是从现有的河湖中进行取水。随着社会经济发展、科学进步和人民生活水平的提高，人们对生活饮用水的水质要求不断提高，因此需要对饮用水的取水源进行实时检测，从而确保饮用水的水源质量。目前，现有的河湖水质检测还是依赖于人工开船进行定点检测，在检测点较多的情况下，这种检测方法不仅检测效率低，而且每次巡检都至少需要耗费2-3个人工才能完成。因此，有必要设计出一种河湖自动化水质检测设备，能够实现自动化水质巡检，满足水质实时检测的需要，且无需人工直接参与巡检。
发明内容
发明目的：提供一种河湖自动化水质检测设备，能够实现自动化水质巡检，满足水质实时检测的需要，且无需人工直接参与巡检。
技术方案：本发明所述的河湖自动化水质检测设备，包括圆筒形壳体、线缆收放机构、水质检测单元、航行驱动机构、协调控制模块、电源模块以及太阳能充电机构；
线缆收放机构、协调控制模块以及电源模块均安装在圆筒形壳体内；水质检测单元的传感器线缆安装在线缆收放机构上，由线缆收放机构通过传感器线缆对水质检测单元的悬吊高度进行调节，由水质检测单元对检测点处不同水深位置进行水质检测；在圆筒形壳体的底部中心处设置有圆形底部凹陷，由圆形底部凹陷对水质检测单元进行收纳存储；
航行驱动机构包括两个航行驱动单元，且两个航行驱动单元对称式安装在圆筒形壳体的左右两侧下部；协调控制模块用于分别对线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元进行协调控制；电源模块用于分别为协调控制模块、线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元供电；太阳能充电机构安装在圆筒形壳体的顶部，用于为电源模块充电。
进一步的，协调控制模块包括线路板以及设置在线路板上的控制器、存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪；线路板安装在圆筒形壳体内；控制器分别与存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪电连接，并由控制器对线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元进行协调控制；电源模块分别为控制器、存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪供电。
进一步的，水质检测单元包括水流稳定围挡、十字形支架、对接限位柱以及各个水质传感器的传感头；十字形支架固定安装在水流稳定围挡的下侧围挡口处，对接限位柱的下端固定安装在十字形支架的中心处；各个水质传感器的传感头分布式固定安装在水流稳定围挡的内侧圆周面上；传感器线缆的端部固定安装在对接限位柱的上端上，且各个水质传感器通过传感器线缆与对应的各个传感头电连接；电源模块为各个水质传感器供电。
进一步的，在圆形底部凹陷的内顶部中心处竖向安装有一根中心套管，并在中心套管的外壁上沿径向伸出设置有各根弹性刷杆，并在各根弹性刷杆上均分布设置有用于清理传感头的清理刷毛；传感器线缆贯穿中心套管。
进一步的，在圆形底部凹陷的内顶部中心处竖向贯穿式旋转安装有一根对接套管，且对接套管位于中心套管内；对接限位柱的上端设置为对接四棱锥头，在对接套管的下端管口内壁设置为用于与对接四棱锥头相对接配合的对接四棱锥面；在对接套管的上端上固定安装有清理驱动蜗轮，在圆筒形壳体内安装有清理驱动电机，并在清理驱动电机的输出轴上对接安装有与清理驱动蜗轮相啮合的清理驱动蜗杆；在线路板上设置有与控制器电连接的清理驱动电路，清理驱动电路与清理驱动电机电连接，电源模块为清理驱动电路供电。
进一步的，在圆形底部凹陷的内顶部上安装有用于检测水流稳定围挡位置的位置传感器；在对接套管内设置有线缆密封圈，传感器线缆贯穿线缆密封圈；控制器与位置传感器电连接，电源模块为位置传感器供电。
