[发明专利]一种用于水面取样的星轮式可连续自动采集器

说明书

技术领域

本发明涉及水样采集器设备，特别是涉及一种可连续自动采集器。

背景技术

由于当前工业和气候环境的变化，水资源、水污染问题在江河、湖泊、海洋上的表现越来越重要，对水样水质的调查和研究成为重要的发展方向，常规的水质采样方式采用人工单一工作方式，选取关心的多个离散点由人工逐次完成采样工作，过程费时费力，效率低下。随着当前无人机和无人船艇技术的发展，水质采样、水质监测的无人化将成为主要方向，无人化虽然在一定程度上提高了采样速度，但其自动化、连续化严重制约其优势发挥。

本发明的技术问题在于当前的水样采集器设计和制作存在以下几个关键问题：(1)水样采集的安全存储；(2)如何实现自动化采集；(3)如何实现连续化水样采集。从而大大限制了无人化水样采集的应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种能够实现无人化水样采集的用于水面取样的星轮式可连续自动采集器。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种用于水面取样的星轮式可连续自动采集器，所述用于水面取样的星轮式可连续自动采集器包括可根据搭载空间适当改变形状的采集器固定平台、采集管模块和采集作动系统；所述采集管模块和采集作动系统固定连接于采集器固定平台，所述采集器固定平台固定于水上飞机、水上无人机、有人水面监测船或无人水面监测船。

进一步地，所述采集管模块包括多束采集管圆柱形转盘、真空采集管和用于驱动多束采集管圆柱形转盘旋转的防水步进电机；所述多束采集管圆柱形转盘设置有多个真空采集管，所述真空采集管为一次性真空采集管。

进一步地，所述真空采集管以同心圆周方式分布在多束采集管圆柱形转盘上，所述真空采集管以1～10个圆圈分布于多束采集管圆柱形转盘上。

更进一步地，所述采集作动系统包括用于支撑作动系统做垂直方向运动的螺杆、舵机架、采集针作动杆、支柱、舵机架垂直作动器、采集针、柔性导水管、防水步进电机、用于控制舵机架的升降、采集针和多束采集管圆柱形转盘的正常运行的单片机控制板；所述舵机架的内部设置有舵机，舵机连接并驱动采集针作动杆，所述采集作动系统通过支柱和螺杆相固定和限位，所述舵机架通过采集架垂直作动器与螺杆和支柱相连接，所述采集针通过采集针作动杆与舵机架相连接，并且采集针与舵机架相固接；所述采集针尾部与柔性导水管相联通。

进一步地，当需要对指定水域进行水样采集时，柔性导水管伸至水下，舵机在单片机控制板控制下驱动采集针作动杆撞入真空管，利用真空管压强差将水样吸入管内，待水样采集完毕后，驱动采集针作动杆将撞针抽出；步进电机驱动多束采集管圆柱形转盘转动一定角度更换新的真空采集管，完成一次水样采集任务。

进一步地，当多束采集管圆柱形转盘同一圆周上的采集管全部采样结束时，步进电机驱动螺杆旋转，带动舵机架上升一定高度至刚好采集到下一个圆周上的真空采集管。

更进一步地，所述柔性导水管设置有用于水中过滤大颗粒杂质的过滤器。

进一步地，所述用于水面取样的星轮式可连续自动采集器的材质为防水材料，所述真空采集管的材质为普通玻璃管、塑料管、中性玻璃管的任意一种，所述单片机控制板表面的材质为防水材料。

有益效果：本发明将真空采集管、采集针、舵机等有效结合起来，实现了水面水质取样的连续式、自动化采样，采用单片机程序化控制方式，实现了无人自动化，利于进入环境恶劣、不易有人进入的区域，可灵活搭载于无上无人机、无人监测船等平台。

与现有水样采集方法相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明采用星轮式转盘技术，可以一次性将多个水样真空采集管集成在同一模块上，以多个同心圆周向分布，大大提高采样数目，有效提高采样效率，节省时间和成本，尤其是水污染取样调查、跟踪。

(2)本发明采用真空采集管方式，有助于水样的稳定存储，方便采集、化验，便于实现对水环境、生态环境水质的水样保质。

(3)本发明采用舵机、采集针及采集管的同心圆周向分布方法，可实现连续式自动化采集，以适应无人式采集，同时满足多点、多区域水样提取需求。

(4)本发明可以根据任务需求，对真空采集管数目、尺寸等进行修改，也对采集器本身进行放大缩小，以适应不同的无人搭载平台，具有优秀的适应性。

附图说明

图1为用于水面取样的星轮式可连续自动采样器斜视图；

图2为用于水面取样的星轮式可连续自动采样器侧视图；

图3为用于水面取样的星轮式可连续自动采样器俯视图；