一种水域环境监测用浮标的制作方法

1.本发明涉及环境监测技术领域，尤其是涉及一种水域环境监测用浮标。


背景技术：

2.近几年来，各类水体污染严重，人类对水资源的过度利用日益加剧，造成各类水体的水位、水质变化严重，对于这类水位、水质数据的测量是相关研究的重要数据来源。目前针对浅水域的监测平台已经投放市场，即将水质监测系统与浮标进行有机整合，通过太阳能电池板给整个系统供电。
3.但是在流动性的水域中投入浮标以及水质检测系统进行水样监测时，由于水域流动性较大，上游处的杂物以及水草随着水流的流动会流动到水样检测系统上，从而堵塞水样检测系统的部分进水口，导致水样监测工作无法正常进行，并且会影响水样检测工作的监测结果，当堵塞严重时甚至会造成进水口完全堵塞，导致水流无法正常经过水样检测系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种水域环境监测用浮标，以解决背景技术中提出的问题。
5.本发明提供本发明提供一种水域环境监测用浮标，包括：
6.浮标盘，所述浮标盘上设置有太阳能发电装置；
7.转盘，所述转盘顶部与所述浮标盘转动连接，所述转盘外周壁设置有多个弧形桨叶，所述转盘内部镂空设置，所述转盘底部开设有进水口；
8.支撑杆，所述支撑杆顶部固定连接有过滤网，所述过滤网顶部与所述转盘转动连接，所述支撑杆底部嵌入连接有抓地杆，所述浮标盘外周壁对称固定连接有连接板，所述连接板底部与所述支撑杆固定连接，所述转盘底部设置有多组外置杆以及内置杆，所述外置杆处于过滤网的外周壁一侧，所述内置杆处于所述过滤网内周壁一侧，所述外置杆靠近过滤网的一侧固定连接有多个拨杆，所述内置杆靠近过滤网的一侧固定连接有毛刷，所述过滤网内部镂空处设置有水样检测器。
9.优选的，多组外置杆以及多组内置杆均呈环形阵列设置，且所述外置杆的旋转路径处于所述内置杆旋转路径的后方。
10.优选的，所述转盘底部开设有多组弧形槽，所述弧形槽中设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端与所述弧形槽内壁固定连接，所述复位弹簧另一端固定连接有滑块，所述滑块露出于弧形槽的一端与所述外置杆固定连接，所述外置杆底部固定连接有抵接块，所述支撑杆上设置有限位组件，所述限位组件处于所述抵接块的旋转路径内。
11.优选的，所述限位组件包括横板，所述横板内部开设有安装槽，所述安装槽中固定连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧顶部固定连接有支撑柱，所述支撑柱顶部固定连接有弧形块，所述支撑弹簧的弹力大于所述复位弹簧的弹力。
12.优选的，所述弧形桨叶外壁呈三角形，所述弧形桨叶内壁呈弧形。
13.优选的，所述太阳能发电装置包括多块太阳能光伏板，所述太阳能光伏板底部固定连接有支撑板，所述支撑板底部与所述浮标盘固定连接，所述浮标盘上固定连接有防护罩，多个所述太阳能光伏板处于所述防护罩内部。
14.优选的，所述防护罩顶部贯穿且转动连接有转轴，所述转轴外周壁上固定连接有清洁杆，所述清洁杆与所述防护罩的倾斜角度一致，所述转轴通过传动结构与所述转盘相连，所述防护罩外周壁设置有多个排水面，每个所述排水面上均固定连接有多个凸条，且最外侧的所述凸条与所述排水面的边界具有间隙。
15.优选的，所述传动结构包括连接轴、导向套，所述连接轴底部外周壁转动设置有两组卡球，所述连接轴顶部设置有凹槽，所述凹槽内壁固定连接有多个卡槽，其中一组所述卡球与所述卡槽卡接连接，所述导向套与所述转轴贯穿连接，所述导向套外周壁固定连接有安装架，所述安装架与所述支撑板固定连接，所述转轴上设置有用于抬起转轴的磁力结构，所述导向套内壁上设置有多个导向板。
16.优选的，所述磁力结构包括磁环、绕电线圈，所述磁环固定在所述转轴底部，所述绕电线圈与所述转轴贯穿连接，所述绕电线圈外周壁通过横架与所述支撑板固定连接，另一组所述卡球处于绕电线圈与所述磁环之间。
17.优选的，所述转轴顶部固定连接有盖板。
18.与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
