水体检测机器人

1.本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种水体检测机器人。


背景技术：

2.在生态环境中，水质的好坏能够很直观的判断环境的好坏，目前部分城市采用可在水面上自动取样的机器人，来自动提取水样并进行分析，以此来对周边的生态环境进优劣检测。
3.而水质检测作为作为一项重要的参照标准，最重要的步骤便是提取到能够具有代表性，能够很直观的反映出取样好坏的样本，而无论是人工采样还是机器人等其他智能设备的自动采样，都难免会出现提取的水样与原先储存水样的容器内部的空气发生氧化的现象，究其原因，是因为没有排出容器内部的空气，导致样品进入后大面积的与原先空气发生氧化反应，导致样品被污染，检测结果不具有代表性。
4.因此，提出一种水体检测机器人来解决上述提出的问题。


技术实现要素：

5.解决的技术问题针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种水体检测机器人，能够有效地解决现有技术中在提取水样和保存水样时，样品和空气发生氧化反应的问题。
6.技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明提供一种水体检测机器人，包括机体和取样筒，所述取样筒底部设有进水通道并安装在机体的下端，其内部设有一根用于取样用的滴管，所述滴管的上端部设有一个呈椭圆球体状的胶头，取样筒内位于滴管的正下方还设有一个悬浮筒，所述悬浮筒在取样筒内部受水的浮力作用沿竖直方向运动，悬浮筒的外侧开设有与悬浮筒内相通的进水口，所述进水口可当悬浮筒受到最大浮力时与外界相通。
7.其中，位于悬浮筒的上端部设有上窄下宽的圆台状抵触圈，所述抵触圈内部中空并位于胶头的正下方，当悬浮筒上升时，抵触圈套在胶头的外侧并挤压胶头排出滴管内的空气。
8.进一步地，所述悬浮筒包括有浮筒和连接管，所述浮筒与取样筒同心设置并导向滑动在取样筒内，所述进水口设在浮筒外侧的上部，所述连接管设在浮筒的上端部，所述抵触圈分布在连接管的上部，其中，位于取样筒内壁设有可贴合在浮筒外壁并覆盖住进水口的挡块。
9.进一步地，所述悬浮筒内包括有支架，所述支架安装在浮筒内，其中部设有一个固定环，所述滴管插在固定环内并与固定环螺纹配合。
10.进一步地，所述取样筒还包括有弹性圈，所述弹性圈套在滴管的外侧并设在浮筒的正上方，位于连接管的外侧设有一个抵圈，所述抵圈与弹性圈平行设置并可抵在弹性圈
的一侧。
11.进一步地，所述浮筒内还设有过滤环，所述过滤环的内部填充有过滤海绵，所述过滤海绵处在滴管进液口的下方，其中，所述过滤环的上端部设有一个环状的挡板，所述挡板的上端平面设在进水口的上方。
12.进一步地，所述取样筒还包括有挤压件，所述挤压件包括设在胶头上方的挤圈，所述挤圈整体呈圆台状且其窄端可扣在胶头的上端部并自上往下挤压胶头，其中，所述挤圈的上端部设有可上下往复活动的驱动件，所述驱动件可间歇性的朝挤圈上端部施加推力。
13.进一步地，所述驱动件包括转轮和导向杆，所述转轮转动安装在取样筒上，所述导向杆安装在转轮的下端中部，所述挤圈导向滑动在导向杆上，其中，位于挤圈的上端设有两个圆周分布的弧形凸起，每个弧形凸起沿转轮周向的高度逐渐增加，所述转轮的下端部设有限位环，所述限位环朝向弧形凸起的一端设有两个拱形凸台，所述拱形凸台设在弧形凸起的转动路径上。
14.进一步地，所述取样筒可设为多个，且每个取样筒内的浮筒体积均不相同。
15.有益效果本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：本发明通过在取样筒内设置一个可在水的浮力作用下升降的浮筒，在整个取样筒进入到水下时，浮筒会向上移动，并对放置在取样筒内部的滴管的胶头进行挤压，将滴管内部的空气排出，当到达最大浮力时，浮筒无法继续移动，直至浮筒内被水灌满，浮力减小，胶头不再被挤压时，汲取到合适的水样。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例中整体结构示意图；图2为本发明实施例中整体结构仰视示意图；图3为本发明实施例中取样筒分解结构示意图；图4为本发明实施例中取样筒侧视剖面结构示意图；图5为本发明实施例中悬浮筒结构示意图；图6为本发明实施例中的滴管安装结构示意图；图7为本发明实施例中过滤海绵分解结构示意图；图8为本发明实施例中浮筒侧视剖面示意图；图9为本发明实施例中进水口俯视示意图；图10为本发明实施例中浮筒移动状态示意图；图11为本发明实施例中挤圈侧视剖面结构示意图；图12为本发明实施例中挤圈正视剖面示意图；图13为本发明实施例中驱动件分解结构示意图。
18.图中的标号分别代表：1、机体；2、取样筒；21、滴管；211、胶头；22、悬浮筒；221、抵
