CN117741085B - 一种水质检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水质检测技术领域，公开了一种水质检测装置及检测方法，水质检测装置包括无人机、遥控终端、安装在无人机底端的安装盒、设置在安装盒内的检测机构和设置在安装盒底端的输水机构及采样机构，无人机具有无线通讯模块；本发明的采样筒内的水样通过输水机构输送至检测机构内进行检测，使得水样在静态环境下检测，避免了水流对检测的影响，能够提高检测精度，采样机构无需通电，使得牵引绳上无需设置供电线路，从而使得牵引绳的线径可以设置的较细，从而减少水阻，能够在流水环境下使用，输水机构和采样机构均无需进行供电就能够实现水的采集和输送，有效降低了装置的整体重量，减小了无人机的负载，对无人机的动力要求较低。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体是一种水质检测装置及检测方法。
背景技术
无人机水质检测是一种新兴的水质监测方法，它利用无人机搭载各种传感器和采样设备，对水体进行快速、高效的检测。这种方法具有成本低、操作简便、数据准确等优点，可以广泛应用于水环境监测、污染源追踪、水质评估等领域。
中国专利申请CN109541164A公开了一种无人机水质检测装置，属于水质检测领域。一种无人机水质检测装置，包括底座、水质检测组件、无人机本体、探头，底座侧壁连接有第一气囊，底座内壁通过固定块连接有箱体，底座顶部固定连接有第一密封壳体，无人机本体底部通过固定杆连接有第一活塞，第一活塞滑动连接在第一密封壳体内，箱体底壁连接有伸缩管组件，探头连接在伸缩管组件的底部，伸缩管组件上端穿过箱体底壁连接有与第一密封壳体对应的活塞锁紧机构；该发明利用无人机本体自身的重量通过固定杆带动第一活塞在第一密封壳体内滑动，进而带动伸缩管下降进行检测，完成后，通过气泵给第二气囊充气，进而通过浮力带动伸缩管复位。
中国专利申请CN215768522U公开了一种无人机水质监测装置及无人机，所述无人机水质监测装置包括固定座、水质检测探头和转盘总成，所述固定座用于固定安装至无人机，所述水质监测探头沿上下向活动安装于所述固定座，所述转盘总成固定安装于所述固定座，所述转盘总成包括转盘主体和活动缠绕于所述转盘主体的线缆，且所述线缆的自由端连接于所述水质监测探头，以在所述转盘主体的转动下将所述线缆的自由端沿上下向活动，从而带动所述水质监测探头沿上下向活动，通过无人机的方式，可以不受水面漂浮物的影响，有效的提高对湖泊水库江水检测的稳定性。
如上述两件专利申请所示，现有的无人机型水质检测设备对水质检测一般分为两种方式，一种是将检测探头通过线缆下沉至水中直接进行检测，另一种是将水直接抽取至搭载在无人机上的水质检测模块上进行检测，然而，两种检测方式都存在一定的缺陷，将探头直接通过线缆下沉至水中检测，如果水流速度过快，可能会导致探头无法稳定地保持在适当的位置，从而影响检测结果的准确性，且线缆需要通电，一般较粗，水阻较大，当探头伸入深水进行检测时，无人机受到的牵引力也较大，容易影响无人机的平衡性，可能会使无人机坠落造成财产损失；而将水直接抽取到无人机上进行检测时，需要使用到输水管路，抽水管路较粗，受水流的影响也较大，对无人机的动力要求较高。
因此，有必要提供一种水质检测装置及检测方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水质检测装置及检测方法，具有能够在流水环境下使用、减小了无人机的负载的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水质检测装置，包括无人机、遥控终端、安装在无人机底端的安装盒、设置在安装盒内的检测机构和设置在安装盒底端的输水机构及采样机构，所述无人机具有无线通讯模块，所述检测机构检测的数据通过无线通讯模块发送至所述遥控终端，所述安装盒内设置有收卷机构，所述安装盒的底端固定安装有挡盘，所述采样机构上连接有牵引绳，所述牵引绳的顶端与收卷机构相连；
