[發(fā)明專利]一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人及搜尋定位方法

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• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113741489A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李濤;王坎;文威;張奇
• 申請（專利權(quán)）人: 中南安全環(huán)境技術(shù)研究院股份有限公司
• 主分類號: G05D1/06
• 分類號: G05D1/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

1.一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，所述水下機(jī)器人的前后左右四個(gè)方向分別安裝設(shè)有前濁度傳感器、后濁度傳感器、左濁度傳感器、右濁度傳感器，所述水下機(jī)器人的前端的下側(cè)連接密封殼體，所述密封殼體內(nèi)設(shè)有攝像電機(jī)，所述攝像電機(jī)輸出端連接伸出所述密封殼體的旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸連接有照明燈、以及防水?dāng)z像裝置，所述水下機(jī)器人的前端設(shè)有排污口溯源模塊，所述水下機(jī)器人的內(nèi)部還設(shè)有主控制器、通訊裝置、GPS模塊、蓄電池，所述水下機(jī)器人包括用于快速搜尋排污口的無纜作業(yè)模式和用于精確定位排污口的有纜作業(yè)模式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，所述防水?dāng)z像裝置包括廣角攝像頭以及包覆所述廣角攝像頭的球型保護(hù)殼，所述球型保護(hù)殼上設(shè)有為所述廣角攝像頭提供拍攝視角的圓弧形的玻璃視窗。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，所述照明燈設(shè)于所述防水?dāng)z像裝置的上方，所述防水?dāng)z像裝置設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的端部，且照明燈的照明方向與所述防水?dāng)z像裝置的拍攝方向一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，水下機(jī)器人還包括有水深傳感器，所述水深傳感器設(shè)置在所述水下機(jī)器人內(nèi)部，所述水深傳感器的探測端貫穿所述水下機(jī)器人的殼體朝向外部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，包括驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件包括設(shè)于所述水下機(jī)器人尾部的螺旋槳、以及連接所述螺旋槳的主動(dòng)力電機(jī)；包括轉(zhuǎn)向組件，所述轉(zhuǎn)向組件包括橫向轉(zhuǎn)動(dòng)翼和縱向轉(zhuǎn)動(dòng)翼，所述橫向轉(zhuǎn)動(dòng)翼、縱向轉(zhuǎn)動(dòng)翼分別連接轉(zhuǎn)向電機(jī)，所述主動(dòng)力電機(jī)、所述轉(zhuǎn)向電機(jī)均固定安裝于所述水下機(jī)器人的內(nèi)部，并與所述主控制器通訊連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，還包括有電量監(jiān)測模塊，所述電量監(jiān)測模塊與蓄電池電連接，所述電量監(jiān)測模塊與主控制器通訊連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，所述排污口溯源模塊包括PH值傳感器、COD傳感器以及氨氮傳感器，所述排污口溯源模塊與所述主控制器通訊連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人，其特征在于，所述后濁度傳感器、所述左濁度傳感器、所述右濁度傳感器與所述水下機(jī)器人的殼體之間分別通過固定支架連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人的搜尋定位方法，其特征在于，所述無纜作業(yè)模式具體包括以下步驟：

S1：規(guī)劃并預(yù)設(shè)所述水下機(jī)器人的航行線路一，校準(zhǔn)GPS的初始位置，將所述水下機(jī)器人放入水中；

S2：所述水下機(jī)器人沿規(guī)劃線路航行，四個(gè)濁度傳感器分別檢測并收集所述水下機(jī)器人四周的污水的濁度數(shù)據(jù)，并將濁度數(shù)據(jù)發(fā)送至主控制器；

S3：主控制器對比分析四個(gè)濁度數(shù)據(jù)，選出其中數(shù)值最大的一個(gè)濁度數(shù)據(jù)，以該濁度數(shù)據(jù)的濁度傳感器所在方向作為搜尋方向，控制所述水下機(jī)器人航行一段距離；

S4：在所述水下機(jī)器人航行一段距離后停止，重復(fù)S3步驟，再航行一段距離，直至四個(gè)濁度傳感器中的其中任意一個(gè)濁度傳感器的檢測值達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)值后，主控制器提取GPS數(shù)據(jù)，存儲記錄此搜尋點(diǎn)，停止繼續(xù)搜尋此排污口；

S5：所述水下機(jī)器人回到預(yù)設(shè)航行線路，繼續(xù)尋找下一個(gè)排污口，直至完成整個(gè)預(yù)設(shè)的航行線路。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排污口溯源的水下機(jī)器人的搜尋定位方法，其特征在于，所述有纜作業(yè)模式具體包括以下步驟：

S01：規(guī)劃并設(shè)定所述水下機(jī)器人的航行線路二，所述航行線路二依次經(jīng)過所述水下機(jī)器人在無纜作業(yè)模式下記錄的若干個(gè)搜尋點(diǎn)；

S02：所述水下機(jī)器人在到達(dá)其中的一個(gè)搜尋點(diǎn)后，排污口溯源模塊開始實(shí)時(shí)檢測污染數(shù)據(jù)，并將此地污染數(shù)據(jù)發(fā)送至主控制器，主控制器再將污染數(shù)據(jù)通過通訊裝置傳送至水面監(jiān)測站，同時(shí)防水?dāng)z像裝置啟動(dòng)，并將圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過通訊裝置傳送至水面監(jiān)測站；

S03：水面監(jiān)測站的操作人員根據(jù)污染數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)確定水下機(jī)器人的航行方向，對排污口的位置進(jìn)行精確定位。