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无人船采样系统

阅读：142发布：2020-05-11

专利汇可以提供无人船采样系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种无人船采样系统，包括无人船和用于供无人船停靠的浮动船坞，浮动船坞固定在水岸边；无人船上设有连接蓄电池组的充电机构；浮动船坞设有供无人船停靠的泊船位，泊船位设置有与站房电源连接的充电桩，所述泊船位设置有与站房电源连接的充电桩，所述充电桩的底端固定在浮动船坞上，所述充电桩的顶端悬置于所述泊船位的上方，且与所述无人船的充电机构可电性连接。本实用新型的无人船采样系统便于实现无人船充电过程的无人化，自动化程度大大提高，解放了劳动力，提高了工作效率。，下面是无人船采样系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无人船采样系统，其特征在于，
包括无人船(1)和用于供所述无人船(1)停靠的浮动船坞(2)，所述浮动船坞(2)固定在水岸边；
所述无人船(1)上设有连接蓄电池组的充电机构(11)；
所述浮动船坞(2)设有供所述无人船(1)停靠的泊船位(21)，所述泊船位(21)设置有与站房电源连接的充电桩(22)，所述充电桩(22)的底端固定在浮动船坞(2)上，所述充电桩(22)的顶端悬置于所述泊船位(21)的上方，且与所述无人船(1)的充电机构(11)可电性的连接。
2.根据权利要求1所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述充电桩(22)包括安装基座(221)和固定在所述安装基座(221)上的充电横杆(222)，所述充电横杆(222)上设有导电体(2221)，所述导电体(2221)与站房电源连接，所述充电机构(11)包括竖向设置的充电弹性部(111)，所述充电弹性部(111)通过固定件(112)固定在所述无人船(1)上，以使得所述无人船(1)停靠在所述泊船位(21)时，所述充电弹性部(111)与所述导电体(2221)电连接。
3.根据权利要求2所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述导电体(2221)的两端均设有绝缘挡板(2222)，所述充电横杆(222)为绝缘体。
4.根据权利要求1所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述无人船(1)上还设有用于采集水样的采样机构(12)和用于将所述采样机构(12)采集的水样转移的水样转移机构(13)，
所述浮动船坞(2)上还设有储样机构(23)，以用于接收和储存所述水样转移机构(13)所输送的水样，所述储样机构(23)通过水泵连接站房的检测机构。
5.根据权利要求4所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述采样机构(12)包括转盘(121)、水管(122)、采样头(123)、抽水泵(124)和第一样水箱(125)，所述采样头(123)固连在所述水管(122)的第一端，所述第一样水箱(125)连接所述水管(122)的第二端，所述水管(122)卷绕在所述转盘(121)上，通过转动所述转盘(121)以实现所述采样头(123)的升降，所述抽水泵(124)设置在所述转盘(121)与所述第一样水箱(125)之间的水管管路上，以用于抽取水样至所述第一样水箱(125)。
6.根据权利要求5所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述水样转移机构(13)包括排水泵(131)和排水管(132)，所述排水泵(131)连接所述第一样水箱(125)，所述排水管(132)连接所述排水泵(131)，所述排水管(132)为朝向所述无人船(1)船体外侧方向延伸、可打开或回收的管道，以使得所述无人船(1)进行水样转移时，所述排水管(132)的出口正对所述储样机构(23)，从而将所述第一样水箱(125)内的水样转移至所述储样机构(23)。
7.根据权利要求6所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述储样机构(23)包括第二样水箱(231)，所述第二样水箱(231)的开口为喇叭开口，所述第二样水箱(231)的底部通过水泵连接站房的检测机构。
8.根据权利要求1所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述泊船位(21)上设有限位闸门机构(211)，以用于对停靠的无人船(1)进行限位。
9.根据权利要求8所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述限位闸门机构(211)包括限位闸杆(2111)和位于所述泊船位(21)两侧的限位闸杆支撑基座(2112)，所述限位闸杆(2111)的其中一端与对应侧的所述限位闸杆支撑基座(2112)转动连接，所述限位闸杆(2111)连接旋转驱动机构(2113)，以用于驱动所述限位闸杆(2111)抬起或放下，所述限位闸杆(2111)的中部设有用于对所述无人船进行限位的挡板(2114)。
10.根据权利要求1～9任一项所述的无人船采样系统，其特征在于，
所述泊船位(21)的两侧设置有防撞条(212)。

