CN114527252A - 面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境监测技术领域，且公开了面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，包括船体、传感器组件和水质监测终端机，水质监测终端机安装在船体内，船体的下端通过矩形孔固定连接有盒体，盒体的上端通过安装孔与传感器组件固定连接，船体内固定连接有水泵，水泵的输入端固定连接有进水管，盒体的侧壁通过圆孔与进水管的一端固定连接，水泵的输出端固定连接有连接有出水管。该面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，可以在水产养殖水域内的任意地点对水体的水质进行检测，且监测装置可以在水域内快速改变，并且监测过程中无需取样在岸边进行检测。

Description

面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体为面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置。

背景技术

水产养殖环境监测装置主要作用是对于水产养殖的水质环境进行监测和检测，水产养殖环境监测装置以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系，水产养殖环境监测装置可尽早发现水质的异常变化，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染源，从而为管理决策服务。

目前，用于监测水产养殖水域内水质质量的装置，多采用固定式投放在水域内进行监测，监测装置的工作范围较小，需要经常更换监测装置的投放低点，此外还常采取水域内多个位置的水体的样本，然后在岸上进行检测，达到监测水质的目的，此手段不仅取样过程繁琐，检测速度也较慢。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，具备可以在水域内任意地点对水产养殖水域的水质进行检测，且监测装置可以在水域内快速改变，并且监测过程中无需取样在岸边进行检测等优点，解决了多采用固定式投放在水域内进行监测，监测装置的工作范围较小，需要经常更换监测装置的投放低点，此外还常采取水域内多个位置的水体的样本，然后在岸上进行检测，达到监测水质的目的，此手段不仅取样过程繁琐，检测速度也较慢的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，包括船体、传感器组件和水质监测终端机，所述水质监测终端机安装在船体内，所述船体的下端通过矩形孔固定连接有盒体，所述盒体的上端通过安装孔与传感器组件固定连接，所述船体内固定连接有水泵，所述水泵的输入端固定连接有进水管，所述盒体的侧壁通过圆孔与进水管的一端固定连接，所述水泵的输出端固定连接有连接有出水管；

所述船体的侧壁通过第一密封轴承转动连接有套管，所述套管内通过滚动轴承转动有转轴，所述转轴的上端通过第二密封轴承转动连接有壳体，所述壳体的一侧固定连接有斜管，所述斜管的一端与出水管的一端固定连接，所述壳体的侧壁固定连接有排水管，所述排水管的上端延伸至船体外并固定连接有分水管，且分水管的管壁上倾斜固定连接有多个喷水管；

所述转轴的上端延伸至壳体内并连接有传动机构，所述传动机构用于驱动船体在待测水域内移动，所述套管的管壁上连接有转向机构，所述转向机构用于改变船体的移动方向。

优选的，所述传动机构包括圆柱，所述圆柱设置在壳体内，所述圆柱的下端与转轴的上端同轴心固定连接，所述圆柱的侧壁固定连接有多个均匀分布的扰流板，所述套管的下端固定连接有外壳，所述转轴的下端延伸至外壳内并固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的一侧啮合有第二锥齿轮，所述外壳的一侧通过第三密封轴承转动连接有横轴，所述横轴的一端固定连接有螺旋桨，所述横轴的另一端与第二锥齿轮的一侧固定连接。

优选的，所述换向机构包括蜗轮，所述蜗轮与套管的管壁同轴心固定连接，所述蜗轮的一侧啮合有蜗杆，所述船体内固定连接有电机，所述电机的输出端与蜗杆的一端同轴心固定连接，所述套管的管壁上固定连接有拨叉，所述拨叉内设有销钉，所述船体的一侧竖直设有两个传动轴，两个所述传动轴的轴壁上均固定连接有导向板，两个所述传动轴之间通过联动机构连接。

优选的，所述联动机构包括拉杆，所述拉杆设置在船体的一侧，所述拉杆的两端通过连接轴转动连接有传动杆，两个所述传动杆相互平行，所述传动杆远离拉杆的一端与传动轴的上端固定连接，所述拉杆的杆壁中心处通过圆口与销钉的侧壁固定连接，所述传动轴的轴壁上通过滚珠轴承转动连接有两个相互平行的横杆，两个所述横杆远离传动轴的一端均与船体的侧壁固定连接。

优选的，所述盒体的下端边角处设有斜面，所述斜面处开设有多个均匀分布的进水口，所述盒体的内侧通过铰链铰接有多个均匀分布的挡水板，且挡水板与斜面贴合，所述盒体内固定连接有网格板，所述网格板位于传感器组件的下方。

