一种环境监测用浮标装置及其使用方法与流程

本发明涉及水质监测技术领域，具体涉及一种环境监测用浮标装置及其使用方法。

背景技术：

在水域环境中，环境浮标作为常见的常规检测工具之一，执行对水环境水质监测，在常见水域中，以近海、内河、湖泊等为常规检测地点，在浮标执行监测任务时，容易受到漂浮垃圾的缠绕，严重时会影响浮标设备运转；并且由于浮标设备长时间浸泡在水中，浮标表面容易滋生浮游生物或者水生动植物，对设备表面造成腐蚀，影响浮标使用设备。而且现在大多数浮标，都不能很好地应对船只的撞击。

所以需要一种能够及时阻挡漂浮垃圾靠近以及能够去及时清理浮标表面附着生物的结构，并且拨动垃圾的装置由于在浮标最外圈，能够有效减缓船只等物体的装置，很好地保护好附表本体，使浮标延长使用寿命。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种环境监测用浮标装置及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种环境监测用浮标装置，包括用于清理漂浮在水面上的垃圾以及水下垃圾的清理系统、为侧壁清理系统、led灯、广角摄像头等结构供电的供电系统、传输数据和指令用传输模块和远程控制用的控制模块；所述控制模块和监测系统通过传输模块与外界终端连接，所述控制模块控制连接所述清理系统；

所述清理系统包括侧壁清理系统和漂浮垃圾清理系统，所述漂浮垃圾清理系统采用风动力系统和水动力系统共同提供动力，其中风动力系统包括风扇，风扇是水平放置的，所述风扇固定连接有风扇传动杆，所述风扇传动杆的另一端固定连接拨板横杆的中点处，所述拨板横杆的两端固定连接拨板外圈，所述拨板外圈通过若干个拨板连接杆连接有拨板；这样无论从哪个方向吹来的风都可以使风扇转动，风扇转动可以带动风扇传动杆转动，进而逐步带动拨板横杆、拨板外圈和拨板转动，从而清理水面上漂浮的垃圾；

水动力系统包括连接在所述拨板外圈的拨板底座；所述拨板横杆的底端的中点处固定连接水力传输轴，所述水力传输轴固定连接水力转板内圈，所述水力转板内圈固定连接水力转板外圈，所述水力转板外圈上设有若干个水力转板旋转轴和若干个水力转板挡板，所述水力转板旋转轴和所述水力转板挡板的数量相等，所述水力转板旋转轴的侧壁铰接有水力转板，所述水力转板内圈还固定连接有水力转板底座；这样随着水流的转动，迎着水流方向的水力转板被水冲击绕水力转板旋转轴旋转，然后被水力转板挡板挡住，进而分别带动水力转板外圈、水力转板内圈、水力转板底座和水力传输轴转动，为拨板的旋转输入动力，且随着水力转板内圈的旋转，水力转板转到另一面，就会被水流冲击的回缩起来，此时与水的接触面积就会减小，减少了水力转板内圈的旋转阻力。

所述侧壁清理系统包括四个方向上的外壁，所述外壁与水力转板底座、风力拨板底座均固定连接，所述外壁的外侧滑动连接有刮板，还包括位于外壁内侧的浮标防水壁，所述浮标防水壁与水力转板底座、拨板底座均固定连接，所述浮标防水壁内壁上设有刮板电机，所述刮板电机固定连接有刮板电机齿轮，所述刮板电机齿轮啮合有丝杠齿轮，所述丝杠齿轮固定连接丝杠，所述丝杠上设有丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述刮板固定连接；这样通过启动刮板电机，可以使丝杠上的丝杠螺母在侧壁的方向上移动，进而使刮板在侧壁上移动。

所述监测系统包括广角摄像头和监测装置，所述广角摄像头安装在支撑板i的底面，可以360°无死角观测浮标周围的环境；所述监测装置上开有抽水口，可对浮标所在水域进行水质监测，然后由传输模块传输数据给后台。

优选的，所述控制模块安装在支撑板ii上，所述传输模块安装在所述控制模块上方，所述支撑板ii与所述风力拨板底座固定连接；所述供电系统包括太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述支撑板ii固定连接，所述太阳能电池板的另一端固定连接有支撑板i。

