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原文传递一种自动化定深取水装置及其控制方法

专利名称：	一种自动化定深取水装置及其控制方法
摘要：	一种自动化定深取水装置及其控制方法，包括挂载卷扬机和定深采水器，挂载卷扬机内部包括蓄电池、卷筒轴组件、钢丝绳、联轴器、蜗杆轴组件、电机组件、挂载卷扬机控制模块、往复丝杠排绳组件、滑轮组件和卷扬机安装底板。可以实现采水器升降，而且增加排绳与导绳结构，在运行过程中，钢丝绳缠绕平稳，跳动量小，不容易出现压绳、跳绳、乱绳和脱绳等不良现象，结构可靠。采水器包括采水瓶、上下盖板、水下控制盒、防水接头、压力变送器和电磁吸盘。可与卷扬机和遥控器通信，实现自动化的精确的定深取水，操作方便。本发明结合了现有的两种深度控制方法，并利用了无线信号，使得控制自动化水平高、结构较为经济且控制功能稳定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	金陵科技学院
发明人：	郭语;孟涛涛;高英杰;邹益民;骆诚;杨志朋;樊华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910676877.5
公开号：	CN110333100A
代理机构：	南京众联专利代理有限公司
代理人：	蒋昱
分类号：	G01N1/10(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	210000 江苏省南京市江宁区弘景大道99号
主权项：	1.一种自动化定深取水装置，包括挂载卷扬机（1）和定深采水器（2），其特征在于：所述挂载卷扬机（1）内部包括蓄电池（101）、卷筒轴组件（102）、钢丝绳（103）、联轴器（104）、电机组件、挂载卷扬机控制模块、往复丝杠排绳组件（110）、滑轮组件（111）、蜗杆轴组件（112）和卷扬机安装底板（113），所述挂载卷扬机控制模块和蓄电池（101）安装在卷扬机安装底板（113）上通过连接线接各电器元件，所述挂载卷扬机控制模块包括卷扬机主控模块（107）和挂载箱无线信号模块（108），所述电机组件包括电机支架（105）和蜗轮蜗杆减速电机（106），所述蜗轮蜗杆减速电机（106）通过电机支架（105）固定在卷扬机安装底板（113）上，所述卷筒轴组件（102）包括主动锥齿轮（1021）、卷筒轴轴承组件（1022）、卷筒轴（1023）和开口型固定环（1024），卷筒轴（1023）通过卷筒轴承组件（1022）安装在卷扬机安装底板（113）上，所述蜗杆轴组件（112）包括蜗杆轴轴承组件（1121）、蜗杆轴（1122）和从动锥齿轮（1123），所述蜗杆轴（1122）通过蜗杆轴轴承组件（1121）安装在卷扬机安装底板（113）上，所述蜗轮蜗杆减速电机（106）的输出轴通过联轴器（104）与卷筒轴（1023）的轴端相连，所述卷筒轴（1023）另一轴端固定有主动锥齿轮（1021），与蜗杆轴（1122）轴端的从动锥齿轮（1123）配合，所述往复丝杠排绳组件（110）包括排线滑块（1101）、往复丝杠轴承组件1（1102）、往复丝杠（1105）、排线导向轴（1106）、往复丝杠轴承组件2（1107）和蜗轮（1108），所述式往复丝杠（1105）和排线导向轴（1106）通过对应往复丝杠轴承组件1（1102）和往复丝杠轴承组件2（1107）安装在卷扬机安装底板（113）上，所述往复丝杠（1105）平行于卷筒轴（1023），所述往往复丝杠（1105）的轴端固定有蜗轮（1108）且与蜗杆轴（1122）相配合，所述排线导向轴（1106）平行于往复丝杠（1105），所述往复丝杠（1105）和排线导向轴（1106）分别穿过丝杠滑块（1101）的两孔，所述丝杠滑块（1101）中间安放活舌（1104），所述滑轮组件（111）包括滑轮支架、滑轮（1113）和滑轮安装螺柱（1114），所述滑轮（1113）通过滑轮安装螺柱（1114）安放在对应滑轮支架上，所述滑轮支架安装在卷扬机安装底板（113）上，所述卷筒轴（1023）的中间段绕有相应圈数钢丝绳（103），所述钢丝绳（103）一端固定在开口型固定环（1024）的槽中，另一端在通过排线滑块（1101）上的孔后，通过滑轮组件（111），最终通过卷扬机安装底板（113）中心的孔位下放；所述定深采水器（2）包括采水瓶（209）、采水瓶上盖板（202）、吊环（203）、采水瓶下盖板（210）、水下控制盒（204）、防水接头（205）、压力变送器（206）、电磁吸盘（207）和盖板连接绳（212），所述采水瓶（209）底部一侧有水管（208），所述吊环（203）通过螺钉固定在采水瓶（209）顶部，所述钢丝绳（103）与吊环（203）通过连接绳组（4）连接，所述采水瓶（209）顶部固定有水下控制盒（204），所述压力变送器（206）与电磁吸盘（207）的电缆通过防水接头（205）与水下控制盒（204）连接，所述水下控制盒（204）包括水下控制盒主控模块（2041）和水下控制盒无线信号模块（2042），所述压力变送器（206）通过胶带固定于采水瓶（209）上，所述电磁吸盘（207）通过螺钉固定于水下控制盒（204）上，所述采水瓶（209）内部有采水瓶上盖板（202）和采水瓶下盖板（210），所述采水瓶上盖板（202）和采水瓶下盖板（210）以盖板连接绳（212）连接。 