CN112578094B - 一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人 - Google Patents

一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人 Download PDF

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CN112578094B CN202011349948.XA CN202011349948A CN112578094B CN 112578094 B CN112578094 B CN 112578094B CN 202011349948 A CN202011349948 A CN 202011349948A CN 112578094 B CN112578094 B CN 112578094B
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Abstract

本发明公开了一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，包括漂浮本体，所述漂浮本体上部设有均散箱，均散箱顶部设有第一进液管，第一进液管与水泵连通，水泵与第二进液管连通，第二进液管底端置于水体内，第二进液管底端设有过滤网，所述漂浮本体内设有检测腔。本发明启动驱动电机，第一转轴转动，主动轮通过皮带轮连接有从动轮，第二转轴转动，继而带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，搅拌杆转动，从而提高搅拌效果，轴流式均散叶片结合矩形均散框架进一步分散，从而提高均散效果，然后再在检测腔内通过检测器进行检测，检测结果更精准，然后再在检测腔内通过检测器进行检测，检测结果更精准。

Description

一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人。
背景技术
水质检测仪，用于分析水质成分含量的专业仪表，测量水中：BOD、COD、氨氮、总磷、总氮、浊度、PH、溶解氧等项目的仪器，水质检测仪按功能分为：多参数测定仪、单参数测定仪，水质检测仪按测定项目分为：COD测定仪、BOD测定仪、氨氮测定仪、总磷测定仪、浊度仪、PH计等，水质检测仪按使用环境分为：便携式测定仪、实验室智能型测定仪、简单经济型测定仪、在线检测仪等，一般水质检测仪原理是通过电化学反应或者化学药剂反应使水中的相应物质参与其中，然后通过比色法、滴定法、电导率测量等方式计算出水中相应物质的含量。
现有水质检测机器人漂浮在水体上对水直接进行测量，然后测出水体浊度情况，这种测量效果不是很好，测量出的数据不是很精准，同时检测仪不便检修，长时间使用影响检测精准性。
中国专利文献(公开号：CN110068538A)公开了一种北斗定位智能水质检测机器人，所述机器人包括控制模块、浊度传感器、溶解氧传感器、PH值传感器、温度传感器、NRF24L01 无线通信、水质电解器、摄像头、蓝牙模块、GSM模块和定位模块；/n所述NRF24L01无线通信，与传感器之间进行数据的传送和接收，将所获得的数据传递给控制模块；/n所述水质电解器、摄像头、超声波模、块蓝牙模块、GSM模块、和定位模块均与控制模块之间通过通信连接，该检测虽可检测不同重金属离子、微量元素等，但本发明致力于检测水体浊度，且检测更精准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，包括漂浮本体，所述漂浮本体上部设有均散箱，均散箱顶部设有第一进液管，第一进液管与水泵连通，水泵与第二进液管连通，第二进液管底端置于水体内，第二进液管底端设有过滤网，所述漂浮本体内设有检测腔，检测腔外围于漂浮本体内设有螺旋桨；
所述均散箱顶部设有支撑杆，两个支撑杆顶部共同连接有支撑板，支撑板上设有驱动电机，驱动电机输出轴连接有第一转轴，第一转轴上设有主动轮，主动轮通过皮带轮连接有从动轮，从动轮连接有第二转轴，第二转轴顶端与支撑板底部连接，第二转轴底端与第一锥齿轮连接，第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，第二锥齿轮与均散杆一端连接，另一端与均散箱内壁连接；
所述均散箱内部设有弧形分流板，两个弧形分流板间连接有过流板，过流板上开设有过流口，所述第一转轴底端于过流口上方1-3cm处设置；