优选的，所述支撑板i上还设有led灯，在浮标工作时打开led灯可以对周围船只起到警示作用。

优选的，所述供电系统还包括电池，所述电池安装在支撑板ii上，所述电池与太阳能电池板连接，电池用于储存多余的电量，以应对极端天气。

优选的，所述监测装置固定连接有平衡板，能够有效地防止浮标本体在水里进行转动，但是并不妨碍水力转板带动拨板转动；所述监测装置的底部固定连接有锚，所述控制模块控制连接锚，当浮标的检测装置检测到大风大浪或者恶劣天气时，或者其余紧急情况，控制锚沉入水底，保持浮标的稳定性，防止被水流冲跑或者大风卷走，方便后期的定位回收。

一种环境监测用浮标装置的使用方法，采用上述的一种环境监测用浮标装置，具体包括以下步骤：

s1：通过船只将整个浮标运送到需要检测的区域，太阳能电池板为浮标设备运转供电，多余的电量则储存进电池，用来应对极端天气，打开led灯用以警示来往船只；

s2：通过摄像头观察浮标周围情况，确保监测环境；

s3：启动浮标总开关，使浮标设备开始监测工作；

s4：浮标周围的风吹带动风扇旋转，带动风扇传动杆旋转，风扇传动杆带动拨板横杆旋转，进而带动拨板外圈旋转，进而带动拨板旋转，漂浮在水面上的垃圾被拨板拨走；同时当浮标的下半部分遭遇水流冲击时，迎着水流方向的水力转板转动，带动水力转板旋转轴旋转，随后水力转板被水力转板挡板挡住，继续冲击就会带动水力转板外圈旋转，进而带动水力转板内圈旋转，进而带动水力转板底座旋转，进而带动水力传输轴旋转，进而为拨板的旋转输入额外动力；遭遇恶劣天气时，远程终端通过传输模块向控制模块发送指令，控制锚下沉入水底，保持浮标的稳定性；

s5：启动一对侧面上的刮板电机，刮板电机带动刮板电机齿轮转动，进而带动丝杠齿轮转动，进而带动丝杠转动，丝杠上的丝杠螺母向下运动，同时带动刮板向下运动将浮标下半部分的表面进行刮擦清理，然后启动另一对侧面上的刮板电机，重复上述步骤，完成侧壁的清理工作，在刮擦时，先是左右两侧刮板电机运动，对左右两面刮擦，然后前后两面进行刮擦或者按照相反的顺序，每十天或者半个月对外壁进行一次刮擦，有效防止生物寄生或者垃圾黏连；

s6：浮标持续进行监测工作，监测数据定期由传输模块传输，拨板持续转动进行清理工作，定期重复步骤s5，对浮标下半部分的侧壁进行清理，监测工作完成后进行定位回收。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)通过风力加水力同时为拨垃圾的拨板提供了动力，装置的动力来源充足；(2)通过设计拨板结构，在遭遇碰撞或其他紧急情况拨板可以起到缓冲的作用，同时有效防止了漂浮垃圾靠近浮标影响浮标运转；(3)通过在水下的浮标部分设置刮板、丝杠、刮板电机等结构配合，在浮标水面以下的外壁，每隔一点时间进行刮擦，效防止生物寄生或者垃圾黏连；(4)通过在浮标底部设置锚、在监测装置上设置平衡板以及，可以在恶劣天气或环境下保持浮标的稳定性；(5)通过设置储备电池，确保恶劣天气或环境下内部电力系统的运转；(6)在浮标顶部设置led灯警示周围船只，避免浮标进行监测工作时受到周围船只的干扰。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是浮标的主视图。

图2是图1中a-a方向的剖视图。

图3是图1中b-b方向的剖视图。

图4是图1中c-c方向的剖视图。

附图标记说明:

1风扇；2led灯；3广角摄像头；4风扇传动杆；5太阳能电池板；6传输模块；7控制模块；8电池；9拨板；10拨板外圈；11拨板横杆；12拨板底座；13刮板；14丝杠螺母；15浮标防水壁；16丝杠；17刮板电机；18丝杠齿轮；19水力转板；191水力转板旋转轴；192水力转板挡板；20刮板电机齿轮；21水力转板内圈；22水力转板底座；23水力传输轴；24平衡板；25抽水口；26检测装置；27锚；28支撑板i；29支撑板ii；30水力转板外圈；31拨板连接杆。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1～4所示，本实施例提出一种环境监测用浮标装置，包括清理系统、供电系统、监测系统、传输模块6和控制模块7；控制模块7通过传输模块6与外界终端连接，控制模块7控制连接清理系统，供电系统为清理系统、传输模块6和控制模块7提供电力；