进一步的，航行驱动单元包括侧边驱动杆、航行驱动电机以及航行导流管；在圆筒形壳体上部的前后左右四个方向上均通过L形安装板安装有超声波测距传感器以及摄像头，在圆筒形壳体的顶部中心处设置有指示灯；两个航行驱动单元的侧边驱动杆对称安装在圆筒形壳体左右两侧，航行驱动电机固定安装在侧边驱动杆的悬空端上，并在航行驱动电机的输出轴端部上安装有航行桨叶；航行导流管固定安装在侧边驱动杆上，且航行驱动电机的输出轴位于航行导流管的中心轴线上；在线路板上设置有与控制器电连接的航行驱动电路，航行驱动电路与航行驱动电机电连接；指示灯、超声波测距传感器以及摄像头均与控制器电连接；电源模块分别为航行驱动电路、指示灯、超声波测距传感器以及摄像头供电。
进一步的，线缆收放机构包括收放绞盘、收放驱动电机、转向滑轮以及旋转电连接单元；收放绞盘通过绞盘支座旋转式安装在圆筒形壳体内，并在收放绞盘的一侧圆盘边缘设置有旋转驱动齿牙；收放驱动电机固定安装在圆筒形壳体内，并在收放驱动电机的输出轴上安装有与旋转驱动齿牙相啮合的旋转驱动齿轮；转向滑轮通过U形支架旋转式安装在圆筒形壳体内，传感器线缆由转向滑轮处转向后绕设在收放绞盘上；旋转电连接单元安装在绞盘支座上，用于与传感器线缆进行旋转式电连接；在线路板上设置有与控制器电连接的收放驱动电路，收放驱动电路与收放驱动电机电连接；电源模块为收放驱动电路供电。
进一步的，旋转电连接单元包括电极柱以及条形电极座；电极柱同轴式贯穿收放绞盘的中心管轴，两端通过端部支座固定在绞盘支座上；在电极柱上间隔式安装有各个导电圆环，且导电圆环与对应的各个水质传感器电连接；条形电极座固定安装在收放绞盘的中心管轴的内壁上，并在条形电极座上间隔设置有各个导电弹片；导电弹片为矩形框式弹片，并在矩形框式弹片上设置有按压在导电圆环上的圆弧形导电边框；在矩形框式弹片内安装有弹性支撑在圆弧形导电边框内侧面上的支撑弹簧；在收放绞盘的中心管轴上固定设置有一个与各个导电弹片电连接的线缆连接座，传感器线缆与线缆连接座电连接。
进一步的，太阳能充电机构包括旋转式叠放单元以及四个太阳能单元；旋转式叠放单元包括旋转驱动电机、齿轮箱、四根传动轴、四根旋转柱以及四根水平支撑杆；太阳能单元包括太阳能电池板以及安装背板；四根旋转柱分别竖向旋转式贯穿安装在圆筒形壳体的顶部边缘上，且位于同一圆周的四等分点上；四根旋转柱的上端位于不同的高度上，四根水平支撑杆的端部分别与四根旋转柱的上端垂直固定；四块安装背板分别水平固定安装在四根水平支撑杆上，四块太阳能电池板分别安装在四块安装背板的上侧面上；在四根旋转柱的下端上均固定安装有一个从动伞齿；齿轮箱固定安装在圆筒形壳体的内顶部上；四根传动轴通过转轴支座旋转式安装在圆筒形壳体的内顶部上，且传动轴的一端伸入齿轮箱内，并在伸入端上安装有内端传动伞齿，传动轴的另一端上安装有与从动伞齿相啮合的外端传动伞齿；旋转驱动电机固定安装在齿轮箱上，并在输出轴上固定安装有与四个内端传动伞齿相啮合的主动伞齿；在线路板上设置有与控制器电连接的旋转驱动电路，旋转驱动电路与旋转驱动电机电连接，电源模块为旋转驱动电路供电。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：利用线缆收放机构能够对水质检测单元进行悬吊高度调节，从而在检测点位置处进行不同深度处的水质进行检测，使得各个检测点位置处水质检测全面，而在航行时将水质检测单元拉回圆形底部凹陷内，降低水质检测设备的航行阻力；利用太阳能充电机构能够对电源模块进行充电，从而增强水质检测设备的续航能力，满足大面积水域多点位的水质检测需要；利用航行驱动机构能够实现水质检测设备的航行控制，无需人工进行巡检，提高定点检测效率；利用协调控制模块实现巡检航行和水质检测的协调控制，从而无需人工即可完成各个检测点的水质检测，确保水质检测的实时性和检测效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为本发明的旋转电连接单元剖视结构示意图；
