適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于公共安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的對(duì)河流湖泊定期及長(zhǎng)期水質(zhì)監(jiān)測(cè)、突發(fā)事件或地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致河流及湖泊受到有毒有害液體污染取樣分析等工作多靠人工操作完成，而且傳統(tǒng)的吸水裝置具有體積大、重量大、功耗大等缺點(diǎn)，傳統(tǒng)設(shè)備多應(yīng)用于河流檢測(cè)、水產(chǎn)品養(yǎng)殖池塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，但無(wú)法滿足與機(jī)器人裝備的配合使用，再加上目前各種災(zāi)害事故、突發(fā)事件的嚴(yán)重后果、現(xiàn)場(chǎng)處置困難、災(zāi)害形勢(shì)多樣性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)液體采集方式與傳統(tǒng)設(shè)備已無(wú)法滿足液體采集、水質(zhì)測(cè)量與災(zāi)害救援等工作需要，因無(wú)法快速、精準(zhǔn)的分析水域現(xiàn)場(chǎng)狀況，導(dǎo)致大范圍人身傷亡和大量財(cái)產(chǎn)損失現(xiàn)象多有發(fā)生，貽誤戰(zhàn)機(jī)、給救援工作增加難度。因此，開(kāi)發(fā)適用于機(jī)器人配備的液體自動(dòng)采集裝置迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置，包括吸水器、控制器和控制終端；
[0006]所述吸水器通過(guò)固定安裝在水面機(jī)器人船體的自配掛架上；
[0007]所述吸水器包括兩個(gè)移動(dòng)式液體采集頭、直線導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、液位檢測(cè)開(kāi)關(guān)、壓扣密封裝置、兩個(gè)取樣瓶、導(dǎo)管、同步帶輪、同步帶和軸承系統(tǒng)；
[0008]其中，移動(dòng)式液體采集頭、直線導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、兩個(gè)壓扣密封裝置、取樣瓶、導(dǎo)管、同步帶輪和同步帶、軸承系統(tǒng)均安裝在框架上；
[0009]壓扣密封裝置設(shè)有與取樣瓶上蓋緊密配合的進(jìn)水孔，移動(dòng)式液體采集頭通過(guò)導(dǎo)管與壓扣密封裝置的上端連接，取樣瓶按位置卡準(zhǔn)方式插入壓扣密封裝置內(nèi)，并與進(jìn)水孔對(duì)接；液位檢測(cè)開(kāi)關(guān)安裝在導(dǎo)管上；上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)分別安裝在直線導(dǎo)軌的上限位位置、下限位位置；
[0010]步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸端與聯(lián)軸器的一端連接，聯(lián)軸器的另一端與軸承系統(tǒng)連接，同步帶輪安裝在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，同步帶安裝在同步帶輪上，同步帶輪與直線導(dǎo)軌的一端連接，同步帶輪帶動(dòng)直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，直線導(dǎo)軌的另一端連接移動(dòng)式液體采集頭；
[0011]所述控制器包括控制電路板、逆變裝置和直流電源；
[0012]控制電路板的控制輸出端連接步進(jìn)電機(jī)的控制輸入端，控制電路板的信號(hào)輸入端分別連接上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、液位檢測(cè)開(kāi)關(guān)；直流電源的輸出端連接逆變裝置的輸入端，逆變裝置的輸出端連接控制電路板的供電端口；
[0013]控制電路板與控制終端之間通過(guò)RS485通訊模塊進(jìn)行通訊；控制終端與地面控制中心進(jìn)行無(wú)線通信。
[0014]進(jìn)一步地，所述壓扣密封裝置通過(guò)插銷卡住取樣瓶。
[0015]進(jìn)一步地，所述控制電路板包括開(kāi)關(guān)量輸入電路、電源隔離電路芯片、單片機(jī)、RS485通訊模塊和控制信號(hào)輸出電路；
[0016]開(kāi)關(guān)量輸入電路的輸入端分別連接上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、液位檢測(cè)開(kāi)關(guān)，單片機(jī)的輸入端連接開(kāi)關(guān)量輸入電路的輸出端，單片機(jī)的輸出端連接控制信號(hào)輸出電路的輸入端，控制信號(hào)輸出電路的輸出端分別連接移動(dòng)式液體采集頭的控制輸入端、步進(jìn)電機(jī)的控制輸入端。