触圈；222、进水口；223、浮筒；224、连接管；225、支架；226、固定环；227、抵圈；228、过滤环；2281、通孔；229、过滤海绵；23、挡块；24、弹性圈；25、过滤板；26、挡板；3、挤压件；31、挤圈；311、弧形凸起；32、驱动件；321、转轮；322、导向杆；323、限位环；324、拱形凸台。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
21.实施例：水质安全问题一直是人们很关注的话题，对水质的检测毋庸置疑是很重要的，不仅单单对饮用水的水质进行检测，在环保领域中，对一些自然环境中的湖泊的水质检测也是很有必要的，通过对水质的检测来判断水体的污染程度，以此作为参考依据来作出相应措施。
22.目前对于湖泊的水质检测方式较为分为人工取样和自动取样这两种方法，通过将取样筒放入水质层的目标深度处，来对目前深度的水进行取样，之后对样本进行分析，但在到达目标深度区域之前，已经存在一定量的空气，会和取样的水内的物质发生氧化，而对于自然界水的样本物质（有机物和无机物）分析中，原本作为重要参考依据的一些物质含量因受到氧化的污染，而让样本的纯度发生改变，让样本的可参考性变得很低。
23.为此，结合附图1-13，本发明提供了一种水体检测机器人，可以在需要取样水的时候，将整个设备放置在湖面上，然后对目标深度的水层进行取样。
24.具体的，本例中的检测机器人包括机体1和取样筒2，机体1整体呈船舶状，其后侧设有螺旋桨，并且整个机体1的移动和取样结构的驱动均可通过人工控制，为现有技术，本例并无过多赘述，而取样筒2的取样面设在机体1的下端部，在机体1到水面上并且到达预定区域后，取样筒2会开始工作（在本实施例中，取样筒2在机体1上是可以收进机体1内的，可在机体1上作竖直方向的位移，为公知技术，本例并无过多赘述，当到达某一处水域时可让取样筒2扎入水内），取样筒2底部设有进水通道并安装在机体1的下端，其内部设有一根用于取样用的滴管21，滴管21的上端部设有一个呈椭圆球体状的胶头211，本例中的滴管21可拆卸安装在取样筒2内，在完成取样工作时，机体1回到岸边再取出内部的滴管21带回进行检测（取出和安装方法后文中示出）。
25.而位于取样筒2内并位于滴管21的正下方还设有一个悬浮筒22，悬浮筒22的底端部与水面平行并可当其没入水面后，由于悬浮筒22整体较轻，从而会受到水的浮力而在取样筒2内竖直活动，而位于悬浮筒22的外侧开设有与悬浮筒22内相通的进水口222，进水口222可当悬浮筒22受到最大浮力时与外界相通，水会从进水口222处进入到悬浮筒22内，当悬浮筒22内完全进水后，浮力逐渐减小。
26.而在悬浮筒22的上升过程中，悬浮筒22上端部连接的抵触圈221会挤压滴管21上端的胶头211，当胶头211受到挤压时，会排出滴管21内的空气，当悬浮筒22内充满水后，浮力减小，从而不会对胶头211进行挤压，此时的滴管21进液端会开始进液，将悬浮筒22内的
水进行汲取，由于事先存在一个按压胶头211的过程，排出的空气已经被稀释，相较于直接扎入水内按压胶头211来汲取样本的方式，减少因滴管21内空气污染样本的可能性和污染程度，让样本更加具备客观性。
27.值得注意的是，本例中的抵触圈221整体呈上窄下宽的圆台状，而滴管21的胶头211呈椭圆状，抵触圈221可以套在胶头211的外侧（靠近胶头211的端部位置），当与胶头211开始接触时，随着胶头211厚度的增加，会依次增大对胶头211的压力，本例中的悬浮筒22的体积相较于滴管21较大，从而能够提供的浮力足够挤压胶头211。
28.在本实施例中，悬浮筒22整体包括圆柱状的浮筒223和设在浮筒223顶端中部的空心连接管224（本例中的滴管21的管部在连接管224内部），位于取样筒2的内侧壁处设置导轨，供浮筒223在取样筒2内导向滑动浮筒223并与取样筒2同心设置，而取样筒2同样的内部中部，底端部连接有过滤板25，将水内的大体积的悬浮物（塑料袋、水草等）挡住，避免进入到取样筒2内部，在取样筒2没入水中时，取样筒2内已经充斥有液体，液面上升高度与水环境的液面高度持平，随着液体的进入，取样筒2内的浮筒223开始受到浮力，并随着液面的上升而朝上移动。
29.而本例中的抵触圈221便设置在连接管224的上端部，当浮筒223完全没入后，此时的抵触圈221到达胶头211的最厚部位处，对胶头211开始挤压，排出滴管21内的空气。
30.同时的，浮筒223内开始进水，而在浮筒223的上升过程中为了避免上升过程中不会有进水，在取样筒2的内壁处设置挡块23，挡块23呈矩形条状并沿取样筒2高度方向延伸布置，当浮筒223在取样筒2内导向滑动时，进水口222始终贴合在挡块23上，当浮筒223即将完全没入后，进水口222与挡块23错开，取样筒2内上部分的水会从进水口222处灌入到浮筒223内部，当浮筒223内注满后，浮力不足以保持挤压着胶头211的形变状态，会有着向下移动的趋势。
