[发明专利]全自动地表水水质采样机器人

说明书

技术领域

本发明涉及水质自动采样装置，尤其是一种全自动地表水水质采样机器人。

背景技术

目前，传统的水质监测主要靠在线监测与采样后送至实验室测量。传统的 采样方法主要有两种，一种方式是工作人员划船到规定地方采样。由于水库很 大，每次监测只靠肉眼和参照物定位，准确度很差。如遇刮风，大雨还会给工 作人员带来危险。划船采样工作量大，存在相当一部分工作人员违规简化操作 的情况，而这种情况又难以被有效监督。这种方法还费时费力，效率低下。工 序繁琐造成采样质量难以保证且采样频率低，无法及时发现水污染问题，是近 些年来各种大型水污染事故频发的重要原因之一。

还有部分地区使用大型船，这类船只虽然功能全面，但价格昂贵，需要大 量的专业人才操作及维护。另外这类船只一般都使用燃油动力，本身对水质有 一定的污染。并且大船开动时对水面搅动很大，影响水样的真实性。

在申请号为200710158240.4的中国发明专利申请中，所述船的结构过于简 单，无法完成国家在《地表水和污水监测技术规范HJ/T 91-2002》、《水质采样 技术指导GB12998-91》中的相关要求，如目前需要检测的地表水深度往往达十 几米甚至几十米深，国家规定水深超过10米要求采水下0.5米处，水底上0.5 米处，以及中部。所述采样器无法达到这样的深度。《地表水和污水监测技术规 范HJ/T 91-2002》、《水质采样技术指导GB12998-91》、《水质采样方案设计技 术规定GB12997-91》、《水质自动采样器技术要求及监测办法HJ/T 372-2007》 中还规定，采样时要用采样点的水冲洗采样瓶两到三次，采样后要滴入加入固 定剂，要对水样进行保温，这些功能该船都不具备。在实际采样时，该船无法 使用。在专利号为ZL97246477.8的中国发明专利中，所述的技术方案也不具有 上述提到的要求，实际中无法使用。

发明内容

本发明的目的是结合国家在《地表水和污水监测技术规范HJ/T 91-2002》、 《水质采样技术指导GB12998-91》、《水质采样方案设计技术规定GB12997-91》、 《水质自动采样器技术要求及监测办法HJ/T 372-2007》，《水质采样样品的保存 和管理技术规定GB12999-91》、《生活饮用水水标准检验方法水样的采集与保存 GB/T 5750.2-2006》中的相关规定进行设计，能够完成在水质监测中规定的全 部技术要求，可以在实际中使用。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

全自动地表水水质采样机器人，包括船体和设在船体上的驱动装置、控制 装置和采样装置，所述控制装置包括导航装置、中央处理单元和通讯模块；所 述采样装置包括气象和水质监测传感器、水下传感器和采样管收放器，采样管 收放器上设有采样管；

所述导航装置包括GPS卫星定位传感器、电子罗盘和惯性测量模块；

所述导航装置与中央处理单元和通讯模块电路连接，通讯模块通过无线信 号与地面基站或手持基站信号连接；

所述控制装置与驱动装置及采样装置电路连接，并实现自动采样和对船体 的自动导航。

作为本发明的优选技术方案，所述船体上设有避障装置，该装置包括雷达 和激光测距传感器，避障装置与驱动装置和控制装置电路连接。

作为本发明的优选技术方案，所述船体上设有固定剂滴入装置，该装置包 括气动活塞泵、气源和电磁控制阀，电磁控制阀与中央处理单元电路连接。

作为本发明的优选技术方案，所述船体内还设有保温箱，保温箱内设有采 样瓶。

作为本发明的优选技术方案，所述采样管经蠕动泵、电磁阀分流装置与采 样瓶连接，采样瓶内设有清洗管，清洗管经蠕动泵连接出水管。

作为本发明的优选技术方案，所述气象和水质监测传感器包括温度传感器、 湿度传感器、风向传感器和风速传感器。

作为本发明的优选技术方案，所述水下传感器包括水温传感器、流速传感 器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器和浊度传感器。

作为本发明的优选技术方案，所述驱动装置包括电源、无刷调速电机和螺 旋桨；

所述电源包括电池；

所述船体后端设有两套无刷调速电机和螺旋桨。

作为本发明的优选技术方案，所述惯性测量模块包括三轴加速度传感器、 三轴陀螺仪、三轴电子罗盘。