图4为本发明的电路结构示意图；
图5为本发明的导电弹片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1-5所示，本发明所述的河湖自动化水质检测设备包括：圆筒形壳体1、线缆收放机构、水质检测单元、航行驱动机构、协调控制模块、电源模块40以及太阳能充电机构；
线缆收放机构、协调控制模块以及电源模块40均安装在圆筒形壳体1内；水质检测单元的传感器线缆3安装在线缆收放机构上，由线缆收放机构通过传感器线缆3对水质检测单元的悬吊高度进行调节，由水质检测单元对检测点处不同水深位置进行水质检测；在圆筒形壳体1的底部中心处设置有圆形底部凹陷35，由圆形底部凹陷35对水质检测单元进行收纳存储；
航行驱动机构包括两个航行驱动单元，且两个航行驱动单元对称式安装在圆筒形壳体1的左右两侧下部；协调控制模块用于分别对线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元进行协调控制；电源模块40用于分别为协调控制模块、线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元供电；太阳能充电机构安装在圆筒形壳体1的顶部，用于为电源模块40充电。
利用线缆收放机构能够对水质检测单元进行悬吊高度调节，从而在检测点位置处进行不同深度处的水质进行检测，使得各个检测点位置处水质检测全面，而在航行时将水质检测单元拉回圆形底部凹陷35内，降低水质检测设备的航行阻力；利用太阳能充电机构能够对电源模块40进行充电，从而增强水质检测设备的续航能力，满足大面积水域多点位的水质检测需要；利用航行驱动机构能够实现水质检测设备的航行控制，无需人工进行巡检，提高定点检测效率；利用协调控制模块实现巡检航行和水质检测的协调控制，从而无需人工即可完成各个检测点的水质检测，确保水质检测的实时性和检测效率。
进一步的，协调控制模块包括线路板22以及设置在线路板22上的控制器、存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪；线路板22安装在圆筒形壳体1内；控制器分别与存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪电连接，并由控制器对线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元进行协调控制；电源模块40分别为控制器、存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪供电。
利用陀螺仪、定位模块能够与航行驱动电路进行配合，从而实现水质检测器的航行定位，对各个检测点进行定点检测；利用无线通信模块能够及时将检测结构发送至远程控制中心。
进一步的，水质检测单元包括水流稳定围挡2、十字形支架43、对接限位柱44以及各个水质传感器的传感头46；十字形支架43固定安装在水流稳定围挡2的下侧围挡口处，对接限位柱44的下端固定安装在十字形支架43的中心处；各个水质传感器的传感头46分布式固定安装在水流稳定围挡2的内侧圆周面上；传感器线缆3的端部固定安装在对接限位柱44的上端上，且各个水质传感器通过传感器线缆3与对应的各个传感头46电连接；电源模块40为各个水质传感器供电。
利用水流稳定围挡2能够在升降过程中对水流进行截取稳定，从而确保水质检测的稳定性和可靠性；利用十字形支架43和对接限位柱44的配合，能够便于上下过程中便于水流通过，同时通过传感器线缆3固定在对接限位柱44的上端上，能够使得悬吊点上移，确保水流稳定围挡2的稳定性。
