本发明涉及机器人领域，具体涉及一种污水处理领域机器人。
背景技术：
机器人是自动执行工作的机器装备，它既可以接收人类指挥，又可以运行预先编排的程序，可以协助或取代人类工作的工作，尤其是危险高、工作强度和伤害大、工作精度高、处理复杂事务的工作，在污水处理领域，由于处理厂工作区域大工作强度大，污水池较深存在安全风险，污水处理加药工作需及时准确，另外化学药剂工作可对人体的造成伤害，现有的加药工作主要依靠人工和辅助工作的设备，缺乏完成自己感知加药需求并根据程序定义控制自己，其工作精度低，没有物和物之间互动与感知，特别是现有的人工加辅助设备最大的问题还是存在安全和化学伤害的危险。
因此急需一种机器人来高效准确快速的处理污水处理药剂添加问题。进一步降低劳动者的强度，特别保护污水处理领域劳动者生命安全和减少人身伤害。
技术实现要素：
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围
为了解决上述问题，本发明公开了一种污水处理厂加药用机器人，包括指令发送装置，加药机器人，其特征在于：所述指令发送装置安装在污水设备的药剂管路上，所述指令发送装置包括感应器，感应信息处理发送系统，其中，所述感应器用来感知接收药剂信息，并将所述药剂信息实时地发送到所述感应信息处理发送系统；
所述机器人包括头部单元、药剂仓、驱动系统，所述驱动系统与所述缆路通道连接以方便运动行走，所述驱动系统下方是所述机器人头部单元，所述头部单元下方设置药剂仓，所述头部单元能智能控制所述药剂仓和所述驱动系统以实现所自我控制；
所述加药机器人头部单元至少且从左至右依次顺序连接有包括信息接收模块，用于接收感应信息处理发送系统发送的药剂信息，包括数据存储模块，用于存储各类数据和程序定义参数，还包括数据分析模块，所述数据分析模块读取所述存储模块中的药剂信息的参数和程序定义参数，还包括药剂控制和运动控制模块，所述参数至少包括加药名称，加药位置，加药类型，加药发生时间，并对每一个参数进行定义以获得该药剂信息的重要度指数，所述数据分析模块进一步根据该重要度指数和电子地图模块确定污水厂加药的行走路线；
所述感应信息处理发送系统对药剂信息处理转换，并将加药指令传讯到所述加药机器人，所述加药机器人设置在缆路通道上，用于接收来自所述指令发送装置加药信号，并对药剂信息进行初步分析，对正常的缺药信息指令执行加药任务。
进一步，所述感应器为化学电流传感器和/或电磁感应器和/或嵌入式web红外线感应器。
进一步，当所述的感应器为化学传感和或红外线感应器时，所述感应信息处理发送系统对加药信号的传讯为射频方式。
进一步，所述加药名称、加药类型、加药发生时间通过常数定义法进行定义，其中，所述污水设备的重要程度越大则定义越高，对于所述加药时间，越早接收到的药剂信息定义越高，对于加药类型，越严重的加药定义越高，所述加药位置基于所述电子地图模块进行定义，所述加药机器人首先获取所述电子地图模块中记载的污水工艺单元中的加药口位置信息，然后在电子地图模块中标示的加药位置为每一个选择距离其最近的污水工艺单元中的加药口，然而计算出与所述最近的污水工艺单元中的加药口之间的实际距离，并将该实际距离作为加药位置的定义的基准，距离加药口点越近，所述加药位置定义越高，所述数据分析模块，还对所述参数的定义进行累加，求出该药剂信息的重要度指数。
进一步，所述药剂信息的重要度指数通过对所述加药名称、加药类型、加药发生时间以及所述加药位置进行定义后进行累加而获得，并将所述重要度指数值按顺序从高到低地排序以确定所述污水厂加药的行走路线规划。
进一步，所述化学电流传感器为化学传感转换电流信号传感器。
