專(zhuān)利名稱(chēng)：智能水面測(cè)量機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水面機(jī)器人裝置，尤其是一種帶有自動(dòng)控制裝置和數(shù)據(jù)采集裝置的、多功能的小型水面測(cè)量機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前地表水水質(zhì)、水文測(cè)量工作主要靠在線測(cè)量與人工測(cè)量?jī)煞N方式。傳統(tǒng)的在線測(cè)量是將測(cè)量設(shè)備固定于一點(diǎn)，定時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線的形式傳輸回地面。這樣做存在著測(cè)范圍小，投入成本大，難維護(hù)等問(wèn)題。而傳統(tǒng)的人工測(cè)量方法是人工乘船到指定測(cè)量水域或測(cè)量點(diǎn)，采用相關(guān)測(cè)量設(shè)備和衛(wèi)星定位設(shè)備進(jìn)行人工測(cè)量和記錄，回到辦公室再完成數(shù)據(jù)整理和報(bào)告。這樣做存在著效率低、安全性差、人為因素干擾測(cè)量值的準(zhǔn)確性等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，其主要包括船體，該智能水面測(cè)量機(jī)器人還包括控制及導(dǎo)航裝置，其主要包括中央控制器及輔助航行傳感器、通訊模塊，該中央控制器及輔助航行傳感器包括中央處理單元、電源管理單元，電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器及GPS衛(wèi)星定位傳感器，其中，電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器及GPS衛(wèi)星定位傳感器，分別與中央處理單元電路連接；通過(guò)無(wú)線信號(hào)與地面終端進(jìn)行信號(hào)連接且與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的通訊模塊，該通訊模塊主要包括分別與中央控制器連接的GPRS通訊模塊及射頻無(wú)線傳輸模塊；與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的驅(qū)動(dòng)裝置，其主要包括分別與中央控制器相連接的電池組及推進(jìn)器；與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的避障裝置，主要包括測(cè)距傳感器、雷達(dá)、警示模塊及實(shí)時(shí)視頻傳輸模塊；以及通過(guò)中央處理單元和通訊模塊采集水質(zhì)或 水文測(cè)量數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)傳輸至地面終端且與中央控制器電路連接的數(shù)據(jù)采集裝置。較佳的，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，所述地面終端為地面
基站或手持基站。較佳的，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，所述測(cè)距傳感器主要包括超聲波測(cè)距傳感器、激光測(cè)距傳感器，所述警示模塊主要包括警示燈、警示喇叭，所述實(shí)時(shí)視頻傳輸模塊為實(shí)時(shí)視頻傳輸攝像頭。較佳的，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，所述中央處理單元為單片機(jī)，所述電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器分別通過(guò)單片機(jī)的SPI接口與單片機(jī)電路連接；所述GPS衛(wèi)星定位傳感器、GPRS模塊及射頻無(wú)線傳輸模塊分別通過(guò)串行接口與單片機(jī)電路連接。較佳的，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，所述推進(jìn)器包括分別與供電電路連接的推進(jìn)電機(jī)及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為舵機(jī)，該推進(jìn)電機(jī)與該舵機(jī)利用剛性桿剛性連接。較佳的，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，該智能水面測(cè)量機(jī)器人還包括將水不斷抽至船艙內(nèi)的流通池內(nèi)的采水循環(huán)裝置，所述采水循環(huán)裝置包括采水管收放機(jī)構(gòu)、采水泵及水管。較佳的，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，所述采水管收放機(jī)構(gòu)包括與供電電路連接的電動(dòng)推桿、一端與電動(dòng)推桿鉸接的第一傳動(dòng)桿、分別鉸接于電動(dòng)推桿尾端及第一傳動(dòng)桿的二固定底座、分別與第一傳動(dòng)桿以彈簧連接和與固定底座鉸接的第二傳動(dòng)桿、與第二傳動(dòng)桿剛性連接的連接件、與連接件剛性連接的采樣桿，該電動(dòng)推桿可伸縮且二固定底座固定在船體上的采樣桿與采樣管連接，所述第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿彈簧連接。較佳的，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其中，所述智能水面測(cè)量機(jī)·器人分別與水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，水深測(cè)量?jī)x、側(cè)掃聲納以及聲學(xué)多普勒流速剖面儀電性連接，以將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集發(fā)送回地面基站。相較于先前技術(shù)，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，采用智能水面測(cè)量機(jī)器人搭載相關(guān)的水質(zhì)、水文測(cè)量設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化測(cè)量、自主衛(wèi)星定位導(dǎo)航工作、測(cè)量數(shù)據(jù)與衛(wèi)星坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)等功能，大大提高了測(cè)量工作的安全性、效率以及準(zhǔn)確度。