进一步的，在圆形底部凹陷35的内顶部中心处竖向安装有一根中心套管42，并在中心套管42的外壁上沿径向伸出设置有各根弹性刷杆47，并在各根弹性刷杆47上均分布设置有用于清理传感头46的清理刷毛48；传感器线缆3贯穿中心套管42。
利用各根弹性刷杆47能够在水质检测单元升降时不会造成刚性阻挡，且能够在升降时通过清理刷毛48对传感头46进行清理，从而保证水质监测的可靠性。
进一步的，在圆形底部凹陷35的内顶部中心处竖向贯穿式旋转安装有一根对接套管32，且对接套管32位于中心套管42内；对接限位柱44的上端设置为对接四棱锥头45，在对接套管32的下端管口内壁设置为用于与对接四棱锥头45相对接配合的对接四棱锥面33；在对接套管32的上端上固定安装有清理驱动蜗轮31，在圆筒形壳体1内安装有清理驱动电机38，并在清理驱动电机38的输出轴上对接安装有与清理驱动蜗轮31相啮合的清理驱动蜗杆39；在线路板22上设置有与控制器电连接的清理驱动电路，清理驱动电路与清理驱动电机38电连接，电源模块40为清理驱动电路供电。
利用对接四棱锥头45与对接四棱锥面33的配合，能够实现对接套管32的旋转对水质检测单元进行旋转驱动，从而使得清理刷毛48对旋转的传感头46进行清理，确保清理较为全面，且在对接四棱锥头45与对接四棱锥面33的配合下，能够使得传感头46与各根弹性刷杆47错开，避免对水质检测单元的升降造成较大的阻挡。
进一步的，在圆形底部凹陷35的内顶部上安装有用于检测水流稳定围挡2位置的位置传感器36；在对接套管32内设置有线缆密封圈34，传感器线缆3贯穿线缆密封圈34；控制器与位置传感器36电连接，电源模块40为位置传感器36供电。
利用位置传感器36检测水流稳定围挡2的位置，从而及时控制收放驱动电机27停止工作；利用线缆密封圈34能够确保传感器线缆3贯穿位置处的密封性。
进一步的，航行驱动单元包括侧边驱动杆4、航行驱动电机5以及航行导流管6；在圆筒形壳体1上部的前后左右四个方向上均通过L形安装板7安装有超声波测距传感器8以及摄像头9，在圆筒形壳体1的顶部中心处设置有指示灯37；两个航行驱动单元的侧边驱动杆4对称安装在圆筒形壳体1左右两侧，航行驱动电机5固定安装在侧边驱动杆4的悬空端上，并在航行驱动电机5的输出轴端部上安装有航行桨叶；航行导流管6固定安装在侧边驱动杆4上，且航行驱动电机5的输出轴位于航行导流管6的中心轴线上；在线路板22上设置有与控制器电连接的航行驱动电路，航行驱动电路与航行驱动电机5电连接；指示灯37、超声波测距传感器8以及摄像头9均与控制器电连接；电源模块40分别为航行驱动电路、指示灯37、超声波测距传感器8以及摄像头9供电。
利用摄像头9能够对水质检测设备的水面环境图像进行采集，便于远程查看控制；利用航行导流管6能够增强航行的稳定性；利用超声波测距传感器8能够及时探测周围的障碍物，从而在航行过程中进行避障；利用指示灯37能够在水质检测设备停留水面进行充电或水质检测时，进行闪烁报警，防止过往船只碰撞损坏水质检测设备。
进一步的，线缆收放机构包括收放绞盘25、收放驱动电机27、转向滑轮30以及旋转电连接单元；收放绞盘25通过绞盘支座23旋转式安装在圆筒形壳体1内，并在收放绞盘25的一侧圆盘边缘设置有旋转驱动齿牙；收放驱动电机27固定安装在圆筒形壳体1内，并在收放驱动电机27的输出轴上安装有与旋转驱动齿牙相啮合的旋转驱动齿轮28；转向滑轮30通过U形支架29旋转式安装在圆筒形壳体1内，传感器线缆3由转向滑轮30处转向后绕设在收放绞盘25上；旋转电连接单元安装在绞盘支座23上，用于与传感器线缆3进行旋转式电连接；在线路板22上设置有与控制器电连接的收放驱动电路，收放驱动电路与收放驱动电机27电连接；电源模块40为收放驱动电路供电。
利用收放绞盘25对传感器线缆3进行收放，从而将水质检测单元悬吊升降至不同深度进行水质检测，满足检测点处层状检测需要；利用转向滑轮30能够避免传感器线缆3在对接套管32的上端管口摩擦受损，延长使用寿命。
