一种水质探测船的制作方法

1.本实用新型涉及水域环境监测技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种水质探测船。


背景技术：

2.水质监测作为水环境保护的重要举措，一直是国家环保部门及其重视的一项工作。针对水污染问题，目前我国主要使用的水质环境监测方法主要分为三种：实验室监测方法、移动监测方法和自动监测站检测方法。在水质监测以及污染溯源的实际工作中，单纯依靠人力已无法完成大量水下采集、监测、溯源、管理等工作，需要依靠无人船搭载相应的设备来辅助检测者完成水质监测以及污染溯源的工作。
3.在现有技术中，无人船是一个拥有智能技术的小型船舶或者舰艇，它能在极少人力干涉的情况下对所监测环境的变化做出相应的反应。小型的无人自动测量船上搭载水质监测系统解决了传统方法只能够局限于一定区域进行水质监测的缺点，并且可以完全替代传统方法应用于湖泊、河流等地方。水质监测系统利用无人船进行采样，操作人员在陆地将无人船控制到目标地点，即可进行定点连续监测。
4.但是上述无人水质监测船仅能够对水质进行监测，不能够辅助检测者完成污染溯源的工作，污染溯源是需要探测水域的排污暗管，目前现有技术中有暗管探测无人船，其通过内置的定位定向仪，精确定位目标位置和获取具体参数，通过声呐扫描技术，将测扫的声波实时、直观地反馈在电脑基站系统中，用户通过声呐反馈图，可对水域暗管、道口等进行全方位的科学分析判别。暗管探测船还拥有国际领先的自主航行和自动避障技术，以及智能控制终端及实时远程通讯功能，可以保证暗管探测的自动化以及信息传递的即时性。
5.本实用新型致力于在一个无人船上同时搭载暗管探测以及水质监测两种功能，专为应急性和周期性的水质巡检而设计，主要实现的目的有两个，一是方便检测者使用无人船对河流点位的水质进行样本采集和分析工作，二是通过侧扫声呐掌握对河流水下情况，通过图像反馈进行溯源分析。如此一来，无人船的功能增加，其上搭载的设备随之增加，因而无人船航行的稳定性需要进行改进。因此，有必要提出一种水质探测船，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

