本發(fā)明涉及水樣采集器設(shè)備，特別是涉及一種可連續(xù)自動采集器。

背景技術(shù)：

由于當前工業(yè)和氣候環(huán)境的變化，水資源、水污染問題在江河、湖泊、海洋上的表現(xiàn)越來越重要，對水樣水質(zhì)的調(diào)查和研究成為重要的發(fā)展方向，常規(guī)的水質(zhì)采樣方式采用人工單一工作方式，選取關(guān)心的多個離散點由人工逐次完成采樣工作，過程費時費力，效率低下。隨著當前無人機和無人船艇技術(shù)的發(fā)展，水質(zhì)采樣、水質(zhì)監(jiān)測的無人化將成為主要方向，無人化雖然在一定程度上提高了采樣速度，但其自動化、連續(xù)化嚴重制約其優(yōu)勢發(fā)揮。

本發(fā)明的技術(shù)問題在于當前的水樣采集器設(shè)計和制作存在以下幾個關(guān)鍵問題：(1)水樣采集的安全存儲；(2)如何實現(xiàn)自動化采集；(3)如何實現(xiàn)連續(xù)化水樣采集。從而大大限制了無人化水樣采集的應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)無人化水樣采集的用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采集器。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：本發(fā)明的一種用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采集器，所述用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采集器包括可根據(jù)搭載空間適當改變形狀的采集器固定平臺、采集管模塊和采集作動系統(tǒng)；所述采集管模塊和采集作動系統(tǒng)固定連接于采集器固定平臺，所述采集器固定平臺固定于水上飛機、水上無人機、有人水面監(jiān)測船或無人水面監(jiān)測船。

進一步地，所述采集管模塊包括多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤、真空采集管和用于驅(qū)動多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的防水步進電機；所述多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤設(shè)置有多個真空采集管，所述真空采集管為一次性真空采集管。

進一步地，所述真空采集管以同心圓周方式分布在多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤上，所述真空采集管以1～10個圓圈分布于多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤上。

更進一步地，所述采集作動系統(tǒng)包括用于支撐作動系統(tǒng)做垂直方向運動的螺桿、舵機架、采集針作動桿、支柱、舵機架垂直作動器、采集針、柔性導水管、防水步進電機、用于控制舵機架的升降、采集針和多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤的正常運行的單片機控制板；所述舵機架的內(nèi)部設(shè)置有舵機，舵機連接并驅(qū)動采集針作動桿，所述采集作動系統(tǒng)通過支柱和螺桿相固定和限位，所述舵機架通過采集架垂直作動器與螺桿和支柱相連接，所述采集針通過采集針作動桿與舵機架相連接，并且采集針與舵機架相固接；所述采集針尾部與柔性導水管相聯(lián)通。

進一步地，當需要對指定水域進行水樣采集時，柔性導水管伸至水下，舵機在單片機控制板控制下驅(qū)動采集針作動桿撞入真空管，利用真空管壓強差將水樣吸入管內(nèi)，待水樣采集完畢后，驅(qū)動采集針作動桿將撞針抽出；步進電機驅(qū)動多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動一定角度更換新的真空采集管，完成一次水樣采集任務。

進一步地，當多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤同一圓周上的采集管全部采樣結(jié)束時，步進電機驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)，帶動舵機架上升一定高度至剛好采集到下一個圓周上的真空采集管。

更進一步地，所述柔性導水管設(shè)置有用于水中過濾大顆粒雜質(zhì)的過濾器。

進一步地，所述用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采集器的材質(zhì)為防水材料，所述真空采集管的材質(zhì)為普通玻璃管、塑料管、中性玻璃管的任意一種，所述單片機控制板表面的材質(zhì)為防水材料。

有益效果：本發(fā)明將真空采集管、采集針、舵機等有效結(jié)合起來，實現(xiàn)了水面水質(zhì)取樣的連續(xù)式、自動化采樣，采用單片機程序化控制方式，實現(xiàn)了無人自動化，利于進入環(huán)境惡劣、不易有人進入的區(qū)域，可靈活搭載于無上無人機、無人監(jiān)測船等平臺。

與現(xiàn)有水樣采集方法相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明采用星輪式轉(zhuǎn)盤技術(shù)，可以一次性將多個水樣真空采集管集成在同一模塊上，以多個同心圓周向分布，大大提高采樣數(shù)目，有效提高采樣效率，節(jié)省時間和成本，尤其是水污染取樣調(diào)查、跟蹤。