进一步的，旋转电连接单元包括电极柱49以及条形电极座51；电极柱49同轴式贯穿收放绞盘25的中心管轴，两端通过端部支座26固定在绞盘支座23上；在电极柱49上间隔式安装有各个导电圆环53，且导电圆环53与对应的各个水质传感器电连接；条形电极座51固定安装在收放绞盘25的中心管轴的内壁上，并在条形电极座51上间隔设置有各个导电弹片52；导电弹片52为矩形框式弹片，并在矩形框式弹片上设置有按压在导电圆环53上的圆弧形导电边框24；在矩形框式弹片内安装有弹性支撑在圆弧形导电边框24内侧面上的支撑弹簧41；在收放绞盘25的中心管轴上固定设置有一个与各个导电弹片52电连接的线缆连接座50，传感器线缆3与线缆连接座50电连接。
利用各个导电弹片52与各个导电圆环53的导电接触，能够在不影响收放绞盘25旋转的条件下还能实现传感器线缆3的导电连接；利用导电圆环53与圆弧形导电边框24的配合，能够使得滚动摩擦处具有较好的导电性能，确保导电接触的可靠性；利用支撑弹簧41能够增强导电接触面的按压强度，进一步确保导电接触的可靠性。
进一步的，太阳能充电机构包括旋转式叠放单元以及四个太阳能单元；旋转式叠放单元包括旋转驱动电机20、齿轮箱14、四根传动轴15、四根旋转柱10以及四根水平支撑杆11；太阳能单元包括太阳能电池板13以及安装背板12；四根旋转柱10分别竖向旋转式贯穿安装在圆筒形壳体1的顶部边缘上，且位于同一圆周的四等分点上；四根旋转柱10的上端位于不同的高度上，四根水平支撑杆11的端部分别与四根旋转柱10的上端垂直固定；四块安装背板12分别水平固定安装在四根水平支撑杆11上，四块太阳能电池板13分别安装在四块安装背板12的上侧面上；在四根旋转柱10的下端上均固定安装有一个从动伞齿18；齿轮箱14固定安装在圆筒形壳体1的内顶部上；四根传动轴15通过转轴支座16旋转式安装在圆筒形壳体1的内顶部上，且传动轴15的一端伸入齿轮箱14内，并在伸入端上安装有内端传动伞齿19，传动轴15的另一端上安装有与从动伞齿18相啮合的外端传动伞齿17；旋转驱动电机20固定安装在齿轮箱14上，并在输出轴上固定安装有与四个内端传动伞齿19相啮合的主动伞齿21；在线路板22上设置有与控制器电连接的旋转驱动电路，旋转驱动电路与旋转驱动电机20电连接，电源模块40为旋转驱动电路供电。
利用旋转式叠放单元能够对四块太阳能电池板13进行同步旋转叠放，从而能够确保圆筒形壳体1在航行时的稳定性，也能够在非航线状态下展开充电，增强充电效率；利用四根水平支撑杆11来安装四块安装背板12，从而能够增强四块太阳能电池板13安装的稳定性。
本发明所述的河湖自动化水质检测设备中：控制器采用现有的单片机控制模块，用于实现水质检测设备内各个电气协调控制；无线通信模块采用现有的4G通信模块或者5G通信模块，用于实现远程数据传输；定位模块采用现有的GPS定位模块以及北斗定位模块，用于实现水质检测设备的定位和导航；超声波测距传感器8采用现有的超声波测距传感器，用于对四个方向上进行障碍物测距，从而便于控制器对水质检测设备进行避障航行；水质传感器包括现有的多类水质传感器，例如余氯传感器、TOC传感器、电导率传感器、氨氮传感器、PH传感器、ORP传感器、浊度传感器、水温传感器、盐度传感器、溶解氧传感器中的2-8种；陀螺仪采用现有的陀螺仪，用于实现水质检测设备的方向判断和导航；指示灯37采用现有的红色闪烁指示灯；位置传感器36采用现有的接触式位置传感器，例如轻触开关；航行驱动电路、收放驱动电路、旋转驱动电路以及清理驱动电路采用现有的步进电机驱动电路，用于分别对航行驱动电机5、收放驱动电机27、旋转驱动电机20以及清理驱动电机38进行驱动控制。
本发明公开的河湖自动化水质检测设备在工作时包括如下步骤：