19.(1)本发明中流动的水流可以通过多个弧形桨叶带动转盘进行旋转，而浮标盘以及过滤网则相对于转盘处于静止状态，此时旋转的转盘会带动外置杆以及内置杆进行圆周运动，内置杆通过毛刷将堵塞过滤网的水草推出，接着内置杆的圆周运动，能够带动多个拨杆同步移动，从而有效的将水草勾住，并携带水草进行圆周运动，以使得水草处于过滤网的圆周范围外，随着圆周运动的进行且拨杆与水流方向垂直时，此时拨杆对水草的抓取能力小，水流冲刷拨杆上水草效率最大，以保障水草在被清理之后时候无法再次附着在过滤网以及拨杆上。
20.(2)本发明中当外置杆处于与水流反向垂直的时候且静止不动的时候，在水流的冲刷下水草具有充足的时间从拨杆上流出，并且保障水草流出拨杆的圆周范围外，避免拨杆的圆周运动再次将水草从水草流出的路径上打捞上来，从而有效的保障水草能够有效的清除。
21.(3)本发明随着转盘的旋转，转盘通过连接轴能够带动转轴进行旋转，转轴旋转带动清洁杆旋转，清洁杆能够有效的对防护罩外部的杂物、灰尘以及水滴进行清除，提高透光率，进一步加强太阳能光伏板的吸光效率。
22.(4)本发明中当阳光充足的时候，此时太阳能光伏板的光照效率强，产生的电流高，此时绕电线圈所产生的磁力强，从而绕电线圈能够吸引磁环，从而使得转轴向上移动，且随着转轴的向上移动，转轴与连接轴脱离卡接效果，从而转轴不会再旋转，随着转轴继续向上移动，上方的卡球进入到导向套中，并沿着导向板进行移动，最后进入到导向板顶部的垂直段后停止移动，此时绕电线圈与磁环贴合并持续处于贴合状态，且转轴在导向板的引导下会发生旋转，使得转轴上的清洁杆移动到排水面区域，可以知道的是太阳能光伏板通常为板状结构，所以相邻的太阳能光伏板之间具有无法吸收光能的区域，而这个区域与排
水面为同一个区域，所以在阳光充足的时候，清洁杆处于排水面，从而清洁杆不会阻挡太阳能光伏板的吸光面，从而保障太阳能光伏板吸光的效率，且充足的阳光能够为清洁杆的干燥提供热能，加强清洁杆的干燥效果。
23.(5)本发明中当阳光不充足的时候，例如下雨天或者夜晚等昏暗的天气下，此时绕电线圈电流量微小，无法提高较强的吸力，此时在重力作用下，转轴向下移动，并且下方的卡球进入到卡槽中，恢复卡接效果，然后在转盘旋转的作用下，清洁杆能够正常对防护罩进行清洁，以保障在阳光充足的时候，防护罩外壁处于较为洁净的状态，保障光能转换的效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明中整体结构第一视角示意图；
26.图2为本发明中整体结构第二视角示意图；
27.图3为本发明中整体结构剖视示意图；
28.图4为本发明中a处放大图；
29.图5为本发明中b处放大图；
30.图6为本发明中转盘底部面第一平面示意图；
31.图7为本发明中转盘底部面第二平面示意图；
32.图8为本发明中防护罩平面示意图；
33.图9为本发明中c处放大图；
34.图10为本发明中导向套剖面示意图；
35.图11为本发明中横板剖视示意图；
36.图12为本发明中卡球上移之前的初始位置示意图。
37.图中：1、浮标盘；101、连接板；2、转盘；201、弧形桨叶；202、进水口；203、外置杆；204、内置杆；205、拨杆；206、弧形槽；207、复位弹簧；208、滑块；209、抵接块；210、横板；211、安装槽；212、支撑弹簧；213、支撑柱；214、弧形块；3、支撑杆；301、过滤网；302、抓地杆；4、太阳能光伏板；401、支撑板；402、防护罩；403、转轴；404、清洁杆；405、排水面；406、凸条；407、连接轴；408、凹槽；409、卡球；410、安装架；411、磁环；412、绕电线圈；413、横架；414、卡槽；5、盖板；6、导向板；601、导向套。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
39.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