两个弧形分流板与过流板将均散箱隔成第一均散腔和第二均散腔，第一转轴于第一均散腔上设有第一均散机构，第二转轴于第二均散腔上设有第二均散机构；所述检测腔内设有安装卡杆，安装卡杆两侧于检测腔上设有支卡杆，安装卡杆与检测板设有第一卡槽卡接设置，检测板上设有卡紧机构，支卡杆与支卡槽卡紧设置，支卡杆上设有限位机构，检测板背对卡紧机构设有检测器。
所述均散箱上活动设有第一活动门，检测腔于漂浮本体上设有第二活动门，第二活动门上设有锁紧块，漂浮本体上设有锁紧槽，锁紧块与锁紧槽锁紧设置。
优选地，所述第二转轴顶端与支撑板底部通过轴承座连接。
优选地，所述第一均散机构包括U型均散杆，U型均散杆上设有均散横杆，均散横杆上设有清扫刷，清扫刷贴合第一均散腔内壁设置。
优选地，所述第二均散机构包括两组均散浆叶，均散浆叶包括大浆叶、中浆叶和小浆叶，均散浆叶间设有轴流式均散机构。
优选地，所述轴流式均散机构包括轴流式均散叶片，轴流式均散叶片外部于第二转轴上设有矩形均散框架，矩形均散框架为双螺带式。
优选地，所述检测器包括浊度检测器、PH检测器，浊度检测器、PH检测器检测数据分为A组和B组，A组为A1，A2，...，Am，B组为B1，B2，...，Bm，2组数据平均值为
Figure BDA0002800961860000031
标准差为
Figure BDA0002800961860000032
和
Figure BDA0002800961860000033
A组和B组检测数据可推出最终数据融合值。
所述最终数据融合值推算方法为：
Figure BDA0002800961860000034
Figure BDA0002800961860000035
利用(1)(2)可得出传感器数据局部决策值，假设传感器数量为m，每只传感器局部决策值为
Figure BDA0002800961860000036
继而最终数据融合值为
Figure BDA0002800961860000037
Figure BDA0002800961860000038
式中
Figure BDA0002800961860000039
wi分别为i只传感器的局部决策值及其加权因子，其中加权因子w满足：
Figure BDA00028009618600000310
优选地，所述卡紧机构包括卡紧板、螺纹卡杆和第一卡紧块，卡紧板上设有螺孔，螺纹卡杆穿过螺孔设置，螺纹卡杆底端设有第二卡紧块。
优选地，所述限位机构包括推块，推块与推杆连接，推杆上设有限位卡帽，限位卡帽与支卡杆设有的限位卡槽卡紧设置，推块上设有锁紧杆，锁紧杆与锁槽锁紧设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明启动驱动电机，第一转轴转动，主动轮通过皮带轮连接有从动轮，第二转轴转动，继而带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，搅拌杆转动， U型均散杆在第一均散腔内转动，均散横杆带动清扫刷转动，从而水体在第一均散腔初步分散，大浆叶、中浆叶和小浆叶提供不同的搅拌力度，从而提高搅拌效果，轴流式均散叶片结合矩形均散框架进一步分散，从而提高均散效果，然后再在检测腔内通过检测器进行检测，检测结果更精准，然后再在检测腔内通过检测器进行检测，检测结果更精准。
(2)通过螺纹卡杆转动，螺纹卡杆与第二卡紧块将安装卡杆夹紧，安装卡杆与第一卡槽卡接，从而将检测器初步安装固定；支卡杆与支卡槽卡紧后再通过限位卡帽与限位卡槽卡紧，从而进一步实现固定，拆卸时拧动螺纹卡杆和拔出推块，实现解除安装固定，对检测器方便检修。
附图说明
图1为本发明模具结构示意图；
图2为本发明第一均散机构结构示意图；
图3为本发明第二均散机构结构结构示意图；
图4为本发明图3中轴流式均散机构结构示意图；
图5为本发明第一活动门与第二活动门结构示意图；
图6为本发明检测器安装拆卸结构示意图；
图7为本发明限位机构结构示意图。