航行步骤：由远程控制中心通过无线通信的方式将检测命令发送至水质检测设备，水质检测设备在接收到检测命令后，由控制器根据检测命令确定各个检测点位的坐标，再对航行驱动机构进行控制，结合陀螺仪以及定位模块的数据，将水质检测设备航行至指定的坐标位置处，待检测完毕后再航行至下一检测点位，在航行过程中，超声波测距传感器8实时进行障碍物探测，从而由控制器进行避障控制；
水质检测：在到达检测点位后，由控制器控制控制收放驱动电机27工作，从而使得水质检测单元下降至不同的指定深度，再由各个传感头11对检测点处不同深度的水质进行检测，控制器先将水质数据存储在存储器中，再通过无线通信模块将水质数据远程发送至远程控制中心；在水质检测完成后，再由控制器控制收放驱动电机27工作，从而将水质检测单元提拉至圆形底部凹陷35内，并在位置传感器36检测就位后停止驱动，从而降低航行阻力；
太阳能充电：水质检测设备在未执行航行步骤时，由控制器对收放驱动电机20进行控制，将四块太阳能电池板13向外旋转展开，使得四块太阳能电池板13均能够获取到充足的阳光，四块太阳能电池板13通过太阳能充电电路为电源模块40充电；水质检测设备在执行航行步骤时，由控制器对收放驱动电机20进行控制，将四块太阳能电池板13向圆筒形壳体1的顶部旋转叠放，从而增强航行时的稳定性；
探头清理步骤：在非水质检测状态下，由控制器定期控制控制清理驱动电机38工作，使得对接套管32正反转各一周，利用清理刷毛48对各个传感头46进行清理，保持传感头46的清洁，确保检测的可靠性。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种河湖自动化水质检测设备，其特征在于：包括圆筒形壳体(1)、线缆收放机构、水质检测单元、航行驱动机构、协调控制模块、电源模块(40)以及太阳能充电机构；
线缆收放机构、协调控制模块以及电源模块(40)均安装在圆筒形壳体(1)内；水质检测单元的传感器线缆(3)安装在线缆收放机构上，由线缆收放机构通过传感器线缆(3)对水质检测单元的悬吊高度进行调节，由水质检测单元对检测点处不同水深位置进行水质检测；在圆筒形壳体(1)的底部中心处设置有圆形底部凹陷(35)，由圆形底部凹陷(35)对水质检测单元进行收纳存储；
航行驱动机构包括两个航行驱动单元，且两个航行驱动单元对称式安装在圆筒形壳体(1)的左右两侧下部；协调控制模块用于分别对线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元进行协调控制；电源模块(40)用于分别为协调控制模块、线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元供电；太阳能充电机构安装在圆筒形壳体(1)的顶部，用于为电源模块(40)充电。
2.根据权利要求1所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：协调控制模块包括线路板(22)以及设置在线路板(22)上的控制器、存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪；线路板(22)安装在圆筒形壳体(1)内；控制器分别与存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪电连接，并由控制器对线缆收放机构、水质检测单元以及两个航行驱动单元进行协调控制；电源模块(40)分别为控制器、存储器、定位模块、无线通信模块以及陀螺仪供电。
3.根据权利要求2所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：水质检测单元包括水流稳定围挡(2)、十字形支架(43)、对接限位柱(44)以及各个水质传感器的传感头(46)；十字形支架(43)固定安装在水流稳定围挡(2)的下侧围挡口处，对接限位柱(44)的下端固定安装在十字形支架(43)的中心处；各个水质传感器的传感头(46)分布式固定安装在水流稳定围挡(2)的内侧圆周面上；传感器线缆(3)的端部固定安装在对接限位柱(44)的上端上，且各个水质传感器通过传感器线缆(3)与对应的各个传感头(46)电连接；电源模块(40)为各个水质传感器供电。