40.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本发明的描述中，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；可以是直接相连，也可以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发明中的具体含义。
43.实施例
44.下面结合图1-12所示，本发明实施例提供了一种水域环境监测用浮标，包括：浮标盘1，浮标盘1上设置有太阳能发电装置；转盘2，转盘2顶部与浮标盘1转动连接，转盘2外周壁设置有多个弧形桨叶201，转盘2内部镂空设置，转盘2底部开设有进水口202；支撑杆3，支撑杆3顶部固定连接有过滤网301，过滤网301顶部与转盘2转动连接，支撑杆3底部嵌入连接有抓地杆302，浮标盘1外周壁对称固定连接有连接板101，连接板101底部与支撑杆3固定连接，转盘2底部设置有多组外置杆203以及内置杆204，外置杆203处于过滤网301的外周壁一侧，内置杆204处于过滤网301内周壁一侧，外置杆203靠近过滤网301的一侧固定连接有多个拨杆205，内置杆204靠近过滤网301的一侧固定连接有毛刷，过滤网301内部镂空处设置有水样检测器。
45.多组外置杆203以及多组内置杆204均呈环形阵列设置，且外置杆203的旋转路径处于内置杆204旋转路径的后方。
46.具体的：太阳能发电装置用于吸收太阳能并将太阳能转换为电能，转环的电能供水样检测器使用，在流动性的水域中，首先将抓地杆302插入在河床中进行固定，通过支撑杆3与嵌入在抓地杆302中，且支撑杆3可以相对于抓地杆302进行上下活动，这就使得浮标盘1整体能够在水面浮力的作用下能够随着水位进行上下移动，保障浮标盘1始终处于水面上，接着水流通过过滤网301进入到水样检测器中进行水样检测，过滤网301可以有效阻挡水域中的水草等杂物，且由于水域处于流动状态，所以水草贴附在过滤网301上的概率较高；
47.可以理解的是，流动的水流可以通过多个弧形桨叶201带动转盘2进行旋转，而浮标盘1以及过滤网301则相对于转盘2处于静止状态，此时旋转的转盘2会带动外置杆203以及内置杆204进行圆周运动，内置杆204带动毛刷滑过过滤网301，并且毛刷的长度足够长，当毛刷经过过滤网301内壁的时候，毛刷能够将堵塞过滤网301的水草从过滤孔中推出，接着内置杆204的圆周运动，能够带动多个拨杆205同步移动，从而有效的将水草勾住，并携带水草进行圆周运动，以使得水草处于过滤网301的圆周范围外，随着圆周运动的进行且拨杆205与水流方向垂直时，此时拨杆205对水草的抓取能力小，水流冲刷拨杆205上水草效率最大，以保障水草在被清理之后时候无法再次附着在过滤网301以及拨杆205上。
48.转盘2底部开设有多组弧形槽206，弧形槽206中设置有复位弹簧207，复位弹簧207一端与弧形槽206内壁固定连接，复位弹簧207另一端固定连接有滑块208，滑块208露出于弧形槽206的一端与外置杆203固定连接，外置杆203底部固定连接有抵接块209，支撑杆3上设置有限位组件，限位组件处于抵接块209的旋转路径内。
49.限位组件包括横板210，横板210内部开设有安装槽211，安装槽211中固定连接有支撑弹簧212，支撑弹簧212顶部固定连接有支撑柱213，支撑柱213顶部固定连接有弧形块214，支撑弹簧212的弹力大于复位弹簧207的弹力。
50.具体的：参阅图6、图7、图11，当拨杆205携带水草且与水流方向垂直时，此时外置杆203底部的抵接块209与弧形块214的弧形面进行抵接，在弧形块214的抵触效果下，外置杆203无法随着转盘2继续圆周运动，同时复位弹簧207受力压缩，弧形槽206为与外置杆203连接的滑块208提供补偿空间，当支撑弹簧212的弹性势能到达极限时，此时随着转盘2的圆周运动，抵接块209会挤压弧形块214，使得弧形块214以及支撑柱213向安装槽211内移动，从而为外置杆203的圆周运动提供移动空间，并在复位弹簧207的作用下外置杆203沿着弧形槽206进行复位，以便于下次进行清理水草的工作；