说明书全文

无人船采样系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及无人船技术领域，特别地，涉及一种无人船采样系统。

背景技术

[0002] 江河、湖泊水质监测是地表水环境保护的重要内容，监测数据是反映水质污染程度的重要依据，监测数据的准确性对所采取的环境保护措施有重要影响。在江河、湖泊等地表水体的水质监测中，地表水体离岸监测点位取样一直是困扰环境监测部门的难题。无人船水质采样器适用于江河、湖泊等水体的水质在线监测和样品采集，广泛应用于环境保护、水利和渔业等部门。该系统可完全替代传统的必须由人工驾驶船舶到达离岸监测点位才能实现的现场采样。现有的无人船采样是由岸上操作人员遥控到达采样点，可连续完成多点样品的采集，采样完成后由操作人员遥控无人船返回，取出采样瓶并带回实验室进行分析。

[0003] 现有的无人设备配置的水质采样器结构复杂，需要人工进行充电，作业时间短，且由于涉及到水样由无人船至检测室的转移以及无人船与停靠船坞的对接，这些过程需要人工干预操作，不便于实现自动化水质监测作业。实用新型内容

[0004] 本实用新型提供了一种无人船采样系统，以解决无人采样船充电不方便、需要人工操作不便于实现自动化的技术问题。

[0005] 根据本实用新型的一个方面，提供一种无人船采样系统，包括无人船和用于供所述无人船停靠的浮动船坞，所述浮动船坞固定在水岸边；所述无人船上设有连接蓄电池组的充电机构；所述浮动船坞设有供所述无人船停靠的泊船位，所述泊船位设置有与站房电源连接的充电桩，所述充电桩的底端固定在浮动船坞上，所述充电桩的顶端悬置于所述泊船位的上方，且与所述无人船的充电机构可电性的连接。

[0006] 进一步地，所述充电桩包括安装基座和固定在所述安装基座上的充电横杆，所述充电横杆上设有导电体，所述导电体与站房电源连接，所述充电机构包括竖向设置的充电弹性部，所述充电弹性部通过固定件固定在所述无人船上，以使得所述无人船停靠在所述泊船位时，所述充电弹性部与所述导电体电连接。

[0007] 进一步地，所述导电体的两端均设有绝缘挡板，所述充电横杆为绝缘体。

[0008] 进一步地，所述无人船上还设有用于采集水样的采样机构和用于将所述采样机构采集的水样转移的水样转移机构，所述浮动船坞上还设有储样机构，以用于接收和储存所述水样转移机构所输送的水样，所述储样机构通过水泵连接站房的检测机构。

[0009] 进一步地，所述采样机构包括转盘、水管、采样头、抽水泵和第一样水箱，所述采样头固连在所述水管的第一端，所述第一样水箱连接所述水管的第二端，所述水管卷绕在所述转盘上，通过转动所述转盘以实现所述采样头的升降，所述抽水泵设置在所述转盘与所述第一样水箱之间的水管管路上，以用于抽取水样至所述第一样水箱。

[0010] 进一步地，所述水样转移机构包括排水泵和排水管，所述排水泵连接所述第一样水箱，所述排水管连接所述排水泵，所述排水管为朝向所述无人船船体外侧方向延伸、可打开或回收的管道，以使得所述无人船进行水样转移时，所述排水管的出口正对所述储样机构，从而将所述第一样水箱内的水样转移至所述储样机构。

