多功能河道治理船体机器人的制作方法

本实用新型涉及河道污水处理技术领域，尤其涉及一种多功能河道治理船体机器人。

背景技术：

在人们的日常生活中，河水污染问题已经非常严重，特别是河道里存在的大量固体垃圾、白色垃圾等，河水里存在的固体性颗粒和大颗粒有机污染物团块，河底的淤泥中含有的氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD等，对河道内生物的生存环境产生严重影响，在现有技术中，对河道污染物清理主要采取如下方式：

一是采用人工收集的方式，通过人工划船或者在河岸采用打捞设备对河内可以肉眼看到的固体垃圾、白色垃圾、水草等进行清理，这种方式处理河道污染水平最低，仅仅是将大型的固体垃圾清除，并不能彻底改善河水水质，另外这种方式耗费人力较多，执行效率低；

二是采用大型机械设备对河底进行清理，主要是通过分段截流的方式，一段一段的抽干河水，清理剩余的垃圾、水草、淤泥等，然后再对河底进行重新铺设，这种方式对河道的污染物清理效果比较彻底，但是成本极高，耗时较长，不便于日常的污染物处理；

三是人工投放消毒药物方式，这种方式是采用人工划船或者从岸边投放消毒药品，对河水内的污染物进行消毒处理，这种方式对河道内污染物的处理水平较低，不能对河内的垃圾进行清理，必须与别的方式配合才能实现清理河内垃圾的目的，而且，这种方式耗费人力较大，每次投药以后，管控时间较短。

因此，现有技术需要改进。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种多功能河道治理船体机器人，用以解决现有技术存在的问题。

所述多功能河道治理船体机器人包括：

船体机器人主体、垃圾清理单元、曝气增氧单元、随机检测单元、智能投药单元、自动过滤单元、控制中心；

所述船体机器人主体为所述垃圾清理单元、曝气增氧单元、随机检测单元、智能投药单元、自动过滤单元的功能实现提供电能支持、架构支持和动力支持；

所述垃圾清理单元位于船体机器人主体的底部，并置于河道中，通过垃圾清理单元将河道表面及底部的固体垃圾、白色垃圾、水草清理干净，所述垃圾清理单元通过船体机器人主体提供动力，并受船体机器人主体的运动轨迹而清理河道中的垃圾；

所述曝气增氧单元位于船体机器人主体的中间部位，用于为河道进行复氧；

所述随机检测单元通过检测设备检测河水中的污染物类别及污染物含量，并将污染物参数发送至控制中心；

所述智能投药单元根据控制中心指令，开启相应药剂单元的阀门，将相应药剂投入河水中，实现对河水污染物的处理；

所述自动过滤单元由船体机器人主体提供动力，用于将河水中的固体性颗粒和大颗粒有机污染物团块进行过滤和吸附；

所述控制中心通过无线方式与曝气增氧单元、随机检测单元、智能投药单元、自动过滤单元连接，通过接收随机检测单元发送的污染物数据，控制中心向曝气增氧单元、自动过滤单元发送指令，控制曝气增氧单元、自动过滤单元的开启关闭，向智能投药单元发送开启相应药剂单元阀门的指令，使对应药剂单元的药物喷洒到河道中，实现对污染物的处理。

在基于上述多功能河道治理船体机器人的另一个实施例中，所述船体机器人主体包括：浮体、浮体间距伸缩架、太阳能电池板、风力发电螺旋桨、蓄电池、行进马达、雷达探测器、碰撞力传感系统；

所述浮体为两个大小一致的圆柱形橡胶气囊，所述浮体与所述浮体间距伸缩架连接，通过浮体间距伸缩架控制两个气囊的间距，以适应不同宽度的河道，所述浮体间距伸缩架为钢结构长方体支架，通过螺栓调整伸缩杆的宽度；

所述太阳能电池板固定于所述浮体间距伸缩架的顶端，与所述蓄电池连接，通过吸收太阳光能并将太阳光能转化成电能，并将电能传输至蓄电池；

所述风力发电螺旋桨固定于浮体间距伸缩架的侧面，与所述蓄电池连接，通过风力作用带动螺旋桨转动发电，并将电能传输至蓄电池；

所述蓄电池固定于浮体间距伸缩架的上部，与行进马达、雷达探测器、碰撞力传感系统、垃圾清理单元、曝气增氧单元、随机检测单元、智能投药单元、自动过滤单元连接，用于存储太阳能电池板和风力发电螺旋桨产生的电能，并为行进马达、雷达探测器、碰撞力传感系统、垃圾清理单元、曝气增氧单元、随机检测单元、智能投药单元、自动过滤单元供电；