51.可以理解的：当外置杆203处于与水流反向垂直的时候且静止不动的时候，在水流的冲刷下水草具有充足的时间从拨杆205上流出，并且保障水草流出拨杆205的圆周范围外，避免拨杆205的圆周运动再次将水草从水草流出的路径上打捞上来，从而有效的保障水草能够有效的清除；
52.值得注意的是：流动水域中，水流的方向是从上游向下流动的，流向不变，并且在安装抓地杆302的时候，控制弧形块214的位置固定不变，使得抵接块209在与弧形块214抵触的时候，外置杆203正好与水流方向垂直，并且弧形块214是通过支撑柱213嵌入在安装槽211中的，而横板210又是与支撑杆3以及抓地杆302固定连接的，所以弧形块214的位置是固定不变的，只会通过支撑弹簧212发生垂直方向的移动，从而可以有效的保障抵接块209在与弧形块214抵触的时候外置杆203始终正好与水流方向垂直；
53.由于水面上具有风力，而风力是不确定因素，即便风力能够吹动水流，风力也是作用在水面部分的水流，从而改变水面部分水流的方向，但是转盘2是处于水面下方的，所以水面上风力造成的水流方向的改变，对于转盘2的转动影响不大，同时风力不可能一直存在而且水草也不可能一直会流向过滤网301，即便风力过大，造成转盘2无法正常旋转，此时无法进行水草的清理工作，也不影响水草工作的正常处理，因为水的流动是确定因素且一直存在的，所以风向对于水草的清理工作不会造成干扰。
54.弧形桨叶201外壁呈三角形，弧形桨叶201内壁呈弧形，本设置中三角形的外壁能够破开水流，弧形内壁能够加强受力面，为弧形桨叶201提供充足的动力。
55.太阳能发电装置包括多块太阳能光伏板4，太阳能光伏板4底部固定连接有支撑板401，支撑板401底部与浮标盘1固定连接，浮标盘1上固定连接有防护罩402，多个太阳能光伏板4处于防护罩402内部。
56.具体的：太阳能光伏板4在使用的时候，通过防护罩402能够将外界复杂的环境与太阳能光伏板4隔绝，提高太阳能光伏板4光照效率。
57.防护罩402顶部贯穿且转动连接有转轴403，转轴403外周壁上固定连接有清洁杆404，清洁杆404与防护罩402的倾斜角度一致，转轴403通过传动结构与转盘2相连，防护罩
402外周壁设置有多个排水面405，每个排水面405上均固定连接有多个凸条406，且最外侧的凸条406与排水面405的边界具有间隙，清洁杆404上可以装配上海绵等清洁结构，凸条406为海绵提供挤压力，从而减少海绵上的水分，提高海绵的吸水效率，而在排水的时候，由于凸条406与排水面405的边界具有一定的间隙，从而排出的水在向下流动的时候，水流能够尽可能的在排水面405区域内流动，避免挤压出的水二次附着在防护罩402上的吸光面上。
58.传动结构包括连接轴407、导向套601，连接轴407底部外周壁转动设置有两组卡球409，连接轴407顶部设置有凹槽408，凹槽408内壁固定连接有多个卡槽414，其中一组卡球409与卡槽414卡接连接，导向套601与转轴403贯穿连接，导向套601外周壁固定连接有安装架410，安装架410与支撑板401固定连接，转轴403上设置有用于抬起转轴403的磁力结构，导向套601内壁上设置有多个导向板6。
59.磁力结构包括磁环411、绕电线圈412，磁环411固定在转轴403底部，绕电线圈412与转轴403贯穿连接，绕电线圈412外周壁通过横架413与支撑板401固定连接，另一组卡球409处于绕电线圈412与磁环411之间，太阳能光伏板4在为水样检测器提供电能的时候需要线路连接，而绕电线圈412为线路中的一段。
60.具体的：参阅图8、图9、图10，随着转盘2的旋转，转盘2通过连接轴407能够带动转轴403进行旋转，转轴403旋转带动清洁杆404旋转，清洁杆404能够有效的对防护罩402外部的杂物、灰尘以及水滴进行清除，提高透光率，进一步加强太阳能光伏板4的吸光效率；
61.当阳光充足的时候，此时太阳能光伏板4的光照效率强，产生的电流高，此时绕电线圈412所产生的磁力强，从而绕电线圈412能够吸引磁环411，从而使得转轴403向上移动，且随着转轴403的向上移动，转轴403与连接轴407脱离卡接效果，从而转轴403不会再旋转，随着转轴403继续向上移动，上方的卡球409进入到导向套601中，并沿着导向板6进行移动，最后进入到导向板6顶部的垂直段后停止移动，此时绕电线圈412与磁环411贴合并持续处于贴合状态；