[0011] 进一步地，所述储样机构包括第二样水箱，所述第二样水箱的开口为喇叭开口，所述第二样水箱的底部通过水泵连接站房的检测机构。

[0012] 进一步地，所述泊船位上设有限位闸门机构，以用于对停靠的无人船进行限位。

[0013] 进一步地，所述限位闸门机构包括限位闸杆和位于所述泊船位两侧的限位闸杆支撑基座，所述限位闸杆的其中一端与对应侧的所述限位闸杆支撑基座转动连接，所述限位闸杆连接旋转驱动机构，以用于驱动所述限位闸杆抬起或放下，所述限位闸杆的中部设有用于对所述无人船进行限位的挡板。

[0014] 进一步地，所述泊船位的两侧设置有防撞条。

[0015] 进一步地，所述泊船位的上方设置有防雨棚。

[0016] 本实用新型具有以下有益效果：

[0017] 本实用新型的无人船采样系统，包括无人船和用于供无人船停靠的浮动船坞，浮动船坞固定在水岸边，无人船由电力驱动系统驱动行驶到目标位置，采样机构采集水样并储存，水样采集完后，无人船行驶到浮动船坞，并停靠在泊船位上，无人船上的充电机构与浮动船坞上的充电桩电连接，实现无人船的蓄电池组的自动充电。本实用新型的无人船采样系统便于实现无人船充电过程的无人化和自动化，提高工作效率。

[0018] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。附图说明

[0019] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

[0020] 图1是本实用新型优选实施例的无人船采样系统的结构示意图；

[0021] 图2是本实用新型优选实施例的无人船采样系统另一视角的结构示意图；

[0022] 图3是本实用新型优选实施例的无人船采样系统另一视角的结构示意图；

[0023] 图4是图1中限位闸门机构的结构示意图。

[0024] 图例说明：

[0025] 1、无人船；11、充电机构；111、充电弹性部；112、固定件；12、采样机构；121、转盘；122、水管；123、采样头；124、抽水泵；125、第一样水箱；126、支撑轮；13、水样转移机构；131、排水泵；132、排水管；2、浮动船坞；21、泊船位；211、限位闸门机构；2111、限位闸杆；2112、限位闸杆支撑基座；2113、旋转驱动机构；2114、挡板；212、防撞条；22、充电桩；221、安装基座；
222、充电横杆；2221、导电体；2222、绝缘挡板；223、充电电缆；23、储样机构；231、第二样水箱；232、取水管。

具体实施方式

[0026] 以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

[0027] 图1是本实用新型优选实施例的无人船采样系统的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的无人船采样系统另一视角的结构示意图；图3是本实用新型优选实施例的无人船采样系统另一视角的结构示意图；图4是图1中限位闸门机构的结构示意图。

[0028] 如图1～3所示，本实施例的无人船采样系统，包括无人船1和用于供无人船1停靠的浮动船坞2，浮动船坞2固定在水岸边；无人船1上设有连接蓄电池组的充电机构11；浮动船坞2设有供无人船1停靠的泊船位21，泊船位21设置有与站房电源连接的充电桩22，充电桩22的底端固定在浮动船坞2上，充电桩22的顶端悬置于泊船位21的上方，且与无人船1的充电机构11可电性的连接，用于当无人船1停靠时，充电机构11与充电桩22电连接以完成无人船1的自动充电。应当指出，站房电源中的电能可以源于太阳能、风能、潮汐能等的转化。充电桩22可以为各种适当的机构，在本实用新型优选地实施例中，为了确保能够便捷的与无人船1实现电连接，充电桩22的底端固定在浮动船坞2上，其顶端悬置于泊船位21的上方，且与无人船1的充电机构11可脱离的连接。当然，充电桩22与无人船1的充电机构11还可以是非接触式的连通，例如，通过无线感应的方式，实现与无人船1的无线充电。

[0029] 本实施例的无人船采样系统，包括无人船1和用于供无人船1停靠的浮动船坞2，浮动船坞2固定在水岸边，无人船1由电力驱动系统驱动行驶到目标位置，水样采集完后，无人船1行驶到浮动船坞2，并停靠在泊船位21内。当无人船1停靠进泊船位21上时，无人船1上的充电机构11与浮动船坞2上的充电桩22电连接，实现无人船1的蓄电池组的自动充电，实现了无人船充电过程的无人化和自动化，提高了工作效率。