31.值得注意的是，本例中的进水口222设在浮筒223外侧的上部，而为了保证从取样筒2内进入到浮筒223内的水能够过滤掉大颗粒物，还在浮筒223内设置了可以过滤掉水层的杂质的过滤环228（漂浮物、难溶物）。
32.具体的，过滤环228整体呈中空的圆环状结构，而中部卡接有一个圆柱状的过滤海绵229，当从取样筒2内的水进入到浮筒223后，会进入到过滤海绵229的下方，经过过滤海绵229的过滤后，水才会逐渐往过滤海绵229的上方漫出，而为了保证从进水口222进入到浮筒223内的水能够进入到过滤海绵229的下方，在过滤环228的上端部设有一个环状的挡板26，挡板26的上端平面设在进水口222的上方，从而从进水口222进入的水会经过挡板26的导向往挡板26朝向过滤环228侧壁方向流动，而在过滤环228的外侧端开设有若干个通孔2281，通孔2281直通浮筒223的下部。
33.而为了保证抵触圈221能够快速的与胶头211脱离，除了胶头211自身回弹，还在取样筒2内设置一个弹性圈24，本例中的弹性圈24整体呈空心圆柱状，套在连接管224的外侧，而在连接管224的外侧设置一片可抵在弹性圈24下端部的抵圈227，抵圈227与弹性圈24平行设置并可随着连接管224的上升而抵在弹性圈24的一侧，在开始进水之前，浮筒223便已经克服了弹性圈24的弹力朝上移动，当浮筒223受到的浮力变小后，在弹性圈24回弹力的帮助下，浮筒223快速朝下回弹。
34.而为了保持滴管21内的洁净度以及进一步让提取样本不会被滴管21内原物质所
混杂物质污染，还在胶头211上方还设置挤压件3，可以多次挤压胶头211的挤圈31，挤圈31整体呈圆台状且其窄端可扣在胶头211的上端部并自上往下挤压胶头211，从而可以在前一段对胶头211的汲水之后，通过挤圈31往复挤压胶头211，重复排水和汲水的过程，利用样本液体将滴管21进行冲洗，提高最终提取样本的纯度。
35.具体的，位于挤圈31的上端部设有可上下往复活动的驱动件32，驱动件32可间歇性的朝挤圈31上端部施加推力，驱动件32包括转轮321和导向杆322，转轮321转动安装在取样筒2上，在实际使用过程中，对转轮321施加转动力的方式有多种，在此不作过多限定和赘述。
36.而导向杆322安装在转轮321的下端中部，挤圈31导向滑动在导向杆322上，位于挤圈31的上端设有两个圆周分布的弧形凸起311，每个弧形凸起311沿转轮321周向的高度逐渐增加，转轮321的下端部设有限位环323，限位环323朝向弧形凸起311的一端设有两个拱形凸台324，拱形凸台324设在弧形凸起311的转动路径上，当转轮321开始转动时，限位环323同步转动，当限位环323底部的拱形凸台324逐渐抵触在弧形凸起311的斜面上时，逐渐增加按压力度，让挤圈31在导向杆322上导向向下滑动并挤压到胶头211上，对胶头211施加一种挤压的效果，将原本汲进滴管21内的液体挤出，当拱形凸台324与弧形凸起311错开后，胶头211从压缩状态下回弹，再一次汲水，重复若干次后，将滴管21内利用样本水进行冲洗，提高滴管21的净度，值得注意的是，为了让排出的液体能够充分在水里挥发掉，单次排水和汲水之间的时间间隔应停留5秒左右。
37.而进一步的，为了得到多层深度的水样，可以设置多个取样筒2，并且让每个取样筒2内的浮筒223体积不同，越大的浮筒223体积所受到的浮力就越大，而本例中每个浮筒223上的进水口222均设在浮筒223的上部，从而若想通过灌满浮筒223从而来取消对胶头211的挤压，让滴管21开始汲水，体积越大的浮筒223浮力衰减速度就越慢，从而可以通过让不同的浮筒223获取不同深度的水样。（而为了进一步延伸，结合前文中浮筒223可升降的描述，可让不同的浮筒223沉入到不同的深度，为公知常识技术，本例并无详细示出，同时附图中也未示出）当完成整个取样工序后，需要将取样后的滴管21取出，首先本例中整个驱动件32包括挤圈31都是可以从取样筒2的上端部拆卸，取出后，仅裸露出滴管21的上部（胶头211及部分管体），而本例中的滴管21外侧端套有一个螺纹圈，位于悬浮筒22内固定有一个圆形支架225，支架225的中部同心设有一个固定环226，而滴管21通过其外侧端设置的螺纹圈与这个固定环226螺纹紧固（本例中的抵触圈221由三片圆周分布的弧片构成，每个弧片均可以穿过支架225内往胶头211方向移动）。
38.取出后，对汲取的样品进行化验和检测，具体检测方式为现有技术，本例并无过多赘述。
39.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。