CN216709284U - 一种智能测流机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能测流机器人，属于灌区渠道测量装置技术领域。机器人包括机身、动力舱、设备舱和控制舱，其中，机身前端设置有动力舱，机身后端设置有控制舱，动力舱和控制舱之间设置有设备舱，控制舱连接有动力舱，通过动力舱为设备舱提供动力，通过控制舱控制机身运动和动力舱动作。本实用新型可自动沿河道测流桥一侧直线运行，定点实时测量断面水位变化，定位精确，为后期的维护和升级提供良好的保障，降低了维护成本。

Description

一种智能测流机器人

技术领域

本实用新型涉及一种智能测流机器人，属于灌区渠道测量装置技术领域。

背景技术

河道流量测量是水文工作的重要组成部分，各种水文数据的获取对水资源的充分利用及防汛抗洪工作的开展都具有重要的作用。目前采用的测流手段通常为固定式测流，固定式测流是在桥梁上固定安装多个测流仪，通过对各测流仪获得的数据进行综合处理分析而得到测流结果，但一个河道断面上需要安装多个测流仪，测量及维护成本较高。

目前还出现一种移动式测流仪，如中国专利文件CN213336322U公开的一种便携式移动测流装置，这种测流仪可以实现基于一台设备对整个河道断面实施测流的目的，但其在缆道上的运动是通过两侧岸边拉结的牵引绳的拉拽来实现的，这种移动的方式牵引系统复杂，故障率高，测量及维护成本较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种智能测流机器人，可自动沿河道测流桥一侧直线运行，定点实时测量断面水位变化，定位精确，为后期的维护和升级提供良好的保障，降低了维护成本。

本实用新型的技术方案如下：

一种智能测流机器人，包括机身、动力舱、设备舱和控制舱，其中，机身前端设置有动力舱，机身后端设置有控制舱，动力舱和控制舱之间设置有设备舱，控制舱连接有动力舱，通过动力舱为设备舱提供动力，通过控制舱控制机身运动和动力舱动作。

优选的，动力舱内设置有绞线盘，绞线盘上设置有钢丝绳，绞线盘连接有驱动电机，设备舱内设置有吊装支架，吊装支架上设置有吊轮，钢丝绳穿过吊轮连接有铅鱼，铅鱼顶端设置有转子式流速仪，铅鱼底端设置有泥位计。

优选的，控制舱底部的机身上设置有超声波水位计，通过超声波水位计测量河面水平高度，河道的渠底高度为已知，测量的河面水平高度减去渠底高度即为河流深度。

优选的，机身包括机架、步进电机和皮带，机架两端分别通过传动轴连接有车轮，控制舱内的机架上设置有步进电机，步进电机通过皮带轮和皮带连接至传动轴。

优选的，机身上外覆设置有壳体，壳体两端分别设置有红外传感器，通过红外传感器进行测距，检测机身两端障碍物，检测出障碍物时自动停车。

进一步优选的，壳体两端分别设置有盖门和指示灯，设置盖门方便检测维修，机器人前进运动，前指示灯亮，机器人后退运动，后指示灯亮。

优选的，控制舱内设置有车载控制器，步进电机通过步进电机控制器连接至车载控制器，红外传感器连接至车载控制器。

进一步优选的，车载控制器包括CPU、继电器、电机模块、Lora板块、时钟电路、存储模块(包括Flash模块和铁电模块)、电源模块、DC-DC、LED模块和红外传感器模块，CPU分别连接有继电器、电机模块、Lora板块、时钟电路、存储模块、电源模块、DC-DC、LED模块和红外传感器模块。

