[发明专利]一种水体淤泥监测取样装置及方法

权利要求书

1.一种水体淤泥监测取样装置，其特征在于：包括存储桶、定位底座、取样机械手、采集节点，所述定位底座铺设在水体底部，定位底座采用铁磁材料制成，所述存储桶包括桶底座、桶壁，所述桶底座内设有电磁铁，所述桶壁上边缘设有外沿，所述桶底座通过电磁铁与定位底座可拆卸连接；

所述取样机械手采用三爪体联动机械爪，取样机械爪包括机械爪架体、爪体、盖体，所述机械爪架体的上端与机械臂相连接，所述机械爪架体的下端通过自动伸缩组件与盖体固定相连接；

所述采集节点包括处理器、电池、温度传感器、压力传感器、定位模块、无线通信模块，所述处理器通过电源管理模块与电池相连接，处理器通过驱动芯片控制电磁铁通电，所述处理器通过无线通信模块与上位机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种水体淤泥监测取样装置，其特征在于：所述盖体包括横撑、两个对称设置的活动叶片，所述横撑与自动伸缩组件的第二伸缩杆固定连接，横撑的侧边与活动叶片铰接在一起，盖体外径大于存储桶开口处的外径。

3.根据权利要求1所述的一种水体淤泥监测取样装置，其特征在于：所述定位底座下方设有土钉，所述定位底座均匀的固定在固定网上。

4.根据权利要求1所述的一种水体淤泥监测取样装置，其特征在于：所述采集节点的处理器、电池、温度传感器、定位模块、无线通信模块封装在桶底座内，压力传感器设有多个，所述桶底座的上表面、桶底座的外壁均设有压力传感器，桶壁上自上到下依次设有多个传感器。

5.根据权利要求1所述的一种水体淤泥监测取样装置，其特征在于：所述采集节点还包括USB接口、存储器，USB接口、存储器分别与处理器相连接。

6.根据权利要求1所述的一种水体淤泥监测取样装置，其特征在于：所述取样机械手装配在机械臂上，机械臂装配在水下机器人或者作业船上。

7.一种水体淤泥监测取样方法，其特征在于：包括以下步骤：

D1.铺设定位底座

在关键点区域内铺设多个定位底座，定位底座通过土钉、固定网等方式固定在水体底部；

D2.放置取样桶

将取样桶放置在定位底座上，启动电磁铁，当电磁铁得电有磁性时，通过电磁铁与定位底座间的磁极引力固定在定位底座上，启动采集节点；

D3.采集节点零点标定

当准备工作完成后，采集节点输入传感器信息，添加载荷(进行标定，采集各个压力传感器、温度传感器以及定位模块的信息，将初始结果保存或者写入采集节点中的存储器中，同时通过无线通信模块上传到上位机，上位机获取采集节点的数据，并存储；

D4.设置采集节点采样参数，并实时采样

设置采样频率、采样延时，并配置给采样节点的处理器，进行实时采样，将采样数据存储在存储器内，同时通过无线通信模块上传到上位机；

D5.首次监测

该区域内，首次监测，根据放置时间的长短，存储桶1内会依次有浮泥、流泥、淤泥、淤泥质土，最初的使用过程中，需要定期取出存储桶，对存储桶内的土质进行测定，并与采集节点的采集数据相对比，直至存储桶内均为淤泥质土，且经过一年周期为止，制定压力值与淤泥质地关系曲线，设定该区域的监测阈值；

D6.正常监测

采集节点定期向上位机上传数据，当触发监测阈值时，上位机发出报警，如果未触发监测阈值，则继续监测，直至触发阈值，进行水体环保疏浚工作，检测过程中需要取出存储桶时，取出取样桶用于淤泥化验、监测工作。

8.根据权利要求7所述的一种水体淤泥监测取样方法，其特征在于：其中采集节点最大采样频率为10-1000Hz，可调，1000Hz下可1一次采集2小时，或者5次连续采集，每次采集24分钟。

9.根据权利要求7所述的一种水体淤泥监测取样方法，其特征在于：步骤D5、D6中取出存储桶的方法为，当需要取样时，机械爪抓住存储桶后，盖体盖到存储桶上时，电磁铁断电，失去磁性，存储桶与定位底座之间的磁极引力消失，便于机械爪取出存储桶。