CN105974074A - 一种水陆两栖式水质监测机器人 - Google Patents

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刘世晶
王帅
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Abstract

本发明涉及一种水陆两栖式水质监测机器人，包括密封舱体、所述密封舱体，所述密封舱体底部设有至少四个履带轮，其中前侧两个履带轮为驱动履带轮，后侧两个履带轮为从动履带轮，驱动履带轮与从动履带轮上安装履带；各履带轮上还固定设置浆叶明轮，所述浆叶明轮的外径小于履带轮的外径；驱动电机的输出轴与驱动履带轮同轴设置，并带动驱动履带轮转动，驱动履带轮带动履带、从动履带轮转动、及浆叶明轮同步转动；所述密封舱体的中部具有上下贯穿的传感器存储舱，所述传感器存储舱内设有驱动伸缩杆，驱动伸缩杆由电动伸缩机构带动能够上下伸缩，驱动伸缩杆带动其下部的传动器向下伸入不同深度，检测不同深度水层的水质状况。

Description

一种水陆两栖式水质监测机器人
技术领域
本发明涉及一种水质监测装置，具体来说，是一种水陆两栖式水质监测机器人，属于水质监测装置技术领域。
背景技术
随着水产养殖业的发展，水质监测技术逐步在养殖生产过程中得到应用，从最初采集水样在实验室检测，到后来的手持式仪器测量，发展到在水质浮标在线监测。前面两种监测方式需要耗费大量人力，且无法实现在线监测，后一种方式实现了在线自动监测，但一个水质浮标只能监测某一个水域，无法对多个不连续水域进行监测。例如养殖场一般包含连片的多个池塘，少则数个池塘，多则上百个池塘，如果采用水质浮标监测每个池塘的水质，需要投入大量设备，成本上难以接受。同时水质浮标长期浸泡在养殖水体中，设备容易被附着物覆盖，需要定期清洗，维护工作量大。
为了解决这一问题，现有技术也有提出过水质监测车，将车辆开至各个养殖池塘的岸边，然后通过转臂将伸缩臂的吸水端伸入水下，采用蠕动泵吸取水源，最后利用车载的水质传感器对采取的水样进行检测，这种检测方式虽然一定程度上满足了不同池塘水质监测的需求，但是只能检测养殖池塘岸边的水源，岸边的水质与池塘中部的水质差异较大，因此检测结果不具有很强的代表性。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有的水质监测工具，无法同时满足：对于多个养殖池塘水域的水质检测，以及实现池塘中部水体的水样采集和检测，或导致水质检测不方便，或导致检测的水样不具有代表性。
本发明采取以下技术方案：
一种水陆两栖式水质监测机器人，包括密封舱体1、所述密封舱体1，所述密封舱体1底部设有至少四个履带轮，其中前侧两个履带轮为驱动履带轮16，后侧两个履带轮为从动履带轮17，驱动履带轮16与从动履带轮17上安装履带2；各履带轮上还固定设置浆叶明轮4，所述浆叶明轮4的外径小于履带轮的外径；驱动电机8的输出轴与驱动履带轮16同轴设置，并带动驱动履带轮16转动，驱动履带轮16带动履带2、从动履带轮17转动、及浆叶明轮4同步转动；所述密封舱体1的中部具有上下贯穿的传感器存储舱11，所述传感器存储舱11内设有驱动伸缩杆13，驱动伸缩杆13由电动伸缩机构12带动能够上下伸缩，驱动伸缩杆13带动其下部的传动器14向下伸入不同深度，检测不同深度水层的水质状况。
本技术方案提供一种水陆两栖移动式水质监测机器人，既能在水面航行又能在陆地上行驶。水面航行时测量水质，同时能够攀爬池塘护坡，翻越堤岸在各个池塘间自主移动测量水质，完成水质测量任务后返回陆地上指定地点，方便设备清洗维护，非常适合连片养殖池塘的水质监测，同时也适用于河流、湖泊和水库的野外水质监测。
进一步的，所述电动伸缩机构12固定设置在密封舱体1的顶部。
进一步的，所述密封舱体1的内部设有控制器15，用于控制机器人行驶和测量水质。
进一步的，所述密封舱体1内具有蓄电池10，为所述水陆两栖式水质监测机器人供电。
进一步的，不在水质监测状态时，电动伸缩机构12带动传动器14向上运动至传感器存储舱11内，避免传感器发生碰撞损坏。
进一步的，两个驱动履带轮16各由一个驱动电机8进行驱动，通过两个驱动电机8的不同转速能够调整机器人的航行方向。
本发明的有益效果在于：
1)能同时在池塘以及陆地内航行，尤其适用于在邻近的多个养殖池塘内进行来回移动，进行水质检测。
2)克服了现有技术中水质监测车不能检测养殖池塘中部水域水质，从而检测结果不具有代表性的技术难题。
3)设置传感器存储舱，利用驱动伸缩杆的伸缩带动传感器上下移动，从而实现检测不同水层的水质的功能。
4)传感器存储舱还对传感器进行了有效的保护，设计巧妙，结构简单，一举两得。
5)能够翻越堤岸在各个池塘间自动测量水质，以一套传感器覆盖大片养殖水域，降低设备投入成本；完成测量任务后返回陆地上指定地点，方便设备清洗维护，减轻水质监测工作量，非常适合连片养殖池塘的水质监测。
附图说明
图1是本发明水陆两栖式水质监测机器人的主视图。
图2是本发明水陆两栖式水质监测机器人的俯视图。
图中，1.密封舱体，2.履带，4.浆叶明轮，8.驱动电机，10.蓄电池，11.传感器存储舱，12.电动伸缩机构，13.伸缩杆，14.水质传感器，15.控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图2，1是机器人密封舱体，在水面航行时提供浮力；2是两侧的履带，用于地面行驶；8是驱动电机，分别带动机器人左右两侧的履带驱动轮；16是做履带驱动轮；17是履带从动轮；4是浆叶明轮，分别安装在履带驱动轮和从动轮的同轴外侧，用于水面划水航行；10是蓄电池；11是传感器存储舱，测量水质时作为传感器的升降通道，平时用于存放传感器，避免传感器受到损坏；12是电动伸缩机构，驱动伸缩杆13的升降，从而带动传感器14上下移动，可伸入不同深度水层测量水质；15是控制器，用于控制机器人行驶和测量水质。
具体结构如下：参见图1-图2，一种水陆两栖式水质监测机器人，包括密封舱体1、所述密封舱体1，所述密封舱体1底部设有至少四个履带轮，其中前侧两个履带轮为驱动履带轮16，后侧两个履带轮为从动履带轮17，驱动履带轮16与从动履带轮17上安装履带2；各履带轮上还固定设置浆叶明轮4，所述浆叶明轮4的外径小于履带轮的外径；驱动电机8的输出轴与驱动履带轮16同轴设置，并带动驱动履带轮16转动，驱动履带轮16带动履带2、从动履带轮17转动、及浆叶明轮4同步转动；所述密封舱体1的中部具有上下贯穿的传感器存储舱11，所述传感器存储舱11内设有驱动伸缩杆13，驱动伸缩杆13由电动伸缩机构12带动能够上下伸缩，驱动伸缩杆13带动其下部的传动器14向下伸入不同深度，检测不同深度水层的水质状况。
参见图1，所述电动伸缩机构12固定设置在密封舱体1的顶部。
参见图2，所述密封舱体1的内部设有控制器15，用于控制机器人行驶和测量水质。
参见图2，所述密封舱体1内具有蓄电池10，为所述水陆两栖式水质监测机器人供电。
不在水质监测状态时，电动伸缩机构12带动传动器14向上运动至传感器存储舱11内，避免传感器发生碰撞损坏。
两个驱动履带轮16各由一个驱动电机8进行驱动，通过两个驱动电机8的不同转速能够调整机器人的航行方向。
水质监测机器人采用履带行驶机构，使其具备较好的爬坡能力和复杂地面通行能力；机器人本体为密封箱体，用于水面浮渡，履带驱动轮和从动轮外侧同轴安装浆叶明轮，用于在水面上划水航行，从而具备两栖运动能力；采用电动伸缩装置实现水质传感器的自动收放。将水质传感器安装在电动伸缩杆上，测量水质时将传感器伸入水中，可监测不同深度水层的水质，测量结束后将传感器收入机器人舱体内，避免在地面行驶时损坏传感器。
水面航行时驱动电机8带动履带轮和浆叶明轮转动，通过浆叶明轮划水获得前进动力；调节驱动电机8的转速可以控制机器人航行速度，通过电机8的不同转速可以调整机器人的航行方向，实现航向控制，从而按照设定的航向。
本发明设计的两栖式水质监测机器人既能在水面航行又能在陆地上行驶，能够翻越堤岸在各个池塘间自动测量水质，以一套传感器覆盖大片养殖水域，降低设备投入成本；完成测量任务后返回陆地上指定地点，方便设备清洗维护，减轻水质监测工作量，非常适合连片养殖池塘的水质监测。

