淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水體監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于淺水水域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的可移動(dòng)無人平臺(tái)逐漸代替了固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可移動(dòng)無人平臺(tái)可以跟隨水流追蹤水質(zhì)變化，無線傳輸水質(zhì)信息、方位信息，相比固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其反應(yīng)速度快、采樣連續(xù)、節(jié)約人力物力資源。
[0003]現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測(cè)可移動(dòng)無人平臺(tái)整合了水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊、GPS定位模塊、無線傳輸模塊等，比如專利號(hào)為CN201535778U的中國(guó)實(shí)用新型專利-《一種漂流水質(zhì)監(jiān)測(cè)平臺(tái)》、專利號(hào)為203020547U的中國(guó)實(shí)用新型專利_《水體監(jiān)測(cè)用無人預(yù)警機(jī)及無人船》以及申請(qǐng)?zhí)枮?01010522649.1的中國(guó)發(fā)明專利-《錨泊浮標(biāo)用太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤控制器》，上述公開專利均成功集成了智能水質(zhì)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。但是，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)平臺(tái)均在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上均針對(duì)水況較簡(jiǎn)單的水域，比如面積大、水流平緩、水深較大的水域，對(duì)于淺水易擱淺水域、水流湍急水域等適應(yīng)性差，在實(shí)際應(yīng)用中非常容易出現(xiàn)傾翻、擱淺現(xiàn)象，很大程度上限定應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，提供一種淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)，它對(duì)淺水易擱淺水域適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，彌補(bǔ)了淺水水域水質(zhì)監(jiān)測(cè)跟蹤設(shè)備的不足。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)，包括中央處理器以及均與中央處理器連接的GPS定位模塊、無線通信模塊、水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊，還包括圓柱形外殼、鋰離子電池組、均與中央處理器連接的重力感應(yīng)模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊、地形探測(cè)模塊，圓柱形外殼軸心處開有通孔；通孔內(nèi)同軸安裝有葉輪泵；葉輪泵的側(cè)壁在圓周方向上均勻設(shè)置有延伸至圓柱形外殼側(cè)壁外部的四個(gè)噴射管；每個(gè)噴射管上均安裝有電磁流量調(diào)節(jié)閥；圓柱形外殼的頂面和底面均勻分布有為鋰離子電池組供電的太陽(yáng)能板；圓柱形外殼側(cè)壁上均勻安裝有四組均與地形探測(cè)模塊連接的測(cè)距傳感器；每組距離傳感器包括分別呈斜上方和斜下方的兩個(gè)超聲波距離傳感器；葉輪泵以及四個(gè)電磁流量調(diào)節(jié)閥均與驅(qū)動(dòng)控制模塊連接。
[0006]進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)的葉輪泵的葉輪為豎直設(shè)置的平面形葉輪。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)化本技術(shù)方案，淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)的葉輪泵采用永磁直流無刷電機(jī)，電機(jī)與葉輪之間采用磁力隔離防水連接。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、本發(fā)明采用噴水推進(jìn)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)，葉輪泵吸入的水流可從四個(gè)噴射管中噴射出來，并且通過驅(qū)動(dòng)控制模塊控制每個(gè)噴射管的噴射流量，從而控制平臺(tái)的方位，當(dāng)本發(fā)明在淺水水域時(shí)，噴水推進(jìn)可以防止擱淺。2、四組超聲波距離傳感器可以分別探測(cè)平臺(tái)四周水域的水深，經(jīng)地形探測(cè)模塊將探測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至中央處理器后，中央處理器可以控制驅(qū)動(dòng)控制模塊，保持平臺(tái)向水深較大的區(qū)域移動(dòng)，這樣可以防止平臺(tái)受到風(fēng)浪作用逐漸漂流到淺灘或岸邊，從根本上防止本發(fā)明在淺水水域逐漸漂流到水邊擱淺。3、本發(fā)明采用正反面對(duì)稱結(jié)構(gòu)，即在圓柱形外殼的頂面和底面均設(shè)置有太陽(yáng)能板，當(dāng)平臺(tái)被風(fēng)浪掀翻后，仍然有一面太陽(yáng)能板在為鋰離子電池組供電，確保平臺(tái)的續(xù)航能力；另外，通孔貫穿圓柱形外殼的底面和頂面，這樣能確保葉輪泵始終能吸入水流，確保平臺(tái)的動(dòng)力；再者，每組超聲波距離傳感器由兩個(gè)向上傾斜和向下傾斜的超聲波距離傳感器組成，這樣能夠確保平臺(tái)正反顛倒后，仍然有四個(gè)超聲波距離傳感器正常探測(cè)平臺(tái)四周的水深，確保平臺(tái)不被擱淺；最后，重力感應(yīng)模塊可以感應(yīng)到平臺(tái)顛倒，將顛倒信息傳輸至中央處理器改變對(duì)驅(qū)動(dòng)控制模塊和地形探測(cè)模塊的數(shù)據(jù)處理方式。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為葉輪泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的電路邏輯框圖。