本发明达到了如下效果：本发明采用机器人头部单元与加药口中对应设置感应器化学传感并通过电流等信号转换和数据储存分析处理模块，其可以实现物与物之间的有效沟通，通过定义参数和控制模块实现了自动高效快速执行多种加药保障生产，本发明实施例所提供的污水厂加药机器人实现了直接执行污水工艺参数的工艺参数状态，达到了提高对污水工艺参数的执行准确度的效果。由此本发明可以自动地对加药位置进行分析判断并自己驱动运动并给出行走路线，自动化程度高，节省了执行时间和成本，运动控制准确及时，人员安全有保障。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明，附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中:
图1是本发明加药机器人的组成结构示意图；
图2是根据本发明实施例的污水厂加药机器人中化学电流传感器部分的结构图；
图3是根据本发明实施例的污水厂加药机器人中感应信息处理发送系统的工艺参数连接示意图；
图4是根据本发明实施例的污水厂加药机器人中射频通信单元的工艺参数连接示意图；
图5是根据本发明实施例的污水厂加药机器人中磁场感应器部分的工艺参数图。
具体实施方式
发在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
图1为本发明的的示意图，下文对本发明的实施方式进行概述，包括指令发送装置1，加药机器人2，所述机器人包括头部单元20、药剂仓25、驱动系统26，所述驱动系统26与所述缆路通道3连接，所述驱动系统26下方是所述机器人头部单元20，所述头部单元下方躯干部位设置药剂仓25，所述头部单元20能智能控制所述药剂仓25和所述驱动系统26以实现所需求以及精准加药。
所述指令发送装置1到n个依此安装在污水设备所需的药剂管路上，包括感应器11，感应信息处理发送系统12，其中，所述感应器11用来感知接收药剂信息，并将所述药剂信息实时地发送到所述感应信息处理发送系统12，上传的药剂信息，对药剂信息处理转换，并将加药指令传讯到所述加药机器人2；所述加药机器人设置在缆路通道3上，用于接收来自所述指令发送装置加药信号，并对药剂信息进行初步分析，对正常的缺药信息指令执行加药任务，另外所述加药机器人2至少包括信息接收模块21，用于接收感应信息处理发送系统12发送的药剂信息；还包括数据存储模块22，用于存储各类数据和程序定义参数；包括数据分析模块23，所述数据分析模块23读取所述存储模块22中的药剂信息的参数和程序参数，还包括药剂控制和运动控制模块24，对药剂信息发出药剂控制处理信号。以上模块从左至右依次顺序连接，所述参数至少包括加药名称、加药位置、加药类型、加药发生时间；并对每一个参数进行定义以获得该药剂信息的重要度指数；数据分析模块23进一步根据该重要度指数和电子地图模块确定污水厂加药的行走路线。
具体过程如本发明中优选实施例为：当污水厂曝气池消泡剂加药管线中化学传感器检测到缺乏消泡剂时，并将所述缺乏消泡剂的信息如a-实时地发送到所述感应信息处理发送系统；
所述感应信息处理发送系统对缺消泡剂的信息处理转换，并将加药指令传讯到所述加药机器人2；所述加药机器人头部单元20中的信息接收模块21接收或感应接收该缺乏消泡剂的信息，将该信息数据在存储模块22中储存，然后所述数据分析模块23读取所述存储模块22中的消泡剂信息并结合预定义程序参数分析运算，然后发给运动控制模块24运动数据，所述运动模块根据数据控制机器人驱动系统驱26动机器人运动到所述消泡剂加药口后，数据分析模块23对数据分析并给所述药剂控制模块数据，所述数据控制模块根据预定义的药剂信息对应的感应控制所述加药仓中的消泡剂仓开关对准消泡剂加药口加药，当消泡剂加满时，所述消泡剂加药管线中化学传感器11检测到不缺乏消泡剂时，并将所述不缺乏消泡剂的信息如a+实时地发送到所述感应信息处理发送系统12，然后机器人头部单元20按照上述相反的过程依次控制完成停止加药，所述数据分析模块23读取接收到的其它信息和程序预设参数后综合分析后控制驱动机器人2到其它地方工作。