所述采样机构包括采样筒、滑动设置在采样筒内部的活塞和与活塞相连接的浮筒，所述浮筒通过连接柱与活塞相连接，所述采样筒的底端设置有进水口，所述采样筒侧壁的底部设置有排水盒，所述排水盒内设置有阀门组件，当所述采样筒采集到水样并与所述输水机构相接触时，随着所述采样筒在牵引绳的作用向上移动，所述采样筒内的水样通过输水机构输送至检测机构内。
通过采用上述技术方案，使得水样在静态环境下检测，避免了水流对检测的影响，能够提高检测精度，采样机构无需通电，使得牵引绳上无需设置供电线路，从而使得牵引绳的线径可以设置的较细，从而减少水阻，能够在流水环境下使用。
本发明的进一步设置为：所述排水盒的内部开设有连通槽和阀槽，所述排水盒的两侧均开设有排水孔，所述排水孔与阀槽相连通，所述连通槽的一侧与采样筒的底部相连通，所述连通槽的另一侧与所述阀槽相连通，所述阀门组件用于控制连通槽与阀槽的连通。
本发明的进一步设置为：所述阀门组件包括阀块、调节盘和固定安装在阀块与调节盘之间的阀杆，所述阀块滑动设置在阀槽内，所述阀杆贯穿排水盒的顶壁，且所述阀杆与排水盒的顶壁滑动配合，所述阀杆上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的顶端与所述调节盘固定连接，所述第二弹簧的底端与所述排水盒的顶壁相连接。
通过采用上述技术方案，使得采样筒内的水样能够输送至输水机构内，阀门组件通过调节盘与输水机构相接触后产生的压力向下移动，无需采用电磁阀，使得采样机构上无需通电，使得牵引绳能够设置的较细，以减小水阻。
本发明的进一步设置为：所述排水盒和所述牵引绳均设置有两个，两个所述排水盒分别设置在所述采样筒的两相对侧，所述排水盒远离所述采样筒的一侧开设有固定孔，所述牵引绳从固定孔内穿过，所述固定孔内设置有用于固定牵引绳的固定组件。
本发明的进一步设置为：所述固定组件包括压板、调节螺栓和旋钮，所述调节螺栓贯穿排水盒的一侧壁，且所述调节螺栓与排水盒螺纹连接，所述调节螺栓的一端与压板转动连接，所述调节螺栓的另一端与旋钮固定连接，所述压板设置在固定孔内。
通过采用上述技术方案，使得沉水块与采样机构之间的距离能够进行调节，使得需要采集距离水底固定距离的水样时，可调节采样机构的位置。
本发明的进一步设置为：所述采样筒顶部的两侧均设置有限位组件，所述限位组件包括限位滑板和弹性绳，所述采样筒的两相对侧壁均开设有滑槽，两个所述滑槽的顶端均连通设置有绳槽，所述限位滑板的一端滑动安装在滑槽内，所述绳槽内连接有弹性绳，所述弹性绳的底端与限位滑板固定连接，所述限位滑板上开设有限位孔，两个牵引绳分别贯穿两个限位孔。
通过采用上述技术方案，能够对采样筒进行限位，使得采样筒被限制在两个弹性绳之间，以避免采样筒在采样时和向输水机构移动时，采样筒倾斜导致难以准确对位。
本发明的进一步设置为：所述输水机构包括输水环，所述输水环设置在挡盘的正下方，所述输水环的顶端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的顶端与挡盘固定连接，所述输水环的底部开设有两个凹槽，所述凹槽与所述排水盒和所述限位滑板相适配，所述凹槽内固定安装有定位板，所述输水环的一侧固定安装有滑块，所述滑块的顶端连接有波纹管，所述波纹管的顶端与所述检测机构相连通，所述输水环和滑块均为中空设置，所述输水环通过滑块与波纹管相连通，所述凹槽内部的两侧均开设有连接口，所述连接口与输水环的内腔相连通，当所述排水盒的顶壁与所述定位板相接触时，所述排水盒两侧的两个排水孔分别与凹槽内的两个连接口相连通。
通过采用上述技术方案，使得阀门组件的调节盘在与限位滑板相接触后，随着排水盒的继续向上移动，调节盘通过阀杆带动阀块在阀槽内向下移动，使得排水孔与连接口相连通，使得采样筒内的水能够通过排水盒进入输水环内，再通过滑块和波纹管进行检测机构内。
本发明的进一步设置为：所述检测机构包括检测盒和水质检测传感器，所述检测盒固定安装在安装盒内，所述检测盒一侧的底部连通设置有进水管，所述波纹管的顶端与进水管相连通，所述检测盒另一侧的顶部连通设置有排水管，所述水质检测传感器设置在检测盒内。
通过采用上述技术方案，使得在检测传感器开始检测前，排水管内会溢出较多的水，从而能够对检测盒的内壁进行冲洗，从而将上次检测的残留在检测盒内壁的水样冲出，从而进一步提高检测精度。
