一种具有定点采集功能的污水取样装置的制作方法

本发明涉及污水取样设备，具体是一种具有定点采集功能的污水取样装置。

背景技术：

1、河道污水污染是一个严重的环境问题，它直接威胁着水生态系统的健康和人类社会的可持续发展，由于工业废水、生活污水、化肥、农药等农业等污水直接排入河道，有毒有害物质会破坏水生生物的生存环境，严重时会导致水生生物死亡，影响水生态系统的平衡和稳定，对人类健康造成危害。

2、因此对河道污水的治理是必须的，在治理污水前需要对河道污水进行取样，确定河道污染的具体情况和污水的具体成分，针对其制定治理方案，在现有的河道污水取样中，大部分是通过延长杆在河道中间点位取样，这种取样方式并未考虑到，污水中的杂质在河道中产生分层，不同分层的河道水体之间的杂质成分因沉淀会存在差别，若不能针对不同水层分别取样对比，则污水取样存在偏差性，会对污水治理的方案存在影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有定点采集功能的污水取样装置，以解决现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有定点采集功能的污水取样装置包括底架、升降机构、第一电机、联轴器、伸缩机构、变向轮架、卷扬机和取样机构，升降机构、第一电机、伸缩机构、卷扬机均与底架固定连接，联轴器与第一电机输出端、伸缩机构均传动连接，变向轮架与伸缩机构固定连接，取样机构与卷扬机固定连接，取样机构与变向轮架滑动连接。

3、本采集装置用于对河道污水进行定点取样，将本装置放置于河道边，通过升降机构抬升底架，第一电机输出转矩经过联轴器，联轴器传递转矩至伸缩机构，伸缩机构将变向轮架伸至河道中采集点的上方，卷扬机同时放卷使取样机构下降，取样机构漂浮在河道表面，通过其内部电机设置好的转动模式，取样机构可以定向下潜至不同水深，完成对不同水层污水的分层取样保存，取样机构完成保存后，卷扬机收卷将取样机构提起回收。

4、进一步的，升降机构包括底座、滑轨、滑杆、侧架、第二电机、第一蜗杆和传扭机构，底座与滑轨、传扭机构均固定连接，滑杆与底架固定连接，滑杆与滑轨滑动连接，侧架与底座、第二电机均固定连接，传扭机构与第二电机输出端、第一蜗杆均传动连接，第一蜗杆与底架转动连接。

5、通过底座插入地面固定，第二电机输出转矩至传扭机构，通过传扭机构转变转矩使第一蜗杆螺旋转动，第一蜗杆向上螺旋转动推动底架，滑杆沿滑轨滑动，第一蜗杆抬升底架。

6、进一步的，传扭机构包括握架、转筒和齿头杆，握架与底座固定连接，齿头杆与第二电机输出端传动连接，握架上设有第一通孔和第一内环槽，第一通孔与齿头杆转动连接，转筒与第一内环槽滑动连接，转筒上设有外齿环槽和第一内螺纹，外齿环槽与齿头杆齿面啮合，第一内螺纹与第一蜗杆通过螺纹连接。

7、第二电机输出转矩带动齿头杆在第一通孔内转动，通过齿头杆与外齿环槽的齿面啮合，转变齿头杆转矩，使转筒绕第一蜗杆轴线在第一内环槽内转动，通过转筒上设置的第一内螺纹与第一蜗杆间螺纹连接，转变转筒转动为第一蜗杆沿其轴线向上的螺旋转动。

8、进一步的，伸缩机构包括第二蜗杆、外筒、第一内筒、第一套筒、第二内筒、第二套筒和顶筒，外筒与底架固定连接，外筒上设有第二通孔，第二蜗杆与第二通孔转动连接，第二蜗杆与联轴器传动连接，第一内筒上设有第二内螺纹，第二内螺纹与第二蜗杆通过螺纹连接，第一内筒与外筒、第二内筒均滑动连接，第一套筒与第二蜗杆滑动连接，第一套筒上设有第一外螺纹，第二内筒上设有第三内螺纹，第一外螺纹与第三内螺纹通过螺纹连接，第二套筒与第一外螺纹滑动连接，第二套筒上设有第二外螺纹，顶筒上设有第四内螺纹，第二外螺纹与第四内螺纹通过螺纹连接，顶筒与第二外螺纹滑动连接，顶筒与变向轮架固定连接。

9、第一电机输出转矩经联轴器传递至第二蜗杆，第二蜗杆在第二通孔内转动，通过第二蜗杆与第二内螺纹间的螺纹连接，使第一内筒沿外筒轴线滑动，第二蜗杆转动通过第一套筒上设置的凸块带动其转动，通过第一外螺纹与第三内螺纹间的螺纹连接，使第二内筒沿第一内筒轴线滑动，第一外螺纹通过第二套筒设置的凸块带动其转动，通过第二外螺纹与第四内螺纹间的螺纹连接，转变第二套筒转动为顶筒沿其轴线滑动，顶筒顶出变向轮架，使其伸展至河道中心。

10、进一步的，取样机构包括钢缆、下潜机构、第三电机、主筒壳、取液机构和底篮，钢缆与卷扬机、下潜机构均固定连接，钢缆与变向轮架滑动连接，下潜机构与第三电机固定连接，第三电机输出端与下潜机构、取液机构均固定连接，主筒壳与下潜机构、取液机构、底篮均固定连接，取液机构与底篮滑动连接。