6.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
7.为至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种水质探测船，包括：甲板和动力船体，所述甲板的下方设有两个间隔布置的动力船体，所述甲板上设有用于监测水质的监测部，以及用于探测暗管的探测部。
8.优选的是，所述甲板上方设有第一舱体，所述第一舱体内设有监测部。
9.优选的是，所述第一舱体为密封舱体，其底端与甲板密封连接。
10.优选的是，所述第一舱体的外侧设有与监测部连接的取样口，还设有分别与监测部连接的试剂口和废液口。
11.优选的是，所述甲板下方设有第二舱体，所述第二舱体设于两个动力船体形成的空间区域内，所述第二舱体内设有探测部。
12.优选的是，所述第二舱体为密封舱体，其顶端与甲板密封连接。
13.优选的是，所述第二舱体包括：第一密封腔，所述第一密封腔的左侧上方设有第二密封腔，所述第二密封腔的下方设有容纳腔。
14.优选的是，所述探测部包括：侧扫声呐和驱动组件，所述侧扫声呐的顶部连接有线缆；所述第一密封腔的内顶面通过第一固定杆连接有第一定滑轮，所述第二密封腔的内顶面通过第二固定杆连接有第二定滑轮，所述线缆的另一端依次绕过第二定滑轮和第一定滑轮，且与设置在第一密封腔内的驱动组件连接。
15.优选的是，所述驱动组件包括：两个间隔设置的固定板，两个固定板之间由下向上依次设有缠绕轴、螺杆以及导向杆，所述缠绕轴和螺杆均与固定板转动连接；所述缠绕轴伸出固定板的一端依次连接有第一齿轮和驱动电机的输出端，所述螺杆伸出固定板的一端连接有与第一齿轮啮合的第二齿轮；所述导向杆上滑动连接有移动块，所述移动块的下部分与螺杆螺纹连接，所述移动块的一侧设有导向筒，所述线缆的另一端穿过导向筒且与缠绕轴连接。
16.优选的是，所述动力船体的后端设有移动推进器，所述动力船体的前端外侧设有转向推进器。
17.相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：
18.本实用新型所述的水质探测船通过两个动力船体的设计，提升了探测船航行的稳定性，探测船上搭载的监测部和探测部可以实现水质监测和暗管探测，并且利用现有技术中无人船的自动航行功能，可以完成定点或连续性监测、探测任务，并可针对江、河、湖、海、水库等水域水质进行监测、测绘、应急方面进行应用，具备成本较低、灵活性较好、可以实时返回数据、监测范围广泛等优点。
19.本实用新型所述的水质探测船，本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
20.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
21.图1为本实用新型所述的水质探测船的前侧结构示意图；
22.图2为本实用新型所述的水质探测船的结构示意图；
23.图3为本实用新型所述的水质探测船的后侧结构示意图；
24.图4为本实用新型所述的水质探测船中侧扫声呐和线缆连接的结构示意图；
25.图5为本实用新型所述的水质探测船中第二舱体的内部结构示意图；
26.图6为本实用新型所述的水质探测船中驱动组件的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图以及实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
28.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
29.如图1-图6所示，本实用新型提供了一种水质探测船，包括：甲板1和动力船体2，所述甲板1的下方设有两个间隔布置的动力船体2，所述甲板1上设有用于监测水质的监测部，以及用于探测暗管的探测部。
30.上述技术方案的工作原理和有益效果：为保证水质探测船航行的稳定性，采用两个动力船体2，进行航行时，水流除了会从动力船体2的外侧经过之外，还会经过两个动力船体2之间形成的空间区域，提升了动力船体2航行的稳定性和耐波性；
31.在水质探测船上的甲板上可搭载用于监测水质的监测部以及探测水域暗管的探测部；
32.监测部可采用现有技术中常用的水质在线分析仪，或者采用多参数水质在线分析仪，监测指标为化学需氧量、氨氮、总磷，可扩展五参数(ph、电导率、溶解氧、浊度、温度)、总氮、叶绿素a、蓝绿藻、挥发酚、重金属等参数；多参数水质在线分析仪使用光学方法来测量水质污染参数，比较其它化学方法，光学法更适用于对环境的保护，减低试剂的使用剂量，不会对环境造成二次污染；并且操作简单，测量快速准确，大大降低了运行成本与维护量；
33.探测部可采用现有技术中常用的暗管探测仪，例如侧扫声呐等；
34.所述甲板1的上方前端还设有第三舱体16，所述第三舱体16内设有自动航行模块，所述第三舱体16的顶部设有摄像头17，所述摄像头17的外部罩设有透明密封罩；自动航行模块可采用现有技术中无人船所应用的自动航行定位等技术，用以实现此水质探测船的无人遥控、卫星自动导航、自主航行、自动避障以及能够搭载不同的仪器设备进行多种领域的水上作业的功能；
35.整个探测船的材质均可采用碳纤维材质，可达到防腐、防磨、防撞损等目的。
36.在一个实施例中，所述甲板1上方设有第一舱体3，所述第一舱体3内设有监测部。
37.所述第一舱体3为密封舱体，其底端与甲板1密封连接。
38.上述技术方案的工作原理和有益效果：第一舱体3整体为密封设计，且其底端与甲板1可拆卸的密封连接，用于将监测部密封，防止探测船航行时水进入至第一舱体3内。
