[0001] 本发明涉及水质监测技术领域，具体为动态水质监测球。

[0002] 随着生态环境保护意识的日益增强，水质监测的重要性愈发凸显。传统的手工采样监测方法因操作繁琐、效率低下，已无法满足现代水质监测的需求。地表水水质自动站的出现，以其高度的自动化和智能化特性，彻底改变了这一局面，成为目前最主流的水质生态环境监测手段。然而，当前无论是固定站、简易站还是小型站，其采水系统普遍采用单一取水方式，这在面对复杂多变的水域环境时，往往难以全面、客观地采集水样样品，无法进行一次性多地区及不同深度的监测，为此，我们提出动态水质监测球。

[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 请参阅图1和图4，本发明提供一种技术方案：动态水质监测球，包括支撑板8以及固定连接在支撑板8顶部及底部的下壳体1和上壳体2，所述下壳体1和上壳体2均成锥形结
构，所述上壳体2的外侧固定安装有太阳能板3。

[0031] 需要说明的是，本发明在上壳体2内部的上部分区域填充有聚苯乙烯泡沫（采用的封闭孔结构聚苯乙烯泡沫），聚苯乙烯泡沫是一种非常轻便的填充材料，能够提供良好的浮力，且聚苯乙烯泡沫对水体中的化学物质和腐蚀性较弱，长期浸泡不易受损，能够延长装置的使用寿命。

[0032] 请参阅图1和图2，所述下壳体1的底部设置有用于驱动装置移动的动力机构5，所述下壳体1的底部等距安装有多参数水质传感器35，所述下壳体1底端的外侧等距设置有四
个用于检测水面不同位置的第一水质采样机构6，所述第一水质采样机构6的外侧设置有用
于检测不同深度的第二水质采样机构7，所述上壳体2内位于支撑板8的顶部设置有蓄电池9
以及控制系统，所述支撑板8的外侧固定连接有环形浮力圈4。

[0033] 需要说明的是，本发明使用时，通过下壳体1和上壳体2外部设置的环形浮力圈4使装置漂浮在水面上，在上壳体2内的中部位置及上壳体2内壁的顶部之间的区域填充有聚苯
乙烯泡沫，使装置整体稳定的漂浮在水面上，在晴朗天气时，太阳能板3能够充分接收太阳光，配合装置控制系统，将太阳能转化为电能储存在蓄电池9内，驱动转动电机38工作可控制主动锥齿轮37转动，通过主动锥齿轮37和从动锥齿轮36的啮合连接使传动杆10转动，实
现对螺旋桨12的朝向方位调节，可以改变该水质监测球的移动方向，动力箱11内部的驱动
电机对螺旋桨12进行驱动，控制装置在水面移动，四个第一水质采样机构6分别设置有标
号，用于检测不同位置的水质情况，四个第二水质采样机构7也设置有不同标号，用于检测不同深度位置的水质情况，进行水面水质采样时，装置移动至合适位置后，控制标号处的第一电磁铁24通电，第一电磁铁24通电状态下，推动固定板19下滑，在固定杆18作用下使第一采样筒15下滑，第一采样筒15顶端的进液口17暴露在外部，使得水进入第一采样筒15内部
收集，采集完成后，控制第一电磁铁24停止通电，在第一弹簧21作用下使第一采样筒15复
位，将进液口17封堵住，同理可进行其他位置的水质采样；进行深度位置检测时，控制设定的标号处的第一电机26工作，使收卷轴27转动进行放线，使第二采样筒30深入水内，达到指定位置后，第二电磁铁34通电，使得第二采样筒30下滑，进水口31暴露在外部，使水样进入第二采样筒30内部，采集完毕后，第二电磁铁34失去磁性，在第二弹簧33作用下使第二采样筒30复位，需要对不同深度水质进行检测时，工作人员将采集的水取下通过设备对其进行
精细分析，采集的同时，可通过多参数水质传感器35对不同位置及不同深度进行自动水质
监测。

[0034] 请参阅图3，所述动力机构5包括传动杆10、动力箱11、从动锥齿轮36、主动锥齿轮37和转动电机38，所述下壳体1的底部通过轴承转动连接有传动杆10，所述传动杆10的端部固定连接有动力箱11，所述动力箱11内固定安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴端部穿
过动力箱11固定连接有螺旋桨12，所述传动杆10的顶部伸入下壳体1内固定连接有转动电
机38，所述下壳体1内壁的底部固定安装有电机座，且电机座内固定连接有转动电机38，所述转动电机38的输出轴端部固定连接有主动锥齿轮37，且主动锥齿轮37和从动锥齿轮36啮
合连接。

[0035] 需要说明的是，动力机构5用于驱动装置的移动，当控制转动电机38工作时，驱动主动锥齿轮37转动，通过主动锥齿轮37与从动锥齿轮36的啮合连接使传动杆10转动，传动
杆10转动带动动力箱11转动，以此来调节螺旋桨12的朝向方位，控制该水质监测球朝向需
要的方位移动，来动态监测特定位置的水质情况；当控制动力箱11内部的驱动电机工作时，可以控制螺旋桨12转动，作为装置前进的动力，使该水质监测球到达需要的位置进行水质
监测。

[0036] 请参阅图4、图5和图6，所述第一水质采样机构6包括固定块13、支撑筒14和第一采样筒15，所述下壳体1底端的外侧等距固定连接有四个固定块13，所述固定块13的底部固定连接有支撑筒14，所述支撑筒14内配合滑动连接有第一采样筒15。

[0037] 需要说明的是，第一采样筒15配合滑动设置在支撑筒14内部，当第一采样筒15下滑后，其上的进液口17则位于水内，使得水样能够快速通过进液口17进入第一采样筒15内
部。