圖I為船體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為采水管收放機(jī)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
如圖I至圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，采用智能水面測(cè)量機(jī)器人搭載相關(guān)的水質(zhì)、水文測(cè)量設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化測(cè)量、自主衛(wèi)星定位導(dǎo)航工作、測(cè)量數(shù)據(jù)與衛(wèi)星坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)等功能，大大提高了測(cè)量工作的安全性、效率以及準(zhǔn)確度。其中，所述智能水面測(cè)量機(jī)器人主要包括船體10、控制及導(dǎo)航裝置，其主要包括中央控制器I及輔助航行傳感器、通訊模塊3，該中央控制器I及輔助航行傳感器包括中央處理單元、電源管理單元，電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器及GPS衛(wèi)星定位傳感器，其中，電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器及GPS衛(wèi)星定位傳感器，分別與中央處理單元電路連接；通訊模塊3，該通訊模塊3主要包括分別與中央控制器I連接的GPRS通訊模塊及射頻無(wú)線傳輸模塊，通過(guò)無(wú)線信號(hào)與地面終端進(jìn)行信號(hào)連接且與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接；與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的驅(qū)動(dòng)裝置，其主要包括分別與中央控制器I相連接的電池組6及推進(jìn)器7 ;與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的避障裝置4，主要包括測(cè)距傳感器、雷達(dá)、警示模塊及實(shí)時(shí)視頻傳輸模塊；以及數(shù)據(jù)采集裝置5，該數(shù)據(jù)采集裝置5通過(guò)中央處理單元和通訊模塊3采集水質(zhì)或水文測(cè)量數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)傳輸至地面終端且與中央控制器I電路連接。又，所述地面終端于本實(shí)施例中可以為地面基站或手持基站，所述測(cè)距傳感器主要包括超聲波測(cè)距傳感器、激光測(cè)距傳感器，所述警示模塊主要包括警示燈、警示喇叭，所述實(shí)時(shí)視頻傳輸模塊為實(shí)時(shí)視頻傳輸攝像頭，所述中央處理單元為單片機(jī)，所述電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器分別通過(guò)單片機(jī)的SPI接口與單片機(jī)電路連接；所述GPS衛(wèi)星定位傳感器、GPRS模塊及射頻無(wú)線傳輸模塊分別通過(guò)串行接口與單片機(jī)電路連接，所述推進(jìn)器7包括分別與供電電路連接的推進(jìn)電機(jī)及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為舵機(jī)，該推進(jìn)電機(jī)與該舵機(jī)利用剛性桿剛性連接。再者，該智能水面測(cè)量機(jī)器人還包括將水不斷抽至船艙內(nèi)的流通池內(nèi)的采水循環(huán)裝置9，所述采水循環(huán)裝置9包括采水管收放機(jī)構(gòu)、采水泵及水管，其中，所述采水管收放機(jī)構(gòu)包括與供電電路連接的電動(dòng)推桿12、一端與電動(dòng)推桿12鉸接的第一傳動(dòng)桿14、分別鉸接于電動(dòng)推桿12尾端及第一傳動(dòng)桿14的二固定底座11、分別與第一傳動(dòng)桿14以彈簧連接和與固定底座11鉸接的第二傳動(dòng)桿15、與第二傳動(dòng)桿15剛性連接的連接件16、與連接件 16剛性連接的采樣桿17，該電動(dòng)推桿12可伸縮且二固定底座11固定在船體10上的采樣桿17與采樣管連接，所述第一傳動(dòng)桿14和第二傳動(dòng)桿15彈簧連接，使得收放桿在處于打開(kāi)的時(shí)候遇到水下障礙物，可以彈性收起，避免采樣桿17與水底障礙物剛性相撞。該采水循環(huán)裝置9將水不斷抽至船艙內(nèi)的一個(gè)流通池內(nèi)，流通池同時(shí)有一個(gè)出水口連接到船外；水質(zhì)測(cè)量探頭也連接至流通池內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流通池內(nèi)不斷循環(huán)更新的水樣以進(jìn)行水質(zhì)測(cè)量。此外，智能水面測(cè)量機(jī)器人還分別與水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，水深測(cè)量?jī)x、側(cè)掃聲納以及聲學(xué)多普勒流速剖面儀電性連接，以將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集發(fā)送回地面基站；所述船體10可以是單體船、雙體船或三體船。所述智能水面測(cè)量機(jī)器人是一個(gè)水質(zhì)、水文參數(shù)測(cè)量平臺(tái)，通過(guò)搭載測(cè)量水質(zhì)的探頭，可成為進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)巡測(cè)的智能水質(zhì)測(cè)量機(jī)器人；通過(guò)搭載水深測(cè)量?jī)x，可進(jìn)行水深數(shù)據(jù)的巡測(cè)和水底地貌的自動(dòng)測(cè)繪；通過(guò)搭載側(cè)掃聲納，可進(jìn)行水底聲納圖像的采集；通過(guò)搭載測(cè)量水流速或流量的ADCP (聲學(xué)多普勒流速剖面儀)，可進(jìn)行江河斷面的流速流量的自主導(dǎo)航測(cè)量。由于該測(cè)量平臺(tái)擁有測(cè)量工作無(wú)人化、自主衛(wèi)星定位導(dǎo)航工作、測(cè)量數(shù)據(jù)與衛(wèi)星坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用可大大提高了測(cè)量工作的安全性、效率、以及準(zhǔn)確度。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；凡是依本實(shí)用新型所作的等效變化與修改，都被本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)的范圍所覆蓋。