[0013]圖中，1、圓柱形外殼；2、通孔；3、葉輪泵；4、噴射管；5、電磁流量調(diào)節(jié)閥；6、太陽(yáng)能板；7、超聲波距離傳感器；8、葉輪；9、電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]本說明書中所涉及到的平臺(tái)為本發(fā)明的簡(jiǎn)稱。如圖1所示，本平臺(tái)為跟隨水流的方向漂流的，目的是對(duì)流動(dòng)性水體的跟蹤監(jiān)測(cè)，噴水推進(jìn)結(jié)構(gòu)僅僅是保證本平臺(tái)不被風(fēng)浪或其他原因推至淺灘或岸邊擱淺，采用圓柱形外殼I的作用是受力均衡，不易傾覆搖擺，調(diào)整方向時(shí)受到的阻力更小。太陽(yáng)能板6環(huán)繞通孔2安裝在圓柱形外殼I的頂面和底面上，太陽(yáng)能板6的受光面粘貼透明防水蒙皮使太陽(yáng)能板6防水密封在圓柱形外殼I上。
[0016]如圖2所示，葉輪泵3為離心式結(jié)構(gòu)，從通孔2上方或下方開口處吸入水流，然后從四個(gè)噴射管4中噴射出來，控制每個(gè)噴射管4連接的電磁流量調(diào)節(jié)閥5即可以控制該噴射管4的水流量，平臺(tái)受到噴射管4噴出水流的反作用力而運(yùn)動(dòng)，控制四個(gè)電磁流量調(diào)節(jié)閥5即可以控制平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。
[0017]如圖3所示，GPS定位模塊可以定位平臺(tái)的位置，通過中央處理器將平臺(tái)的位置信息傳輸至無線通信模塊，然后通過無線通信模塊可以將平臺(tái)的位置信息傳輸至水質(zhì)監(jiān)測(cè)站；水質(zhì)監(jiān)測(cè)集成模塊采集水體的各種參數(shù)(如溫度、濁度、溶解氧、藻類、COD、電導(dǎo)等)送往中央處理器處理，然后經(jīng)由無線通訊模塊發(fā)送至水質(zhì)監(jiān)測(cè)站；地形探測(cè)模塊將處于工作狀態(tài)的(相對(duì)傾斜向下的)每個(gè)超聲波距離傳感器7采集的水深信息傳輸至中央處理器處理，然后中央處理器將四個(gè)水深信息處理成每個(gè)電磁流量調(diào)節(jié)閥的開度信號(hào)傳送至驅(qū)動(dòng)控制模塊，使平臺(tái)向采集到水深較大的超聲波距離傳感器方向運(yùn)動(dòng)。重力感應(yīng)模塊將平臺(tái)的顛倒信息傳送至中央處理器處理，中央處理器將控制信號(hào)傳送至地形探測(cè)模塊，使處于工作狀態(tài)的超聲波距離傳感器7啟動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)，包括中央處理器以及均與中央處理器連接的GPS定位模塊、無線通信模塊、水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊，其特征在于包括圓柱形外殼(1)、鋰離子電池組、均與中央處理器連接的重力感應(yīng)模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊、地形探測(cè)模塊，圓柱形外殼軸心處開有通孔(2);通孔(2)內(nèi)同軸安裝有葉輪泵(3);葉輪泵(3)的側(cè)壁在圓周方向上均勻設(shè)置有延伸至圓柱形外殼側(cè)壁外部的四個(gè)噴射管(4);每個(gè)噴射管(4)上均安裝有電磁流量調(diào)節(jié)閥(5);圓柱形外殼(I)的頂面和底面均勻分布有為鋰離子電池組供電的太陽(yáng)能板(6);圓柱形外殼(I)側(cè)壁上均勻安裝有四組均與地形探測(cè)模塊連接的測(cè)距傳感器；每組距離傳感器包括分別呈斜上方和斜下方的兩個(gè)超聲波距離傳感器(7 );葉輪泵(3 )以及四個(gè)電磁流量調(diào)節(jié)閥(5)均與驅(qū)動(dòng)控制模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)，其特征在于:葉輪泵(3)的葉輪為豎直設(shè)置的平面形葉輪(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)，其特征在于:葉輪泵(3)采用永磁直流無刷電機(jī)，電機(jī)(9)與葉輪(8)之間采用磁力隔離防水連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種淺水水域用水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備搭載平臺(tái)，涉及水體監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域。它包括中央處理器、均與中央處理器連接的GPS定位模塊、無線通信模塊、水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊，還包括圓柱形外殼、鋰離子電池組、重力感應(yīng)模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊、地形探測(cè)模塊，圓柱形外殼軸心處開有通孔；通孔內(nèi)同軸安裝有葉輪泵；葉輪泵的側(cè)壁在圓周方向上均勻設(shè)置有延伸至圓柱形外殼側(cè)壁外部的四個(gè)噴射管；每個(gè)噴射管上均安裝有電磁流量調(diào)節(jié)閥；圓柱形外殼側(cè)壁上均勻安裝有四組均與地形探測(cè)模塊連接的測(cè)距傳感器。本實(shí)用新型的有益效果是：可以跟隨水流追蹤水質(zhì)變化，無線傳輸水質(zhì)信息、方位信息，相比固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其反應(yīng)速度快、采樣連續(xù)、節(jié)約人力物力資源。
【IPC分類】G01N33-18
【公開號(hào)】CN204330739
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420757060
【發(fā)明人】李培林, 楊雨嘉, 支崇遠(yuǎn), 郝澤
【申請(qǐng)人】貴州師范大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月7日