图中：1、漂浮本体；2、均散箱；3、第一进液管；4、水泵；5、第二进液管；6、过滤网；7、检测腔；8、螺旋桨；9、第一活动门；10、第二活动门；11、锁紧块；12、锁紧槽；13、支撑杆；14、支撑板；15、驱动电机；16、第一转轴；17、主动轮；18、皮带轮；19、从动轮；20、第二转轴；21、第一锥齿轮；22、第二锥齿轮；23、均散杆；24、轴承座；25、弧形分流板；26、过流板；27、过流口；28、第一均散腔；29、第二均散腔； 30、第一均散机构；3001、U型均散杆；3002、均散横杆；3003、清扫刷；31、第二均散机构；3101、均散浆叶；3101a、大浆叶；3101b、中浆叶；3101c、小浆叶；32、轴流式均散机构；3201、轴流式均散叶片；3202、矩形均散框架；33、安装卡杆；34、支卡杆；35、检测板；36、卡紧机构；3601、卡紧板；3602、螺纹卡杆；3603、第一卡紧块；3604、螺孔；3605、第二卡紧块；37、限位机构；3701、推块；3702、推杆；3703、限位卡帽；3704、限位卡槽；3705、锁紧杆；3706、锁槽；38、检测器；39、支卡槽；40、第一卡槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明中，一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，包括漂浮本体1，所述漂浮本体1上部设有均散箱2，均散箱2顶部设有第一进液管3，第一进液管3与水泵4连通，水泵4与第二进液管5连通，第二进液管5底端置于水体内，第二进液管5底端设有过滤网6，所述漂浮本体1内设有检测腔7，检测腔7外围于漂浮本体1 内设有螺旋桨8；启动水泵4，水体通过第一进液管3、第二进液管5进入均散箱2内；
所述均散箱2顶部设有支撑杆13，两个支撑杆13顶部共同连接有支撑板14，支撑板14上设有驱动电机15，驱动电机15输出轴连接有第一转轴16，第一转轴16上设有主动轮17，主动轮17通过皮带轮18连接有从动轮19，从动轮19连接有第二转轴20，第二转轴20顶端与支撑板14底部连接，第二转轴20底端与第一锥齿轮21连接，第一锥齿轮21啮合有第二锥齿轮22，第二锥齿轮22与搅拌杆23一端连接，另一端与均散箱2内壁连接；启动驱动电机15，第一转轴16转动，主动轮17通过皮带轮18连接有从动轮19，第二转轴20转动，继而带动第一锥齿轮21转动，第一锥齿轮21啮合有第二锥齿轮22，搅拌杆23转动；
所述均散箱2内部设有弧形分流板25，两个弧形分流板25间连接有过流板26，过流板26上开设有过流口27，所述第一转轴16底端于过流口27上方1-3cm处设置；
两个弧形分流板25与过流板26将均散箱2隔成第一均散腔28和第二均散腔29，第一转轴16于第一均散腔28上设有第一均散机构30，搅拌杆23于第二均散腔29上设有第二均散机构31；所述检测腔7内设有安装卡杆33，安装卡杆33两侧于检测腔7上设有支卡杆34，安装卡杆33与检测板35设有第一卡槽40卡接设置，检测板35上设有卡紧机构36，支卡杆34与支卡槽39卡紧设置，支卡杆34上设有限位机构37，检测板35背对卡紧机构36设有检测器38；
所述均散箱2上活动设有第一活动门9，检测腔7于漂浮本体1上设有第二活动门10，第二活动门10上设有锁紧块11，漂浮本体1上设有锁紧槽12，锁紧块11与锁紧槽12锁紧设置。
所述第二转轴20顶端与支撑板14底部通过轴承座24连接。
所述第一均散机构30包括U型均散杆3001，U型均散杆3001上设有均散横杆3002，均散横杆3002上设有清扫刷3003，清扫刷3003贴合第一均散腔28内壁设置，U型均散杆3001在第一均散腔28内转动，均散横杆3002带动清扫刷3003转动，从而水体在第一均散腔28初步分散；
所述第二均散机构31包括两组均散浆叶3101，均散浆叶3101包括大浆叶3101a、中浆叶3101b和小浆叶3101c，均散浆叶3101间设有轴流式均散机构32，大浆叶3101a、中浆叶3101b和小浆叶3101c提供不同的搅拌力度，从而提高搅拌效果，
所述轴流式均散机构32包括轴流式均散叶片3201，轴流式均散叶片3201外部于第二转轴20上设有矩形均散框架3202，矩形均散框架3202为双螺带式，轴流式均散叶片3201结合矩形均散框架3202进一步分散，从而提高均散效果，然后再在检测腔7内通过检测器38进行检测，检测结果更精准；
所述检测器38包括浊度检测器、PH检测器，浊度检测器、PH检测器检测数据分为 A组和B组，A组为A1，A2，...，Am，B组为B1，B2，...，Bm，2组数据平均值为
Figure BDA0002800961860000061
Figure BDA0002800961860000062
标准差为
Figure BDA0002800961860000063
和