4.根据权利要求3所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：在圆形底部凹陷(35)的内顶部中心处竖向安装有一根中心套管(42)，并在中心套管(42)的外壁上沿径向伸出设置有各根弹性刷杆(47)，并在各根弹性刷杆(47)上均分布设置有用于清理传感头(46)的清理刷毛(48)；传感器线缆(3)贯穿中心套管(42)。
5.根据权利要求4所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：在圆形底部凹陷(35)的内顶部中心处竖向贯穿式旋转安装有一根对接套管(32)，且对接套管(32)位于中心套管(42)内；对接限位柱(44)的上端设置为对接四棱锥头(45)，在对接套管(32)的下端管口内壁设置为用于与对接四棱锥头(45)相对接配合的对接四棱锥面(33)；在对接套管(32)的上端上固定安装有清理驱动蜗轮(31)，在圆筒形壳体(1)内安装有清理驱动电机(38)，并在清理驱动电机(38)的输出轴上对接安装有与清理驱动蜗轮(31)相啮合的清理驱动蜗杆(39)；在线路板(22)上设置有与控制器电连接的清理驱动电路，清理驱动电路与清理驱动电机(38)电连接，电源模块(40)为清理驱动电路供电。
6.根据权利要求4所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：在圆形底部凹陷(35)的内顶部上安装有用于检测水流稳定围挡(2)位置的位置传感器(36)；在对接套管(32)内设置有线缆密封圈(34)，传感器线缆(3)贯穿线缆密封圈(34)；控制器与位置传感器(36)电连接，电源模块(40)为位置传感器(36)供电。
7.根据权利要求2所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：航行驱动单元包括侧边驱动杆(4)、航行驱动电机(5)以及航行导流管(6)；在圆筒形壳体(1)上部的前后左右四个方向上均通过L形安装板(7)安装有超声波测距传感器(8)以及摄像头(9)，在圆筒形壳体(1)的顶部中心处设置有指示灯(37)；两个航行驱动单元的侧边驱动杆(4)对称安装在圆筒形壳体(1)左右两侧，航行驱动电机(5)固定安装在侧边驱动杆(4)的悬空端上，并在航行驱动电机(5)的输出轴端部上安装有航行桨叶；航行导流管(6)固定安装在侧边驱动杆(4)上，且航行驱动电机(5)的输出轴位于航行导流管(6)的中心轴线上；在线路板(22)上设置有与控制器电连接的航行驱动电路，航行驱动电路与航行驱动电机(5)电连接；指示灯(37)、超声波测距传感器(8)以及摄像头(9)均与控制器电连接；电源模块(40)分别为航行驱动电路、指示灯(37)、超声波测距传感器(8)以及摄像头(9)供电。
8.根据权利要求2所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：线缆收放机构包括收放绞盘(25)、收放驱动电机(27)、转向滑轮(30)以及旋转电连接单元；收放绞盘(25)通过绞盘支座(23)旋转式安装在圆筒形壳体(1)内，并在收放绞盘(25)的一侧圆盘边缘设置有旋转驱动齿牙；收放驱动电机(27)固定安装在圆筒形壳体(1)内，并在收放驱动电机(27)的输出轴上安装有与旋转驱动齿牙相啮合的旋转驱动齿轮(28)；转向滑轮(30)通过U形支架(29)旋转式安装在圆筒形壳体(1)内，传感器线缆(3)由转向滑轮(30)处转向后绕设在收放绞盘(25)上；旋转电连接单元安装在绞盘支座(23)上，用于与传感器线缆(3)进行旋转式电连接；在线路板(22)上设置有与控制器电连接的收放驱动电路，收放驱动电路与收放驱动电机(27)电连接；电源模块(40)为收放驱动电路供电。