[0030] 本实施例的无人船采样系统，无人船1上设有摄像头(未图示)，可以监控到无人船1周围的情况，无人船1与控制系统电连接，控制系统控制无人船1的行进路线，控制系统对无人船的行进路线的控制属于现有技术，本实用新型在此不做赘述。

[0031] 本实施例中，充电桩22包括安装基座221和固定在安装基座221上的充电横杆222，充电横杆222上设有导电体2221，导电体2221与站房电源连接；充电机构11包括竖向设置的充电弹性部111，充电弹性部111通过固定件112固定在无人船1上，以使得无人船1停靠在泊船位21时，充电弹性部111与导电体2221电连接，以此，通过将充电部份设置成弹性，能够将无人船很好的停泊好的同时，确保导电体与充电部能稳定的接触，确保充电过程中的稳定性和安全性。可选地，仅在泊船位21的一侧设置有安装基座221，充电横杆222一端被安装基座221固定，另一端悬空。在另一可选方案中，在泊船位21的两侧均设置安装基座221，充电横杆222的两端均被安装基座221固定。充电横杆222上设置有导电体2221，导电体2221通过充电电缆223与站房电源连接。充电弹性部111竖向固定在无人船1上，且通过充电电缆223与无人船1的蓄电池组连接，无人船1停靠进泊船位21时，竖向的充电弹性部111与充电横杆222上横向设置的导电体2221接触实现电连接，从而实现无人船的自动充电，充电弹性部
111的弹性力为充电机构与充电横杆初始接触时提供了缓冲力，防止充电机构11和充电桩
22被碰坏，充电弹性部111优选为充电弹簧，充电时，充电弹簧在接触时可以弯曲缓冲。优选地，控制系统包括电力检测装置，电力检测装置与无人船1的蓄电池组电连接，当电力检测装置检测到蓄电池组电力不足时，将该检测信号传输给控制系统，控制系统控制与充电桩
22相连接的站房电源通电，开始为蓄电池组充电。当电力检测装置检测到蓄电池组电力已充满时，将该检测信号传输给控制系统，控制系统控制与充电桩22相连接的站房电源断电。

[0032] 本实施例中，导电体2221的两端均设有绝缘挡板2222，充电横杆222为绝缘体。导电体2221的两端采用绝缘挡板2222进行隔离，充电横杆222为绝缘体，防止漏电引发安全事故。

[0033] 本实施例中，无人船1上还设有用于采集水样的采样机构12和用于将采样机构12采集的水样转移的水样转移机构13，浮动船坞2上还设有储样机构23，以用于接收和储存水样转移机构13所输送的水样，储样机构23通过水泵连接站房的检测机构。无人船1由电力驱动系统驱动行驶到目标位置后，采样机构12采集水样并储存，水样采集完后，无人船1行驶到浮动船坞2，并停靠在泊船位21内，水样转移机构13将采样机构12采集的水样转移输送至浮动船坞2上的储样机构23，完成水样的采集作业。然后储样机构23通过水泵和水管将样水输送至站房检测机构进行检测。本实施例的无人船采样系统只需要与控制系统电连接，将相关的部件机构与控制系统电性连接，即可实现从采样-样品转移-样品检测整个过程的无人化和自动化，解放了劳动力，提高了工作效率。

[0034] 本实施例中，采样机构12包括转盘121、水管122、采样头123、抽水泵124和第一样水箱125，采样头123固连在水管122的第一端，第一样水箱125连接水管122的第二端，水管122卷绕在转盘121上，通过转动转盘121以实现采样头123的升降，抽水泵124设置在转盘
121与第一样水箱125之间的水管管路上，以用于抽取水样至第一样水箱125。转盘121连接有转动驱动机构，水管122卷绕在转盘121上，水管122的第一端固定连接有采样头123，水管
122的第一端通过支撑轮126支撑悬垂在无人船1的外侧，转动转盘121，可以实现采样头123的升降，从而可以采集到不同水深处的水样。转盘121、抽水泵124均与控制系统电连接，当无人船1行进到目标位置，在控制指令下，控制转盘121转动将采样头123下放至目标深度，继而控制抽水泵124启动，进行自动采集水样，水样被保存在第一样水箱125中。水样采集完成后，转盘121转动将采样头123收回，抽水泵124关闭。