(2)本發(fā)明采用真空采集管方式，有助于水樣的穩(wěn)定存儲，方便采集、化驗，便于實現(xiàn)對水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境水質(zhì)的水樣保質(zhì)。

(3)本發(fā)明采用舵機、采集針及采集管的同心圓周向分布方法，可實現(xiàn)連續(xù)式自動化采集，以適應無人式采集，同時滿足多點、多區(qū)域水樣提取需求。

(4)本發(fā)明可以根據(jù)任務需求，對真空采集管數(shù)目、尺寸等進行修改，也對采集器本身進行放大縮小，以適應不同的無人搭載平臺，具有優(yōu)秀的適應性。

附圖說明

圖1為用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采樣器斜視圖；

圖2為用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采樣器側(cè)視圖；

圖3為用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采樣器俯視圖；

圖4為用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采樣器舵機架部位放大圖；

其中，1采集器固定平臺，2采集管模塊，21多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤，22真空采集管、23步進電機，3采集作動系統(tǒng)，31螺桿，32舵機架，33采集針作動桿，34支柱，35舵機架垂直作動器，36采集針，37柔性導水管，38步進電機，39單片機控制板。

具體實施方式

以下實施例僅處于說明性目的，而不是想要限制本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采集器，所述用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采集器包括可根據(jù)搭載空間適當改變形狀的采集器固定平臺1、采集管模塊2和采集作動系統(tǒng)3；所述采集管模塊2和采集作動系統(tǒng)3固定連接于采集器固定平臺1，所述采集器固定平臺1固定于水上飛機、水上無人機、有人水面監(jiān)測船或無人水面監(jiān)測船。

所述采集管模塊2包括多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤21、真空采集管22和用于驅(qū)動多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤21旋轉(zhuǎn)的防水步進電機23；所述多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤21設(shè)置有多個真空采集管22，所述真空采集管22為一次性真空采集管。

所述真空采集管22以同心圓周方式分布在多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤21上，所述真空采集管22以1～10個圓圈分布于多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤21上。

所述采集作動系統(tǒng)3包括用于支撐作動系統(tǒng)做垂直方向運動的螺桿31、舵機架32、采集針作動桿33、支柱34、舵機架垂直作動器35、采集針36、柔性導水管37、防水步進電機38、用于控制舵機架32的升降、采集針和多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤的正常運行的單片機控制板39；所述舵機架32的內(nèi)部設(shè)置有舵機，舵機連接并驅(qū)動采集針作動桿33，所述采集作動系統(tǒng)3通過支柱34和螺桿31相固定和限位，所述舵機架32通過采集架垂直作動器35與螺桿31和支柱34相連接，所述采集針36通過采集針作動桿33與舵機架32相連接，并且采集針36與舵機架32相固接；所述采集針36尾部與柔性導水管37相聯(lián)通。

當需要對指定水域進行水樣采集時，柔性導水管37伸至水下，舵機在單片機控制板39控制下驅(qū)動采集針作動桿33撞入真空管，利用真空管壓強差將水樣吸入管內(nèi)，待水樣采集完畢后，驅(qū)動采集針作動桿33將撞針抽出；步進電機23驅(qū)動多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤21轉(zhuǎn)動一定角度更換新的真空采集管22，完成一次水樣采集任務。

當多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤21同一圓周上的采集管全部采樣結(jié)束時，步進電機38驅(qū)動螺桿31旋轉(zhuǎn)，帶動舵機架32上升一定高度至剛好采集到下一個圓周上的真空采集管22。所述柔性導水管37設(shè)置有用于水中過濾大顆粒雜質(zhì)的過濾器。

所述用于水面取樣的星輪式可連續(xù)自動采集器的材質(zhì)為防水材料，所述真空采集管22的材質(zhì)為普通玻璃管，所述單片機控制板39表面的材質(zhì)為防水材料。

實施例2

實施例2與實施例1的區(qū)別在于：所述真空采集管22的材質(zhì)為塑料管。

實施例3

實施例3與實施例1的區(qū)別在于：所述真空采集管22的材質(zhì)為中性玻璃管。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了1采集器固定平臺，2采集管模塊，21多束采集管圓柱形轉(zhuǎn)盤，22真空采集管、23步進電機，3采集作動系統(tǒng)，31螺桿，32舵機架，33采集針作動桿，34支柱，35舵機架垂直作動器，36采集針，37柔性導水管，38步進電機，39單片機控制板術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。