9.根据权利要求2所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：旋转电连接单元包括电极柱(49)以及条形电极座(51)；电极柱(49)同轴式贯穿收放绞盘(25)的中心管轴，两端通过端部支座(26)固定在绞盘支座(23)上；在电极柱(49)上间隔式安装有各个导电圆环(53)，且导电圆环(53)与对应的各个水质传感器电连接；条形电极座(51)固定安装在收放绞盘(25)的中心管轴的内壁上，并在条形电极座(51)上间隔设置有各个导电弹片(52)；导电弹片(52)为矩形框式弹片，并在矩形框式弹片上设置有按压在导电圆环(53)上的圆弧形导电边框(24)；在矩形框式弹片内安装有弹性支撑在圆弧形导电边框(24)内侧面上的支撑弹簧(41)；在收放绞盘(25)的中心管轴上固定设置有一个与各个导电弹片(52)电连接的线缆连接座(50)，传感器线缆(3)与线缆连接座(50)电连接。
10.根据权利要求2所述的河湖自动化水质检测设备，其特征在于：太阳能充电机构包括旋转式叠放单元以及四个太阳能单元；旋转式叠放单元包括旋转驱动电机(20)、齿轮箱(14)、四根传动轴(15)、四根旋转柱(10)以及四根水平支撑杆(11)；太阳能单元包括太阳能电池板(13)以及安装背板(12)；四根旋转柱(10)分别竖向旋转式贯穿安装在圆筒形壳体(1)的顶部边缘上，且位于同一圆周的四等分点上；四根旋转柱(10)的上端位于不同的高度上，四根水平支撑杆(11)的端部分别与四根旋转柱(10)的上端垂直固定；四块安装背板(12)分别水平固定安装在四根水平支撑杆(11)上，四块太阳能电池板(13)分别安装在四块安装背板(12)的上侧面上；在四根旋转柱(10)的下端上均固定安装有一个从动伞齿(18)；齿轮箱(14)固定安装在圆筒形壳体(1)的内顶部上；四根传动轴(15)通过转轴支座(16)旋转式安装在圆筒形壳体(1)的内顶部上，且传动轴(15)的一端伸入齿轮箱(14)内，并在伸入端上安装有内端传动伞齿(19)，传动轴(15)的另一端上安装有与从动伞齿(18)相啮合的外端传动伞齿(17)；旋转驱动电机(20)固定安装在齿轮箱(14)上，并在输出轴上固定安装有与四个内端传动伞齿(19)相啮合的主动伞齿(21)；在线路板(22)上设置有与控制器电连接的旋转驱动电路，旋转驱动电路与旋转驱动电机(20)电连接，电源模块(40)为旋转驱动电路供电。
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| CN115541836A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-30 | 武汉新烽光电股份有限公司 | 一种水质cod检测装置 |
| CN115684556A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-02-03 | 中国市政工程西南设计研究总院有限公司 | 一种矿山地热深井水分智慧监测系统及方法 |
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| CN115684556B (zh) * | 2023-01-04 | 2023-04-11 | 中国市政工程西南设计研究总院有限公司 | 一种矿山地热深井水分智慧监测系统及方法 |
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