车载控制器工作原理：CPU控制程序包括LED指令、电机指令、时钟电路指令、通讯指令、电源指令、接口指令、红外传感器指令和数据指令，LED指令通过CPU对LED模块控制，实现外壳指示灯的开启、报警、关闭功能；电机指令通过CPU对电机模块控制，实现对步进电机和驱动电机的开启与关闭功能；时钟电路指令通过CPU控制时钟电路，实现时钟电路时间数据的采集；通讯指令通过CPU控制Lora板块，实现开启关闭通讯传输功能，采集通讯连接状态数据；电源指令通过CPU对电源模块控制，采集电池AD值，并转换成电压值；接口指令通过CPU控制485芯片和反向器，实现对485模块和脉冲检测模块的控制，实现对外接红外传感器的开启与关闭，并采集红外传感器测量数据；数据指令通过CPU对FLASH模块、铁电模块、J-LINK模块、SWIM模块控制，实现数据的存储和外面设备数据下载的功能；DC-DC模块将电源提供的12v电压进行转换，输出12V、5V、3.3V，为其它模块提供相应电压的电流。

优选的，车载控制器通过无线传输天线连接有数据平台。测得数据通过无线传输方式实时发送给数据平台。

工作时，在测流桥一侧搭建双导轨，步进电机驱动机身在导轨上运动，机身运动至设定测量位置时，驱动电机运动，放松绞线盘，将铅鱼放入河道，通过转子式流速仪和泥位计测量流速和泥位，测量结束后，驱动电机驱动绞线盘收缩，将铅鱼收回，然后步进电机驱动机身返回。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供一种智能测流机器人，可自动沿河道测流桥一侧直线运行，定点实时测量断面水位变化，定位精确，为后期的维护和升级提供良好的保障，降低了维护成本。

2、本实用新型通过超声波水位计和泥位计测算水深、淤积厚度，测算结果精确。

3、本实用新型自动化程度高，可自主进行测流，同时测得数据通过无线传输方式实时发送给数据平台，方便监控。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的仰视示意图；

图3为本实用新型的侧视示意图；

图4为本实用新型加装壳体后的结构示意图；

图5为本实用新型的步进电机安装结构示意图；

图6为本实用新型的车载控制器电路连接示意图；

其中：1、机身；2、动力舱；3、设备舱；4、控制舱；5、绞线盘；6、吊装支架；7、吊轮；8、超声波水位计；9、机架；10、步进电机；11、皮带；12、皮带轮；13、壳体；14、红外传感器；15、盖门；16、指示灯；17、车载控制器；18、充电装置；19、驱动电机；20、电池。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1-6所示，本实施例提供一种智能测流机器人，包括机身1、动力舱2、设备舱3和控制舱4，其中，机身1前端设置有动力舱2，机身1后端设置有控制舱4，动力舱2和控制舱4之间设置有设备舱3，控制舱4连接有动力舱2，通过动力舱2为设备舱3提供动力，通过控制舱4控制机身运动和动力舱动作。

动力舱2内设置有绞线盘5，绞线盘5上设置有钢丝绳，绞线盘5连接有驱动电机19，设备舱3内设置有吊装支架6，吊装支架6上设置有吊轮7，钢丝绳穿过吊轮7连接有铅鱼，铅鱼顶端设置有转子式流速仪，铅鱼底端设置有泥位计。

机身1包括机架9、步进电机10和皮带11，机架9两端分别通过传动轴连接有车轮，控制舱4内的机架上设置有步进电机10，步进电机10通过皮带轮12和皮带11连接至传动轴，步进电机与传动轴的转速比为2:1，传动轴上安装有电磁制动器，实现电磁刹车功能，提高定点停车精度，机身上还设置有电池20，为整车供电，机架9下端设置有充电装置18，充电装置采用接触式充电，充满后自动断电，方便机器的自动化运行。

机身1上外覆设置有壳体13，壳体13两端分别设置有红外传感器14，通过红外传感器14进行测距，检测机身两端障碍物。

壳体13两端分别设置有盖门15和指示灯16，设置盖门方便检测维修，机器人前进运动，前指示灯亮，机器人后退运动，后指示灯亮。

控制舱4内设置有车载控制器17，步进电机10通过步进电机控制器连接至车载控制器17，红外传感器连接至车载控制器。

车载控制器包括CPU、继电器、电机模块、Lora板块、时钟电路、存储模块(包括Flash模块和铁电模块)、电源模块、DC-DC、LED模块和红外传感器模块，CPU分别连接有继电器、电机模块、Lora板块、时钟电路、存储模块、电源模块、DC-DC、LED模块和红外传感器模块。