所述参数至少包括加药名称，加药位置，加药类型，加药发生时间；并对每一个参数进行定义以获得该药剂信息的重要度指数；所述数据分析模块23进一步根据该重要度指数和电子地图模块确定污水厂加药的行走路线。
所述机器人所述加药机器人设置在缆路通道3上，用于接收来自所述指令发送装置加药信号，并对药剂信息进行初步分析，对正常的缺药信息指令执行加药任务。
如图1，在上述对本发明概述的基础上再以嵌入式web红外线感应器为例对本发明的进行详述，本发明说述的污水处理工艺参数加药包括加药机器人2，感应信息处理发送系统12，加药位置附近上配备有嵌入式web红外线感应器21，嵌入式web红外线感应器21用于接收加药位置的各种药剂信息，如感应信号等信息，并将这些药剂信息实时地发送到感应信息处理发送系统12。感应信息处理发送系统12接收嵌入式web红外线感应器21上传的药剂信息，并对药剂信息进行初步分析，将异常的数据药剂信息发送到加药机器人2。
异常的药剂信息至少包括加药位置的编号，加药代码，加药时间。加药位置的编号可以用于识别加药位置的类型位置。加药代码可以识别加药的类型。
加药机器人2设置有数据中心，用于接收各种污水厂数据并发送各种指令。
如图2所示，加药机器人2至少包括信息接收模块21，用于接收感应信息处理发送系统12发送的药剂信息。还包括数据存储模块22，用于存储各类数据。上述药剂信息接收后首先存储在该数据存储模块22中。
所述数据分析模块23，用于对存储模块中的数据进行分析。在一个实施例中，数据分析模块读取存储模块中的药剂信息的参数，所述参数包括工艺参数位置加药类型加药发生时间等。并对每一个参数进行定义，求出该药剂信息的重要度指数。数据分析模块23进一步根据该重要度指数确定加药位置的行走路线。其中对于不同的参数，定义的方法是不同的。例如对于加药类型加药发生时间是根据常数定义法。不同加药位置的重要程度显然是不同的，如加药，定义可为1x。而污水急需加药，则具有较高的定义，例如为1&2，这是因为污水急需加药加药通常会导致污水运转受到严重影响。
加药类型定义是根据加药代码获得，一般而言越严重的加药说明其越需要执行，例如工艺运行故障加药代码表示为高危，则加药状态定义例如可以为2p。而工艺运行参数波动，工艺参数不稳这种加药是影响较小的，定义可以为1o。加药时间定义，根据接收到的药剂信息的先后对其进行定义，先接收到的药剂信息定义为高，则是基于电子地图进行定义。
加药机器人2还包括电子地图模块，所述工艺参数位置的定义是基于电子地图模块而获得的。加药机器人2首先获取电子地图模块中记载的污水厂执行加药站位置信息，然后在电子地图模块中标示加药工艺参数的工艺参数位置，为每一个加药工艺参数，选择距离其最近的污水工艺单元中的加药口，然而计算出，该加药工艺参数与所述最近的污水厂执行加药站之间的实际距离，该实际距离为道路的实际距离，并非直线距离。并将该实际距离作为工艺参数位置的定义的基准。如可以以5米定义为1p，每增加减少1米的定义则减少0p.1p的定义,远离执行加药站点的定义较低，而距离执行加药站点越近，定义越高，这是因为，离站点进的加药位置加药起来比较方便，通常作为第一加药选择，有利于确保节省执行过程的时间。
以上的药剂信息定义，仅仅为示意性的，本领域技术人员可以根据需要对药剂信息的各种参数进行定义，只要是对污水厂执行构成影响的参数都可以对其进行定义。
数据分析模块23，还对各个药剂信息的定义情况进行累加，求出该药剂信息的重要度指数。如某一个发生加药指令参数定义为1，工艺参数定义为1.2，加药状态定义为2，加药时间定义为1.5，则该加药的药剂信息的重要度指数为1+1.2+2+1.5＝5.7。
获得上述参数后，本发明的加药机器人2可以采用多种方式确定加药位置的执行路线规划。加药机器人2还包括加药控制模块24用于对外输出控制命令。
