一种基于物联网控制的水质检测智能取样系统

技术领域

本发明涉及水体取样技术领域，特别涉及一种基于物联网控制的水质检测智能取样系统。

背景技术

水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。水质监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标；另一类是一些有毒物质。

水质取样是水质检测的基础，从而在水质取样的精度直接影响水质检测的精确度，由于水体内不同深度的水质污染均不相同，从而水质取样需要对特定深度的水体进行取样，现有水质取样多通过人工拿取取样罐进行水质采集，人工进行水质取样存在的问题如下：

1.取样管需要人工进行牵引来控制取样罐的上下移动，取样罐进行上下移动时会使不同深度的水流入到取样罐中，从而对水质的检测造成一定影响，且取样罐人工牵引只能够进行垂直方向的移动，造成水质取样的范围较小；

2.水体内的杂物较多时取样罐上的过滤网无法对杂物进行有效过滤，使得大量的杂物流入到取样罐中，取样罐设置的过滤网还会存在堵塞的情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网控制的水质检测智能取样系统，包括收纳箱、连接绳、上球体、下球体、吸取机构和收集罐，所述的收纳箱的外侧壁上设置有中控机构，收纳箱内的侧壁上与连接绳的一端相连接，连接绳的另一端连接在下球体的侧壁上，连接绳内设置有电缆，下球体的下端为半球体结构，下球体的上端为空心圆柱体结构，下球体的正上方分布有上球体，上球体的上端为空心半球体结构，上球体的下端为空心圆柱体结构，上球体的下端侧壁上与下球体的上端侧壁上均设置有锁定板，上球体与下球体位置相对应的锁定板之间通过螺栓相锁定，且上球体与下球体的交接位置为密封配合，上球体与下球体能够通过螺栓进行锁定，使得上球体与下球体之间处于密封的状态，下球体的球体结构的上端设置有弧形结构的输送平台，输送平台的中部设置有垂直布置的吸取槽，且吸取槽的下端贯穿下球体，吸取机构安装在吸取槽内，输送平台的下侧壁沿其周向对称设置有收集槽，每个收集槽内均放置有一个收集罐，本发明能够抛入到水中，并在水体合适的深度进行水质进行取样保存，首先将收集罐放入到下球体设置的收集槽内，然后将本发明抛入到水中，由于上球体为空心结构，从而上球体与下球体组成的结构能够保持上球体朝下布置，且下球体内的结构为对称结构，使得上球体与下球体组成的结构能够处于稳定的状态，通过控制上球体内水的量能够控制上球体与下球体组成结构进行上浮或者下沉，以便其移动到水体内合适的高度，吸取机构能够将水样进行抽取并灌输到收集罐内，再控制上球体与下球体组成的结构进行上浮到水面上，通过连接绳能够对下球体进行牵引，便于将收集罐从本发明内取出。

所述的下球体上端的圆柱体机构内设置有承托台，承托台的中部上侧面通过顶伸推杆安装有顶伸板，顶伸板为圆柱体结构，顶伸板位于上球体的圆柱体结构内，上球体的上端设置有排水槽，具体工作时，通过顶伸推杆的伸缩运动能够带动顶伸板在上球体下端的空心圆柱体结构内进行滑动，以便调节上球体内水的量，从而实现上球体与下球体组成结构进行上浮或者下沉，以便上球体与下球体组成结构能够处于水体内合适的取样高度。

所述的吸取槽为圆形结构且其中部的直径大于其上下两端的直径；所述的吸取机构包括安装在吸取槽中部的吸水泵，吸水泵的上下两端分别连接有出水管和吸水管，出水管和吸水管均为金属管，出水管的上端外侧面上对称设置有收集管，收集管为L型结构，收集管的位置与收集罐的位置一一对应，且收集管的末端位于收集罐内，这种方式能够在本发明进行晃动时收集罐内收集的水样不会大量的洒出；

吸水管的上端为方形管，吸水管的下端为圆管，吸取槽对应吸水管上端的位置为方形结构，且吸取槽与吸水管之间为密封配合，吸水管的下方设置有第一筛板,第二筛板位于第一筛板的下方，第二筛板设置在吸取槽的下端，吸水管的中部穿插有随动转杆，随动转杆的中部设置有转动板，吸水管对应转动板转动方向的侧壁设置为与转动板相配合的弧形结构；