优选的，所述船体的上端开设有矩形开口，且矩形开口处通过螺栓固定连接有密封板，所述船体内固定连接有隔板，所述隔板将船体内分为电池舱和水质监测舱。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，具备以下有益效果：

1、本发明在使用的时候，相对于现有的固定式监测装置和采样监测装置，通过设置有的水泵和盒体，在船体放置在水域水体内时，水体通过进水口进入到盒体内，此时水体与传感器组件接触，因此可以利用传感器组件对水体进行检测；

并且水泵泵送的水体经过进水管、出水管、斜管、壳体、排水管、分水管以及喷水管倾斜喷向空中，进而可以起到喷水曝气的作用，增加水体的溶氧量；

同时水体在壳体内流动时可以带动传动机构工作产生推力驱动船体在监测水域内航行，进而可以实现水环境监测装置在较大范围的水域内进行连续监测，无需经常改变水质检测装置的位置，方便用户使用。

2、本发明设置有的传动机构，在水体经过斜管进入到壳体内时，水体带动扰流板使圆柱转动，圆柱转动时带动转轴使第一锥齿轮选，第一锥齿轮旋转带动第二锥齿轮旋转，第二锥齿轮旋转带动横轴使螺旋桨旋转，进而可以利用水泵抽水监测水质时，利用水流直接驱动传动机构驱动船体在水面航行，且水泵停止工作时，传动机构停止驱动船体移动。

3、本发明设置有的换向机构，在使用时，通过电机可以蜗杆、蜗轮使套管旋转，套管旋转时带动安装在壳体和外壳内的传动机构摆动，进而使螺旋桨旋转时产生的推力倾斜作用在船体上，使船体沿弧线航行，同时，通过套管可以带动拨叉、销钉、拉杆、传动杆和传动轴使导向板倾斜，因此在套管旋转时既可以带动螺旋桨倾斜，同时也带动导向板倾斜，且倾斜方向相同，方便环境监测装置在水域内移动和改变方向。

附图说明

图1为本发明提出的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置结构示意图；

图2为本发明提出的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置中船体的内部结构示意图；

图3为本发明提出的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置中壳体的内部结构示意图；

图4为本发明提出的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置中套管和外壳的内部结构示意图；

图5为本发明提出的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置中换向机构的结构示意图；

图6为本发明提出的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置中盒体的内部结构示意图。

图中：1、船体；2、喷水管；3、分水管；4、密封板；5、盒体；6、隔板；7、传感器组件；8、水泵；9、壳体；10、电机；11、导向板；12、横杆；13、外壳；14、螺旋桨；15、拉杆；16、套管；17、进水管；18、水质监测终端机；19、排水管；20、拨叉；21、传动杆；22、蜗杆；23、蜗轮；24、转轴；25、传动轴；26、销钉；27、挡水板；28、网格板；29、进水口；30、第一锥齿轮；31、第二锥齿轮；32、横轴；33、斜管；34、扰流板；35、圆柱。

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。

实施例1：

参照附图1-6,面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，包括船体1、传感器组件7和水质监测终端机18，水质监测终端机18安装在船体1内，船体1的下端通过矩形孔固定连接有盒体5，盒体5的上端通过安装孔与传感器组件7固定连接，传感器组件7用于采集水体酸碱度、温度、溶氧度、重金属含量等水体环境数据，水质监测终端机18通过数据线与传感器组件7连接，并且水质监测终端机18内设有无线传输模块与用户终端建立通信，此技术在生活中已被广泛使用，本领域技术人员已经知晓故不再做过多赘述，船体1内固定连接有水泵8，水泵8的输入端固定连接有进水管17，盒体5的侧壁通过圆孔与进水管17的一端固定连接，盒体5的下端边角处设有斜面，斜面处开设有多个均匀分布的进水口29，盒体5的内侧通过铰链铰接有多个均匀分布的挡水板27，且挡水板27与斜面贴合，盒体5内固定连接有网格板28，网格板28位于传感器组件7的下方，水泵8的输出端固定连接有连接有出水管，船体1的上端开设有矩形开口，且矩形开口处通过螺栓固定连接有密封板4，船体1内固定连接有隔板6，隔板6将船体1内分为电池舱和水质监测舱；

船体1的侧壁通过第一密封轴承转动连接有套管16，套管16内通过滚动轴承转动有转轴24，转轴24的上端通过第二密封轴承转动连接有壳体9，壳体9的一侧固定连接有斜管33，斜管33的一端与出水管的一端固定连接，壳体9的侧壁固定连接有排水管19，排水管19的上端延伸至船体1外并固定连接有分水管3，且分水管3的管壁上倾斜固定连接有多个喷水管2，转轴24的上端延伸至壳体9内并连接有传动机构，传动机构用于驱动船体1在待测水域内移动，套管16的管壁上连接有转向机构，转向机构用于改变船体1的移动方向。