清理系统包括侧壁清理系统和漂浮垃圾清理系统，漂浮垃圾清理系统包括风扇1，风扇1固定连接有风扇传动杆4，风扇传动杆4的另一端固定连接拨板横杆11的中点处，拨板横杆11的两端固定连接拨板外圈10，拨板外圈10通过两个拨板连接杆31连接有两个拨板9，拨板外圈10连接有拨板底座12；拨板横杆11的底端的中点处固定连接水力传输轴23，水力传输轴23固定连接水力转板内圈21，水力转板内圈21固定连接水力转板外圈30，水力转板外圈30上设有12个水力转板旋转轴191和12个水力转板挡板192，水力转板旋转轴191和水力转板挡板192的数量相等，水力转板旋转轴191的侧壁铰接有水力转板19，水力转板内圈21还固定连接有水力转板底座22；

侧壁清理系统包括四个方向上的外壁，外壁与水力转板底座22、风力拨板底座12均固定连接，外壁的外侧滑动连接有刮板13，还包括位于外壁内侧的浮标防水壁15，浮标防水壁15与水力转板底座22、拨板底座12均固定连接，浮标防水壁15内壁上设有刮板电机17，刮板电机17固定连接有刮板电机齿轮20，刮板电机齿轮20啮合有丝杠齿轮18，丝杠齿轮18固定连接丝杠16，丝杠16上设有丝杠螺母14，丝杠螺母14与刮板13固定连接；

监测系统包括广角摄像头3和监测装置26，广角摄像头3安装在支撑板i28的底面，监测装置26与水力转板底座22固定连接，监测装置26上开有抽水口25。监测装置26固定连接有平衡板24，监测装置26的底部设有锚27，控制模块控制连接锚27。

控制模块7安装在支撑板ii29上，传输模块6安装在控制模块7上方，支撑板ii29与风力拨板底座12固定连接；供电系统包括太阳能电池板5，太阳能电池板5与支撑板ii29固定连接，太阳能电池板5的另一端固定连接有支撑板i28，支撑板i28上设有led灯2；供电系统还包括电池8，电池8安装在支撑板ii29上，电池8与太阳能电池板5连接。

本实施例还提出一种环境监测用浮标装置的使用方法，采用上述的一种环境监测用浮标装置，具体包括以下步骤：

s1：通过船只将整个浮标运送到需要检测的区域，太阳能电池板5为浮标设备运转供电，多余的电量则储存进电池8，用来应对极端天气，打开led灯2用以警示来往船只；

s2：通过摄像头观察浮标周围情况，确保监测环境；

s3：启动浮标总开关，使浮标设备开始监测工作；

s4：浮标周围的风吹带动风扇1旋转，带动风扇传动杆4旋转，风扇传动杆4带动拨板横杆11旋转，进而带动拨板外圈10旋转，进而带动拨板9旋转，漂浮在水面上的垃圾被拨板9拨走；同时当浮标的下半部分遭遇水流冲击时，迎着水流方向的水力转板19转动，带动水力转板旋转轴191旋转，随后水力转板19被水力转板挡板192挡住，继续冲击就会带动水力转板外圈30旋转，进而带动水力转板内圈21旋转，进而带动水力转板底座22旋转，进而带动水力传输轴23旋转，进而为拨板9的旋转输入额外动力；遭遇恶劣天气时，远程终端通过传输模块6向控制模块7发送指令，控制锚27下沉入水底，保持浮标的稳定性；

s5：启动一对侧面上的刮板电机17，刮板电机17带动刮板电机齿轮20转动，进而带动丝杠齿轮18转动，进而带动丝杠16转动，丝杠16上的丝杠螺母14向下运动，同时带动刮板13向下运动将浮标下半部分的表面进行刮擦清理，然后启动另一对侧面上的刮板电机17，重复上述步骤，完成侧壁的清理工作；

s6：浮标持续进行监测工作，监测数据定期由传输模块6传输，拨板9持续转动进行清理工作，定期重复步骤s5，对浮标下半部分的侧壁进行清理，监测工作完成后进行定位回收。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。