本发明的进一步设置为：所述进水口内设置有滤网和单向阀，单向阀位于滤网的上方。
通过采用上述技术方案，使得外界的水能够通过进水口进入采样筒内，而采样筒内的水无法通过进水口排出，通过滤网能够过滤水中的杂质。
上述水质检测装置进行水质检测的方法，包括以下步骤：
S1.通过遥控终端控制无人机飞行至采样位置并悬停；
S2.通过收卷机构将牵引绳放出，使得采样机构向下移动至水中，当采样筒下沉至采样深度时，在水的浮力作用下，浮筒上浮，从而通过连接柱带动活塞向上移动，使得水样进入采样筒内；
S3.通过收卷机构收卷牵引绳，从而带动采样机构向上移动，当采样筒与输水机构相接触时，浮筒的顶端与挡盘相接触，随着采样筒的继续向上移动，在活塞的推动作用下，采样筒内的水样通过输水机构输送至检测机构内进行检测，检测机构检测的数据通过无线通讯模块发送至遥控终端。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明通过收卷机构、牵引绳和采样机构的设置，使得采样筒能够下沉至水中的任意深度，采样范围较广，通过输水机构的设置，使得采样筒采集到水样并与输水机构相接触时，随着采样筒在牵引绳的作用向上移动，采样筒内的水样通过输水机构输送至检测机构内进行检测，使得水样在静态环境下检测，避免了水流对检测的影响，能够提高检测精度，采样机构无需通电，使得牵引绳上无需设置供电线路，从而使得牵引绳的线径可以设置的较细，从而减少水阻，能够在流水环境下使用，输水机构和采样机构均无需进行供电就能够实现水的采集和输送，有效降低了装置的整体重量，减小了无人机的负载，对无人机的动力要求较低，降低了成本；
本发明采样机构向上移动时，随着采样机构与输水机构的相接触，调节盘通过阀杆带动阀块在阀槽内向下移动，使得排水孔与输水机构相连通，从而使得采样筒内的水样能够输送至输水机构内，阀门组件通过调节盘与输水机构相接触后产生的压力向下移动，无需采用电磁阀，使得采样机构上无需通电，使得牵引绳能够设置的较细，以减小水阻；
本发明通过限位组件的设置，能够对采样筒进行限位，使得采样筒被限制在两个弹性绳之间，以避免采样筒在采样时和向输水机构移动时，采样筒倾斜导致难以准确对位，且通过可滑动的限位滑板的设置，使得限位滑板不会干扰到排水盒移动至凹槽内；
本发明在检测完毕后并进行下一次取样时，随着排水盒从输水环底部的凹槽内移出，连接口被打开，此时检测盒内的水通过进水管和波纹管反向流动至输水环内，并通过连接口排出，从而将检测盒内的水排空，以防止检测盒内残留的水影响下次检测，且采样筒的容量为检测盒容量的3倍以上，在检测传感器开始检测前，排水管内会溢出较多的水，从而能够对检测盒的内壁进行冲洗，从而将上次检测的残留在检测盒内壁的水样冲出，从而进一步提高检测精度。
附图说明
图1为本发明的三维结构示意图；
图2为本发明的输水机构和采样机构在牵引绳完全收卷时的结构示意图；
图3为本发明图2的A处放大结构示意图；
图4为本发明的输水机构和采样机构在在牵引绳放出时的结构示意图；
图5为本发明的采样机构的剖视结构示意图；
图6为本发明图5的B处放大结构示意图；
图7为本发明图5的C处放大结构示意图；
图8为本发明的输水机构的三维结构示意图；
图9为本发明的输水机构的剖视结构示意图；
图10为本发明采样机构与输水机构相连通时的剖视结构示意图；
图11为本发明图10的D处放大结构示意图；
图12为本发明的安装盒的剖视结构示意图；
图13为本发明的检测机构的剖视结构示意图。
图中：1、无人机；2、遥控终端；3、安装盒；4、收卷机构；41、安装板；42、电机；43、卷筒；44、转轴；5、检测机构；51、检测盒；52、水质检测传感器；53、进水管；54、排水管；6、采样机构；61、采样筒；6101、滑槽；6102、绳槽；6103、进水口；62、浮筒；63、活塞；64、连接柱；65、滤网；66、排水盒；6601、排水孔；6602、固定孔；6603、连通槽；6604、阀槽；67、限位组件；671、限位滑板；6701、限位孔；672、弹性绳；68、阀门组件；681、阀块；682、阀杆；683、调节盘；684、第二弹簧；69、固定组件；691、压板；692、调节螺栓；693、旋钮；7、输水机构；71、输水环；7101、凹槽；7102、连接口；72、定位板；73、滑块；74、波纹管；8、牵引绳；9、沉水块；11、挡盘；12、第一弹簧；13、限位板；1301、限位槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进一步的说明。