[0017]進(jìn)一步地，所述吸水器框架外設(shè)置有機(jī)玻璃門，有機(jī)玻璃門只在更換取樣瓶時(shí)打開(kāi)。
[0018]進(jìn)一步地，所述直流電源的輸入端連接水面機(jī)器人的供電模塊輸出端或連接蓄電池。
[0019]進(jìn)一步地，該液體自動(dòng)采集裝置所有通訊線、電源線均為航空插頭插拔模式。
[0020]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)與控制終端之間通過(guò)RS485通訊模塊進(jìn)行通訊；直流電源的輸出端連接逆變裝置的輸入端，逆變裝置的輸出端連接電源隔離電路芯片的輸入端，電源隔離電路芯片的輸出端連接單片機(jī)的供電端口。
[0021]進(jìn)一步地，所述有機(jī)玻璃門采用下端限位和上端磁鐵吸附方式進(jìn)行安裝。
[0022]有益效果:
[0023]本實(shí)用新型提供的適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置，主要用于河流湖泊、城市水源泄露等液體自動(dòng)采集，與水面機(jī)器人裝備配合使用，可以到達(dá)一些危險(xiǎn)、人員無(wú)法實(shí)施液體采集工作等水域，通過(guò)地面控制中心無(wú)線遙控，第一時(shí)間、高效便捷的拿到指定水域現(xiàn)場(chǎng)的“第一手”液體樣本，為水域監(jiān)測(cè)、災(zāi)害救援等工作有效實(shí)施提供權(quán)威數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐。
[0024]本實(shí)用新型提供一種適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置，重點(diǎn)基于某些區(qū)域人工操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)液體采集的難題，提高液體采集裝置的采集、密封、保存等，減少和避免無(wú)法實(shí)現(xiàn)液體取樣、取樣不全、漏取、延誤取樣等現(xiàn)象的發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的吸水器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的吸水器外觀示意圖，其中，I一固定夾具，2—外罩，3—壓扣密封裝置，4一取樣瓶，5—有機(jī)玻璃門；
[0028]圖4是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的固定夾具示意圖；
[0029]圖5是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的控制器結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖6是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的液體自動(dòng)采集裝置的控制流程圖；
[0031]圖7是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的液體自動(dòng)采集裝置的控制器外部接線圖；
[0032]圖8是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的開(kāi)關(guān)量輸入電路原理圖；
[0033]圖9是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的電源隔離電路芯片電路原理圖；
[0034]圖10是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的單片機(jī)電路原理圖；
[0035]圖11是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的RS485通訊模塊電路原理圖；
[0036]圖12是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的控制信號(hào)輸出電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]如圖1所示，一種適用于水面機(jī)器人裝備配備的液體自動(dòng)采集裝置，包括吸水器、控制器和控制終端，控制終端與地面控制中心進(jìn)行無(wú)線通信。
[0039]本實(shí)施方式的液體自動(dòng)采集裝置所有通訊線、電源線均為航空插頭插拔模式。