随动转杆的外端安装有锥齿轮，锥齿轮的底部啮合有斜锥齿轮,斜锥齿轮的内侧壁通过清理连柱安装有清理转杆，清理连柱位于吸水管的底部与第一筛板的顶部之间，清理转杆的下端穿过第一筛板，清理转杆的下端外侧面上对称安装有清理板，清理板位于第一筛板与第二筛板之间，所述的吸水管的底部上设置有环形结构的限位滑槽，限位滑槽的截面为燕尾形，清理连柱的顶部对应限位滑槽的位置设置有与之相配合的限位滑块，具体工作时，吸取机构能够在上球体与下球体组成结构移动到水体内合适的高度后对水体进行取样，并将水样传送到收集罐内，首先开启吸水泵能够使吸水管进行吸水，水样通过第二筛板与第一筛板的过滤作用能够传输到出水管内，并通过收集管将水样均匀传输到收集罐内，根据收集罐的尺寸来控制吸水泵的开启时间，以便收集罐内收集有适量的水样，当吸水泵进行吸水动作时，水流经过吸水管向上传送，使得水流能够带动转动板进行转动，转动板能够带动随动转杆进行同步转动，随动转杆外端锥齿轮能够带动斜锥齿轮进行转动，限位滑槽与限位滑块相配合能够对斜锥齿轮的转动进行限位，使得斜锥齿轮带动清理转杆在吸水管下端进行转动，清理转杆下端连接的清理板能够对第一筛板与第二筛板进行清理，防止水体内的杂物堵塞第一筛板与第二筛板，造成水体无法取样的问题。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的顶伸板的外侧面设置有橡胶垫，且顶伸板与上球体下端圆柱体结构的内壁之间为密封配合，上球体的半球体结构与空心圆柱体结构之间的内壁上设置有阻挡环，阻挡环能够对顶伸板的移动高度进行限位，以便顶伸板只能够在上球体的空心圆柱体结构内进行滑动，顶伸板与上球体之间的密封配合使得顶伸板与承托台之间不会有水渗入。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的输送平台上对应每个收集罐的位置设置有环形凹槽，环形凹槽的侧壁为内端向下布置的倾斜结构，输送平台上的环形凹槽能够防止收集的水样随意流动，以便多余的水样通过环形凹槽流入到收集槽内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的第一筛板上的过滤孔小于第二筛板上的过滤孔，清理板的顶部上均匀设置有刷毛，第二筛板与第一筛板能够分别对水样进行一次过滤与二次过滤，清理板进行旋转时其顶部的刷毛能够对第一筛板筛孔内堵塞的沙石进行扫除。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的清理转杆的侧壁上对称设置有垂直布置的T型槽，清理板的内端上设置有与T型槽滑动配合的T型滑块，T型滑块的底部通过缓冲弹簧安装在T型槽的下侧壁上，清理板的顶部外端设置有弧形凸块，第一筛板的底部对应弧形凸块的位置设置有下压块，下压块沿第一筛板的周向均匀布置，所述的清理板的底部上均匀设置有疏通块,疏通块的底部设置有伸缩结构的清理珠，清理转杆带动清理板进行转动时，清理板上的弧形凸块与第一筛板上的下压块接触时能够带动清理板向下滑动，从而疏通块上的清理珠能够对第二筛板上的筛孔进行清理，防止第二筛板上的筛孔发生堵塞的情况，清理珠移动到第二筛板的筛孔内时能够对筛孔内的杂物进行清理，清理板继续转动时，清理珠能够自动进行收缩，以便清理珠不会阻碍清理板的转动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的第二筛板与吸取槽之间为可拆卸配合，吸取槽的侧壁上对应清理板的位置均匀设置有钩落杆，钩落杆的内端为尖状结构，第二筛板能够从吸取槽内取下，便于人工对第二筛板与第一筛板之间留存的杂物进行清理，清理板进行转动时，在离心力的作用下水体内的水草海苔等固体杂物会滑动到清理板的外侧并缠绕在钩落杆的尖状结构上，防止固体类杂物继续向上传送。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的收集槽的中部侧壁上对称设置有橡胶齿，下球体的下端对应收集槽的位置设置有密封板,密封板锁定在下球体的侧壁上，收集槽内的橡胶齿能够对收集罐产生一定的锁紧力，密封板能够从下球体上取下，便于取样完毕的收集罐进行取出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的中控机构包括安装在收纳箱外侧壁上的中央控制模块，中央控制模块通过电连接有定位信号接收模块，定位信号接收模块上通过电连接有定位仪，定位仪设置在下球体的底部，中央控制模块通过电连接有水泵控制模块，水泵控制模块与吸水泵之间为电连接，中央控制模块通过电连接有推杆控制模块，推杆控制模块与顶伸推杆通过电连接。

