CN116834894A - 一种基于物联网技术的生态环境监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网技术的生态环境监测设备，包括有漂浮器，漂浮器的顶部安装有隔离舱，隔离舱的底壁贯穿安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接有丝杠，丝杠的表面套接有环形套，环形套的一侧表面固定连接有一号连杆，一号连杆的尾端连接有贯穿滑动连接于漂浮器底部的监测探针，监测探针的底部连接有密封塞，环形套的表面安装有关于一号连杆对称布置的二号连杆，二号连杆的尾端连接有活动杆，且活动杆的底部连接有条形薄板，利用升降监测的操作，在避免监测探针长时间浸水进而保证监测精度的同时，还能够借助条形薄板对漂浮器在水面移动时遇到的拦截绳体予以下压，使得漂浮器得以顺利通过，实现对水域的全面监测。

Description

一种基于物联网技术的生态环境监测设备

技术领域

本发明涉及的生态环境监测设备，特别是涉及应用于生态环境监测领域的一种基于物联网技术的生态环境监测设备。

背景技术

在现有的联网式生态环境监测设备中，关于水域水质情况的监测操作通常采用水面漂浮的设备来对水域进行流动式全面监测，可在实际监测过程中，监测探针长期处于水下浸没状态，受到水域中其他带有腐蚀性的介质影响，监测探针的灵敏度会受到影响，导致水域生态监测结果的准确性得不到保证。

为解决探针长期处于水下浸没进而影响监测精度的问题，市场中的某生态环境监测设备采用取样监测进而避免探针长期浸没的设计，具有一定的市场占比。

中国发明专利CN202110038905.8说明书公开了一种基于物联网的生态环境监测设备，其结构包括声光报警器、监测仪主体、悬浮底座、太阳能板，还包括监测机构，悬浮底座为圆柱形结构且呈水平放置，监测仪主体通过螺栓固定于悬浮底座上方，监测机构安装于监测仪主体底部，太阳能板固定于监测仪主体侧面，声光报警器通过螺栓固定于监测仪主体顶部，本发明的伺服电机与取样机构相结合，进而需要监测时，才对水源进行取样监测，无需监测时，监测探针不与水源接触，从而避免了水中各种介质对探针的腐蚀，保证探针的灵敏度，进而提高了监测结果的精度。

上述专利所涉及的生态监测设备所使用的电机存在局部浸没的状态，因此使得整体设计底部的截面为非平整状态，因此在该设备沿水面移动遭遇水面设置的用于拦截枝叶、杂物的绳体时，其处于浸没状态的电机部分会影响该设备的整体移动，进而阻碍生态环境监测设备对水域进行全面监测操作。

申请内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是保证底部不平整的水面漂浮的生态环境监测设备在遭遇水体表面的拦截绳体时依旧可以顺利通过，进而得以顺利进行全水域的生态监测操作。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网技术的生态环境监测设备，包括有漂浮器，漂浮器的顶部安装有隔离舱，隔离舱的底壁贯穿安装有伺服电机，伺服电机的输出端连接有丝杠，丝杠的表面套接有环形套，环形套的一侧表面固定连接有一号连杆，一号连杆的尾端连接有贯穿滑动连接于漂浮器底部的监测探针，监测探针的底部连接有密封塞，隔离舱的内部安装有与监测探针电性连接的联网监测器，且联网监测器位于一号连杆的一侧，环形套的表面安装有关于一号连杆对称布置的二号连杆，二号连杆的尾端连接有活动杆，且活动杆的底部连接有条形薄板，二号连杆与漂浮器的底壁贯穿滑动连接。

在上述基于物联网技术的生态环境监测设备中，利用升降监测的操作，在避免监测探针长时间浸水进而保证监测精度的同时，还能够借助条形薄板对漂浮器在水面移动时遇到的拦截绳体予以下压，使得漂浮器得以顺利通过，实现对水域的全面监测。

作为本申请的进一步改进，条形薄板的长度值大于活动杆与监测探针之间的距离值，且条形薄板的一端与漂浮器底部的弧形拐点位置处贴合接触，活动杆的截面为折线设计。

作为本申请的再进一步改进，伺服电机与漂浮器底部接触位置和伺服电机底部的距离值不大于丝杠的长度值，且伺服电机的外壳为防水材料制成。

作为本申请的更进一步改进，环形套的表面设有嵌插口，环形套的内部安装有电磁环，二号连杆的内部滑动布置有防水磁板，且防水磁板与嵌插口相匹配，防水磁板与电磁环之间具有相互吸引的作用。

