[實用新型]一種可搭載水質檢測傳感器的機器魚

有效

• 申請號: 201420156483.X
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN203902821U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 錢衛國;孔祥洪;楊渭;盧克祥;陳新軍;張中帥
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63H1/36;G01N27/26
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型屬于水質監測領域，涉及一種人工智能機器魚，尤其涉及一種可搭載水質檢測傳感器的機器魚。

背景技術

隨著城市人口的增長、城鎮化和工業化進程的加快，大量污染物被排放到江、河、湖、海，造成水質急劇惡化。水質的惡化一方面影響到人體健康，另一方面也造成大批水生生物死亡。

佛羅里達州魚類和野生動物保護委員會在1984-2002年間對魚類死亡原因的調查結果顯示64%是由于低溶解氧造成。溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據，溶解氧低說明水體污染嚴重，自凈能力差，因此可將溶解氧作為水質監測的一個重要指標。

傳統的水質檢測方法多是人工操作，主要是在某些斷面或監測點定時定點瞬時取樣，然后將樣品帶回實驗室分析或者野外進行現場測定。由于監測工作僅限于幾個斷面和點，監測頻率低，所測數據的準確性和時效性差，且不能做到對區域內水域的水質動態監測，因此，這種方法的推廣性不強。

因此，急需一種能對全水域不同區域水質進行實時動態監測的裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種可搭載水質檢測傳感器的機器魚，利用機器魚巡航游動能對全水域水質進行實時監測。

為達到以上目的采用如下方案：

一種可搭載水質檢測傳感器的機器魚，由仿鲹科魚類體型制成的機器魚骨架，魚尾動力學推動機構和控制系統組成；所述魚尾動力學推動機構包括魚尾動力裝置和尾鰭動力裝置，所述魚尾動力裝置包括一端與機器魚骨架連接的下連桿一，下連桿一另一端與用于安裝魚尾的圓盤活動連接，下連桿一上安裝有由電機帶動的偏心輪一，第一上連桿一端與偏心輪一連接，另一端與圓盤活動連接，通過第一上連桿帶動圓盤擺動；所述尾鰭動力裝置包括一端與圓盤固定連接的下連桿二，下連桿二另一端與尾鰭活動連接，下連桿二上安裝有由電機帶動的偏心輪二，第二上連桿一端與偏心輪二連接，另一端與尾鰭活動連接，通過第二上連桿帶動尾鰭擺動；所述控制系統包括安裝于機器魚骨架上的微控制器，分別與微控制器連接的溶解氧傳感器，用于與上位機通信的無線射頻收發模塊，為魚尾動力學推動機構提供動力的移動推進器模塊，舵機驅動模塊和為控制系統供電的電源。

所述的控制系統還包括安裝在機器魚骨架上的水箱和安裝在水箱上的由微控制器控制的水泵。

所述的控制系統還包括與微控制器連接的pH傳感器。

所述的溶解氧傳感器和pH傳感器安裝于機器魚骨架頭部。

所述的微控制器采用cc2530處理器，所述的無線射頻收發模塊采用Zigbee模塊。

所述的魚尾動力裝置和尾鰭動力裝置驅動魚尾擺和尾鰭擺動的最大幅度為30°。

所述的微控制器還連接有收發數據暫存存儲器。

本實用新型可搭載水質檢測傳感器的機器魚利用機器魚巡航游動來對水質進行實時監測，此機器魚采用鲹科魚類體型，并采用新月型的尾鰭作為推進器外形，機器魚在水中游動，溶解氧傳感器采樣得到數據通過無線射頻收發模塊傳輸至上位機，并在上位機可視化窗口顯示其巡游軌跡和相關的參數以進行數據分析圖，相比傳統的人工采樣方式，利用本實用新型的機器魚可以在全水域不同位置進行水質實時動態監測，監測頻率高，所測數據的準確性和時效性好。

附圖說明

圖1是本實用新型機器魚骨架的結構示意圖;

圖2是本實用新型中魚尾動力學推動機構的結構示意圖;

圖3是本實用新型控制系統的結構框圖;

圖4是本實用新型中舵機驅動模塊的內部驅動原理圖;

圖5是本實用新型的DO電極信號調理電路;

圖6是本實用新型的控制流程圖;

圖7是本實用新型的機器魚傳感系統框圖;

圖8是本實用新型的機器魚動力系統框圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1-3所示，本實用新型將現代傳感器技術應用與人工智能機器魚結合，有機地融合在傳統的水質研究中，并且增加了原先水質檢測的頻率，使得水質檢測數據更具有時效性和準確性，可用于動態監測指定水域水質的變化。