本发明的有益效果在于：

一、本发明能够对需要进行水质取样的水体进行合适深度水体的取样动作，以便本发明对不同深度的水体进行水质检测，本发明能够通过调节进行上浮与下沉，并通过定位仪对本发明的位置进行实时监控，增加水体取样的精度，本发明还能够在取样时将水体内的杂物进行清理，防止水体内的杂物对水质取样造成影响；

二、本发明通过顶伸推杆的伸缩运动能够带动顶伸板在上球体下端的空心圆柱体结构内进行滑动，以便调节上球体内水的量，从而实现上球体与下球体组成结构进行上浮或者下沉；

三、本发明吸取机构上的吸水泵能够使吸水管进行吸水，水样通过第二筛板与第一筛板的过滤作用能够传输到出水管内，并通过收集管将水样均匀传输到收集罐内，根据收集罐的尺寸来控制吸水泵的开启时间，以便收集罐内收集有适量的水样；

四、本发明吸水泵进行吸水动作时，水流的传输能够带动转动板进行转动，转动板能够带动随动转杆进行同步转动，随动转杆外端锥齿轮能够带动斜锥齿轮进行转动，清理转杆下端连接的清理板能够对第一筛板与第二筛板进行清理，防止水体内的杂物堵塞第一筛板与第二筛板，造成水体无法取样的问题。

附图说明

下面接合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明去除收纳箱与连接绳之后的结构示意图；

图3是图2中A向局部放大图；

图4是本发明吸水管、随动转杆、转动板与限位滑槽之间的剖视图；

图5是本发明斜锥齿轮、清理连柱与清理转杆之间的结构示意图；

图6是本发明的中控机构(电气)示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面接合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互接合。

如图1至图6所示，一种基于物联网控制的水质检测智能取样系统，包括收纳箱1、连接绳2、上球体3、下球体4、吸取机构5和收集罐6，所述的收纳箱1的外侧壁上设置有中控机构，收纳箱1内的侧壁上与连接绳2的一端相连接，连接绳2的另一端连接在下球体4的侧壁上，连接绳2内设置有电缆，连接绳2上的电缆能够进行信号的传输，下球体4的下端为半球体结构，下球体4的上端为空心圆柱体结构，下球体4的正上方分布有上球体3，上球体3的上端为空心半球体结构，上球体3的下端为空心圆柱体结构，上球体3的下端侧壁上与下球体4的上端侧壁上均设置有锁定板31，上球体3与下球体4位置相对应的锁定板31之间通过螺栓相锁定，且上球体3与下球体4的交接位置为密封配合，上球体3与下球体4能够通过螺栓进行锁定，使得上球体3与下球体4之间处于密封的状态，下球体4的球体结构的上端设置有弧形结构的输送平台41，输送平台41的中部设置有垂直布置的吸取槽42，且吸取槽42的下端贯穿下球体4，吸取机构5安装在吸取槽42内，输送平台41的下侧壁沿其周向对称设置有收集槽43，每个收集槽43内均放置有一个收集罐6，本发明能够抛入到水中，并在水体合适的深度进行水质进行取样保存，首先将收集罐6放入到下球体4设置的收集槽43内，然后将本发明抛入到水中，由于上球体3为空心结构，从而上球体3与下球体4组成的结构能够保持上球体3朝下布置，且下球体4内的结构为对称结构，使得上球体3与下球体4组成的结构能够处于稳定的状态，通过控制上球体3内水的量能够控制上球体3与下球体4组成结构进行上浮或者下沉，以便其移动到水体内合适的高度，吸取机构5能够将水样进行抽取并灌输到收集罐6内，再控制上球体3与下球体4组成的结构进行上浮到水面上，通过连接绳2能够对下球体4进行牵引，便于将收集罐6从本发明内取出。

所述的收集槽43的中部侧壁上对称设置有橡胶齿，下球体4的下端对应收集槽43的位置设置有密封板47,密封板47锁定在下球体4的侧壁上，收集槽43内的橡胶齿能够对收集罐6产生一定的锁紧力，密封板47能够从下球体4上取下，便于取样完毕的收集罐6进行取出。

