本實用新型涉及一種采樣機構(gòu)，尤其涉及一種無人船用自動水樣檢測機構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前我國水資源污染情況嚴重，水污染防治工作迫在眉睫，而高效全面的獲取水質(zhì)信息是水污染防治工作的先決條件，水質(zhì)采樣工作則是獲取水質(zhì)信息的關鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的船舶生態(tài)調(diào)查采樣器采樣為為人力手動方式，通過將采樣桶沉入水中，按照所需深度要求采集水樣。存在以下問題：(1)設備簡陋，控制性差，智能程度低；(2)采樣方式低級，浪費人力物力；(3)因手動操作而造成所采水樣深度誤差大，只能依靠多次實驗來縮小實驗誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種自動采樣機構(gòu)，以解決上述問題。

一種自動采樣機構(gòu)，包括底座、舵機基臺、舵機、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)動頭、采樣桿、采樣桿探頭、緩沖彈簧和控制部。

所述底座與無人船等智能檢測裝置固定，所述舵機基臺固定在底座上，所述舵機固定在舵機基臺上。所述傳動機構(gòu)與舵機基臺連接。所述轉(zhuǎn)動頭與傳動機構(gòu)連接，所述轉(zhuǎn)動頭與采樣桿固定，所述采樣桿一端連接有采樣桿探頭，另一端連接有緩沖彈簧。所述控制部與舵機連接。

所述底座為平板形，四周有安裝通孔，中央有通孔。

所述舵機基臺固定于底座上，舵機基臺內(nèi)部設有傳動機構(gòu)的傳動單元和第一轉(zhuǎn)動軸。所述舵機基臺上部固定有舵機。所述舵機與控制部連接，控制部控制舵機的轉(zhuǎn)動角度。所述控制部內(nèi)置于無人船的中控系統(tǒng)內(nèi)。

所述采樣桿一端固定有采樣探頭，另一端連接有緩沖彈簧，并與轉(zhuǎn)動頭固定。

所述傳動機構(gòu)包括第一齒輪、第二齒輪、第一轉(zhuǎn)動軸和傳動單元。所述第一 齒輪與舵機的輸出軸固定，所述第二齒輪與第一轉(zhuǎn)動軸固定，所述傳動單元與第一轉(zhuǎn)動軸傳動。所述第一齒輪和第二齒輪為齒輪嚙合傳動。第一轉(zhuǎn)動軸位于舵機基臺內(nèi)。所述轉(zhuǎn)動頭與傳動單元傳動。

所述第一齒輪和第二齒輪齒輪類型相同，為圓柱齒輪、為圓錐齒輪或擺線齒輪中的一種。

所述控制部包括ARM控制芯片、GPS模塊、無線通訊模塊和電源。控制部與舵機連接，通過脈沖信號控制舵機轉(zhuǎn)動角度。所述控制部與采樣桿探頭連接，當采樣桿探頭開始工作時，實時接收檢測數(shù)據(jù)，并通過無線通訊模塊與地面通訊站連接通訊。控制部通過GPS模塊讀取無人船位置是否處于待檢測區(qū)域內(nèi)。

本實用新型的有益效果在于：

由于本實用新型通過舵機轉(zhuǎn)角的精確控制，進而實現(xiàn)采樣的自動化以及智能化，具有以下優(yōu)點：

(1)智能化程度高，便于和無人船的控制系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)更高級的智能化自動操作；

(2)采樣精度高，精度遠高于普通的人工測量方式；

(3)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，便于推廣使用；

(4)全自動化操作，節(jié)省了大量人力物力。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的俯視圖；

圖3為本實用新型的非工作狀態(tài)示意圖；

圖4為本實用新型的工作狀態(tài)示意圖。

圖例說明：

1、底座；2、舵機基臺；3、舵機；4、傳動機構(gòu)；5、轉(zhuǎn)動頭；6、采樣桿；7、采樣桿探頭；8、緩沖彈簧；401、第一齒輪；402、第二齒輪；403、第一轉(zhuǎn) 動軸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

參見圖1至圖4，一種自動采樣機構(gòu)，包括底座1、舵機基臺2、舵機3、傳動機構(gòu)4、轉(zhuǎn)動頭5、采樣桿6、采樣桿探頭7、緩沖彈簧8和控制部。

底座1與無人船等智能檢測裝置固定，舵機基臺2固定在底座上，舵機3固定在舵機基臺2上。傳動機構(gòu)4與舵機基臺2連接。轉(zhuǎn)動頭5與傳動機構(gòu)4連接，轉(zhuǎn)動頭5與采樣桿6固定，采樣桿6一端連接有采樣桿探頭7，另一端連接有緩沖彈簧8。控制部與舵機3連接。