[0040]吸水器與控制器分別安裝航空插頭，控制器通過(guò)通訊電纜線連接吸水器，實(shí)現(xiàn)控制功能；另外，控制器與地面控制中心安裝在機(jī)器人上的控制終端連接，具體通訊方式為RS485串口通訊，也通過(guò)航空插頭連接；其中，控制終端實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)接收、發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)地面控制中心通過(guò)無(wú)線發(fā)出控制指令傳輸給控制器，控制器再執(zhí)行指令控制吸水器。
[0041 ] 如圖2所示，吸水器包括兩個(gè)移動(dòng)式液體采集頭(移動(dòng)式液體采集頭I和移動(dòng)式液體采集頭2)、直線導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、液位檢測(cè)開(kāi)關(guān)、壓扣密封裝置、兩個(gè)取樣瓶、導(dǎo)管、同步帶輪、同步帶和軸承系統(tǒng)。
[0042]其中，移動(dòng)式液體采集頭、直線導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、兩個(gè)壓扣密封裝置、取樣瓶、導(dǎo)管、同步帶輪和同步帶、軸承系統(tǒng)均安裝在框架上。
[0043]移動(dòng)式液體采集頭與取樣瓶一一對(duì)應(yīng)，其中移動(dòng)式液體采集頭選用隔膜泵，在吸水器工作前，需將取樣瓶安裝在壓扣密封裝置內(nèi)，壓扣密封裝置具有快速安裝取樣瓶、密封效果好等特點(diǎn)，通過(guò)地面控制中心發(fā)出采集指令控制，吸水器按指令進(jìn)行工作。
[0044]步進(jìn)電機(jī)選用的型號(hào)為SK-ML-10-350，聯(lián)軸器選用的型號(hào)為MKSW-10-10，直線導(dǎo)軌選用的型號(hào)為SSVR-550，同步帶輪和同步帶選用的型號(hào)為TAHF25M450，軸承系統(tǒng)選用BAFL-10，移動(dòng)式液體采集頭選用PHS150-05隔膜泵，取樣瓶選用GL45玻璃取樣瓶，導(dǎo)管選用的型號(hào)為THL12-20。
[0045]壓扣密封裝置設(shè)有與取樣瓶上蓋緊密配合的進(jìn)水孔，移動(dòng)式液體采集頭通過(guò)導(dǎo)管與壓扣密封裝置的上端連接，取樣瓶按位置卡準(zhǔn)方式插入壓扣密封裝置內(nèi)，并與進(jìn)水孔對(duì)接；壓扣密封裝置通過(guò)插銷卡住取樣瓶，液位檢測(cè)開(kāi)關(guān)安裝在導(dǎo)管上；上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)分別安裝在直線導(dǎo)軌的上限位位置、下限位位置，來(lái)檢測(cè)滑軌上下移動(dòng)位置有效。
[0046]步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)安裝支架安裝在吸水器的框架上，步進(jìn)電機(jī)安裝支架為鋁合金框架；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸端與聯(lián)軸器的一端連接，聯(lián)軸器的另一端與軸承系統(tǒng)連接，同步帶輪安裝在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，同步帶安裝在同步帶輪上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)功能，直線導(dǎo)軌安裝在吸水器外罩的內(nèi)壁上，同步帶輪與直線導(dǎo)軌的一端連接，同步帶滑動(dòng)帶動(dòng)直線導(dǎo)軌移動(dòng)，直線導(dǎo)軌的另一端連接移動(dòng)式液體采集頭。
[0047]吸水器外觀如圖3所示，整體為鋁合金框架結(jié)構(gòu)，吸水器的框架的外罩2的外表面為PP材質(zhì)，壓扣密封裝置3及取樣瓶4處的框架外設(shè)置有機(jī)玻璃門5，有機(jī)玻璃門只在更換取樣瓶4時(shí)打開(kāi)，有機(jī)玻璃門采用下端限位和上端磁鐵吸附方式進(jìn)行安裝。吸水器通過(guò)固定夾具I固定安裝在水面機(jī)器人船體的自配掛架上，固定夾具的結(jié)構(gòu)如圖4所示，該固定夾具上半部分為T型結(jié)構(gòu)，且在該T型結(jié)構(gòu)橫梁上均勻開(kāi)三個(gè)用于與水面機(jī)器人船體的自配掛架進(jìn)行螺栓連接的通孔，該固定夾具下半部為倒置的U型結(jié)構(gòu)，用于與吸水器的外罩固定連接。吸水器配備固定夾具，可實(shí)現(xiàn)與不同水面機(jī)器人裝備進(jìn)行裝配，外形小巧，堅(jiān)固耐用，便于實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
[0048]如圖5所示，控制器包括控制電路板、逆變裝置和直流電源；
[0049]控制電路板的控制輸出端連接步進(jìn)電機(jī)的控制輸入端，控制電路板的信號(hào)輸入端分別連接上限位開(kāi)關(guān)、下限位開(kāi)關(guān)、液位檢測(cè)