所述的下球体4上端的圆柱体机构内设置有承托台44，承托台44的中部上侧面通过顶伸推杆45安装有顶伸板46，顶伸板46为圆柱体结构，顶伸板46位于上球体3的圆柱体结构内，上球体3的上端设置有排水槽32，具体工作时，通过顶伸推杆45的伸缩运动能够带动顶伸板46在上球体3下端的空心圆柱体结构内进行滑动，以便调节上球体3内水的量，从而实现上球体3与下球体4组成结构进行上浮或者下沉，以便上球体3与下球体4组成结构能够处于水体内合适的取样高度。

所述的顶伸板46的外侧面设置有橡胶垫，且顶伸板46与上球体3下端圆柱体结构的内壁之间为密封配合，上球体3的半球体结构与空心圆柱体结构之间的内壁上设置有阻挡环33，阻挡环33能够对顶伸板46的移动高度进行限位，以便顶伸板46只能够在上球体3的空心圆柱体结构内进行滑动，顶伸板46与上球体3之间的密封配合使得顶伸板46与承托台44之间不会有水渗入。

所述的输送平台41上对应每个收集罐6的位置设置有环形凹槽，环形凹槽的侧壁为内端向下布置的倾斜结构，输送平台41上的环形凹槽能够防止收集的水样随意流动，以便多余的水样通过环形凹槽流入到收集槽43内。

所述的吸取槽42为圆形结构且其中部的直径大于其上下两端的直径；所述的吸取机构5包括安装在吸取槽42中部的吸水泵51，吸水泵51的上下两端分别连接有出水管52和吸水管53，出水管52和吸水管53均为金属管，出水管52的上端外侧面上对称设置有收集管54，收集管54为L型结构，收集管54的位置与收集罐6的位置一一对应，且收集管54的末端位于收集罐6内，这种方式能够在本发明进行晃动时收集罐6内收集的水样不会大量的洒出；

吸水管53的上端为方形管，吸水管53的下端为圆管，吸取槽42对应吸水管53上端的位置为方形结构，且吸取槽42与吸水管53之间为密封配合，吸水管53的下方设置有第一筛板55,第二筛板56位于第一筛板55的下方，第二筛板56设置在吸取槽42的下端，吸水管53的中部穿插有随动转杆57，随动转杆57的中部设置有转动板58，吸水管53对应转动板58转动方向的侧壁设置为与转动板58相配合的弧形结构；

随动转杆57的外端安装有锥齿轮59，锥齿轮59的底部啮合有斜锥齿轮510,斜锥齿轮510的内侧壁通过清理连柱511安装有清理转杆512，清理连柱511位于吸水管53的底部与第一筛板55的顶部之间，清理转杆512的下端穿过第一筛板55，清理转杆512的下端外侧面上对称安装有清理板513，清理板513位于第一筛板55与第二筛板56之间，所述的吸水管53的底部上设置有环形结构的限位滑槽531，限位滑槽531的截面为燕尾形，清理连柱511的顶部对应限位滑槽531的位置设置有与之相配合的限位滑块532，具体工作时，吸取机构5能够在上球体3与下球体4组成结构移动到水体内合适的高度后对水体进行取样，并将水样传送到收集罐6内，首先开启吸水泵51能够使吸水管53进行吸水，水样通过第二筛板56与第一筛板55的过滤作用能够传输到出水管52内，并通过收集管54将水样均匀传输到收集罐6内，根据收集罐6的尺寸来控制吸水泵51的开启时间，以便收集罐6内收集有适量的水样，当吸水泵51进行吸水动作时，水流经过吸水管53向上传送，使得水流能够带动转动板58进行转动，转动板58能够带动随动转杆57进行同步转动，随动转杆57外端锥齿轮59能够带动斜锥齿轮510进行转动，限位滑槽531与限位滑块532相配合能够对斜锥齿轮510的转动进行限位，使得斜锥齿轮510带动清理转杆512在吸水管53下端进行转动，清理转杆512下端连接的清理板513能够对第一筛板55与第二筛板56进行清理，防止水体内的杂物堵塞第一筛板55与第二筛板56，造成水体无法取样的问题。

所述的第一筛板55上的过滤孔小于第二筛板56上的过滤孔，清理板513的顶部上均匀设置有刷毛，第二筛板56与第一筛板55能够分别对水样进行一次过滤与二次过滤，清理板513进行旋转时其顶部的刷毛能够对第一筛板55筛孔内堵塞的沙石进行扫除。