车载控制器工作原理：CPU控制程序包括LED指令、电机指令、时钟电路指令、通讯指令、电源指令、接口指令、红外传感器指令和数据指令，LED指令通过CPU对LED模块控制，实现外壳指示灯的开启、报警、关闭功能；电机指令通过CPU对电机模块控制，实现对步进电机和驱动电机的开启与关闭功能；时钟电路指令通过CPU控制时钟电路，实现时钟电路时间数据的采集；通讯指令通过CPU控制Lora板块，实现开启关闭通讯传输功能，采集通讯连接状态数据；电源指令通过CPU对电源模块控制，采集电池AD值，并转换成电压值；接口指令通过CPU控制485芯片和反向器，实现对485模块和脉冲检测模块的控制，实现对外接红外传感器的开启与关闭，并采集红外传感器测量数据；数据指令通过CPU对FLASH模块、铁电模块、J-LINK模块、SWIM模块控制，实现数据的存储和外面设备数据下载的功能；DC-DC模块将电源提供的12v电压进行转换，输出12V、5V、3.3V，为其它模块提供相应电压的电流。

工作时，在测流桥一侧搭建双导轨，步进电机驱动机身在导轨上运动，机身运动至设定测量位置时，驱动电机运动，放松绞线盘，将铅鱼放入河道，通过转子式流速仪和泥位计测量流速和泥位，测量结束后，驱动电机驱动绞线盘收缩，将铅鱼收回，然后步进电机驱动机身返回。

实施例2：

一种智能测流机器人，结构如实施例1所述，不同之处在于，控制舱4底部的机身上设置有超声波水位计8，通过超声波水位计测量河面水平高度，河道的渠底高度为已知，测量的河面水平高度减去渠底高度即为河流深度。

实施例3：

一种智能测流机器人，结构如实施例1所述，不同之处在于，车载控制器17通过无线传输天线连接有数据平台。测得数据通过无线传输方式实时发送给数据平台。

Claims (8)

1.一种智能测流机器人，其特征在于，包括机身、动力舱、设备舱和控制舱，其中，机身前端设置有动力舱，机身后端设置有控制舱，动力舱和控制舱之间设置有设备舱，控制舱连接有动力舱，通过动力舱为设备舱提供动力，通过控制舱控制机身运动和动力舱动作；

动力舱内设置有绞线盘，绞线盘上设置有钢丝绳，绞线盘连接有驱动电机，设备舱内设置有吊装支架，吊装支架上设置有吊轮，钢丝绳穿过吊轮连接有铅鱼，铅鱼顶端设置有转子式流速仪，铅鱼底端设置有泥位计。

2.如权利要求1所述的智能测流机器人，其特征在于，控制舱底部的机身上设置有超声波水位计。

3.如权利要求1所述的智能测流机器人，其特征在于，机身包括机架、步进电机和皮带，机架两端分别通过传动轴连接有车轮，控制舱内的机架上设置有步进电机，步进电机通过皮带轮和皮带连接至传动轴。

4.如权利要求3所述的智能测流机器人，其特征在于，机身上外覆设置有壳体，壳体两端分别设置有红外传感器。

5.如权利要求4所述的智能测流机器人，其特征在于，壳体两端分别设置有盖门和指示灯。

6.如权利要求5所述的智能测流机器人，其特征在于，控制舱内设置有车载控制器，步进电机通过步进电机控制器连接至车载控制器，红外传感器连接至车载控制器。

7.如权利要求6所述的智能测流机器人，其特征在于，车载控制器包括CPU、继电器、电机模块、Lora板块、时钟电路、存储模块、电源模块、DC-DC、LED模块和红外传感器模块，CPU分别连接有继电器、电机模块、Lora板块、时钟电路、存储模块、电源模块、DC-DC、LED模块和红外传感器模块。

8.如权利要求7所述的智能测流机器人，其特征在于，车载控制器通过无线传输天线连接有数据平台。

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