11、钢缆沿变向轮架伸至河道中心，通过卷扬机放卷钢缆，使底篮接触河道水面，第三电机根据预先设定输出转矩，当第三电机输出规定的顺时针转矩时，下潜机构吸水增加取样机构重量，排出内部预存气体，取样机构整体开始下潜，当下潜到指定深度时，第三电机输出规定的逆时针转矩，取液机构对该深度水层的污水取样存入底篮中，本取样机构可以分多次下潜至不同深度的水层进行分批多次取样，完成多次取样工作后卷扬机收卷钢缆，将取样机构提出水层回收。

12、进一步的，下潜机构包括外环、内环筒、单向机构、连杆、单向阀和气室，外环与主筒壳滑动连接，外环上设有凸柱，内环筒上设有往复槽和第二内环槽，凸柱与往复槽滑动连接，第二内环槽与单向机构滑动连接，连杆与外环、单向阀均固定连接，气室与第三电机、单向阀均固定连接，第三电机输出端与单向机构固定连接。

13、第三电机根据预先设定输出逆时针方向转矩，当第三电机输出端传递转矩方向为规定的顺时针时，单向机构传动转矩至内环筒，通过内环筒上设置的往复槽与外环上凸柱的滑动连接，使内环筒转动转变为外环沿主筒壳轴线的往复位移，通过外环往复位移推开单向阀，单向阀往复打开时，河水分批进入气室，气室中空气被排出，下潜机构随着河水进入的次数逐渐增加的重量，当下降至指定深度，第三电机停止输出转矩。

14、进一步的，单向机构包括斜齿轮、第一楔块、第一弹簧和第一滑架，斜齿轮与第三电机输出端固定连接，第一滑架与第二内环槽固定连接，第一楔块、第一弹簧、第一滑架均设有若干组，若干组第一楔块沿第二内环槽圆周均布，第一楔块与斜齿轮接触，第一楔块与第二内环槽、第一滑架均滑动连接，第一弹簧与外环、第一楔块固定连接。

15、第三电机根据预先设定输出顺时针转矩，第三电机输出端带动斜齿轮转动，斜齿轮垂直齿面接触第一楔块直面，斜齿轮通过第一楔块抵住第一滑架带动内环筒转动，当第三电机根据预先设定输出逆时针方向转矩时，斜齿轮斜齿面接触第一楔块直面斜面，随着斜齿轮转动推动第一楔块沿第一滑架位移，第一楔块压缩第一弹簧完成往复。

16、进一步的，取液机构包括滑架盘、第二弹簧、第二楔块、转盘、滑筒、装配架和集液筒，滑架盘与第三电机输出端固定连接，第二弹簧、第二楔块均设有若干组，若干组第二楔块沿滑架盘圆周均布，第二弹簧与滑架盘、第二楔块均固定连接，转盘上设有内环齿槽和第三外螺纹，第二楔块与内环齿槽接触，滑筒上设有第五内螺纹，第三外螺纹与第五内螺纹通过螺纹连接，装配架与主筒壳固定连接，滑筒与装配架滑动连接，滑筒与集液筒固定连接，集液筒与主筒壳、底篮均滑动连接，集液筒上设有隔板和第三通孔，隔板、第三通孔均设有若干组，若干组隔板沿集液筒轴线线性均布，若干组第三通孔沿集液筒侧壁圆周均布。

17、第二楔块与第一楔块的楔面朝向相反，第三电机输出顺时针转矩时，第二楔块斜面接触内环齿槽斜齿面，内环齿槽推动第二楔块在滑架盘内压缩第二弹簧位移，当取样机构下降至指定水深后，第三电机根据预先设定输出逆时针转矩至滑架盘，滑架盘转动使第二楔块直面接触内环齿槽的垂直齿面，通过第二楔块带动转盘转动，通过转盘上设置的第三外螺纹与滑筒上第五内螺纹间的螺纹连接，将转盘转动转变为滑筒沿装配架轴线的往复滑动，滑筒推动集液筒沿主筒壳、底篮滑动，当集液筒滑动至第三通孔位于主筒壳与底篮间，河水经第三通孔进入被隔板分隔的不同液室中，随着第三通孔被底篮挡住，完成该水层的取样保存。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了下潜机构，当第三电机输出端传递转矩方向为规定的顺时针时，第三电机输出端带动斜齿轮转动，斜齿轮垂直齿面接触第一楔块直面，斜齿轮带动内环筒转动，通过内环筒上设置的往复槽与外环上凸柱的滑动连接，使内环筒转动转变为外环沿主筒壳轴线的往复位移，通过外环往复位移推开单向阀，单向阀往复打开时，河水分批进入气室，气室中空气被排出，下潜机构随着河水进入的次数逐渐增加的重量，整体开始下潜，本发明通过控制进水排气量控制整体取样机构下降至指定深度；本发明设计了取液机构，第三电机根据预先设定输出逆时针方向转矩至滑架盘，滑架盘转动使第二楔块直面接触内环齿槽的垂直齿面，带动转盘转动，通过转盘上设置的第三外螺纹与滑筒上第五内螺纹间的螺纹连接，将转盘转动转变为滑筒沿装配架轴线的往复滑动，滑筒推动集液筒沿主筒壳、底篮滑动，当集液筒滑动至第三通孔位于主筒壳与底篮间，河水经第三通孔进入被隔板分隔的不同液室中，随着第三通孔被底篮挡住，完成该水层的取样保存，本发明可以对不同水层的污水进行隔离保存；本发明可以在河边对河道中间部分的污水进行取样，降低了取样人员失足落水的风险，本发明可以定向下潜至不同水深，完成对不同水层污水的分层取样保存，提高了取样标本的准确性。