Figure BDA0002800961860000064
A组和B组检测数据可推出最终数据融合值。
所述最终数据融合值推算方法为：
Figure BDA0002800961860000065
Figure BDA0002800961860000066
利用(1)(2)可得出传感器数据局部决策值，假设传感器数量为m，每只传感器局部决策值为
Figure BDA0002800961860000071
继而最终数据融合值为
Figure BDA0002800961860000072
Figure BDA0002800961860000073
式中
Figure BDA0002800961860000074
wi分别为i只传感器的局部决策值及其加权因子，其中加权因子w满足：
Figure BDA0002800961860000075
请参阅图6-7，所述卡紧机构36包括卡紧板3601、螺纹卡杆3602和第一卡紧块3603，卡紧板3601上设有螺孔3604，螺纹卡杆3602穿过螺孔3604设置，螺纹卡杆3602底端设有第二卡紧块3605，通过螺纹卡杆3602转动，螺纹卡杆3602与第二卡紧块3605将安装卡杆33夹紧，安装卡杆33与第一卡槽40卡接，从而将检测器38初步安装固定；
所述限位机构37包括推块3701，推块3701与推杆3702连接，推杆3702上设有限位卡帽3703，限位卡帽3703与支卡杆34设有的限位卡槽3704卡紧设置，推块3701上设有锁紧杆3705，锁紧杆3705与锁槽3706锁紧设置，支卡杆34与支卡槽39卡紧后再通过限位卡帽3703与限位卡槽3704卡紧，从而进一步实现固定，拆卸时拧动螺纹卡杆3602和拔出推块3701，实现解除安装固定，对检测器38方便检修。
本发明的工作原理是：启动水泵4，水体通过第一进液管3、第二进液管5进入均散箱2内，启动驱动电机15，第一转轴16转动，主动轮17通过皮带轮18连接有从动轮 19，第二转轴20转动，继而带动第一锥齿轮21转动，第一锥齿轮21啮合有第二锥齿轮22，搅拌杆23转动，U型均散杆3001在第一均散腔28内转动，均散横杆3002带动清扫刷3003转动，从而水体在第一均散腔28初步分散，大浆叶3101a、中浆叶3101b和小浆叶3101c提供不同的搅拌力度，从而提高搅拌效果，轴流式均散叶片3201结合矩形均散框架3202进一步分散，从而提高均散效果，然后再在检测腔7内通过检测器38进行检测，检测结果更精准，；通过螺纹卡杆3602转动，螺纹卡杆3602与第二卡紧块3605将安装卡杆33夹紧，安装卡杆33与第一卡槽40卡接，从而将检测器38初步安装固定；支卡杆34与支卡槽39卡紧后再通过限位卡帽3703与限位卡槽3704卡紧，从而进一步实现固定，拆卸时拧动螺纹卡杆3602和拔出推块3701，实现解除安装固定，对检测器38方便检修。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，包括漂浮本体(1)，其特征在于，所述漂浮本体(1)上部设有均散箱(2)，均散箱(2)顶部设有第一进液管(3)，第一进液管(3)与水泵(4)连通，水泵(4)与第二进液管(5)连通，第二进液管(5)底端置于水体内，第二进液管(5)底端设有过滤网(6)，所述漂浮本体(1)内设有检测腔(7)，检测腔(7)外围于漂浮本体(1)内设有螺旋桨(8)；
所述均散箱(2)顶部设有支撑杆(13)，两个支撑杆(13)顶部共同连接有支撑板(14)，支撑板(14)上设有驱动电机(15)，驱动电机(15)输出轴连接有第一转轴(16)，第一转轴(16)上设有主动轮(17)，主动轮(17)通过皮带轮(18)连接有从动轮(19)，从动轮(19)连接有第二转轴(20)，第二转轴(20)顶端与支撑板(14)底部连接，第二转轴(20)底端与第一锥齿轮(21)连接，第一锥齿轮(21)啮合有第二锥齿轮(22)，第二锥齿轮(22)与搅拌杆(23)一端连接，另一端与均散箱(2)内壁连接；
所述均散箱(2)内部设有弧形分流板(25)，两个弧形分流板(25)间连接有过流板(26)，过流板(26)上开设有过流口(27)，所述第一转轴(16)底端于过流口(27)上方1-3cm处设置；