所述行进马达位于浮体间距伸缩架的底部，其推动叶片位于河水中，通过蓄电池的供电驱动行进马达工作，从而推动整个机器人系统行进；

所述雷达探测器与所述控制中心无线连接，用于识别控制中心设定的工作区域和工作目标，并将探测信息实时发送至控制中心；

所述碰撞力传感系统通过传感器实时监测船体机器人距离障碍物的距离，并在船体机器人进入设定的障碍物距离阈值范围时发出预警信息，将预警信息发送至控制中心，提示控制中心处理。

在基于上述多功能河道治理船体机器人的另一个实施例中，所述垃圾清理单元包括：垃圾清理铲、垃圾拨臂、垃圾收容箱；

所述垃圾清理铲为前端为平面后端为斜面的结构，其前端全部和后端的前半部位于河水中，通过船体机器人主体的行进，垃圾清理铲铲起河道底部及河水表面的固体垃圾、白色垃圾，所述垃圾拨臂位于所述垃圾清理铲的后端，并高于水平面，当垃圾清理铲铲除的垃圾堆积到后端斜面的顶部时，垃圾拨臂将垃圾拨入垃圾收容箱，所述垃圾收容箱位于垃圾清理铲和垃圾拨臂的后侧，并置于船体机器人主体的底部中央，其开口高于水面且与垃圾清理铲后端和垃圾拨臂平齐，垃圾收容箱的底部与船体机器人主体的底部平齐。

在基于上述多功能河道治理船体机器人的另一个实施例中，所述曝气增氧单元包括：造风设备和纳米曝气管；

所述造风设备为鼓风机，通过船体机器人主体提供的电能，使鼓风机产生风力，并将风力吹向纳米曝气管，所述纳米曝气管将造风设备产生的气流通过管道进行分流，并且让气流通过纳米孔均匀分散于水中，进而为水体复氧。

在基于上述多功能河道治理船体机器人的另一个实施例中，所述随机检测单元包括：探测设备、在线检测系统、GPS定位系统；

所述探测设备通过氨氮、溶解氧、COD、BOD检测探头探测河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的电信号，并将氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的电信号发送至在线监测系统，在线检测系统根据电信号特点分析单位河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD的含量，进而判断河水中的主要污染物指标，所述GPS定位系统用于定位当前检测位置，呈现出当前位置的高斯坐标，并通过船体机器人主体将位置信号和污染物含量信号发送至控制中心。

在基于上述多功能河道治理船体机器人的另一个实施例中，所述智能投药单元包括：多通道料斗和智能投药器；

所述多通道料斗通过设置多个盛料单元，每个盛料单元存放不同的药品，具有不同的治污功能，所述智能投药器与所述多通道料斗连接，在控制中心的指令控制下，通过接收多通道料斗的相应盛料单元输送的药物，并将药物自动均匀投放到受污染水域。

在基于上述多功能河道治理船体机器人的另一个实施例中，所述自动过滤单元包括：抽水泵和过滤器；

所述抽水泵与所述船体机器人主体连接，通过船体机器人主体的蓄电池供电，所述抽水泵为大功率抽水泵，通过抽取含污染物的河水，并将含污染物的河水输出至过滤器，过滤器通过混合、搅拌、过滤、吸附方式将含污染物的河水中的固体性颗粒和大颗粒有机污染物团块进行过滤和吸附，从而减少河水中的污染物含量。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

本实用新型通过将多功能河道治理船体机器人设置多个模块，在控制中心的指令下，使用模块化的方式，自动实现对河道内的垃圾进行清理、对河水的含氧量进行调节、对河水水质进行检测、对河水的污染物进行投药处理、对河水中的固体性颗粒和大颗粒的有机污染物团块进行过滤和吸附，一次性彻底清除河道内的大型固体污染物、水中微生物污染物和水中颗粒性污染物，同时，本实用新型使用太阳能和风能为发电方式，解决了设备电力供应依赖蓄电池容量或必须近距离电力设施的问题，本实用新型具有自动巡航和障碍躲避功能，通过雷达探测器、碰撞力传感系统和GPS模块，实现对行驶目的地、自动躲避障碍物和船体位置进行监控。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍。

图1是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的一个实施例的结构示意图。

图2是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的另一个实施例的结构示意图。

图3是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图。

图4是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图。

图5是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图。

图6是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图。

图7是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图。

图中：1船体机器人主体、11浮体、12浮体间距伸缩架、13太阳能电池板、14风力发电螺旋桨、15蓄电池、16行进马达、17雷达探测器、18碰撞力传感系统、2垃圾清理单元、21垃圾清理铲、22垃圾拨臂、23垃圾收容箱、3曝气增氧单元、31造风设备、32纳米曝气管、4随机检测单元、41探测设备、42在线检测系统、43GPS定位系统、5智能投药单元、51多通道料斗、52智能投药器、6自动过滤单元、61抽水泵、62过滤器、7控制中心。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的一个实施例的结构示意图，如图1所示，所述多功能河道治理船体机器人包括：

