[發(fā)明專利]河道違規(guī)排污偵測機器魚

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210235084.8
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102700695A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊紹勝;霍兆鏡;譚富民
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H1/36;B63H1/14;G01N33/18
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到水污染監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域，特指一種適用于監(jiān)測河道違規(guī)排污的機器魚。

背景技術(shù)

現(xiàn)今的河道污染問題產(chǎn)生的原因是很廣泛的，其中包括了工業(yè)廢水的排放和生活污水的排放等。盡管政府規(guī)范了企業(yè)的污水排放行為，但是有些企業(yè)為了節(jié)省處理廢水的經(jīng)費對工業(yè)廢水進(jìn)行偷排。政府對這些不法行為是防不勝防的，因為這些企業(yè)常常使用暗鋪的管道進(jìn)行排放，而這些暗道是難以被人們發(fā)現(xiàn)（如湖北黃石西塞山段江底沙灘上某公司到被發(fā)現(xiàn)時已偷排了十多年），而且有不少這些企業(yè)往往會在多個地方鋪設(shè)暗道以規(guī)避執(zhí)法人員的檢測。盡管如此我們也需要采取必要手段去控制這種污染。

環(huán)境污染事故是威脅人類健康、破壞生態(tài)環(huán)境的重要因素，其巨大危害性制約著生態(tài)環(huán)境平衡及經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展。在處理水污染事故時關(guān)鍵是要第一時間識別污染，迅速了解污染源的位置及波及范圍，做好自動追蹤定位。但人工監(jiān)測處理難以達(dá)到這個要求。而且傳統(tǒng)的人工采樣監(jiān)測手段具有很大的隨意性，并且判斷污染帶的擴(kuò)散和遷移過于依賴經(jīng)驗，很難真實的反映水污染的狀況及其擴(kuò)散和遷移情況，造成下游城市不能科學(xué)、高效的應(yīng)對水污染事故，造成不必要的恐慌和經(jīng)濟(jì)損失。

地表水自動監(jiān)測站通常需要較高的建設(shè)投資和運行維護(hù)費用，而且其難以對污染帶的遷移和擴(kuò)散進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，而監(jiān)測船同樣需要較高的費用，且無法實現(xiàn)對水污染的在線自動監(jiān)測，難以大量應(yīng)用于水污染監(jiān)測和污染源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、智能化程度高、適用范圍廣、實時檢測能力強、檢測精度高的河道違規(guī)排污偵測機器魚。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種河道違規(guī)排污偵測機器魚，包括仿生魚總成以及安裝于仿生魚總成上的控制器、水質(zhì)傳感器、河水流速及聲納傳感器、GPS定位組件，所述控制器對所述水質(zhì)傳感器檢測到的水質(zhì)數(shù)據(jù)、河水流速及聲納傳感器檢測到的河水流速數(shù)據(jù)以及所述GPS定位組件定位后的位置信息進(jìn)行綜合處理后發(fā)送到環(huán)境監(jiān)控中心。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述仿生魚總成包括機器魚頭部、機器魚機身、機器魚仿生魚尾以及機器魚尾鰭，所述機器魚機身包括機器魚機身外殼，所述機器魚仿生魚尾包括機器魚尾外殼以及裝設(shè)于機器魚尾外殼內(nèi)的動力組件，所述動力組件與機器魚尾鰭相連并對機器魚尾鰭進(jìn)行驅(qū)動。

所述機器魚機身內(nèi)部設(shè)有氣囊室、氣泵、氣囊以及壓艙配重，所述氣囊室上開設(shè)有進(jìn)水孔和排水孔，所述氣囊安裝于氣囊室中，所述氣囊上開設(shè)有排氣閥，所述氣泵的輸出端與氣囊相連，所述氣泵的控制端與控制器相連。

所述機器魚機身內(nèi)部裝設(shè)有電池組，所述電池組通過無線電能接收組件與外部無線充電組件相連并進(jìn)行充電。

所述機器魚機身外殼上設(shè)有螺旋槳組件。

所述機器魚機身外殼上設(shè)有水質(zhì)傳感器支架，所述水質(zhì)傳感器、河水流速及聲納傳感器安裝于水質(zhì)傳感器支架上。

所述機器魚頭部內(nèi)設(shè)有河水采樣艙，所述河水采樣艙處設(shè)有與外界連通的采樣水閥，所述采樣水閥與控制器相連。

所述機器魚頭部的前端設(shè)有前端超聲波傳感器、紅外線傳感器，所述機器魚頭部的兩側(cè)均設(shè)有側(cè)面超聲波傳感器，所述機器魚頭部內(nèi)設(shè)有水下攝像頭。

所述動力組件包括依次相連的仿生魚尾第一節(jié)舵機和仿生魚尾第二節(jié)舵機，所述仿生魚尾第二節(jié)舵機與機器魚尾鰭相連并對機器魚尾鰭進(jìn)行驅(qū)動。

所述機器魚機身外殼上設(shè)有機器魚仿生背鰭。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明的河道違規(guī)排污偵測機器魚，為具有快速識別水污染、快速尋找污染源功能的機器魚，能夠彌補傳統(tǒng)的自動檢測站及檢測船隨意性、實時性低、自動化程度低等的不足。

2、本發(fā)明的河道違規(guī)排污偵測機器魚，使用仿生魚尾結(jié)構(gòu)作為推進(jìn)裝置，由于其推進(jìn)效率比傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)方式高30%以上，故能有效增加機器魚的偵測范圍及偵測時間。當(dāng)河水流速較大仿生魚尾推進(jìn)力不足時，可開啟螺旋槳組件增大機器魚的推進(jìn)力。

3、本發(fā)明的河道違規(guī)排污偵測機器魚，可以通過安裝在機器魚身上的污染物傳感器檢測河道河水是否受到污染，發(fā)現(xiàn)污染后機器魚根據(jù)一維污染擴(kuò)散原理定位污染源并偵測其大概位置。機器魚到達(dá)污染源估計位置后對河水污染采用二維污染擴(kuò)散原理以及對排污口發(fā)出的聲波采用聲音的傳播原理對污染口進(jìn)行精準(zhǔn)定位，到達(dá)污染源位置進(jìn)行核實以及污染源相關(guān)數(shù)據(jù)采集后把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。