作为本申请的又一种改进，二号连杆的一端内壁安装有弹簧条，弹簧条的尾端与防水磁板的端部连接。

作为本申请的又一种改进的补充，弹簧条自然状态下的长度值与防水磁板的长度值之和等于二号连杆的长度值，且二号连杆的尾端与环形套表面的水平距离值大于二号连杆的自身长度值。

作为本申请的再一种改进，活动杆的内部为中空设计，且活动杆的内壁固定有电磁块，活动杆的内壁滑动连接有磁片，磁片的底部连接有联动杆，且联动杆的底部连接有阻动板。

作为本申请的再一种改进的补充，条形薄板的内部为中空设计，且条形薄板的底壁设有插孔，阻动板的底部布置有插块。

作为本申请的再一种改进的补充，插块的尾端为尖锥设计，且插孔与插块为嵌合滑动连接，阻动板为密度大于水的材料制成。

综上所述，本申请的有益效果如下：

(1)在漂浮器在水域表面移动遭遇用于拦截水域表面枝叶的绳体时，借助环形套的升降，可带动原本服帖于漂浮器底部表面的条形薄板下降，进而对拦截绳体予以部分下压处理，使得拦截绳体变形后的最底端不再对伺服电机的底端形成阻拦作用，此时漂浮器得以顺利通过，保证水质生态环境监测操作正常进行的同时，还不会因拦截绳体的干扰保证水域生态环境监测工作的全面性；

(2)漂浮器底部的截面设计，使得条形薄板在下降时可以与拦截绳体的表面接触并对拦截绳体进行下压处理，以便漂浮器顺利通过，且条形薄板的长度尺寸设计可稳定保持在密封塞以及伺服电机底部的下方，保证在水平方向上条形薄板对拦截绳体下压的有效性；

(3)丝杠的有效长度值使得条形薄板的有效运动距离大于伺服电机浸没在水体中的高度值，使得拦截绳体的下压后的高度截面位于伺服电机和密封塞的下方，使得漂浮器得以顺利通过拦截绳体；

(4)为保证非必要状态下的条形薄板使用以此来保护伺服电机的正常使用寿命，灵活启动电磁环，进而借助电磁环与防水磁板之间的吸附插接，实现条形薄板的非必要不使用目的；

(5)在水面以下水流的冲击方向与漂浮器的运动方向一致时，为避免绳体与较为光滑的条形薄板脱离进而保证下压有效性，利用阻动板，可保证绳体在下压过程中与条形薄板的底部保持动态插接约束状态，进而避免绳体脱离。

附图说明

图1为本申请第1种实施方式的外观整体示意图；

图2为本申请第1种实施方式的整体仰视图；

图3为本申请第1种实施方式的隔离舱内部结构图；

图4为本申请第1种实施方式的现状示意图；

图5为本申请第1种实施方式的工作状态示意图；

图6为本申请第2种实施方式的结构示意图；

图7为本申请第2种实施方式的工作状态示意图；

图8为本申请第3种实施方式的剖视结构图；

图9为本申请第3种实施方式的工作状态示意图；

图10为本申请第3种实施方式的现状示意图。

图中标号说明：

1、漂浮器；2、隔离舱；3、伺服电机；31、丝杠；32、环形套；4、一号连杆；41、密封塞；42、探针；5、二号连杆；51、活动杆；52、条形薄板；53、弹簧条；54、防水磁板；55、电磁环；511、电磁块；512、磁片；513、联动杆；514、阻动板；6、联网监测器。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的3种实施方式作详细说明。

第1种实施方式：

图1-5示出一种基于物联网技术的生态环境监测设备漂浮器1的顶部安装有隔离舱2，隔离舱2的底壁贯穿安装有伺服电机3，伺服电机3的输出端连接有丝杠31，丝杠31的表面套接有环形套32，环形套32的一侧表面固定连接有一号连杆4，一号连杆4的尾端连接有贯穿滑动连接于漂浮器1底部的监测探针42，监测探针42的底部连接有密封塞41，隔离舱2的内部安装有与监测探针42电性连接的联网监测器6，且联网监测器6位于一号连杆4的一侧，环形套32的表面安装有关于一号连杆4对称布置的二号连杆5，二号连杆5的尾端连接有活动杆51，且活动杆51的底部连接有条形薄板52，二号连杆5与漂浮器1的底壁贯穿滑动连接。