实施例一：请参阅图1～7，本发明实施例中，一种水质检测装置，包括无人机1、遥控终端2、安装在无人机1底端的安装盒3、设置在安装盒3内的检测机构5和设置在安装盒3底端的输水机构7及采样机构6，无人机1具有无线通讯模块，检测机构5检测的数据通过无线通讯模块发送至遥控终端2，无线通讯模块可采用多种方式，如基于802.11无线通信标准的系统、4G网络、5G网络等，无线通讯模块及数据输送方式均为现有技术，故未做详细描述，无人机1上搭载摄像头以观测水面位置，安装盒3内设置有收卷机构4，安装盒3的底端固定安装有挡盘11，采样机构6上连接有牵引绳8，牵引绳8优选高强度尼龙绳，绳径在2mm以内，牵引绳8的顶端与收卷机构4相连，采样机构6包括采样筒61、滑动设置在采样筒61内部的活塞63和与活塞63相连接的浮筒62，浮筒62通过连接柱64与活塞63相连接，连接柱64的直径为浮筒62的直径的1/5以下，浮筒62为中空设置，浮筒62的顶端伸出采样筒61，浮筒62的直径小于采样筒61的直径，浮筒62的外壁与采样筒61的内壁之间设置有间隙，间隙在10-20mm，浮筒62与采样筒61同轴设置，活塞63的上下滑动存在一定摩擦力，该摩擦力小于浮筒62在水中所产生的浮力，浮筒62和采样筒61的顶壁均进行倒角，采样筒61的底端设置有进水口6103，采样筒61侧壁的底部设置有排水盒66，排水盒66内设置有阀门组件68，当采样筒61采集到水样并与输水机构7相接触时，随着采样筒61在牵引绳8的作用向上移动，采样筒61内的水样通过输水机构7输送至检测机构5内；检测时，首先通过遥控终端2控制无人机1飞行至采样位置并悬停，然后通过收卷机构4将牵引绳8放出，使得采样机构6向下移动至水中，当采样筒61下沉至采样深度时，在水的浮力作用下，浮筒62上浮，从而通过连接柱64带动活塞63向上移动，使得水样进入采样筒61内，然后通过收卷机构4收卷牵引绳8，从而带动采样机构6向上移动，当采样筒61与输水机构7相接触时，浮筒62的顶端与挡盘11相接触，随着采样筒61的继续向上移动，在活塞63的推动作用下，采样筒61内的水样通过输水机构7输送至检测机构5内进行检测，检测机构5检测的数据通过无线通讯模块发送至遥控终端2；本发明通过收卷机构4、牵引绳8和采样机构6的设置，使得采样筒61能够下沉至水中的任意深度，采样范围较广，且可进行两种采样方式，通过控制收卷机构4的放线速度能够控制采样筒61的下降速度，当采样筒61缓速下降时，随着采样筒61的下降，浮筒62同时缓慢上浮，使得采样筒61能够同时采集多个深度的水样，以得到各深度水质的平均数值，当采样筒61快速下降时，采样筒61到达指定位置后浮筒62再上浮，从而采集到指定深度的水样，以测出特定深度的水质，通过输水机构7的设置，使得采样筒61采集到水样并与输水机构7相接触时，随着采样筒61在牵引绳8的作用向上移动，采样筒61内的水样通过输水机构7输送至检测机构5内进行检测，使得水样在静态环境下检测，避免了水流对检测的影响，能够提高检测精度，采样机构6无需通电，使得牵引绳8上无需设置供电线路，从而使得牵引绳8的线径可以设置的较细，从而减少水阻，能够在流水环境下使用，输水机构7和采样机构6均无需进行供电就能够实现水的采集和输送，有效降低了装置的整体重量，减小了无人机1的负载，对无人机1的动力要求较低，降低了成本。
本实施例中，优选的，进水口6103内设置有滤网65和单向阀（图中未示出），单向阀位于滤网65的上方，单向阀使得外界的水能够通过进水口6103进入采样筒61内，而采样筒61内的水无法通过进水口6103排出，通过滤网65能够过滤水中的杂质。