船体机器人主体1、垃圾清理单元2、曝气增氧单元3、随机检测单元4、智能投药单元5、自动过滤单元6、控制中心7；

所述船体机器人主体1为所述垃圾清理单元2、曝气增氧单元3、随机检测单元4、智能投药单元5、自动过滤单元6的功能实现提供电能支持、架构支持和动力支持，所有的功能单元均设置在船体机器人主体1的相应位置上，所有功能单元均通过螺栓结构固定，在固定功能单元时，需考虑各单元的使用方式、电气特性和重力均衡性，防止发生船体机器人倾斜、不便于使用或电源受潮受水；

所述垃圾清理单元2位于船体机器人主体1的底部，并置于河道中，垃圾清理单元2能自动清理、收集河道表面及底部的固体垃圾、白色垃圾、水草，并将垃圾置于垃圾清理单元2的垃圾收集部位，当船体机器人上岸以后，由人工方式将收集的垃圾倾倒、掩埋或焚烧处理，所述垃圾清理单元2通过船体机器人主体1提供动力，并受船体机器人主体1的运动轨迹而清理河道中的垃圾，在船体机器人主体1的运行过程中，垃圾清理单元2将船体机器人主体1运行通过的河道内的垃圾清理干净；

所述曝气增氧单元3位于船体机器人主体的中间部位，用于为河道进行复氧，由于河道内的有机物污染物的存在，使河道内含有大量氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD等，通过曝气增氧单元3向河道内的曝气增氧，增进氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD从河水中逃逸速率，从而减少河水中氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD的含量，提升水质；

所述随机检测单元4通过检测设备检测河水中的污染物类别及污染物含量，并将污染物参数发送至控制中心7，随机检测单元4随着船体机器人主体1的运行轨迹，定时采集河水样本，并分析河水中的污染物含量；

所述智能投药单元5根据控制中心7指令，控制中心7通过随机检测单元4发送的污染物检测指标，搜索相应污染物处理需要的药剂配比和药剂量，然后将药剂配比和药剂量的指令发送至智能投药单元5、智能投药单元5开启相应药剂单元的阀门，并按照指令控制阀门开启程度，将相应药剂及设定药量投入河水中，实现对河水污染物的处理；

所述自动过滤单元6由船体机器人主体1提供动力，用于将河水中的固体性颗粒和大颗粒有机污染物团块进行过滤和吸附；

所述控制中心7通过无线方式与曝气增氧单元3、随机检测单元4、智能投药单元5、自动过滤单元6连接，通过接收随机检测单元4发送的污染物数据，控制中心7向曝气增氧单元3、自动过滤单元6发送指令，控制曝气增氧单元3、自动过滤单元6的开启关闭，向智能投药单元5发送开启相应药剂单元阀门的指令，使对应药剂单元的药物喷洒到河道中，实现对污染物的处理。

图2是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的另一个实施例的结构示意图，如图2所示，所述船体机器人主体1包括：浮体11、浮体间距伸缩架12、太阳能电池板13、风力发电螺旋桨14、蓄电池15、行进马达16、雷达探测器17、碰撞力传感系统18；

所述浮体11为两个大小一致的圆柱形橡胶气囊，所述浮体11与所述浮体间距伸缩架12连接，浮体间距伸缩架12的底部设置穿插浮体11的圆柱腔体，用于将浮体11稳固的固定在腔体内，通过浮体间距伸缩架12控制两个气囊的间距，以适应不同宽度的河道，所述浮体间距伸缩架12为钢结构长方体支架，通过螺栓调整伸缩杆的宽度，浮体间距伸缩架12上端问平板，中间为腔体结构的钢架；

所述太阳能电池板13固定于所述浮体间距伸缩架12的顶端，其放置角度与太阳照射方向垂直，太阳能电池板13与所述蓄电池15连接，通过吸收太阳光能并将太阳光能转化成电能，并将电能传输至蓄电池15；

所述风力发电螺旋桨14固定于浮体间距伸缩架12的侧面，与所述蓄电池15连接，通过风力作用带动螺旋桨转动发电，并将电能传输至蓄电池15；

所述蓄电池15固定于浮体间距伸缩架12的上部，与行进马达16、雷达探测器17、碰撞力传感系统18、垃圾清理单元2、曝气增氧单元3、随机检测单元4、智能投药单元5、自动过滤单元6连接，用于存储太阳能电池板13和风力发电螺旋桨14产生的电能，并为行进马达16、雷达探测器17、碰撞力传感系统18、垃圾清理单元2、曝气增氧单元3、随机检测单元4、智能投药单元5、自动过滤单元6供电；