所述的清理转杆512的侧壁上对称设置有垂直布置的T型槽，清理板513的内端上设置有与T型槽滑动配合的T型滑块514，T型滑块514的底部通过缓冲弹簧515安装在T型槽的下侧壁上，清理板513的顶部外端设置有弧形凸块516，第一筛板55的底部对应弧形凸块516的位置设置有下压块517，下压块517沿第一筛板55的周向均匀布置，所述的清理板513的底部上均匀设置有疏通块518,疏通块518的底部设置有伸缩结构的清理珠，清理转杆512带动清理板513进行转动时，清理板513上的弧形凸块516与第一筛板55上的下压块517接触时能够带动清理板513向下滑动，从而疏通块518上的清理珠能够对第二筛板56上的筛孔进行清理，防止第二筛板56上的筛孔发生堵塞的情况，清理珠移动到第二筛板56的筛孔内时能够对筛孔内的杂物进行清理，清理板513继续转动时，清理珠能够自动进行收缩，以便清理珠不会阻碍清理板513的转动。

所述的第二筛板56与吸取槽42之间为可拆卸配合，吸取槽42的侧壁上对应清理板513的位置均匀设置有钩落杆519，钩落杆519的内端为尖状结构，第二筛板56能够从吸取槽42内取下，便于人工对第二筛板56与第一筛板55之间留存的杂物进行清理，清理板513进行转动时，在离心力的作用下水体内的水草海苔等固体杂物会滑动到清理板513的外侧并缠绕在钩落杆519的尖状结构上，防止固体类杂物继续向上传送。

所述的中控机构包括安装在收纳箱1外侧壁上的中央控制模块71，中央控制模块71通过电连接有定位信号接收模块72，定位信号接收模块72上通过电连接有定位仪73，定位仪73设置在下球体4的底部，中央控制模块71通过电连接有水泵控制模块74，水泵控制模块74与吸水泵51之间为电连接，中央控制模块71通过电连接有推杆控制模块75，推杆控制模块75与顶伸推杆45通过电连接。

工作时，首先将上球体3与下球体4通过螺栓进行锁定，并将收集罐6放入到下球体4设置的收集槽43内，然后在上球体3内加入一定量的水，使得上球体3与下球体4组成的结构抛入到需要进行水质取样的水中能够下沉，定位仪73能够对球体3与下球体4组成的结构的位置进行定位，并通过定位信号接收模块72传输到中央控制模块71上，便于人工查看上球体3与下球体4组成的结构处于的位置，当上球体3与下球体4组成的结构处于合适的位置后，通过中央控制模块71向推杆控制模块75发出指令，使得顶伸推杆45进行向上移动，以便上球体3内的水会从排水槽32排出，以便上球体3与下球体4组成的结构悬浮在水中，由于上球体3为空心结构，从而上球体3与下球体4组成的结构能够保持上球体3朝下布置，且下球体4内的结构为对称结构，使得上球体3与下球体4组成的结构能够处于稳定的状态；

上球体3与下球体4组成的结构位置调节完成后，通过中央控制模块71向水泵控制模块74发出指令，吸水泵51能够根据收集罐6的尺寸使得使吸水管53进行吸水，水样通过第二筛板56与第一筛板55的过滤作用能够传输到出水管52内，并通过收集管54将水样均匀传输到收集罐6内，以便收集罐6内收集有适量的水样；

当吸水泵51进行吸水动作时，水流经过吸水管53向上传送，水流能够带动转动板58进行转动，使得随动转杆57外端锥齿轮59能够带动斜锥齿轮510进行转动，斜锥齿轮510带动清理转杆512下端连接的清理板513对第一筛板55与第二筛板56进行清理，防止水体内的杂物堵塞第一筛板55与第二筛板56，造成水体无法取样，清理板513进行旋转时其顶部的刷毛能够对第一筛板55筛孔内堵塞的沙石进行扫除，清理转杆512带动清理板513进行转动时，清理板513上的弧形凸块516与第一筛板55上的下压块517接触时能够带动清理板513向下滑动，从而疏通块518上的清理珠能够对第二筛板56上的筛孔进行清理，防止第二筛板56上的筛孔发生堵塞的情况；且清理板513进行转动时，在离心力的作用下水体内的水草海苔等固体杂物会滑动到清理板513的外侧并缠绕在钩落杆519的尖状结构上，防止固体类杂物继续向上传送；

第二筛板56能够从吸取槽42内取下，便于人工对第二筛板56与第一筛板55之间留存的杂物进行清理；

当水质取样完毕后，控制上球体3与下球体4组成的结构进行上浮到水面上，通过连接绳2能够对下球体4进行牵引，便于将收集罐6从本发明内取出。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。