39.在一个实施例中，所述第一舱体3的外侧设有与监测部连接的取样口320。
40.进一步地，所述第一舱体3的外侧还设有分别与监测部连接的试剂口310和废液口330。
41.上述技术方案的工作原理和有益效果：取样口320用于连接取样管和监测部的进水口，将样水抽吸至监测部内，在水质探测船下水之前，通过试剂口310将水质在线分析仪所需的检测试剂通入至监测部的试剂储存桶内，监测部进行水质检测时，再从试剂储存桶内进行抽取使用，废液口330与监测部的废液桶连接，监测部完成水质检测后，通过废液桶收集水质检测时产生的废液，在水质探测船上岸后，将废液桶内的废液抽吸出来，这样就不
用将第一舱体3打开便可以进行样水和试剂的通入，以及废液的排出。
42.在一个实施例中，所述甲板1下方设有第二舱体4，所述第二舱体4设于两个动力船体2形成的空间区域内，所述第二舱体4内设有探测部。
43.上述技术方案的工作原理和有益效果：第二舱体4所占用空间区域的高度不大于两个动力船体2高度的一半，以保证剩余的空间区域内能够在探测船航行时有水流经过，保证探测船航行的稳定性。
44.在一个实施例中，所述第二舱体4为密封舱体，其顶端与甲板1密封连接。
45.所述第二舱体4包括：第一密封腔410，所述第一密封腔410的左侧上方设有第二密封腔420，所述第二密封腔420的下方设有容纳腔430。
46.上述技术方案的工作原理和有益效果：容纳腔430的底部为开放式，第一密封腔410以及第二密封腔420均为密封设置，用于设置探测部的需要防水的部件。
47.在一个实施例中，所述探测部包括：侧扫声呐5和驱动组件6，所述侧扫声呐5的顶部连接有线缆7；所述第一密封腔410的内顶面通过第一固定杆8连接有第一定滑轮9，所述第二密封腔420的内顶面通过第二固定杆10连接有第二定滑轮11，所述线缆7的另一端依次绕过第二定滑轮11和第一定滑轮9，且与设置在第一密封腔410内的驱动组件6连接。
48.上述技术方案的工作原理和有益效果：侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，其换能器阵可装在探测船的底部，走航时向两侧下方发射扇形波束的声脉冲，工作时发射出的声波投射在海底的区域呈长条形，换能器阵接收来自照射区各点的反向散射信号，经放大、处理和记录，在记录条纸上显示出海底的图像，回波信号较强的目标图像较黑，声波照射不到的影区图像色调较淡，根据影区的长度估算目标的高度，实现对暗管的探测；
49.由于各个水域的深度不同，因此在此实施例中，将侧扫声呐5设置为可升降式，在较深的水域能够下沉，方便暗管的探测；
50.线缆7的一端与侧扫声呐5连接，其另一端与驱动组件6连接，并且线缆7绕过两个定滑轮设置，线缆7密封穿过第二密封腔420与容纳腔430的隔板，以及第二密封腔420和第一密封腔410的隔板，以防止水进入至两个密封腔内。
51.在一个实施例中，所述驱动组件6包括：两个间隔设置的固定板610，两个固定板610之间由下向上依次设有缠绕轴620、螺杆630以及导向杆640，所述缠绕轴620和螺杆630均与固定板610转动连接；所述缠绕轴620伸出固定板610的一端依次连接有第一齿轮650和驱动电机660的输出端，所述螺杆630伸出固定板610的一端连接有与第一齿轮650啮合的第二齿轮670；所述导向杆640上滑动连接有移动块680，所述移动块680的下部分与螺杆630螺纹连接，所述移动块680的一侧设有导向筒690，所述线缆7的另一端穿过导向筒690且与缠绕轴620连接。
52.所述第一固定杆8远离第二固定杆10的一侧弹性铰接有第一弧形挡板12，所述第二固定杆10远离第一固定杆8的一侧连接有第二弧形挡板13。
53.上述技术方案的工作原理和有益效果：驱动组件6通过驱动电机660提供动力，带动第一齿轮650和缠绕轴620同时转动，同时与第一齿轮650啮合的第二齿轮670带动螺杆630转动，缠绕轴620转动能够使得线缆7收紧或放松，以实现侧扫声呐5的升降，螺杆630的转动能够带动移动块680沿轴向移动，从而使与移动块680固定连接的导向筒690同时移动，
导向筒690的移动能够使得线缆7的位置发生变化，例如，在线缆7收紧时，螺杆630转动后带动导向筒690向远离线缆7与缠绕轴620固定的一端(如图6所示的右端)移动，使得经过导向筒690的线缆7随之移动，从而依次缠绕在缠绕轴620上，以保证线缆7缠绕的均匀一致性；
54.由于导向筒690带着线缆7移动时，线缆7与第一定滑轮9的接触面积会发生变化，当接触面积减小时，容易脱离第一定滑轮9，因此，在第一固定杆8上弹性铰接有与线缆7对应的第一弧形挡板12，能够阻挡在第一密封腔410内的线缆7被带着向右侧移动时发生脱离第一定滑轮9的情况，以保证侧扫声呐5升降的稳定性；同样的，可在第二固定杆10上固定设置第二弧形挡板13，用于防止在第二密封腔420内的线缆7与第二定滑轮11脱离。
55.在一个实施例中，所述动力船体2的后端设有移动推进器14，所述动力船体2的前端外侧设有转向推进器15。
56.上述技术方案的工作原理和有益效果：动力船体2的后端的移动推进器14可采用强劲的喷泵喷水推进动力设计，用以进一步提升探测船的航行稳定性；前端外侧设置的转向推进器15用以使探测船转向。
57.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
58.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
59.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