62.可以理解的是，上述过程中，转轴403在导向板6的引导下会发生旋转，使得转轴403上的清洁杆404移动到排水面405区域，可以知道的是太阳能光伏板4通常为板状结构，所以相邻的太阳能光伏板4之间具有无法吸收光能的区域，而这个区域与排水面405为同一个区域，所以在阳光充足的时候，清洁杆404处于排水面405，从而清洁杆404不会阻挡太阳能光伏板4的吸光面，从而保障太阳能光伏板4吸光的效率，且充足的阳光能够为清洁杆404的干燥提供热能，加强清洁杆404的干燥效果；
63.当阳光不充足的时候，例如下雨天或者夜晚等昏暗的天气下，此时绕电线圈412电流量微小，无法提高较强的吸力，此时在重力作用下，转轴403向下移动，并且下方的卡球409进入到卡槽414中，恢复卡接效果，然后在转盘2旋转的作用下，清洁杆404能够正常对防护罩402进行清洁，以保障在阳光充足的时候，防护罩402外壁处于较为洁净的状态，保障光能转换的效率；
64.值得注意的是，参阅图12，导向板6是螺纹向上的，且顶部末端具有竖直段，且竖直段在防护罩402的投影部分与排水面405对齐，随着转轴403的旋转，清洁杆404的位置是不确定的，同时清洁杆404与卡球409的位置是相对不动的，所以当转轴403停止转动且向上移动的时候，卡球409竖直进入到导向套601的位置是不同，从而卡球409在沿着导向板6螺纹
向上移动的时候，卡球409不一定走完导向板6的全程，但是无论卡球409的初始位置如何，卡球409最终都会进入到导向板6的竖直段，此时卡球409以及清洁杆404的位置不动，也就意味着清洁杆404无论初始位置如何，清洁杆404始终会停留在排水面405的区域。
65.转轴403顶部固定连接有盖板5，盖板5能够对转轴403以及防护罩402的顶部进行有效的阻挡，避免雨水从防护罩402顶部流入到防护罩402的内部。
66.工作原理：首先将抓地杆302插入在河床中进行固定，通过支撑杆3与嵌入在抓地杆302中，且支撑杆3可以相对于抓地杆302进行上下活动，这就使得浮标盘1整体能够在水面浮力的作用下能够随着水位进行上下移动，保障浮标盘1始终处于水面上，接着水流通过过滤网301进入到水样检测器中进行水样检测，流动的水流可以通过多个弧形桨叶201带动转盘2进行旋转，而浮标盘1以及过滤网301则相对于转盘2处于静止状态，此时旋转的转盘2会带动外置杆203以及内置杆204进行圆周运动，内置杆204通过毛刷将堵塞过滤网301的水草推出，接着内置杆204的圆周运动，能够带动多个拨杆205同步移动，从而有效的将水草勾住，并携带水草进行圆周运动，以使得水草处于过滤网301的圆周范围外，随着圆周运动的进行且拨杆205与水流方向垂直时，此时拨杆205对水草的抓取能力小，水流冲刷拨杆205上水草效率最大，以保障水草在被清理之后时候无法再次附着在过滤网301以及拨杆205上；
67.当拨杆205携带水草且与水流方向垂直时，此时外置杆203底部的抵接块209与弧形块214的弧形面进行抵接，在弧形块214的抵触效果下，外置杆203无法随着转盘2继续圆周运动，同时复位弹簧207受力压缩，弧形槽206为与外置杆203连接的滑块208提供补偿空间，当支撑弹簧212的弹性势能到达极限时，此时随着转盘2的圆周运动，抵接块209会挤压弧形块214，使得弧形块214以及支撑柱213向安装槽211内移动，从而为外置杆203的圆周运动提供移动空间，并在复位弹簧207的作用下外置杆203沿着弧形槽206进行复位，以便于下次进行清理水草的工作，当外置杆203处于与水流反向垂直的时候且静止不动的时候，在水流的冲刷下水草具有充足的时间从拨杆205上流出，并且保障水草流出拨杆205的圆周范围外，避免拨杆205的圆周运动再次将水草从水草流出的路径上打捞上来，从而有效的保障水草能够有效的清除。
68.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。