2.根据权利要求1所述的一种自动化定深取水装置，其特征在于：所述卷扬机安装底板（113）在对应位置有安装孔，在正中心有出绳口，所述脚杯（109）放置在底板周边孔位处。 3.根据权利要求1所述的一种自动化定深取水装置，其特征在于：所述滑轮组件（111）包括两个相同的滑轮（1113）、两个相同的导向螺柱（1112）、三个相同的固定螺柱（1114）和两个不同的滑轮支架1（1111）以及滑轮支架2（1115）组成，所述滑轮（1113）通过固定螺柱（1114）安放在滑轮支架1（1111）和滑轮支架2（1115）上，所述滑轮支架2（1115）安装一个钢丝绳导向螺柱（1112），所述钢丝绳导向螺柱（1112）通过螺母固定在卷扬机安装底板（113）上。 4.根据权利要求1所述的一种自动化定深取水装置，其特征在于：所述定深采水器（2）还有2个圆盘码（211），所述圆盘码（211）通过对应螺钉分别固定在采水瓶上盖板（202）和采水瓶下盖板（210）上。 5.根据权利要求1所述的一种自动化定深取水装置，其特征在于：所述采水瓶上盖板（202）固定有压板提手（201）。 6.根据权利要求1所述的一种自动化定深取水装置，其特征在于：所述采水瓶（209）侧面开有槽，所述上盖板（202）侧面有螺纹孔，所述两个盖板提手（201）头部为螺纹结构，盖板提手（201）头部插入槽后，拧入到上盖板（202）侧面螺纹孔处从而固定，所述采水瓶（209）上下面不封闭，有凸台结构，所述采水瓶上盖板（202）和采水瓶下盖板（210）放置在凸台上。 7.根据权利要求1所述的一种自动化定深取水装置，其特征在于：所述往复丝杠排绳组件（110）还有活舌（1104），所述活舌（1104）靠紧往复丝杠（1105）的螺旋槽，所述活舌（1104）安放在排线滑块（1101）内部，通过活舌调整螺钉（1103）压在往复丝杠（1105）螺旋槽中。 8.根据权利要求1所述的一种自动化定深取水装置，其特征在于：所述自动化定深取水装置还包括遥控器（3）和运输工具，所述运输工具为无人机（5），所述遥控器（3）通过挂载箱无线信号模块（108）与卷扬机主控模块（107）通讯，所述遥控器（3）通过水下控制盒无线信号模块（2042）与水下控制盒主控模块（2041）通讯。 9.一种自动化定深取水装置的控制方法，包括采水控制、无线传输和电机控制，通过对应运输工具实现遥控操作的定深度取水，具体步骤如下，其特征在于：定深采水器（2）开始工作的控制过程为；遥控器（3）给予挂载卷扬机（1）和定深采水器（2）采集指定深度的水的命令后，挂载箱主控模块（107）控制电机（106）运转，开始下放采水器（2），并开始记录下放时间，同时通过采水器需到达的水下深度、电机转速和卷筒轴绕绳直径来计算需要的采水器水下下放的时间，所述采水器需到达的水下深度，比遥控器给予的指定深度多几米；定深采水器（2）到达水面的控制过程为；压力变送器（206）感应到到达水面，给予水下控制盒主控模块信号（2041），继而控制水下控制盒无线信号模块（2042）发送信号给挂载卷扬机（1），挂载箱无线信号模块（108）接受到无线信号后，给予挂载箱主控模块（107）电信号，挂载箱主控模块（107）开始定时，所述挂载箱主控模块定时量为定深采水器（2）开始工作的控制过程中采水器水下下放的时间；定深采水器（2）到达指定深度时的控制过程为；压力变送器（206）感应到指定水深，给予水下控制盒（204）信号，水下控制盒（204）控制电磁吸盘（207）断电，两个盖板下放，封闭采水器（2），完成指定深度采水；定深采水器（2）到达指定深度后的的控制过程为；采水器（2）继续下放，当定深采水器（2）到达水面的控制过程中所述定时结束后，挂载箱主控模块（107）控制电机（106）反转以拉升采水器（2），与此同时停止定深采水器（2）开始工作的控制过程中的下放时间计时，改记录采水器上升时间，当采水器上升时间记录到与下放时间一致时，电机（106）停转，并由挂载箱无线模块（108）发送取水完成的信号给遥控器（3）。 10.根据权利要求9所述的一种自动化定深取水装置的控制方法，其特征在于：所述取水操作过程前，需要将采水器上盖板（202）通过提手（201）提到电磁吸盘（207）处，通电后的电磁吸盘（207）将吸住盖板（202），保持采水器（2）开启，所述取水操作过程前，需要通过无人机（5）或其他运输工具，将自动化定深取水装置送到合适位置。
所属类别：	发明专利