具体的，启动伺服电机3，带动丝杠31转动，进而带动环形套32上下运动，进而带动与一号连杆4连接的监测探针42上下运动，在监测探针42下移至漂浮器1下方时处于水体浸没状态，进而能够进行水质监测并将数据传送至联网监测器6处，实现数据联网共享，在监测探针42上移后尾端的密封塞41堵住，阻止水体进入隔离舱2中；

在漂浮器1在水域表面移动遭遇用于拦截水域表面枝叶的绳体时，漂浮器1受到底部部分暴露的伺服电机3影响，无法顺利通过拦截绳体，此时借助环形套32的升降，可带动活动杆51以及原本服帖于漂浮器1底部表面的条形薄板52下降，进而对拦截绳体予以部分下压处理，使得拦截绳体变形后的最底端不再对伺服电机3的底端形成阻拦作用，此时漂浮器1得以顺利通过，保证水质生态环境监测操作正常进行的同时，还不会因拦截绳体的干扰保证水域生态环境监测工作的全面性。

条形薄板52的长度值大于活动杆51与监测探针42之间的距离值，且条形薄板52的一端与漂浮器1底部的弧形拐点位置处贴合接触，活动杆51的截面为折线设计。

具体的，漂浮器1底部的端部为弧形过渡设计，因此在漂浮器1遭遇拦截绳体时，拦截绳体得以处于弧形过渡区域的最低点也即漂浮器1底部的平整部位时，条形薄板52在下降时可以与拦截绳体的表面接触并对拦截绳体进行下压处理，以便漂浮器1顺利通过，此外条形薄板52的长度尺寸设计可稳定保持在密封塞41以及伺服电机3底部的下方，保证在水平方向上条形薄板52对拦截绳体下压的有效性。

伺服电机3与漂浮器1底部接触位置和伺服电机3底部的距离值不大于丝杠31的长度值，且伺服电机3的外壳为防水材料制成。

具体的，密封塞41的底端位于伺服电机3底端的上方，丝杠31的有效长度值使得条形薄板52的有效运动距离大于伺服电机3浸没在水体中的高度值，使得拦截绳体的下压后的高度截面位于伺服电机3的下方，进而在竖直方向上保证下压操作的有效性。

第2种实施方式：

图6-7示出，其中与第1种实施方式中相同或相应的部件采用与第1种实施方式相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与第1种实施方式的区别点。该第2种实施方式与第1种实施方式的不同之处在于：环形套32的表面设有嵌插口，环形套32的内部安装有电磁环55，二号连杆5的内部滑动布置有防水磁板54，且防水磁板54与嵌插口相匹配，防水磁板54与电磁环55之间具有相互吸引的作用。

二号连杆5的一端内壁安装有弹簧条53，弹簧条53的尾端与防水磁板54的端部连接。

弹簧条53自然状态下的长度值与防水磁板54的长度值之和等于二号连杆5的长度值，且二号连杆5的尾端与环形套32表面的水平距离值大于二号连杆5的自身长度值。

具体的，在漂浮器1未遭遇水体表面的拦截绳体时，随着监测探针42的多次监测操作，条形薄板52也随之同步进行下压，由于条形薄板52为扁平状设计，在水体中升降过程中具有一定的阻力，可能会影响伺服电机3的正常使用，为保证非必要的条形薄板52使用，采用本实施方式，且在此实施方式中，活动杆51以及条形薄板52的重力小于活动杆51和漂浮器1底部插接位置之间的摩擦作用力；

在需要使用条形薄板52时，启动电磁环55，使得防水磁板54得以顺利插接进嵌插口内部，使得二号连杆5与环形套32连接，得以与监测探针42同步升降使用；

在不需要使用条形薄板52时，在环形套32运动至丝杠31表面较高位置处使得条形薄板52得以贴合在漂浮器1的底部表面时关闭电磁环55，在弹簧条53的作用下得以防水磁板54脱离环形套32，进而脱离与监测探针42的同步升降运动。

第3种实施方式：

图8-9示出，其中与第1种实施方式中相同或相应的部件采用与第1种实施方式相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与第1种实施方式的区别点。该第3种实施方式与第1种实施方式的不同之处在于：活动杆51的内部为中空设计，且活动杆51的内壁固定有电磁块511，活动杆51的内壁滑动连接有磁片512，磁片512的底部连接有联动杆513，且联动杆513的底部连接有阻动板514。

