一种适应恶劣水域环境的水质采样机器船的制作方法

本实用新型涉及水质监测技术设备领域，具体是指一种适应恶劣水域环境的水质采样机器船。

背景技术：

江河、湖泊水质监测是地表水环境保护的重要内容，监测数据是反应水质污染程度的重要依据，监测数据的准确性对所采取的环境保护措施有重要影响。在江河、湖泊等地表水体的水质监测中，地表水体离岸监测一直是困扰环境监测部门的难题。

传统水质采样的方法主要为两种，一种是使用大型船，这类船只虽然功能全面，对抗恶劣水域环境的能力较强，但价格昂贵，需要大量的专业人才操作及维护，而且这类船只一般都使用燃油动力，本身对水质有一定的污染。并且大船开动时对水面搅动很大，影响水样的真实性。另一种是工作人员划船到规定地方采样，这种方式取样较慢，工作量也较大，遇到较恶劣的水域环境，甚至给工作人员带来危险。

随着科技的发展，现已有采用水质采样机器船进行自动水质采样，大大提高了采样效率，同时也将不会对工作人造成危险，但是现有的水质采样机器船多为小型船，应付恶劣环境的能力低下，一般只能选择水面平静，天气温和的情况，才能进行水质的采样，这样既有很大的局限性，如果遇到恶劣水域，或者恶劣天气，水质采样机器船容易发生侧翻、沉没。而且现有水质采样机器船为了保证水面运行的平稳性，增加了太多的附属设备，以保证其稳定性，如船体姿态系统等，增加了制造成本，有些时候还需要工作人员进行远程操控，十分不便，极大的限制了水质采样机器船在水质监测领域的发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无需增加稳定性设备，且能够适应恶劣水域环境的水质采样机器船。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种适应恶劣水域环境的水质采样机器船，包括控制设备室，所述控制设备室两端各设有一个充气浮轮，所述充气浮轮内置有小型轮毂电机，所述小型轮毂电机通过空心连接杆与控制设备室相连，控制设备室两侧还设有对称的储水箱，控制设备室下部设有与其相连的采水装置，采水装置两端各设有输水管与储水箱连接。

本技术方案的工作原理为，将机器船的外形改造成哑铃形，即两端为充气浮轮，中间为控制设备室，并在充气浮轮内设置小型轮毂电机。中间的控制设备室两侧还设有对称的储水箱，控制设备室下部设有与其相连的采水装置，采水装置两端各设有输水管与储水箱连接。

中间的控制设备室实现对采水位置定位，水质采样、控制命令接收以及驱动小型轮毂电机的等一系列功能的控制，节约该机器船的空间，并提升了稳定性，无需为机器船的平衡性而增设其他设备，由于本技术方案采用采用轮毂电机进行作为主要动力输出，因此，中部的控制设备室不随充气浮轮转动。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述控制设备室内还安置有供电系统，以及分别与供电系统相连的通信系统、控制系统、GPS定位模块，所述控制系统还分别与GPS定位模块、通信系统相连；控制系统还分别通过数据线缆与采水装置和小型轮毂电机相连，所述采水装置通过供电线缆连接到供电系统，所述通信系统还与地面基站无线连接。控制系统通过通信系统接受地面基站的控制命令，通过控制两个小型轮毂电机的运动状态来控制运动轨迹，同时从系统GPS定位模块确定所在位置，并通过通信系统将位置信息传输回地面基站，到达水质取样位置时，控制系统控制采水装置进行水质采样，采水装置向控制系统反馈水质采样情况，所述供电系统为小型轮毂电机、通信系统、控制系统、GPS定位模块以及采水装置提供电力。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述控制系统包括微处理器，以及分别与微处理器连接的动力驱动模块、GPS定位模块、通讯模块以及采水装置，所述驱动模块与小型轮毂电机相连，通讯模块与通信系统相连。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述小型轮毂电机包括电机外壳和电机轴，所述电机轴贯穿在电机外壳中部，且电机轴通过法兰盘与电机外壳固定，电机轴的两端均设有与电机外壳固定连接的推力轴承；电机外壳内部设有逆变器，逆变器嵌插固定在电机轴上，所述逆变器内部安装有金属线芯，金属线芯与电机轴内部通入的电机电缆相连，所述电机电缆通过空心连接杆与控制设备室相连。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述小型轮毂电机的电机外壳内还设有强制送风装置，所述金属线芯为铜线芯。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述采水装置包括信号传输模块，以及分别与信号传输模块相连接的汲水器、鼓轮、深度计数器，信号传输模块与控制系统的微处理器连接，所述鼓轮还连接有重锤，汲水器连接汲水管，所述重锤与汲水管固定在一起。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述控制设备室外层为不锈钢层，空心连接杆的材质为不锈钢。增设不锈钢外层以及使用不锈钢均是为了避免生锈，同时起到防水的作用。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述充气浮轮为硬橡胶轮，且充气浮轮表面密布有凹陷的六边形凹格。使用硬橡胶轮作为充气浮轮是为了避免有硬物刺破充气浮轮，同时在充气浮轮表面密布凹陷的六边形凹格，是为了增强充气浮轮在水面运动的能力，而且也不易缠绕上水草等污物，影响充气浮轮的正常运行。

