一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋、湖泊等水域監(jiān)測領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和湖泊資源開發(fā)，水域環(huán)境監(jiān)測等方面需求不斷增加，對水源水質(zhì)的監(jiān)測技術(shù)得到了快速發(fā)展。目前，大部分水域水質(zhì)監(jiān)測采用固定監(jiān)測站監(jiān)測方式，然而隨著水域環(huán)境保護(hù)開發(fā)利用不斷深入，水域水質(zhì)監(jiān)測任務(wù)日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)固定監(jiān)測站檢測方式需要設(shè)立監(jiān)測站，難以滿足在突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)報(bào)及快速反應(yīng)能力要求，難以滿足任務(wù)多樣化的需求。水下航行器具有高效、靈活等特點(diǎn)，在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域獲得越來越多的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，本發(fā)明兼容了水下自主航行器受流影響小、機(jī)動性高的優(yōu)點(diǎn)以及自主水下滑翔機(jī)在位工作時(shí)間長、工作效率高等優(yōu)勢，具有更好的環(huán)境適應(yīng)性和更廣的應(yīng)用范圍，能夠滿足在突發(fā)水質(zhì)污染事故下，提供快速的、長期的實(shí)時(shí)在線水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，所述滑翔機(jī)由耐壓艙殼體構(gòu)成，所述耐壓艙殼體的內(nèi)部從前到后依次設(shè)置有浮力驅(qū)動單元、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元和控制單元，所述耐壓艙殼體的尾部設(shè)置有推進(jìn)單元，所述耐壓艙殼體的腹部設(shè)置有固定架，所述固定架通過卡箍可拆卸的連接有水質(zhì)監(jiān)測儀。
[0006]所述水質(zhì)監(jiān)測儀集成有溫度、電導(dǎo)率、PH值、氨氮、溶解氧、葉綠素、和濁度傳感器。
[0007]所述浮力驅(qū)動單元由柱塞栗、栗電機(jī)、電磁閥、油路、內(nèi)油箱和外油囊組成，所述內(nèi)油箱放置于耐壓艙殼體的內(nèi)部，所述外油囊安裝于耐壓艙殼體外部與外部環(huán)境接觸;所述栗電機(jī)驅(qū)動柱塞栗通過油路將所述內(nèi)油箱中的油液排出到外油囊，所述內(nèi)油箱內(nèi)安裝有用于檢測油液變化體積的拉線式位移傳感器，所述電磁閥用于將油液從外油囊流入內(nèi)油箱。
[0008]所述姿態(tài)調(diào)節(jié)單元由電池包、俯仰運(yùn)動機(jī)構(gòu)和橫滾運(yùn)動機(jī)構(gòu)組成；
[0009]所述俯仰運(yùn)動機(jī)構(gòu)由俯仰運(yùn)動電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌和拉線式位移傳感器組成，通過俯仰運(yùn)動電機(jī)帶動絲杠實(shí)現(xiàn)所述電池包在導(dǎo)軌上的移動，所述拉線式位移傳感器用于檢測運(yùn)動距離，所述電池包在導(dǎo)軌上的移動引起滑翔機(jī)重心在中心軸上的移動，實(shí)現(xiàn)滑翔機(jī)在縱平面俯仰姿態(tài)角的變化；
[0010]橫滾運(yùn)動機(jī)構(gòu)由橫滾運(yùn)動電機(jī)、嚙合齒輪、支撐導(dǎo)軌和旋轉(zhuǎn)式位移傳感器構(gòu)成，通過所述橫滾運(yùn)動電機(jī)的運(yùn)動帶動嚙合齒輪的運(yùn)動使電池包繞支撐導(dǎo)軌在圓周方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，電池包在圓周方向的旋轉(zhuǎn)引起滑翔機(jī)重心在圓周方向的轉(zhuǎn)動，通過浮心與重心以及滑翔機(jī)機(jī)翼的聯(lián)合作用弓I起滑翔機(jī)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動。
[0011]所述控制單元內(nèi)部集成有存儲模塊和無線傳輸模塊，所述存儲模塊用于將水質(zhì)監(jiān)測儀測量得到的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲，并通過無線傳輸模塊將測量數(shù)據(jù)傳到岸基控制中心。
[0012]所述水質(zhì)監(jiān)測儀與滑翔機(jī)通過水密電纜實(shí)現(xiàn)電氣連接。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是:
[0014]1.本發(fā)明滑翔機(jī)的耐壓艙殼體腹部安裝有水質(zhì)監(jiān)測儀，能夠監(jiān)測溫度、電導(dǎo)率、PH值、氨氮、溶解氧、葉綠素、濁度七參數(shù)水質(zhì)數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄在滑翔機(jī)控制單元內(nèi)部的存儲模塊內(nèi)，通過無線傳輸模塊傳回到岸基，具備遠(yuǎn)程在線監(jiān)測能力。
[0015]2.本發(fā)明水質(zhì)檢測儀和滑翔機(jī)可拆卸的連接，使得滑翔機(jī)可以搭載其他水質(zhì)監(jiān)測用傳感器，完成其他水質(zhì)監(jiān)測任務(wù)，達(dá)到多用途水質(zhì)監(jiān)測的效果；因此可以實(shí)現(xiàn)長時(shí)序，大范圍，機(jī)動靈活的在線水質(zhì)監(jiān)測。