两个弧形分流板(25)与过流板(26)将均散箱(2)隔成第一均散腔(28)和第二均散腔(29)，第一转轴(16)于第一均散腔(28)上设有第一均散机构(30)，搅拌杆(23)于第二均散腔(29)上设有第二均散机构(31)；所述检测腔(7)内设有安装卡杆(33)，安装卡杆(33)两侧于检测腔(7)上设有支卡杆(34)，安装卡杆(33)与检测板(35)设有第一卡槽(40)卡接设置，检测板(35)上设有卡紧机构(36)，支卡杆(34)与支卡槽(39)卡紧设置，支卡杆(34)上设有限位机构(37)，检测板(35)背对卡紧机构(36)设有检测器(38)。
2.根据权利要求1所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述均散箱(2)上活动设有第一活动门(9)，检测腔(7)于漂浮本体(1)上设有第二活动门(10)，第二活动门(10)上设有锁紧块(11)，漂浮本体(1)上设有锁紧槽(12)，锁紧块(11)与锁紧槽(12)锁紧设置。
3.根据权利要求1所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述第二转轴(20)顶端与支撑板(14)底部通过轴承座(24)连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述第一均散机构(30)包括U型均散杆(3001)，U型均散杆(3001)上设有均散横杆(3002)，均散横杆(3002)上设有清扫刷(3003)，清扫刷(3003)贴合第一均散腔(28)内壁设置。
5.根据权利要求1所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述第二均散机构(31)包括两组均散浆叶(3101)，均散浆叶(3101)包括大浆叶(3101a)、中浆叶(3101b)和小浆叶(3101c)，均散浆叶(3101)间设有轴流式均散机构(32)。
6.据权利要求5所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述轴流式均散机构(32)包括轴流式均散叶片(3201)，轴流式均散叶片(3201)外部于第二转轴(20)上设有矩形均散框架(3202)，矩形均散框架(3202)为双螺带式。
7.根据权利要求1所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述检测器(38)包括浊度检测器、PH检测器，浊度检测器、PH检测器检测数据分为A组和B组，A组为A1，A2，...，Am，B组为B1，B2，...，Bm，2组数据平均值为
Figure FDA0002800961850000021
标准差为ó1和ó2，A组和B组检测数据可推出最终数据融合值。
8.根据权利要求7所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述最终数据融合值推算方法为：
Figure FDA0002800961850000022
Figure FDA0002800961850000031
利用(1)(2)可得出传感器数据局部决策值，假设传感器数量为m，每只传感器局部决策值为
Figure FDA0002800961850000032
继而最终数据融合值为
Figure FDA0002800961850000033
Figure FDA0002800961850000034
式中
Figure FDA0002800961850000035
wi分别为i只传感器的局部决策值及其加权因子，其中加权因子w满足：
Figure FDA0002800961850000036
9.根据权利要求1所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述卡紧机构(36)包括卡紧板(3601)、螺纹卡杆(3602)和第一卡紧块(3603)，卡紧板(3601)上设有螺孔(3604)，螺纹卡杆(3602)穿过螺孔(3604)设置，螺纹卡杆(3602)底端设有第二卡紧块(3605)。
10.根据权利要求1所述的一种具有精准检测与检修功能的水质检测机器人，其特征在于，所述限位机构(37)包括推块(3701)，推块(3701)与推杆(3702)连接，推杆(3702)上设有限位卡帽(3703)，限位卡帽(3703)与支卡杆(34)设有的限位卡槽(3704)卡紧设置，推块(3701)上设有锁紧杆(3705)，锁紧杆(3705)与锁槽(3706)锁紧设置。
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