所述储水箱内还设有水量感应装置，水量感应装置与控制设备室连接。水量感应装置用来感应储水箱内的水量的多少，并将水量信息反馈给控制设备室，通过控制设备室控制采水装置，及其调整采水情况。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过将传统机器船的船型结构改造成哑铃型结构，降低了不必要的空间浪费和制造成本，同时由于哑铃的外形，使其的稳定性大大提高，适应恶劣水面环球能力强，不会发生侧翻，倒转等现象，无需加装船体姿态系统，在控制其运动方面也更为便捷；

（2）本实用新型通过在哑铃外形的机器船的充气浮轮中使用轮毂电机，将机器船动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，大大提升了该机器船的运动空间和增强了灵活性；

（3）本实用新型的可准确对不同地区和不同深度的水质进行采样，实用价值高，且不受恶劣环境影响，适宜广泛推广应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变更为明显：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型功能示意框图；

图3为小型轮毂电机结构示意图；

图4为采水装置内部结构示意框图。

其中：1—控制设备室，2—小型轮毂电机，3—空心连接杆，4—充气浮轮,5—储水箱，6—采水装置，7—输水管，21—电机壳，22—电机电缆，23—逆变器，24—推力轴承，25—金属线芯，26—电机轴。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例的主要结构，如图1所示，一种适应恶劣水域环境的水质采样机器船，其特征在于：包括控制设备室1，所述控制设备室1两端各设有一个充气浮轮4，所述充气浮轮4内置有小型轮毂电机2，所述小型轮毂电机2通过空心连接杆3与控制设备室1相连，控制设备室1两侧还设有对称的储水箱5，控制设备室下部设有与其相连的采水装置6，采水装置6两端各设有输水管7与储水箱5连接。

将该哑铃外形的机器船放入需要探测的水域中，由于该机器船其具备哑铃外形，因此平衡性无需考虑，由控制设备室1内的设备接受工作人员远程发送的命令，开始驱动小型轮毂电机2转动，小型轮毂电机2带动充气浮轮4转动，从而实现该机器船的运动；控制设备室1内到达指定的水质采样位置，开始通过采水装置6进行一定深度的水质采样，水通过输水管7进入储水箱5中，采水结束后，机器船返回岸边，由工作人员回收储水箱5内的水，进行检测化验，由此实现水质采样的过程。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了控制设备室内具体功能设备，如图2所示，所述控制设备室1内还安置有供电系统，以及分别与供电系统相连的通信系统、控制系统、GPS定位模块，所述控制系统还分别与GPS定位模块、通信系统相连；控制系统还分别通过数据线缆与采水装置6和小型轮毂电机2相连，所述采水装置6通过供电线缆连接到供电系统，所述通信系统还与地面基站无线连接。所述控制系统通过通信系统接受地面基站的控制命令，通过控制两个小型轮毂电机2的运动状态来控制运动轨迹，同时从系统GPS定位模块确定所在位置，并通过通信系统将位置信息传输回地面基站，到达水质取样位置时，控制系统控制采水装置6进行水质采样，采水装置6向控制系统反馈水质采样情况，所述供电系统为小型轮毂电机2、通信系统、控制系统、GPS定位模块以及采水装置提供电力。

其中，所述控制系统包括微处理器，以及分别与微处理器连接的动力驱动模块、GPS定位模块、通讯模块以及采水装置6，所述驱动模块与小型轮毂电机2相连，通讯模块与通信系统相连。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了小型轮毂电机2的具体结构，如图3所示，所述小型轮毂电机2包括电机外壳21和电机轴26，所述电机轴26贯穿在电机外壳21中部，且电机轴26通过法兰盘与电机外壳21固定，电机轴26的两端均设有与电机外壳固定连接的推力轴承24；电机外壳21内部设有逆变器23，逆变器23嵌插固定在电机轴26上，所述逆变器23内部安装有金属线芯25，金属线芯25与电机轴26内部通入的电机电缆22相连，所述电机电缆22通过空心连接杆3与控制设备室1相连。

其中，所述小型轮毂电机2的电机外壳21内还设有强制送风装置，所述金属线芯25为铜线芯。

通过在哑铃外形的机器船的充气浮轮中使用轮毂电机，将机器船动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，大大提升了该机器船的运动空间和增强了灵活性，可以进入各种复杂水域，无盲区，提高水质采样的范围。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了采水装置6的具体功能结构，如图4所示，所述采水装置6包括信号传输模块，以及分别与信号传输模块相连接的汲水器、鼓轮、深度计数器，信号传输模块与控制系统的微处理器连接，所述鼓轮还连接有重锤，汲水器连接汲水管，所述重锤与汲水管固定在一起。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步做了具体部件的结构优化，所述控制设备室1外层为不锈钢层，空心连接杆3的材质为不锈钢，增设不锈钢外层以及使用不锈钢均是为了避免生锈，同时起到防水的作用。

充气浮轮4为硬橡胶轮，且充气浮轮4表面密布有凹陷的六边形凹格；使用硬橡胶轮作为充气浮轮4是为了避免有硬物刺破充气浮轮4，同时在充气浮轮4表面密布凹陷的六边形凹格，是为了增强充气浮轮4在水面运动的能力，而且也不易缠绕上水草等污物，影响充气浮轮4的正常运行。

储水箱5内还设有水量感应装置，水量感应装置与控制设备室1连接。水量感应装置用来感应储水箱5内的水量的多少，并将水量信息反馈给控制设备室1，通过控制设备室1控制采水装置6，及其调整采水情况。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，不再赘述。

可以理解的是，根据本实用新型一个实施例的水质采样机器船结构，例如小型轮毂电机2和充气浮轮4等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。