本发明在使用的时候，在电池舱内装备好锂电池(图中未示出)，并使用尼龙绳栓系船体1，且尼龙绳的另一端栓系重物沉如水底(图中未示出)，重物沉入水底后，利用尼龙绳牵制船体1在水面沿环形路径航行，进而限制水传感器组件7的监测范围，在船体1放置在水域水体内时，水体通过进水口29进入到盒体5内，此时水体与传感器组件7接触，因此可以利用传感器组件7对对水体进行检测，然后启动水泵8通过进水管17抽取盒体5内的水体泵送至出水管，出水管内的水体经过斜管33倾斜进入到壳体9内，壳体9内的水体流动并经过排水管19进入到分水管3，分水管3内的水体经过喷水管2倾斜喷出，进而能够使被监测的水体流动经过传感器组件7，在水泵8停止抽水时，外部的水体停止进入到盒体5内，由于挡水板27设置在盒体5的斜面上，因此进入到盒体5内的水体被挡水板27阻挡，进而可以起到定点监测水质的作用，且水体排出时喷向空中，进而可以起到喷水曝气的作用，增加水体的溶氧量，水体在壳体9内流动时可以带动传动机构产生推力驱动船体1在监测水域内航行，船体1航行时受到尼龙绳的拉拽，使船体1漂浮在水面并以沉入水底的重物为圆心做圆周运动，因此可以实现水环境监测装置在较大范围的水域内进行连续监测，无需经常改变水质检测装置的位置，方便用户使用。

实施例2：基于实施例1有所不同的是；

参照附图2-4,传动机构包括圆柱35，圆柱35设置在壳体9内，圆柱35的下端与转轴24的上端同轴心固定连接，圆柱35的侧壁固定连接有多个均匀分布的扰流板34，套管16的下端固定连接有外壳13，转轴24的下端延伸至外壳13内并固定连接有第一锥齿轮30，第一锥齿轮30的一侧啮合有第二锥齿轮31，外壳13的一侧通过第三密封轴承转动连接有横轴32，横轴32的一端固定连接有螺旋桨14，横轴32的另一端与第二锥齿轮31的一侧固定连接。

本发明设置有的传动机构，在水体经过斜管33进入到壳体9内时，水体带动扰流板34使圆柱35转动，圆柱35转动时带动转轴24使第一锥齿轮30旋转，第一锥齿轮30旋转带动第二锥齿轮31旋转，第二锥齿轮31旋转带动横轴32使螺旋桨14旋转，进而可以在水泵8抽水监测水质时，利用水流驱动传动机构驱动船体1在水面航行，且水泵8停止工作时，传动机构停止驱动船体1移动。

实施例3：基于实施例1有所不同的是；

参照附图5,换向机构包括蜗轮23，蜗轮23与套管16的管壁同轴心固定连接，蜗轮23的一侧啮合有蜗杆22，船体1内固定连接有电机10，电机10和水泵8的电力输入端均通过遥感模块与移动电源电性连接，实现用户远程遥控操作环境监测装置，此技术在生活中已被广泛使用，本领域技术人员已经知晓，故不再做过多赘述，电机10的输出端与蜗杆22的一端同轴心固定连接，套管16的管壁上固定连接有拨叉20，拨叉20内设有销钉26，船体1的一侧竖直设有两个传动轴25，两个传动轴25的轴壁上均固定连接有导向板11，两个传动轴25之间通过联动机构连接；

联动机构包括拉杆15，拉杆15设置在船体1的一侧，拉杆15的两端通过连接轴转动连接有传动杆21，两个传动杆21相互平行，传动杆21远离拉杆15的一端与传动轴25的上端固定连接，拉杆15的杆壁中心处通过圆口与销钉26的侧壁固定连接，传动轴25的轴壁上通过滚珠轴承转动连接有两个相互平行的横杆12，两个横杆12远离传动轴25的一端均与船体1的侧壁固定连接。

本发明设置有的换向机构，在使用时，启动电机10带动蜗杆22使蜗轮23旋转，蜗轮23旋转时带动套管16旋转，套管16旋转时带动安装在壳体9和外壳13内的传动机构摆动，进而使螺旋桨14旋转时产生的推力倾斜作用在船体1上，实现驱动船体1沿弧线航行，且套管16在旋转时带动拨叉20移动，拨叉20移动时拨动销钉26使拉杆15移动，拉杆15移动时带动传动杆21使传动轴25围绕滚珠轴承摆动，传动轴25摆动时带动导向板11倾斜，因此在套管16旋转时既可以带动螺旋桨14倾斜，同时也带动导向板11倾斜，且倾斜方向相同，方便环境监测装置在水域内移动和改变方向。