底座1為平板形，四周有安裝通孔，中央有通孔。轉(zhuǎn)動頭5穿過中央通孔與傳動機構(gòu)4的傳動單元連接傳動。

舵機基臺2固定于底座上，舵機基臺2內(nèi)部設有傳動機構(gòu)4的傳動單元和第一轉(zhuǎn)動軸403。舵機基臺2上部固定有舵機3。舵機3與控制部連接，控制部控制舵機3的轉(zhuǎn)動角度?？刂撇績?nèi)置于無人船的中控系統(tǒng)內(nèi)。舵機3是利用脈沖控制信號對電機轉(zhuǎn)動角度進行精確控制的一種電機。其原理為：常用的控制信號是一個周期為20毫秒左右，寬度為1毫秒到2毫秒的脈沖信號。當舵機3收到該信號后，激發(fā)出一個與之相同的，寬度為1.5毫秒的負向標準的中位脈沖。之后二個脈沖在一個加法器中進行相加得到了所謂的差值脈沖。輸入信號脈沖如果寬于負向的標準脈沖，得到的就是正的差值脈沖。如果輸入脈沖比標準脈沖窄，相加后得到的肯定是負的脈沖。此差值脈沖放大后就是驅(qū)動舵機3正反轉(zhuǎn)動的動力信號。舵機3電機的轉(zhuǎn)動，通過齒輪組減速后，同時驅(qū)動轉(zhuǎn)盤和標準脈沖寬度調(diào)節(jié)電位器轉(zhuǎn)動。直到標準脈沖與輸入脈沖寬度完全相同時，差值脈沖消失時才會停止轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)轉(zhuǎn)動角度的精確控制?？刂撇客ㄟ^該方式，對舵機3的輸出轉(zhuǎn)角進行精確控制，進而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)動頭5的轉(zhuǎn)動角度的精確控制。

采樣桿6一端固定有采樣探頭，另一端連接有緩沖彈簧8，并與轉(zhuǎn)動頭5固定。采樣桿探頭7伸入待測水域，對水質(zhì)進行監(jiān)測并獲得數(shù)據(jù)。

傳動機構(gòu)4包括第一齒輪401、第二齒輪402、第一轉(zhuǎn)動軸403和傳動單元。 第一齒輪401與舵機3的輸出軸固定，第二齒輪402與第一轉(zhuǎn)動軸403固定。第一齒輪401和第二齒輪402為齒輪嚙合傳動。第一轉(zhuǎn)動軸403和傳動單元均位于舵機基臺2內(nèi)?？刂撇靠刂贫鏅C3轉(zhuǎn)動一定角度，第一齒輪401發(fā)生轉(zhuǎn)動，通過齒輪嚙合，第二齒輪402轉(zhuǎn)動。通過第一轉(zhuǎn)動軸403與傳動單元的傳動。最終使轉(zhuǎn)動頭5實現(xiàn)轉(zhuǎn)動一定角度。

第一齒輪401和第二齒輪402齒輪類型相同，為圓柱齒輪、為圓錐齒輪或擺線齒輪中的一種。

本實施例中，傳動單元包括第三齒輪、第四齒輪與第二轉(zhuǎn)動軸。第三齒輪與第一轉(zhuǎn)動軸403固定，第四齒輪固定于第二傳動軸。第二傳動軸位于舵機基臺2內(nèi)。第三齒輪和第四齒輪相互嚙合傳動。轉(zhuǎn)動頭5與第二轉(zhuǎn)動軸固定?？刂撇靠刂贫鏅C3轉(zhuǎn)動一定角度，第一齒輪401發(fā)生轉(zhuǎn)動，通過齒輪嚙合，第二齒輪402轉(zhuǎn)動。通過第一轉(zhuǎn)動軸403的傳動，第三齒輪發(fā)生同步轉(zhuǎn)動。第三齒輪通過齒輪嚙合，使第四齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動，進而使第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。最終使轉(zhuǎn)動頭5實現(xiàn)轉(zhuǎn)動一定角度。第三齒輪和第四齒輪齒輪類型相同，為圓柱齒輪、為圓錐齒輪或擺線齒輪中的一種。

控制部包括ARM控制芯片、GPS模塊、無線通訊模塊和電源。控制部與舵機3連接，通過脈沖信號控制舵機3轉(zhuǎn)動角度?？刂撇颗c采樣桿探頭7連接，當采樣桿探頭7開始工作時，實時接收檢測數(shù)據(jù)，并通過無線通訊模塊與地面通訊站連接通訊?？刂撇客ㄟ^GPS模塊讀取無人船位置是否處于待檢測區(qū)域內(nèi)。

使用時，將所述自動采樣機構(gòu)底座1安裝于船體，采樣桿6伸入水內(nèi)。當其在非工作狀態(tài)下，所述采樣桿6平行置于船體底部，當船體行駛到檢測的水域時，所述自動采樣機構(gòu)便開始自動工作，首先是通過所述舵機3的工作將動力傳輸?shù)剿鰝鲃訖C構(gòu)4上的第一齒輪401，再通過齒輪的嚙合傳動將動力輸送到所述第二齒輪402，接著利用所述第一轉(zhuǎn)動軸403將所述第二齒輪402上的動力傳送到所述第三齒輪，再通齒輪的嚙合傳動將所述第三齒輪的動力傳輸?shù)降谒凝X輪上，所述第二轉(zhuǎn)動軸跟隨所述第四齒輪轉(zhuǎn)動，從而也帶動連接在所述第二轉(zhuǎn)動軸上的所述轉(zhuǎn)動頭5發(fā)生90°的轉(zhuǎn)動，使所述采樣桿6垂直伸入水里，使所述采樣桿探頭7進行水樣采取檢測工作，當采樣工作完成后，所述采樣桿6又通過與所述舵機3之間的傳動關系使采樣桿6逆90°轉(zhuǎn)動，使所述采樣桿6重新回到原來的位置。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。