[发明专利]一种自动化定深取水装置及其控制方法

权利要求书

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），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）上通过连接线连接各电器元件，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），所述往复丝杠（1105）和排线导向轴（1106）通过往复丝杠轴承组件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）分别穿过排线滑块（1101）的两孔，所述排线滑块（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；

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，脚杯（109）放置在底板周边孔位处；

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）、三个相同的滑轮安装螺柱（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）通过滑轮安装螺柱（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；

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；

所述采水瓶上盖板（202）固定有盖板提手（201）；

所述采水瓶（209）侧面开有槽，所述采水瓶上盖板（202）侧面有螺纹孔，所述盖板提手（201）头部为螺纹结构，盖板提手（201）头部插入槽后，拧入到采水瓶上盖板（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；

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；

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。

2.一种使用权利要求1所述自动化定深取水装置的控制方法，自动化定深取水装置包括采水控制、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，其特征在于，具体步骤如下：

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，卷扬机主控模块（107）控制蜗轮蜗杆减速电机（106）运转，开始下放定深采水器（2），并开始记录下放时间，同时通过定深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定深采水器水下下放的时间，所述定深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（2041）信号，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，给予卷扬机主控模块（107）电信号，卷扬机主控模块（107）开始定时，所述卷扬机主控模块定时量为定深采水器（2）开始工作的控制过程中定深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，封闭定深采水器（2），完成指定深度采水；

定深采水器（2）到达指定深度后的控制过程为；

定深采水器（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，卷扬机主控模块（107）控制蜗轮蜗杆减速电机（106）反转以拉升定深采水器（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，改为记录定深采水器上升时间，当定深采水器上升时间记录到与下放时间一致时，蜗轮蜗杆减速电机（106）停转，并由挂载箱无线信号模块（108）发送取水完成的信号给遥控器（3）；

所述取水操作过程前，需要将采水瓶上盖板（202）通过盖板提手（201）提到电磁吸盘（207）处，通电后的电磁吸盘（207）将吸住采水瓶上盖板（202），保持定深采水器（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。