[0016]3.本發(fā)明專利將水質(zhì)監(jiān)測儀安裝在混合推進(jìn)滑翔機(jī)的腹部，大大降低了滑翔機(jī)的運(yùn)動慣性，使滑翔機(jī)的航向控制性能以及姿態(tài)調(diào)節(jié)能力優(yōu)于其他搭載方式，提高了滑翔機(jī)的運(yùn)動性能;是滑翔機(jī)的整體結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，提高了滑翔機(jī)的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，降低了水質(zhì)監(jiān)測儀在運(yùn)動過程中引起的測量誤差。
[0017]5.本發(fā)明通過水密電纜實(shí)現(xiàn)水質(zhì)檢測儀與滑翔機(jī)的電氣連接，不僅適用于監(jiān)測水面的水體質(zhì)量，而且具備水下1m以內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測能力。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記:1_耐壓艙殼體2-浮力驅(qū)動單元3-姿態(tài)調(diào)節(jié)單元4-水質(zhì)監(jiān)測儀5-控制單元6-推進(jìn)單元
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0021]如圖1所示，一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，滑翔機(jī)由耐壓艙殼體I構(gòu)成，所述耐壓艙殼體I的內(nèi)部從前到后依次設(shè)置有浮力驅(qū)動單元2、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元3和控制單元5，所述耐壓艙殼體I的尾部設(shè)置有推進(jìn)單元6，確保推進(jìn)單元6的軸線與滑翔機(jī)的軸線在一條直線上，使滑翔機(jī)具備直線航行能力;耐壓艙殼體I的腹部設(shè)置有固定架，固定架通過卡箍可拆卸的連接有水質(zhì)監(jiān)測儀4;水質(zhì)監(jiān)測儀4集成有溫度、電導(dǎo)率、PH值、氨氮、溶解氧、葉綠素、濁度傳感器，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)對應(yīng)參數(shù)的測量，本發(fā)明水質(zhì)監(jiān)測儀4與耐壓艙殼體I的制作是完全分開的，兩者分別制做好后通過金屬卡箍固定在耐壓艙殼體I的固定架上，實(shí)現(xiàn)二者之間的有效連接，二者均采用耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅適用于水表的水質(zhì)監(jiān)測，而且適用于水下1m范圍內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測;此外，較其他搭載方式，水質(zhì)監(jiān)測儀4在運(yùn)動過程中始終與水體接觸，降低了水質(zhì)監(jiān)測過程中引起的系統(tǒng)測量誤差。
[0022]浮力驅(qū)動單元2由柱塞栗、栗電機(jī)、電磁閥、油路、內(nèi)油箱和外油囊組成，內(nèi)油箱放置于耐壓艙殼體內(nèi)部，外油囊安裝并暴露在耐壓艙殼體外部直接與外部環(huán)境接觸，所述栗電機(jī)驅(qū)動柱塞栗通過油路將所述內(nèi)油箱中的油液排出到外油囊，內(nèi)油箱內(nèi)部安裝有拉線式位移傳感器，可以檢測油液變化體積;通過電磁閥的開啟可以將油液從外油囊流入內(nèi)油箱。
[0023]所述姿態(tài)調(diào)節(jié)單元3由電池包、俯仰運(yùn)動機(jī)構(gòu)和橫滾運(yùn)動機(jī)構(gòu)組成;俯仰運(yùn)動機(jī)構(gòu)由俯仰運(yùn)動電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌和拉線式位移傳感器組成，通過俯仰運(yùn)動電機(jī)帶動絲杠實(shí)現(xiàn)電池包在導(dǎo)軌上的移動，拉線式位移傳感器可以檢測到運(yùn)動距離，所述電池包在導(dǎo)軌上的移動引起滑翔機(jī)重心在中心軸上的移動，實(shí)現(xiàn)滑翔機(jī)在縱平面俯仰姿態(tài)角的變化;橫滾運(yùn)動機(jī)構(gòu)由橫滾運(yùn)動電機(jī)、嚙合齒輪、支撐導(dǎo)軌和旋轉(zhuǎn)式位移傳感器構(gòu)成，通過橫滾運(yùn)動電機(jī)的運(yùn)動帶動嚙合齒輪的運(yùn)動使電池包繞支撐導(dǎo)軌在圓周方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，電池包在圓周方向的旋轉(zhuǎn)引起滑翔機(jī)重心在圓周方向的轉(zhuǎn)動，通過浮心與重心以及滑翔機(jī)機(jī)翼的聯(lián)合作用引起滑翔機(jī)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動。
[0024]所述控制單元5內(nèi)部集成有存儲模塊和無線傳輸模塊，所述存儲模塊用于將水質(zhì)監(jiān)測儀測量得到的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲，并通過無線傳輸模塊將測量數(shù)據(jù)傳到岸基控制中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的控制及水質(zhì)監(jiān)測，無線傳輸方式可采用GPRS或無線網(wǎng)絡(luò)或其他方式。