[0038] 所述第一采样筒15位于支撑筒14内部的一端对称固定连接有固定杆18，所述固定块13内开设有安装槽16，两个所述固定杆18的端部伸入安装槽16内固定连接有固定板19，
所述固定板19的顶部固定连接有滑杆20，所述固定块13的顶部固定连接有固定盒22，所述
滑杆20的端部滑动伸入固定盒22内，所述滑杆20位于固定盒22内部的一端固定连接有滑板
23，且滑板23配合滑动连接在固定盒22内，所述滑杆20外侧位于固定板19和安装槽16内壁
的顶部之间套设有第一弹簧21，所述固定盒22内壁的顶部固定安装有第一电磁铁24。

[0039] 需要说明的是，进行水面水质采样时，装置移动至合适位置后，控制标号处的第一电磁铁24通电，第一电磁铁24通电状态下，推动固定板19下滑，在固定杆18作用下使第一采样筒15下滑，第一采样筒15顶端的进液口17暴露在外部，使得水进入第一采样筒15内部收集，采集完成后，控制第一电磁铁24停止通电，在第一弹簧21作用下使第一采样筒15复位，将进液口17封堵住。

[0040] 请参阅图5，所述第一采样筒15四个侧壁的顶端均开设有进液口17，且进液口17位于支撑筒14内部，所述支撑筒14内壁设置有密封垫，且密封垫与第一采样筒15表面接触。

[0041] 需要说明的是，进液口17开设在第一采样筒15的顶端位置，当第一采样筒15进行一定的下滑时，进液口17暴露在水内，该处的水则通过进液口17进入第一采样筒15内部进
行收集，支撑筒14内壁设置密封垫，当第一采样筒15进入支撑筒14内部后，第一采样筒15的外壁与支撑筒14内壁的密封垫接触，密封垫能够很好的密封，将进液口17封堵住，防止内部进水。

[0042] 请参阅图1、图7和图8，所述第二水质采样机构7包括安装盒25、第一电机26、收卷轴27、钢丝绳28、配重盒29和第二采样筒30，所述固定块13远离下壳体1的一端均固定连接有安装盒25，所述安装盒25内部的一端转动连接有收卷轴27，所述安装盒25内部的另一端固定安装有第一电机26，且第一电机26的输出轴端部与收卷轴27固定连接，所述收卷轴27
的外侧卷绕有钢丝绳28，所述钢丝绳28的端部滑动穿过安装盒25固定连接有配重盒29，所
述配重盒29的底部设置有第二采样筒30。

[0043] 需要说明的是，安装盒25内部通过分隔板分成两个安装区域，且两个区域分别为密封区域，其中一个区域用于安装第一电机26，另一个区域用于安装一可转动的收卷轴27，通过第一电机26控制收卷轴27的转动，来控制对钢丝绳28的收卷。

[0044] 请参阅图8，所述配重盒29底部开设有连通口，所述第二采样筒30的顶端配合滑动连接在连通口内，所述第二采样筒30位于配重盒29内部的一端固定连接有限位板32，且限
位板32配合滑动连接在配重盒29内，所述配重盒29内壁的顶部固定安装有第二电磁铁34，
所述限位板32和配重盒29内壁的顶部之间固定连接有第二弹簧33。

[0045] 需要说明的是，进行深度位置检测时，控制设定的标号处的第一电机26工作，使收卷轴27转动进行放线，使第二采样筒30深入水内，达到指定位置后，第二电磁铁34通电，使得第二采样筒30下滑，进水口31暴露在外部，使水样进入第二采样筒30内部，采集完毕后，第二电磁铁34失去磁性，在第二弹簧33作用下使第二采样筒30复位。

[0046] 请参阅图8，所述进水口31的顶端等距开设有四个进水口31，所述配重盒29底部的连通槽内壁设置有密封圈。

[0047] 请参阅图6和图8，所述第二电磁铁34通电时的磁性与限位板32的磁性相同，所述第一电磁铁24通电时的磁性与滑板23的磁性相同。

[0048] 需要说明的是，第二电磁铁34通电时的磁性与限位板32的磁性相同，限位板32的顶部为铁质板，通电时，第二电磁铁34和限位板32的磁性相同，两者互斥，使得限位板32快速下滑，带动第一采样筒15下滑，方便采样，同理，第二采样筒30在下滑时进行采样。

[0049] 所述控制系统包括数据采集模块、数据处理模块、控制模块、无线通信模块以及电源管理模块；数据采集模块用于接收传感器数据，并进行初步的整理和处理；数据处理模块用于对采集到的数据进行深入分析和处理；控制模块用于控制水驱动组件的工作；无线通信模块用于数据的无线接收与发送；电源管理模块用于控制系统提供稳定的电源供应。

[0050] 监测时，系统通过多参数水质传感器进行数据采集；传感器能够检测水中的多种参数，如温度、pH值、溶解氧、浊度、电导率；传感器将检测到的模拟信号传输给数据采集模块，该模块负责接收这些信号，并进行初步的整理和处理，如滤波、放大，以转换为数字信号供后续处理使用；接收到数字信号后，数据处理模块会对这些数据进行深入分析和处理；处理后的数据会被用于评估水质状况，识别任何异常或潜在问题；根据数据处理模块的分析
结果，控制模块会发出相应的控制信号给水驱动组件；水驱动组件接收到控制信号后，执行相应的动作进行移动；无线通信模块负责数据的无线接收与发送；可以将处理后的水质数
据、设备状态信息发送给远程监控中心或用户终端；远程监控中心或用户终端可以实时查
看水质数据、接收报警信息，并远程调整控制策略。

[0051] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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发明和简化描述，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
本发明的限制。

[0052] 此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

[0053] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”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；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发明中的具体含义。

[0054] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。