Claims (6)

1.一种水陆两栖式水质监测机器人，其特征在于：
包括密封舱体(1)、所述密封舱体(1)，所述密封舱体(1)底部设有至少四个履带轮，其中前侧两个履带轮为驱动履带轮(16)，后侧两个履带轮为从动履带轮(17)，驱动履带轮(16)与从动履带轮(17)上安装履带(2)；
各履带轮上还固定设置浆叶明轮(4)，所述浆叶明轮(4)的外径小于履带轮的外径；
驱动电机(8)的输出轴与驱动履带轮(16)同轴设置，并带动驱动履带轮(16)转动，驱动履带轮(16)带动履带(2)、从动履带轮(17)转动、及浆叶明轮(4)同步转动；
所述密封舱体(1)的中部具有上下贯穿的传感器存储舱(11)，所述传感器存储舱(11)内设有驱动伸缩杆(13)，驱动伸缩杆(13)由电动伸缩机构(12)带动能够上下伸缩，驱动伸缩杆(13)带动其下部的传动器(14)向下伸入不同深度，检测不同深度水层的水质状况。
2.如权利要求1所述的水陆两栖式水质监测机器人，其特征在于：所述电动伸缩机构(12)固定设置在密封舱体(1)的顶部。
3.如权利要求1所述的水陆两栖式水质监测机器人，其特征在于：所述密封舱体(1)的内部设有控制器(15)，用于控制机器人行驶和测量水质。
4.如权利要求1所述的水陆两栖式水质监测机器人，其特征在于：所述密封舱体(1)内具有蓄电池(10)，为所述水陆两栖式水质监测机器人供电。
5.如权利要求1所述的水陆两栖式水质监测机器人，其特征在于：不在水质监测状态时，电动伸缩机构(12)带动传动器(14)向上运动至传感器存储舱(11)内，避免传感器发生碰撞损坏。
6.如权利要求1所述的水陆两栖式水质监测机器人，其特征在于：两个驱动履带轮(16)各由一个驱动电机(8)进行驱动，通过两个驱动电机(8)的不同转速能够调整机器人的航行方向。
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