本实施例中，优选的，排水盒66的内部开设有连通槽6603和阀槽6604，排水盒66的两侧均开设有排水孔6601，排水孔6601的高度与连通槽6603的高度相近，使得阀块681向下移动至极限位置时，排水孔6601被打开，排水孔6601与阀槽6604相连通，连通槽6603的一侧与采样筒61的底部相连通，连通槽6603的另一侧与阀槽6604相连通，阀门组件68用于控制连通槽6603与阀槽6604的连通；阀门组件68包括阀块681、调节盘683和固定安装在阀块681与调节盘683之间的阀杆682，阀块681滑动设置在阀槽6604内，且阀块681的外侧壁与阀槽6604的内侧壁相贴合，阀杆682贯穿排水盒66的顶壁，且阀杆682与排水盒66的顶壁滑动配合，阀杆682上套设有第二弹簧684，第二弹簧684的顶端与调节盘683固定连接，第二弹簧684的底端与排水盒66的顶壁相连接；当采样机构6向上移动时，随着采样机构6与输水机构7的相接触，调节盘683通过阀杆682带动阀块681在阀槽6604内向下移动，使得排水孔6601与输水机构7相连通，从而使得采样筒61内的水样能够输送至输水机构7内，阀门组件68通过调节盘683与输水机构7相接触后产生的压力向下移动，无需采用电磁阀，使得采样机构6上无需通电，使得牵引绳8能够设置的较细，以减小水阻。
本实施例中，优选的，牵引绳8的底端固定连接有沉水块9，沉水块9的底部为锥形结构，使得沉水块9在水中下沉的速度加快，沉水块9优选高密度金属材质制成，如铜、铁、铅等，使得采样机构6能够快速下沉，在采样机构6快速下沉过程中，由于采样筒61下沉的速度较快，采样筒61顶部位置的水被推开，水难以通过浮筒62与采样筒61之间的间隙进入采样筒61内，此时水对浮筒62产生的浮力较小，浮筒62不会相对采样筒61上浮，当采样筒61到达指定取样深度后，采样筒61停止移动，此时水通过浮筒62与采样筒61之间的间隙进入采样筒61内。
本实施例中，优选的，排水盒66和牵引绳8均设置有两个，两个排水盒66分别设置在采样筒61的两相对侧，排水盒66远离采样筒61的一侧开设有固定孔6602，牵引绳8从固定孔6602内穿过，固定孔6602内设置有用于固定牵引绳8的固定组件69，固定组件69包括压板691、调节螺栓692和旋钮693，调节螺栓692贯穿排水盒66的一侧壁，且调节螺栓692与排水盒66螺纹连接，调节螺栓692的一端与压板691转动连接，调节螺栓692的另一端与旋钮693固定连接，压板691设置在固定孔6602内，压板691设置为圆弧形，固定孔6602内远离压板691的一侧设置有弧形挡板，需要锁定牵引绳8时，通过旋转旋钮693能够带动调节螺栓692水平移动，从而带动压板691水平移动，使得牵引绳8被固定在弧形挡板和压板691之间，从而对牵引绳8进行锁定，需要调节牵引绳8的位置时，可拧松旋钮693，使得压板691解除对牵引绳8的锁定，通过上述结构的设置，使得沉水块9与采样机构6之间的距离能够进行调节，使得需要采集距离水底固定距离的水样时，可调节采样机构6的位置，如采集离水底1m距离的水样时，则将采样机构6与沉水块9之间的距离调节至1m。
本实施例中，优选的，采样筒61顶部的两侧均设置有限位组件67，限位组件67包括限位滑板671和弹性绳672，采样筒61的两相对侧壁均开设有滑槽6101，两个滑槽6101的顶端均连通设置有绳槽6102，限位滑板671的一端滑动安装在滑槽6101内，绳槽6102内连接有弹性绳672，弹性绳672的底端与限位滑板671固定连接，限位滑板671上开设有限位孔6701，两个牵引绳8分别贯穿两个限位孔6701；通过设置两个牵引绳8，避免了牵引绳8的扭转，即使牵引绳8存在扭转，随着采集筒朝向输水环71移动，两个牵引绳8也能自适应复位，使得采样筒61能够更好的伸入输水环71的内部，通过限位组件67的设置，能够对采样筒61进行限位，使得采样筒61被限制在两个弹性绳672之间，以避免采样筒61在采样时和向输水机构7移动时，采样筒61倾斜导致难以准确对位。
