[发明专利]一种水体淤泥监测取样装置及方法

说明书

本发明涉及一种水体淤泥监测取样装置及方法，包括存储桶、定位底座、取样机械手、采集节点，所述存储桶包括桶底座、桶壁，所述桶底座内设有电磁铁，所述桶壁上边缘设有外沿，所述桶底座通过电磁铁与定位底座可拆卸连接；所述取样机械手采用三爪体联动机械爪，取样机械爪包括机械爪架体、爪体、盖体，所述采集节点包括处理器、电池、温度传感器、压力传感器、定位模块、无线通信模块。本发明存储桶内沉积的淤泥层，方便取出，且取出过程中能够有效的保持其淤泥质地不受破坏，便于建立全周期的监测曲线，可随时监测其淤泥层状态，测量时间短、花费低，能有效的监控具体水体的淤泥污染情况，给出有效的报警和资料，用于环保疏浚工作。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种水体淤泥监测取样方法及系统。

背景技术

由于自然和人类活动的应先个，大量的泥沙、有机物质融入水体，造成湖泊、河流等水体营养化，威胁饮水安全，需要针对湖泊和河流等水体进行环保疏浚工作，环保疏浚工作要求首先测量水下地形与淤泥，获得准确的一手资料，然后依据测量结果，进行环保疏浚工作的具体计划。水下地形测量主要包括定位和测深两大部分，定位基本采用RTK、RTD、CORS等技术即可。深度测量中水深测量也是容易实现的，但是淤泥深度的测量则是个难题。目前，淤泥测量又包括淤泥深度、淤泥泥质测量。深度常用的测量方法有钻孔取样法、静力触探/测杆法、声呐探测法、放射线探测法、声波淤泥密度探测法等。淤泥的取样工作同样存在一定的难处，这种方法具有滞后性，且测量时间长、花费较高，不能有效的监控具体水体的淤泥污染情况。

不同的淤泥层面的划分标准因不同地区泥质而异，按照一般情况，可以大致按密度变化范围划分4个淤泥层面，细颗粒泥沙经絮凝沉落到水底后，需要经过长时间才能变的比较密实，在尚未密实之前具有很强的流动性，成为浮泥，浮泥的密度范围为1.0-1.2g/cm，浮泥进一步固结，流动性减小，当密度达到1.2-1.5g/cm时，便成为流泥，当孔隙水被排走，密度增加到1.5-1.8g/cm时，界面波不再发生，在水流作用下不会直接悬扬，已经属于淤泥的范畴，密度达到1.8g/cm，已成为淤泥质土。淤泥硬化后，不方便取样，需要动用钻等器械，而浮泥和和流泥又具有流动性，普通的抓取式取样设备，浮泥和流泥容易受到水的冲压力，流出抓取斗，不能有效取出所有泥质。

发明内容

为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种水体淤泥监测取样装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水体淤泥监测取样装置，包括存储桶、定位底座、取样机械手、采集节点，所述定位底座铺设在水体底部，定位底座采用铁磁材料制成，所述存储桶包括桶底座、桶壁，所述桶底座内设有电磁铁，所述桶壁上边缘设有外沿，所述桶底座通过电磁铁与定位底座可拆卸连接；

所述取样机械手采用三爪体联动机械爪，取样机械爪包括机械爪架体、爪体、盖体，所述机械爪架体的上端与机械臂相连接，所述机械爪架体的下端通过自动伸缩组件与盖体固定相连接；

所述采集节点包括处理器、电池、温度传感器、压力传感器、定位模块、无线通信模块，所述处理器通过电源管理模块与电池相连接，处理器分别与温度传感器、压力传感器、无线通信模块、定位模块相连接，处理器通过驱动芯片控制电磁铁通电，所述处理器通过无线通信模块与上位机相连接。

具体地，所述爪体的下端设为向内侧的弯钩，爪体的内侧设有两个平行的销轴，靠近下端的定位销轴与机械爪架体的侧边铰接在一起，位于上端的驱动销轴与机械爪架体上的第一伸缩杆铰接在一起，第一伸缩杆通过联动部件与驱动电机的输出端相连，由驱动电机205驱动第一伸缩杆的伸缩。

具体地，所述盖体包括横撑、两个对称设置的活动叶片，所述横撑与自动伸缩组件的第二伸缩杆固定连接，横撑的侧边与活动叶片铰接在一起，盖体外径大于存储桶开口处的外径。

具体地，所述定位底座下方设有土钉，所述定位底座均匀的固定在固定网上。