条形薄板52的内部为中空设计，且条形薄板52的底壁设有插孔，阻动板514的底部布置有插块。

插块的尾端为尖锥设计，且插孔与插块为嵌合滑动连接，阻动板514为密度大于水的材料制成。

具体的，电磁块511的工作模式有两种，其中一种工作模式启动时与磁片512相互吸引，另一种工作模式启动时与磁片512相互排斥；

如图10所示，由于条形薄板52的底部较为光滑，因此在下压过程中，条形薄板52还未到达伺服电机3的底部位置处且水流方向为自监测探针42流向条形薄板52时，拦截绳体容易滚动离开条形薄板52的底部表面，造成下压操作的失败，为此采用本实施方式，通过调整条形薄板52底部的摩擦状态来解决上述问题；

启动电磁块511，使其工作模式处于与磁片512相互排斥的状态，此时插块下落与接触的拦截绳体表面的摩擦较大，使得下压于条形薄板52下方的拦截绳体得以克服水流冲击作用带动的相对位移，处于动态插接约束状态进而处于相对稳定的状态(动态插接约束状态指的是由于插块的表面相对光滑，且绳体的截面为圆形，随着漂浮器1的移动，原本与端部约束的绳体发生插接作用的插块移动至新的位置，另外的插块重新与接触到的绳体发生插接约束，导致插块与绳体插接的插块位置发生改变，但绳体始终与插块保持插接作用)；

随后启动电磁块511使其工作模式处于与磁片512相互吸引的状态，此时阻动板514上移，条形薄板52底部恢复至原先相对光滑的状态，避免与水体内的水藻、水草等杂物发生勾缠；

阻动板514的密度大于水，可避免阻动板514在下降凸出条形薄板52底部时受到水体的浮力作用，降低电磁块511的功率消耗。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于物联网技术的生态环境监测设备，包括有漂浮器(1)，其特征在于：所述漂浮器(1)的顶部安装有隔离舱(2)，所述隔离舱(2)的底壁贯穿安装有伺服电机(3)，所述伺服电机(3)的输出端连接有丝杠(31)，所述丝杠(31)的表面套接有环形套(32)，所述环形套(32)的一侧表面固定连接有一号连杆(4)，所述一号连杆(4)的尾端连接有贯穿滑动连接于漂浮器(1)底部的监测探针(42)，所述监测探针(42)的底部连接有密封塞(41)，所述隔离舱(2)的内部安装有与监测探针(42)电性连接的联网监测器(6)，且联网监测器(6)位于一号连杆(4)的一侧，所述环形套(32)的表面安装有关于一号连杆(4)对称布置的二号连杆(5)，所述二号连杆(5)的尾端连接有活动杆(51)，且活动杆(51)的底部连接有条形薄板(52)，所述二号连杆(5)与漂浮器(1)的底壁贯穿滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述条形薄板(52)的长度值大于活动杆(51)与监测探针(42)之间的距离值，且条形薄板(52)的一端与漂浮器(1)底部的弧形拐点位置处贴合接触，所述活动杆(51)的截面为折线设计。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述伺服电机(3)与漂浮器(1)底部接触位置和伺服电机(3)底部的距离值不大于丝杠(31)的长度值，且伺服电机(3)的外壳为防水材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述环形套(32)的表面设有嵌插口，所述环形套(32)的内部安装有电磁环(55)，所述二号连杆(5)的内部滑动布置有防水磁板(54)，且防水磁板(54)与嵌插口相匹配，所述防水磁板(54)与电磁环(55)之间具有相互吸引的作用。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述二号连杆(5)的一端内壁安装有弹簧条(53)，所述弹簧条(53)的尾端与防水磁板(54)的端部连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述弹簧条(53)自然状态下的长度值与防水磁板(54)的长度值之和等于二号连杆(5)的长度值，且二号连杆(5)的尾端与环形套(32)表面的水平距离值大于二号连杆(5)的自身长度值。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述活动杆(51)的内部为中空设计，且活动杆(51)的内壁固定有电磁块(511)，所述活动杆(51)的内壁滑动连接有磁片(512)，所述磁片(512)的底部连接有联动杆(513)，且联动杆(513)的底部连接有阻动板(514)。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述条形薄板(52)的内部为中空设计，且条形薄板(52)的底壁设有插孔，所述阻动板(514)的底部布置有插块。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网技术的生态环境监测设备，其特征在于：所述插块的尾端为尖锥设计，且插孔与插块为嵌合滑动连接，所述阻动板(514)为密度大于水的材料制成。