[0025]水質(zhì)監(jiān)測儀4與滑翔機(jī)使用水密電纜實(shí)現(xiàn)電氣連接，通過滑翔機(jī)自帶的控制單元可提供水質(zhì)檢測儀4的工作電源，同時(shí)，將水質(zhì)檢測儀4檢測的水質(zhì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至滑翔機(jī)自帶的控制單元5內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠存儲。
[0026]以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動都是本發(fā)明的保護(hù)措施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，其特征在于，所述滑翔機(jī)由耐壓艙殼體構(gòu)成，所述耐壓艙殼體的內(nèi)部從前到后依次設(shè)置有浮力驅(qū)動單元、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元和控制單元，所述耐壓艙殼體的尾部設(shè)置有推進(jìn)單元，所述耐壓艙殼體的腹部設(shè)置有固定架，所述固定架通過卡箍可拆卸的連接有水質(zhì)監(jiān)測儀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，其特征在于，所述水質(zhì)監(jiān)測儀集成有溫度、電導(dǎo)率、PH值、氨氮、溶解氧、葉綠素、和濁度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，其特征在于，所述浮力驅(qū)動單元由柱塞栗、栗電機(jī)、電磁閥、油路、內(nèi)油箱和外油囊組成，所述內(nèi)油箱放置于耐壓艙殼體的內(nèi)部，所述外油囊安裝于耐壓艙殼體外部與外部環(huán)境接觸;所述栗電機(jī)驅(qū)動柱塞栗通過油路將所述內(nèi)油箱中的油液排出到外油囊，所述內(nèi)油箱內(nèi)安裝有用于檢測油液變化體積的拉線式位移傳感器，所述電磁閥用于將油液從外油囊流入內(nèi)油箱。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，其特征在于，所述姿態(tài)調(diào)節(jié)單元由電池包、俯仰運(yùn)動機(jī)構(gòu)和橫滾運(yùn)動機(jī)構(gòu)組成； 所述俯仰運(yùn)動機(jī)構(gòu)由俯仰運(yùn)動電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌和拉線式位移傳感器組成，通過俯仰運(yùn)動電機(jī)帶動絲杠實(shí)現(xiàn)所述電池包在導(dǎo)軌上的移動，所述拉線式位移傳感器用于檢測運(yùn)動距離，所述電池包在導(dǎo)軌上的移動引起滑翔機(jī)重心在中心軸上的移動，實(shí)現(xiàn)滑翔機(jī)在縱平面俯仰姿態(tài)角的變化； 所述橫滾運(yùn)動機(jī)構(gòu)由橫滾運(yùn)動電機(jī)、嚙合齒輪、支撐導(dǎo)軌和旋轉(zhuǎn)式位移傳感器構(gòu)成，通過所述橫滾運(yùn)動電機(jī)的運(yùn)動帶動嚙合齒輪的運(yùn)動使電池包繞支撐導(dǎo)軌在圓周方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，電池包在圓周方向的旋轉(zhuǎn)引起滑翔機(jī)重心在圓周方向的轉(zhuǎn)動，通過浮心與重心以及滑翔機(jī)機(jī)翼的聯(lián)合作用弓I起滑翔機(jī)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，其特征在于，所述控制單元內(nèi)部集成有存儲模塊和無線傳輸模塊，所述存儲模塊用于將水質(zhì)監(jiān)測儀測量得到的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲，并通過無線傳輸模塊將測量數(shù)據(jù)傳到岸基控制中心。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，其特征在于，所述水質(zhì)監(jiān)測儀與滑翔機(jī)通過水密電纜實(shí)現(xiàn)電氣連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于水質(zhì)監(jiān)測的混合推進(jìn)滑翔機(jī)，所述滑翔機(jī)由耐壓艙殼體構(gòu)成，所述耐壓艙殼體的內(nèi)部從前到后依次設(shè)置有浮力驅(qū)動單元、姿態(tài)調(diào)節(jié)單元和控制單元，所述耐壓艙殼體的尾部設(shè)置有推進(jìn)單元，所述耐壓艙殼體的腹部設(shè)置有固定架，所述固定架通過卡箍可拆卸的連接有水質(zhì)監(jiān)測儀。本發(fā)明兼容了水下自主航行器受流影響小、機(jī)動性高的優(yōu)點(diǎn)以及自主水下滑翔機(jī)在位工作時(shí)間長、工作效率高等優(yōu)勢，具有更好的環(huán)境適應(yīng)性和更廣的應(yīng)用范圍，能夠滿足在突發(fā)水質(zhì)污染事故下，提供快速的、長期的實(shí)時(shí)在線水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01N33/18
【公開號】CN105445430
【申請?zhí)枴緾N201510853763
【發(fā)明人】王樹新, 王延輝, 張宏偉
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月30日