请参阅图2～11，本发明实施例中，输水机构7包括输水环71，输水环71设置在挡盘11的正下方，输水环71的顶端固定连接有第一弹簧12，第一弹簧12的弹性系数远大于第一弹簧12的弹性系数和弹性绳672的弹性系数，第一弹簧12的顶端与挡盘11固定连接，输水环71的底部开设有两个凹槽7101，凹槽7101与排水盒66和限位滑板671相适配，使得限位滑板671和排水盒66均能够伸入凹槽7101内，凹槽7101底部的两侧均进行倒角，以便于限位滑板671的插入，凹槽7101内固定安装有定位板72，输水环71的一侧固定安装有滑块73，滑块73的顶端连接有波纹管74，波纹管74的顶端与检测机构5相连通，输水环71和滑块73均为中空设置，输水环71通过滑块73与波纹管74相连通，凹槽7101内部的两侧均开设有连接口7102，连接口7102与输水环71的内腔相连通，当排水盒66的顶壁与定位板72相接触时，排水盒66两侧的两个排水孔6601分别与凹槽7101内的两个连接口7102相连通，两个牵引绳8均贯穿输水环71，且牵引绳8与输水环71滑动配合；通过可滑动的限位滑板671的设置，使得限位滑板671不会干扰到排水盒66移动至凹槽7101内，通过输水环71、输水环71底部的凹槽7101和定位板72的设置，使得阀门组件68的调节盘683在与限位滑板671相接触后，随着排水盒66的继续向上移动，调节盘683通过阀杆682带动阀块681在阀槽6604内向下移动，使得排水孔6601与连接口7102相连通，使得采样筒61内的水能够通过排水盒66进入输水环71内，再通过滑块73和波纹管74进行检测机构5内。
本实施例中，优选的，挡盘11的两侧均固定安装有限位板13，两个限位板13均设置为弧形，输水环71滑动设置在两个限位板13之间，其中一个限位板13上开设有限位槽1301，滑块73滑动设置在限位槽1301内；通过两个限位板13和限位槽1301的设置，使得输水环71滑动设置在两个限位板13之间，使得输水环71上下移动时不会偏移。
具体检测过程如下：首先通过收卷机构4将牵引绳8放出，使得采样机构6在沉水块9的作用下下降至指定取样深度，当采样筒61到达指定取样深度后，采样筒61停止移动，浮筒62逐渐相对采样筒61上浮，从而通过连接柱64拉动活塞63向上移动，使得水通过进水口6103进入采样筒61，然后通过收卷机构4拉动牵引绳8向上移动，使得采样机构6朝向输水环71移动，当限位滑板671与输水环71的凹槽7101的顶壁相接触时，随着采样筒61的继续上升，限位滑板671位置保持不变，当调节盘683在与限位滑板671相接触后，随着排水盒66的继续向上移动，调节盘683通过阀杆682带动阀块681在阀槽6604内向下移动，使得排水孔6601与连接口7102相连通，随后采样筒61和输水环71一同向上移动，随着浮筒62的顶端与挡盘11相接触，浮筒62无法继续移动，而采样筒61和输水环71继续向上移动，从而使得活塞63将采样筒61内的水挤出，使得采样筒61内的水能够通过排水盒66进入输水环71内，再通过滑块73和波纹管74进行检测机构5内进行检测。
请参阅图12和图13，本发明实施例中，检测机构5包括检测盒51和水质检测传感器52，水质检测传感器52的数量可设置一个或多个，以检测不同的水质参数，如检测温度、PH、ORP、电导率、盐度、溶解氧、浊度、叶绿素A浓度、蓝绿藻浓度、若丹明浓度、水中油浓度、氨氮浓度、COD，具体检测方式和传感器的检测原理均为现有技术，故未做详细描述，检测盒51固定安装在安装盒3内，检测盒51一侧的底部连通设置有进水管53，波纹管74的顶端与进水管53相连通，检测盒51另一侧的顶部连通设置有排水管54，排水管54的出水端伸出安装盒3，水质检测传感器52设置在检测盒51内；输入波纹管74内的水能够通过进水管53输入检测盒51内，并逐渐填充满检测盒51，多余的水通过排水管54排出，然后即可通过水质检测传感器52检测水质参数，检测到的水质参数通过无线通讯模块发送至遥控终端2并记录保存，在检测完毕后并进行下一次取样时，随着排水盒66从输水环71底部的凹槽7101内移出，连接口7102被打开，此时检测盒51内的水通过进水管53和波纹管74反向流动至输水环71内，并通过连接口7102排出，从而将检测盒51内的水排空，以防止检测盒51内残留的水影响下次检测，且采样筒61的容量为检测盒51容量的3倍以上，在检测传感器开始检测前，排水管54内会溢出较多的水，从而能够对检测盒51的内壁进行冲洗，从而将上次检测的残留在检测盒51内壁的水样冲出，从而进一步提高检测精度。
