具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置及使用方法与流程

本发明涉及小型潜水装置领域，具体的是一种具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置及使用方法。

背景技术：

海洋资源的开发是当今世界资源开发十分重要的一环，可目前世界各处的海域都受到了不同程度的污染，世界各个临海国家都开始重视起了海洋资源的开发利用，因此海洋水质治理也受到了重视，所以海洋水质采集和监测就成了必要的一环。

目前国内外的水质采集监测以固定的自动监测站为主，移动监测为辅。但固定监测站的造价高则直接导致了国内应用较少，而移动监测通常依靠考察船，其不免会造成大量人力和财力的浪费且受限于考察船的尺寸，只能在特定的水域中进行作业，极大的限制了移动式水质采集监测方法的便捷优势，因此亟需一种小型潜水装置，来解决现有水质采集监测作业所造成的高成本的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置及使用方法，通过增设的无线充电装置，保证潜水器在一定海域内的持续续航，通过清洗装置对水质采集装置进行清洗，防止杂质堆积，通过信号传输装置将采集信号传输至云端后台，实现数据采集与分析，并采用带有万向轴的推进器和侧翼辅助螺旋桨共同进行驱动，使潜水器的的灵活性提升。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置，包括壳体，壳体尾端设有推进器，壳体两侧对称设有侧翼辅助螺旋桨，壳体内设有控制器、传感器组件、信号传输装置、水质采集装置和无线充电装置；

所述的水质采集装置还连接用于清理水质采集装置上污渍的清洗装置。

优选的方案中，所述的壳体尾端的推进器包括基于stm控制的万向轴，万向轴端部设有无刷电机，无刷电机的电机轴与螺旋桨传动连接。

优选的方案中，两个所述的侧翼辅助螺旋桨与壳体之间采用合页芯活动连接。

优选的方案中，所述的控制器与传感器组件连接，传感器组件包括固定设置在壳体上的速度传感器和数字位移传感器。

优选的方案中，所述的水质采集装置固定在壳体底部，水质采集装置设置在清洗装置下方，清洗装置包括位于壳体内的储水槽以及设置在储水槽底面上的喷头。

优选的方案中，所述的无线充电装置与推进器、传感器组件、信号传输装置以及清洗装置连接。

优选的方案中，所述的所述控制器、无线充电装置、信号传输器外壁上设有防水层。

基于上述具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置的使用方法，包括以下步骤：

1）接受后台预设程序，通过控制器控制推进器和侧翼螺旋桨工作实现潜水器的升降及前行，并通过数字位移传感器和速度传感器监控潜水器的行进路径与速度，控制潜水器在设定海域范围内沿设置的路径进行巡航；

2）巡航状态时，传感器组件和水质采集装置将实时存储采集到的信号通过信号传输装置传输到云端后台，对潜水器的运动状态进行实时监控并对水质进行实时监测；

3）巡航状态时，根据潜水器剩余电量判断能否继续巡航，若不足以维持后续巡航，则通过定位系统寻找巡航路径中投放在海洋中的距离最近的无线充电设施，并通过无线充电装置进行充电；

4）维护状态时，在完成一个周期的水质采集任务后，通过清洗装置对水质采集装置进行清洗，防止水质采集装置因为积累的杂质影响后续监测。

本发明所提出的一种适用于小型流量水体污染物净化及复氧装置，通过采用上述结构，具有以下有益效果：

（1）采用万向轴推进器和侧翼辅助螺旋桨同时工作进行驱动，控制潜水器的多方位的进行上升下潜，前进转向，使潜水器在水中的运动更加灵活多变；

（2）采用无线充电技术，使潜水器可以在一定海域范围内通过投放的无线充电设施进行充电，加长续航能力；

（3）加装了清洗装置，对采集完毕的采集装置进行清洗，避免杂质在集装置上堆积造成对监测数据的影响；

（4）采用信号传输装置，将采集到的信号传输至云端后台，搭配无线充电装置，无需对潜水器定期回收也可对海域水质进行监测。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的俯视立体结构示意图。

图2为本发明的仰视立体结构示意图。

图3为本发明的半剖结构示意图。

图中：壳体1，侧翼辅助螺旋桨2，万向轴3，螺旋桨4，无刷电机5，速度传感器6，数字位移传感器7，控制器8，信号传输装置9，储水槽10，喷头11，水质采集装置12，无线充电装置13。

具体实施方式

实施例1：

一种具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置，包括壳体1，壳体1尾端设有推进器，壳体1两侧对称设有侧翼辅助螺旋桨2，壳体1内设有控制器8、传感器组件、信号传输装置9、水质采集装置12和无线充电装置13；

所述的水质采集装置12还连接用于清理水质采集装置12上污渍的清洗装置。

优选的方案中，所述的壳体1尾端的推进器包括基于stm32控制的万向轴3，万向轴3端部设有无刷电机5，无刷电机5的电机轴与螺旋桨4传动连接。

优选的方案中，两个所述的侧翼辅助螺旋桨2与壳体1之间采用合页芯活动连接。

优选的方案中，所述的控制器8与传感器组件连接，传感器组件包括固定设置在壳体1上的速度传感器6和数字位移传感器7。

优选的方案中，所述的水质采集装置12固定在壳体1底部，水质采集装置12设置在清洗装置下方，清洗装置包括位于壳体1内的储水槽10以及设置在储水槽10底面上的喷头11。

优选的方案中，所述的无线充电装置13与推进器、传感器组件、信号传输装置9以及清洗装置连接。

优选的方案中，所述的所述控制器8、无线充电装置13、信号传输器9外壁上设有防水层。

实施例2：

如实施例1所述的具有水质采集与监测功能的小型潜水器装置，其使用方法具体包括以下步骤：

1）接受后台预设程序，通过控制器8控制推进器和侧翼螺旋桨2工作实现潜水器的升降及前行，并通过数字位移传感器7和速度传感器6监控潜水器的行进路径与速度，控制潜水器在设定海域范围内沿设置的路径进行巡航；

2）巡航状态时，传感器组件和水质采集装置12将实时存储采集到的信号通过信号传输装置9传输到云端后台，对潜水器的运动状态进行实时监控并对水质进行实时监测；

3）巡航状态时，根据潜水器剩余电量判断能否继续巡航，若不足以维持后续巡航，则通过定位系统寻找巡航路径中投放在海洋中的距离最近的无线充电设施，并通过无线充电装置13进行充电；

4）维护状态时，在完成一个周期的水质采集任务后，通过清洗装置对水质采集装置12进行清洗，防止水质采集装置12因为积累的杂质影响后续监测。

采用上述结构及方法，通过远程控制模块或预设程序，对推进器和侧翼螺旋桨2进行控制，达到装置运行轨迹的控制，在运动过程中，装置上的水质采集装置12对装置所在位置的水质进行采集并将相关水质数据通过信号传输装置9传输至远程平台中，对水域中特定位置或装置移动轨迹上的水质变化情况进行记录，实现更加低成本且便捷的移动式水质采集监测作业目的。