權(quán)利要求1.一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，其主要包括船體，該智能水面測(cè)量機(jī)器人還包括 控制及導(dǎo)航裝置，其主要包括中央控制器及輔助航行傳感器、通訊模塊，該中央控制器及輔助航行傳感器包括中央處理單元、電源管理單元，電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器及GPS衛(wèi)星定位傳感器，其中，電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器及GPS衛(wèi)星定位傳感器，分別與中央處理單元電路連接； 通過(guò)無(wú)線信號(hào)與地面終端進(jìn)行信號(hào)連接且與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的通訊模塊，該通訊模塊主要包括分別與中央控制器連接的GPRS通訊模塊及射頻無(wú)線傳輸模塊； 與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的驅(qū)動(dòng)裝置，其主要包括分別與中央控制器相連接的電池組及推進(jìn)器； 與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的避障裝置，主要包括測(cè)距傳感器、雷達(dá)、警示模塊及實(shí)時(shí)視頻傳輸模塊；以及 通過(guò)中央處理單元和通訊模塊采集水質(zhì)或水文測(cè)量數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)傳輸至地面終端且與中央控制器電路連接的數(shù)據(jù)采集裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述地面終端為地面基站或手持基站。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述測(cè)距傳感器主要包括超聲波測(cè)距傳感器、激光測(cè)距傳感器，所述警示模塊主要包括警示燈、警示喇叭，所述實(shí)時(shí)視頻傳輸模塊為實(shí)時(shí)視頻傳輸攝像頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述中央處理單元為單片機(jī)，所述電子羅盤(pán)、角速度傳感器、加速度傳感器分別通過(guò)單片機(jī)的SPI接口與單片機(jī)電路連接；所述GPS衛(wèi)星定位傳感器、GPRS模塊及射頻無(wú)線傳輸模塊分別通過(guò)串行接口與單片機(jī)電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述推進(jìn)器包括分別與供電電路連接的推進(jìn)電機(jī)及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為舵機(jī)，該推進(jìn)電機(jī)與該舵機(jī)利用剛性桿剛性連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，該智能水面測(cè)量機(jī)器人還包括將水不斷抽至船艙內(nèi)的流通池內(nèi)的采水循環(huán)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述采水循環(huán)裝置包括采水管收放機(jī)構(gòu)、采水泵及水管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述采水管收放機(jī)構(gòu)包括與供電電路連接的電動(dòng)推桿、一端與電動(dòng)推桿鉸接的第一傳動(dòng)桿、分別鉸接于電動(dòng)推桿尾端及第一傳動(dòng)桿的二固定底座、分別與第一傳動(dòng)桿以彈簧連接和與固定底座鉸接的第二傳動(dòng)桿、與第二傳動(dòng)桿剛性連接的連接件、與連接件剛性連接的采樣桿，該電動(dòng)推桿可伸縮且二固定底座固定在船體上的采樣桿與采樣管連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿彈簧連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能水面測(cè)量機(jī)器人，其特征在于，所述智能水面測(cè)量機(jī)器人分別與水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，水深測(cè)量?jī)x、側(cè)掃聲納以及聲學(xué)多普勒流速剖面儀電性連接，以將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集發(fā)送回地面 基站。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種智能水面測(cè)量機(jī)器人，其主要包括船體、控制及導(dǎo)航裝置，其主要包括中央控制器及輔助航行傳感器、通訊模塊；通過(guò)無(wú)線信號(hào)與地面終端進(jìn)行信號(hào)連接且與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的通訊模塊；與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的驅(qū)動(dòng)裝置；與該控制及導(dǎo)航裝置電路連接的避障裝置；以及通過(guò)中央處理單元和通訊模塊采集水質(zhì)或水文測(cè)量數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)傳輸至地面終端且與中央控制器電路連接的數(shù)據(jù)采集裝置。本實(shí)用新型采用智能水面測(cè)量機(jī)器人搭載相關(guān)的水質(zhì)、水文測(cè)量設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化測(cè)量、自主衛(wèi)星定位導(dǎo)航工作、測(cè)量數(shù)據(jù)與衛(wèi)星坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)等功能，大大提高了測(cè)量工作的安全性、效率以及準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)B63B35/00GK202783712SQ20122044986
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者王銘鈺, 成亮, 張?jiān)骑w, 魯海森, 鮑秀峰 申請(qǐng)人:珠海云洲智能科技有限公司