本实施例中，优选的，收卷机构4包括安装板41、电机42、转轴44和两个卷筒43，安装板41和电机42均固定安装在安装盒3的内部，电机42的输出端与转轴44传动连接并驱动转轴44转动，两个卷筒43均套装在转轴44上，且卷筒43与转轴44固定连接，两个牵引绳8的一端分别缠绕在两个卷筒43上，卷筒43的结构与卷扬机的卷筒43相同，收卷时能够自适应调节缠绕位置；电机42采用伺服电机42，且电机42的输出端能够双向转动，通过电机42的输出端可带动转轴44旋转，转轴44旋转时带动两个卷筒43旋转，从而使得两个牵引绳8收卷或放出，电机42通过无线通讯模块与遥控终端2信号连接，通过遥控终端2能够控制电机42的输出端的转动，从而调控牵引绳8放出的长度，以控制采样的深度。
实施例二：本发明还公开了一种水质检测方法，其基于实施例一中的水质检测装置，包括以下步骤：
S1.通过遥控终端2控制无人机1飞行至采样位置并悬停；
S2.通过收卷机构4将牵引绳8放出，使得采样机构6向下移动至水中，当采样筒61下沉至采样深度时，在水的浮力作用下，浮筒62上浮，从而通过连接柱64带动活塞63向上移动，使得水样进入采样筒61内；
S3.通过收卷机构4收卷牵引绳8，从而带动采样机构6向上移动，当采样筒61与输水机构7相接触时，浮筒62的顶端与挡盘11相接触，随着采样筒61的继续向上移动，在活塞63的推动作用下，采样筒61内的水样通过输水机构7输送至检测机构5内进行检测，检测机构5检测的数据通过无线通讯模块发送至遥控终端2。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (3)
1.一种水质检测装置，包括无人机（1）、遥控终端（2）、安装在无人机（1）底端的安装盒（3）、设置在安装盒（3）内的检测机构（5）和设置在安装盒（3）底端的输水机构（7）及采样机构（6），所述无人机（1）具有无线通讯模块，所述检测机构（5）检测的数据通过无线通讯模块发送至所述遥控终端（2），其特征在于：所述安装盒（3）内设置有收卷机构（4），所述安装盒（3）的底端固定安装有挡盘（11），所述采样机构（6）上连接有牵引绳（8），所述牵引绳（8）的顶端与收卷机构（4）相连；
所述采样机构（6）包括采样筒（61）、滑动设置在采样筒（61）内部的活塞（63）和与活塞（63）相连接的浮筒（62），所述浮筒（62）通过连接柱（64）与活塞（63）相连接，所述采样筒（61）的底端设置有进水口（6103），所述采样筒（61）侧壁的底部设置有排水盒（66），所述排水盒（66）内设置有阀门组件（68），当所述采样筒（61）采集到水样并与所述输水机构（7）相接触时，随着所述采样筒（61）在牵引绳（8）的作用向上移动，所述采样筒（61）内的水样通过输水机构（7）输送至检测机构（5）内，当采样筒（61）缓速下降时，随着采样筒（61）的下降，浮筒（62）同时缓慢上浮，使得采样筒（61）能够同时采集多个深度的水样，以得到各深度水质的平均数值，当采样筒（61）快速下降时，采样筒（61）到达指定位置后浮筒（62）再上浮，从而采集到指定深度的水样，以测出特定深度的水质；
所述采样筒（61）顶部的两侧均设置有限位组件（67），所述限位组件（67）包括限位滑板（671）和弹性绳（672），所述采样筒（61）的两相对侧壁均开设有滑槽（6101），两个所述滑槽（6101）的顶端均连通设置有绳槽（6102），所述限位滑板（671）的一端滑动安装在滑槽（6101）内，所述绳槽（6102）内连接有弹性绳（672），所述弹性绳（672）的底端与限位滑板（671）固定连接，所述限位滑板（671）上开设有限位孔（6701），两个牵引绳（8）分别贯穿两个限位孔（6701）；