所述行进马达16位于浮体间距伸缩架12的底部，其推动叶片位于河水中，通过蓄电池15的供电驱动行进马达16工作，从而推动整个机器人系统行进；

所述雷达探测器17与所述控制中心7无线连接，用于识别控制中心7设定的工作区域和工作目标，并将探测信息实时发送至控制中心7，探测雷达17主要用于识别探测目标，并对当前发现的目标物进行识别、分析、判断；

所述碰撞力传感系统18通过传感器实时监测船体机器人距离障碍物的距离，并在船体机器人进入设定的障碍物距离阈值范围时发出预警信息，将预警信息发送至控制中心7，提示控制中心7处理。

船体机器人在行进过程中，通过雷达探测器17和碰撞力传感系统18对河道中的障碍物进行识别、处理，碰撞力传感系统18对障碍物距离进行预警，并对目标进行碰撞试探，在碰撞力设置范围内，船体机器人视目标为垃圾类目标，进行收集或者直接通过，在碰撞力设置范围以外，传感器传输信号给控制中心7，控制中心7发送自动躲避指令，降低行进马达16速度并控制螺旋桨进行掉头或转向，确保顺利行进。当垃圾清理单元2收集的垃圾超过设定位置后，传感器将垃圾填满信息发送至控制中心7，控制中心7发送指令，行进马达16控制船体机器人到岸，并且报警，由人工换掉垃圾箱。

图3是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图，如图3所示，所述垃圾清理单元2包括：垃圾清理铲21、垃圾拨臂22、垃圾收容箱23；

所述垃圾清理铲21的前端为平面，后端为斜面的结构，其前端的全部和后端的前半部位于河水中，通过船体机器人主体1的行进，垃圾清理铲21铲起河道底部及河水表面的固体垃圾、白色垃圾，所述垃圾拨臂22位于所述垃圾清理铲21的后端，并高于水平面，当垃圾清理铲21铲除的垃圾堆积到后端斜面的顶部时，垃圾拨臂22将垃圾拨入垃圾收容箱23，所述垃圾收容箱23位于垃圾清理铲21和垃圾拨臂22的后侧，并置于船体机器人主体1的底部中央，其开口高于水面且与垃圾清理铲21后端和垃圾拨臂22平齐，垃圾收容箱23的底部与船体机器人主体1的底部平齐。

图4是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图，如图4所示，所述曝气增氧单元3包括：造风设备31和纳米曝气管32；

所述造风设备31为鼓风机，通过船体机器人主体1提供的电能，使鼓风机产生风力，并将风力吹向纳米曝气管32，所述纳米曝气管32将造风设备31产生的气流通过管道进行分流，并且让气流通过纳米孔均匀分散于水中，进而为水体复氧。

图5是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图，如图5所示，所述随机检测单元4包括：探测设备41、在线检测系统42、GPS定位系统43；

所述探测设备41通过氨氮、溶解氧、COD、BOD检测探头探测河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的电信号，并将氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的电信号发送至在线监测系统42，在线检测系统42根据电信号特点分析单位河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD的含量，进而判断河水中的主要污染物指标，所述GPS定位系统43用于定位当前检测位置，呈现出当前位置的高斯坐标，并通过船体机器人主体1将位置信号和污染物含量信号发送至控制中心7。

图6是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图，如图6所示，所述智能投药单元5包括：多通道料斗51和智能投药器52；

所述多通道料斗51通过设置多个盛料单元，每个盛料单元存放不同的药品，具有不同的治污功能，所述智能投药器52与所述多通道料斗51连接，在控制中心7的指令控制下，通过接收多通道料斗51的相应盛料单元输送的药物，并将药物自动均匀投放到受污染水域。

图7是本实用新型的多功能河道治理船体机器人的又一个实施例的结构示意图，如图7所示，所述自动过滤单元6包括：抽水泵61和过滤器62；

所述抽水泵61与所述船体机器人主体1连接，通过船体机器人主体1的蓄电池15供电，所述抽水泵61为大功率抽水泵61，通过抽取含污染物的河水，并将含污染物的河水输出至过滤器62，过滤器62通过混合、搅拌、过滤、吸附方式将含污染物的河水中的固体性颗粒和大颗粒有机污染物团块进行过滤和吸附，从而减少河水中的污染物含量。

以上对本实用新型所提供的一种多功能河道治理船体机器人进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。