[發(fā)明專利]一種用于河道區(qū)域水質(zhì)檢測的水下機器人

有效

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• 申請日: 2020-07-05
• 公開（公告）號: CN111579746B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓翔希;吳家鳴;馮志強;蒙占彬;符妃;邱昂;余建星;唐友宏;高暢
• 申請（專利權(quán)）人: 北部灣大學(xué)
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N1/14;G01S19/42;B63C11/52
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 郝志亮

1.一種用于河道區(qū)域水質(zhì)檢測的水下機器人的水質(zhì)檢測方法，所述水下機器人包括：

殼體，在所述殼體內(nèi)安裝有控制器；

移動模塊，設(shè)置在所述殼體的外部且用以驅(qū)動水下機器人移動，與所述控制器電連接；

水質(zhì)檢測模塊，設(shè)置在所述殼體上且用以對水質(zhì)進行檢測，其與所述控制器電連接；

GPS模塊，集成在所述控制器，控制器至少能夠在水質(zhì)檢測模塊檢測到水質(zhì)異常時通過GPS模塊獲取檢測點的位置信息；

其特征在于，所述水質(zhì)檢測模塊包括：

檢測箱，設(shè)置在殼體內(nèi)，所述檢測箱具有進水口和出水口，所述進水口通過進水管與殼體的外界連通，所述出水口通過出水管與殼體的外界連通，在進水管上沿著水流的方向依次設(shè)置有用以將進水管選擇性地打開或者關(guān)閉的第一通止閥、用以將殼體外部的水經(jīng)過進水管送入到檢測箱內(nèi)的水泵，在所述出水管上設(shè)置有用以將出水管選擇性地打開或者關(guān)閉的第二通止閥，所述水泵、第一通止閥、第二通止閥與控制器電連接，在所述檢測箱靠上的部位還設(shè)置有與殼體的外部連通的排氣管，在所述排氣管設(shè)置有防止殼體外部的水從排氣管進入到檢測箱內(nèi)的單向閥和與控制器電連接的排氣閥；

多個水質(zhì)傳感器，多個水質(zhì)傳感器分別與控制器電連接，并且多個水質(zhì)傳感器的檢測端均插入到檢測箱中；

所述檢測箱為長條形箱體，其底部沿著長度方向傾斜，所述進水口設(shè)置在檢測箱的頂部且位于底部較高的一端，所述出水口設(shè)置在檢測箱的底部且位于底部較低一端；

所述水下機器人還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的取樣模塊，所述取樣模塊包括設(shè)置在殼體內(nèi)的取樣支架和設(shè)置在取樣支架上的多個取樣器，所述取樣器包括：

取樣管，其固定在取樣支架上且兩端開口，一端開口較小，另一端開口較大，并且在較小開口的一端設(shè)置有連接管，在所述檢測箱的一側(cè)設(shè)置有沿著檢測箱的長度方向設(shè)置有多個取樣口，所述取樣口的數(shù)量與取樣器的數(shù)量相同，每一個取樣器的連接管插入到一個取樣口中以使得取樣管與檢測箱連通；

活塞，可滑動地設(shè)置在取樣管中；

每個取樣器還包括活塞桿，所述活塞設(shè)置在活塞桿的一端，活塞桿的另一端從取樣管的開口較大的一端伸出；

所述取樣模塊還包括取樣解鎖機構(gòu)，所述取樣解鎖機構(gòu)包括：

滑軌，支撐在所述殼體的內(nèi)部且位于活塞桿的與所述活塞相反的一側(cè)，其沿著所述檢測箱的長度方向延伸；

滑條，可沿著所述檢測箱的長度方向滑動地支撐在滑軌上，所述滑條能夠移動到活塞桿與滑軌之間或者從活塞桿與滑軌之間移出，當(dāng)滑條位于活塞桿與滑軌之間時，所述活塞抵靠在取樣管的較小開口的一端上；

所述滑軌配置成在活塞從取樣管掉落之前，所述活塞桿從取樣管伸出的一端能夠抵靠在滑軌上，在所述滑軌上對應(yīng)每一個活塞桿的位置處設(shè)置有與控制器電連接的應(yīng)變片，控制器通過所述應(yīng)變片能夠判斷活塞桿是否抵靠在滑軌上進而確定取樣是否完成；

所述取樣解鎖機構(gòu)包括與控制器電連接的第一直線驅(qū)動器，控制器控制第一直線驅(qū)動器每次移動的距離配置為只允許從一個活塞桿與滑軌之間移出；

所述水質(zhì)檢測方法具體包括如下步驟：

步驟一：控制器控制移動模塊驅(qū)動所述水下機器人移動到指定的檢測點；

步驟二：到達檢測點后，控制器控制第一通止閥、第二通止閥以及水泵打開并持續(xù)一段時間，同時排氣閥關(guān)閉；

步驟三：控制器控制第二通止閥關(guān)閉，排氣閥打開，水泵打開，并在持續(xù)一段時間后關(guān)閉水泵；

步驟四：控制器獲取多個水質(zhì)傳感器的數(shù)據(jù)并判斷水質(zhì)是否異常；

步驟五：如果水質(zhì)異常，控制器關(guān)閉排氣閥、控制滑條移動一段距離以解鎖一個活塞桿；

步驟六：打開水泵一段時間，完成取樣；

步驟七：水下機器人移動到下一個檢測點，繼續(xù)執(zhí)行步驟一-步驟六或者結(jié)束檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)檢測方法，其特征在于，所述取樣支架包括：

取樣托架，設(shè)置在檢測箱的設(shè)置有取樣口的一側(cè)，在其上表面形成有與所述取樣器相同數(shù)量的截面呈半圓形的第一凹槽，所述第一凹槽的直徑與取樣管的直徑相吻合；

取樣蓋架，位于取樣托架上方且與取樣托架可拆卸地連接，在其下表面形成有與所述取樣器相同數(shù)量的截面呈半圓形的第二凹槽，所述第二凹槽的直徑與取樣管的直徑相吻合，相鄰的第一凹槽的間距、相鄰的第二凹槽的間距與相鄰的所述取樣口的間距相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)檢測方法，其特征在于，所述移動模塊包括水下推進模塊，所述水下推進模塊包括第一推進器、第二推進器、第三推進器、第四推進器、第五推進器，第一推進器和第二推進器分別設(shè)置于殼體的左右兩側(cè)，用以沿前后方向推進所述殼體，第三推進器和第四推進器也分別設(shè)置于殼體的左右兩側(cè)，用以沿上下方向推進所述殼體，所述第五推進器設(shè)置在殼體的前后方向的一端，用以沿上下方向推進所述殼體的前后方向的一端，所述推進器均包括設(shè)置在殼體的外側(cè)且兩端開口的筒體、安裝在筒體內(nèi)部的水下電機以及設(shè)置在水下電機的輸出軸上的螺旋槳，所述螺旋槳的旋轉(zhuǎn)軸線與所述筒體的軸線共線，所述水下電機與所述控制器電連接，所述控制器能夠?qū)σ粋€或者多個水下電機分別進行控制。