所述输水机构（7）包括输水环（71），所述输水环（71）设置在挡盘（11）的正下方，所述输水环（71）的顶端固定连接有第一弹簧（12），所述第一弹簧（12）的顶端与挡盘（11）固定连接，所述输水环（71）的底部开设有两个凹槽（7101），所述凹槽（7101）与所述排水盒（66）和所述限位滑板（671）相适配，所述凹槽（7101）内固定安装有定位板（72），所述输水环（71）的一侧固定安装有滑块（73），所述滑块（73）的顶端连接有波纹管（74），所述波纹管（74）的顶端与所述检测机构（5）相连通，所述输水环（71）和滑块（73）均为中空设置，所述输水环（71）通过滑块（73）与波纹管（74）相连通，所述凹槽（7101）内部的两侧均开设有连接口（7102），所述连接口（7102）与输水环（71）的内腔相连通，当所述排水盒（66）的顶壁与所述定位板（72）相接触时，所述排水盒（66）两侧的两个排水孔（6601）分别与凹槽（7101）内的两个连接口（7102）相连通；
所述检测机构（5）包括检测盒（51）和水质检测传感器（52），所述检测盒（51）固定安装在安装盒（3）内，所述检测盒（51）一侧的底部连通设置有进水管（53），所述波纹管（74）的顶端与进水管（53）相连通，所述检测盒（51）另一侧的顶部连通设置有排水管（54），所述水质检测传感器（52）设置在检测盒（51）内；
所述排水盒（66）的内部开设有连通槽（6603）和阀槽（6604），所述排水盒（66）的两侧均开设有排水孔（6601），所述排水孔（6601）与阀槽（6604）相连通，所述连通槽（6603）的一侧与采样筒（61）的底部相连通，所述连通槽（6603）的另一侧与所述阀槽（6604）相连通，所述阀门组件（68）用于控制连通槽（6603）与阀槽（6604）的连通；
所述阀门组件（68）包括阀块（681）、调节盘（683）和固定安装在阀块（681）与调节盘（683）之间的阀杆（682），所述阀块（681）滑动设置在阀槽（6604）内，所述阀杆（682）贯穿排水盒（66）的顶壁，且所述阀杆（682）与排水盒（66）的顶壁滑动配合，所述阀杆（682）上套设有第二弹簧（684），所述第二弹簧（684）的顶端与所述调节盘（683）固定连接，所述第二弹簧（684）的底端与所述排水盒（66）的顶壁相连接；
所述排水盒（66）和所述牵引绳（8）均设置有两个，两个所述排水盒（66）分别设置在所述采样筒（61）的两相对侧，所述排水盒（66）远离所述采样筒（61）的一侧开设有固定孔（6602），所述牵引绳（8）从固定孔（6602）内穿过，所述固定孔（6602）内设置有用于固定牵引绳（8）的固定组件（69）；
所述固定组件（69）包括压板（691）、调节螺栓（692）和旋钮（693），所述调节螺栓（692）贯穿排水盒（66）的一侧壁，且所述调节螺栓（692）与排水盒（66）螺纹连接，所述调节螺栓（692）的一端与压板（691）转动连接，所述调节螺栓（692）的另一端与旋钮（693）固定连接，所述压板（691）设置在固定孔（6602）内。
2.根据权利要求1所述的一种水质检测装置，其特征在于：所述进水口（6103）内设置有滤网（65）和单向阀，单向阀位于滤网（65）的上方。
3.一种采用权利要求1或2所述的水质检测装置进行水质检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.通过遥控终端（2）控制无人机（1）飞行至采样位置并悬停；
S2.通过收卷机构（4）将牵引绳（8）放出，使得采样机构（6）向下移动至水中，当采样筒（61）下沉至采样深度时，在水的浮力作用下，浮筒（62）上浮，从而通过连接柱（64）带动活塞（63）向上移动，使得水样进入采样筒（61）内；
S3.通过收卷机构（4）收卷牵引绳（8），从而带动采样机构（6）向上移动，当采样筒（61）与输水机构（7）相接触时，浮筒（62）的顶端与挡盘（11）相接触，随着采样筒（61）的继续向上移动，在活塞（63）的推动作用下，采样筒（61）内的水样通过输水机构（7）输送至检测机构（5）内进行检测，检测机构（5）检测的数据通过无线通讯模块发送至遥控终端（2）。
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