[0035] 本实施例中，水样转移机构13包括排水泵131和排水管132，排水泵131连接第一样水箱125，排水管132连接排水泵131，排水管132为朝向无人船1的船体外侧方向延伸、可打开或回收的管道，以使得无人船1停靠在泊船位21时，排水管132的出口正对储样机构23，从而将第一样水箱125内的水样转移至储样机构23；进一步地，排水管132一端设置在无人船1上，相对设置的另一端，可打开或回收的朝无人船1的船体外侧延伸设置。

[0036] 无人船1采集完水样后，控制系统控制无人船1返回并停靠至泊船位21，水样转移机构13的排水管132为立起的刚性管，停靠到位后，排水管132可打开悬在储样机构23的上方，出口正对储样机构23，控制系统控制启动排水泵131，将第一样水箱125内的水样转移至储样机构23。

[0037] 本实施例中，储样机构23包括第二样水箱231，第二样水箱231的开口为喇叭开口，第二样水箱231的底部通过水泵连接站房的检测机构。第二样水箱231用于收集由第一样水箱125转移输送过来的水样，水样是通过悬空的排水管132流至第二样水箱231，第二样水箱231设置为喇叭开口，可以增大接收水样的面积，防止水样溅落出去。第二样水箱231的底部连接有取水管232，取水管232连通水泵，可将第二样水箱231内的水样输送到站房的检测机构，检测机构完成对水样各项指标的检测。

[0038] 本实施例中，泊船位21上设有限位闸门机构211，以用于对停靠的无人船1进行限位。无人船1停靠在泊船位21后，如果不进行固定限位，在水面波浪和风浪的作用下，无人船容易晃动，甚至飘走。无人船飘荡对充电不利，容易导致充电机构、充电桩撞击损坏，因此，在泊船位21设置限位闸门机构211，无人船1停靠进入泊船位21后，限位闸门机构211即将无人船1固定在泊船位21内的指定位置。

[0039] 本实施例中，限位闸门机构211包括限位闸杆2111和位于泊船位21两侧的限位闸杆支撑基座2112，限位闸杆2111的其中一端与对应侧的限位闸杆支撑基座2112转动连接，限位闸杆2111连接旋转驱动机构2113，以用于驱动限位闸杆2111抬起或放下，限位闸杆2111的中部设有用于对无人船进行限位的挡板2114。无人船1进入泊船位21之前，限位闸杆
2111是打开的，当检测到无人船1的尾部进入到泊船位指定位置后，旋转驱动机构2113驱动限位闸杆2111转动，将限位闸杆2111关闭，挡板2114抵挡住无人船1的船尾，使无人船1无法从限位闸杆2111的下方退出。限位闸杆支撑基座2112上设置有位置检测机构，用于检测无人船1的船尾是否进入泊船位指定位置。限位闸门机构211与控制系统电连接，用于自动控制限位闸门机构211的启动。

[0040] 本实施例中，泊船位21的两侧设置有防撞条212。无人船1由泊船位21的开口驶进指定位置，在泊船位21的两侧设置防撞条212，能够缓冲无人船1船体与浮动船坞2的撞击，避免无人船1和浮动船坞2损坏。本实施例中，浮动船坞2采用拼接在一起的具有一定厚度的橡胶片组成，其能够浮在水面上。在其他实施方式中，也可以采用木材或其他材料制成。

[0041] 本实施例中，泊船位21的上方设置有防雨棚。在泊船位21的上方设置防雨棚，无人船停靠在泊船位21时，整个无人船船体都处于防雨棚内部，无论是充电机构充电还是样品转移均在防雨棚内部进行，避免了雨天可能带来的危险情况以及雨水对水样品的污染。

[0042] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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