技术特征：
1.一种水质探测船，其特征在于，包括：甲板(1)和动力船体(2)，所述甲板(1)的下方设有两个间隔布置的动力船体(2)，所述甲板(1)上设有用于监测水质的监测部，以及用于探测暗管的探测部。2.根据权利要求1所述的水质探测船，其特征在于，所述甲板(1)上方设有第一舱体(3)，所述第一舱体(3)内设有监测部。3.根据权利要求2所述的水质探测船，其特征在于，所述第一舱体(3)为密封舱体，其底端与甲板(1)密封连接。4.根据权利要求2所述的水质探测船，其特征在于，所述第一舱体(3)的外侧设有与监测部连接的取样口(320)。5.根据权利要求1所述的水质探测船，其特征在于，所述甲板(1)下方设有第二舱体(4)，所述第二舱体(4)设于两个动力船体(2)形成的空间区域内，所述第二舱体(4)内设有探测部。6.根据权利要求5所述的水质探测船，其特征在于，所述第二舱体(4)为密封舱体，其顶端与甲板(1)密封连接。7.根据权利要求5所述的水质探测船，其特征在于，所述第二舱体(4)包括：第一密封腔(410)，所述第一密封腔(410)的左侧上方设有第二密封腔(420)，所述第二密封腔(420)的下方设有容纳腔(430)。8.根据权利要求7所述的水质探测船，其特征在于，所述探测部包括：侧扫声呐(5)和驱动组件(6)，所述侧扫声呐(5)的顶部连接有线缆(7)；所述第一密封腔(410)的内顶面通过第一固定杆(8)连接有第一定滑轮(9)，所述第二密封腔(420)的内顶面通过第二固定杆(10)连接有第二定滑轮(11)，所述线缆(7)的另一端依次绕过第二定滑轮(11)和第一定滑轮(9)，且与设置在第一密封腔(410)内的驱动组件(6)连接。9.根据权利要求8所述的水质探测船，其特征在于，所述驱动组件(6)包括：两个间隔设置的固定板(610)，两个固定板(610)之间由下向上依次设有缠绕轴(620)、螺杆(630)以及导向杆(640)，所述缠绕轴(620)和螺杆(630)均与固定板(610)转动连接；所述缠绕轴(620)伸出固定板(610)的一端依次连接有第一齿轮(650)和驱动电机(660)的输出端，所述螺杆(630)伸出固定板(610)的一端连接有与第一齿轮(650)啮合的第二齿轮(670)；所述导向杆(640)上滑动连接有移动块(680)，所述移动块(680)的下部分与螺杆(630)螺纹连接，所述移动块(680)的一侧设有导向筒(690)，所述线缆(7)的另一端穿过导向筒(690)且与缠绕轴(620)连接。10.根据权利要求1所述的水质探测船，其特征在于，所述动力船体(2)的后端设有移动推进器(14)，所述动力船体(2)的前端外侧设有转向推进器(15)。

技术总结
本实用新型公开了一种水质探测船，包括：甲板和动力船体，所述甲板的下方设有两个间隔布置的动力船体，所述甲板上设有用于监测水质的监测部，以及用于探测暗管的探测部。通过两个动力船体的设计，提升了探测船航行的稳定性，探测船上搭载的监测部和探测部可以实现水质监测和暗管探测，并且利用现有技术中无人船的自动航行功能，可以实现探测船的遥控、反控以及自动方式转换，并完成定点或连续性监测、探测任务，并可针对江、河、湖、海、水库等水域水质进行监测、测绘、应急方面进行应用，具备成本较低、灵活性较好、可以实时返回数据、监测范围广泛等优点。广泛等优点。广泛等优点。


技术研发人员：秦建伟 方涓涓 石兴 李海飞 赵航 李雪君 刘飞龙 蔡国庆 刘家昊 武高峰 赵露露 高佳丽 付明伟
受保护的技术使用者：北京奥达清环境检测有限公司
技术研发日：2023.01.19
技术公布日：2023/6/7