需要说明的是，术语“包括”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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，包括船体(1)、传感器组件(7)和水质监测终端机(18)，所述水质监测终端机(18)安装在船体(1)内，其特征在于：所述船体(1)的下端通过矩形孔固定连接有盒体(5)，所述盒体(5)的上端通过安装孔与传感器组件(7)固定连接，所述船体(1)内固定连接有水泵(8)，所述水泵(8)的输入端固定连接有进水管(17)，所述盒体(5)的侧壁通过圆孔与进水管(17)的一端固定连接，所述水泵(8)的输出端固定连接有连接有出水管；

所述船体(1)的侧壁通过第一密封轴承转动连接有套管(16)，所述套管(16)内通过滚动轴承转动有转轴(24)，所述转轴(24)的上端通过第二密封轴承转动连接有壳体(9)，所述壳体(9)的一侧固定连接有斜管(33)，所述斜管(33)的一端与出水管的一端固定连接，所述壳体(9)的侧壁固定连接有排水管(19)，所述排水管(19)的上端延伸至船体(1)外并固定连接有分水管(3)，且分水管(3)的管壁上倾斜固定连接有多个喷水管(2)；

所述转轴(24)的上端延伸至壳体(9)内并连接有传动机构，所述传动机构用于驱动船体(1)在待测水域内移动，所述套管(16)的管壁上连接有转向机构，所述转向机构用于改变船体(1)的移动方向。

2.根据权利要求1所述的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，其特征在于：所述传动机构包括圆柱(35)，所述圆柱(35)设置在壳体(9)内，所述圆柱(35)的下端与转轴(24)的上端同轴心固定连接，所述圆柱(35)的侧壁固定连接有多个均匀分布的扰流板(34)，所述套管(16)的下端固定连接有外壳(13)，所述转轴(24)的下端延伸至外壳(13)内并固定连接有第一锥齿轮(30)，所述第一锥齿轮(30)的一侧啮合有第二锥齿轮(31)，所述外壳(13)的一侧通过第三密封轴承转动连接有横轴(32)，所述横轴(32)的一端固定连接有螺旋桨(14)，所述横轴(32)的另一端与第二锥齿轮(31)的一侧固定连接。

3.根据权利要求1所述的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，其特征在于：所述换向机构包括蜗轮(23)，所述蜗轮(23)与套管(16)的管壁同轴心固定连接，所述蜗轮(23)的一侧啮合有蜗杆(22)，所述船体(1)内固定连接有电机(10)，所述电机(10)的输出端与蜗杆(22)的一端同轴心固定连接，所述套管(16)的管壁上固定连接有拨叉(20)，所述拨叉(20)内设有销钉(26)，所述船体(1)的一侧竖直设有两个传动轴(25)，两个所述传动轴(25)的轴壁上均固定连接有导向板(11)，两个所述传动轴(25)之间通过联动机构连接。

4.根据权利要求3所述的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，其特征在于：所述联动机构包括拉杆(15)，所述拉杆(15)设置在船体(1)的一侧，所述拉杆(15)的两端通过连接轴转动连接有传动杆(21)，两个所述传动杆(21)相互平行，所述传动杆(21)远离拉杆(15)的一端与传动轴(25)的上端固定连接，所述拉杆(15)的杆壁中心处通过圆口与销钉(26)的侧壁固定连接，所述传动轴(25)的轴壁上通过滚珠轴承转动连接有两个相互平行的横杆(12)，两个所述横杆(12)远离传动轴(25)的一端均与船体(1)的侧壁固定连接。

5.根据权利要求1所述的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，其特征在于：所述盒体(5)的下端边角处设有斜面，所述斜面处开设有多个均匀分布的进水口(29)，所述盒体(5)的内侧通过铰链铰接有多个均匀分布的挡水板(27)，且挡水板(27)与斜面贴合，所述盒体(5)内固定连接有网格板(28)，所述网格板(28)位于传感器组件(7)的下方。

6.根据权利要求1所述的面向智慧农业的水产养殖多传感器信息融合环境监测装置，其特征在于：所述船体(1)的上端开设有矩形开口，且矩形开口处通过螺栓固定连接有密封板(4)，所述船体(1)内固定连接有隔板(6)，所述隔板(6)将船体(1)内分为电池舱和水质监测舱。

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