本发明的污水处理工艺参数加药还包括，药剂控制和运动控制响应系统，该药剂控制和运动控制响应系统用于加药控制及加药位置行走路线规划。当执行加药完成后，该药剂控制和运动控制响应系统向加药机器人2的信息接收模块21发送任务完成代码，加药机器人2将该加药工艺参数从数据分析模块中移除。
加药机器人2可以定时进行数据分析，如每天进行两次，上午，下午各一次。上午给执行分配执行任务后，未完成的执行工艺参数将在下午时重新进行数据分析，由此不断地更新工艺参数行走路线。
在一种加药位置的执行路线规划的确定方式中，加药机器人2根据所获得的药剂信息的重要度指数，按顺序从高到低地排序，从而获得加药位置的行走路线规划。例如，在一个实施例中，将某个污水厂执行加药站附近具有10个发生加药的加药位置，则根据它们的药剂信息的重要度指数对它们进行执行排序，首先执行重要度指数最高的加药位置，其次是重要度指数较低的加药位置，依次排序从而获得行走路线规划。这种方式，综合考虑了加药的紧急程度与行走路线最短的规划，是这两者之间达到一定的平衡。
而在另外一种加药位置的执行加药路线规划的确定方式中，加药机器人2首先根据电子地图确定与每一个加药工艺参数最近的污水厂执行加药站。这样，对于每一个污水单元执行加药而言，机器人2综合分析工艺，地图路线、感知数据、定义参数等执行加药工作。
加药机器人2进一步对上述一定数量的加药工艺参数的加药状态加药发生时间的定义后进行累加，求出该一定数量的加药工艺参数的药剂信息的重要度指数，并选择出重要度指数最高一部分加药工艺参数。例如，某个污水厂执行加药站周边有15个加药工艺参数，则加药机器人2求出该15个加药工艺参数的重要度指数，并进行排序，选择出重要度指数最高的前5名加药工艺参数。
然后对该重要度指数最高的一部分加药工艺参数，进行路线规划，该路线从污水工艺单元中的加药口出发，依次进过每个加药工艺参数的执行地点，之后再回到污水厂执行加药站，该路线规划采用排列组合的方法进行。即以污水厂执行加药站作为第一个基点，任意一个加药工艺参数的位置作为下一个节点，计算基点与该节点之间的实际距离；然后再从该节点出发，任意选择下一个加药工艺参数的位置作为下一个节点，计算出这两个节点之间的实际距离。依次类推，最后从最后一个加药工艺参数的位置的节点回到污水厂执行加药站，这样就获得了一份行走路线规划。依次排列组合后获得多份行走路线规划，然后选择总实际距离最小的那份路线规划发送给药剂控制和运动控制响应系统。
由于每次仅选择例如10个加药工艺参数进行执行，因此加药机器人2的计算量只有10的乘阶即：10！＝3628800次，计算量并不大，对于最优路线规划而言，这种计算方式是最佳的。由于加药位置的加药是需要时间的，因此实际上一个执行一个上午的时间并不能对太多的工艺参数进行执行，通常仅能够对不到10个加药位置进行执行，因此，实际的计算量远小于10的乘阶，如果一个污水厂执行仅执行5个加药位置，则计算量仅为5的乘阶，即5！＝120次。这种加药位置的执行路线规划的确定方式，更倾向于获得最短的行走路线规划。
采用加药工艺参数的重要度指数作为路线规划的参数，使得加药位置能够得到及时的执行。例如，执行不能按时完成的工艺参数执行，将在下一轮计算中，始终得到更靠前的排名。
还可以将加药位置的加药时间设定一个必须执行的期限，或者某些加药位置，某些加药状态作为最优先执行的对象。如加药位置加药如超过三天还未获得加药，则自动列为最优先的执行工艺参数，在此基础上，再依靠前述的路线规划方式确定下一个执行工艺参数。
在上述对本发明概述的基础上，再以当所述的感应器为化学传感和或红外线感应器时，所述感应信息处理发送系统对加药信号的传讯为射频方式，现优选以化学电流传感器为例进行说明，通过对污水工艺参数的输送电流进行检测，实现了直接执行快速污水工艺参数的电流状态，解决了现有技术中不能直接执行快速污水工艺参数用药的问题，进而达到了提高对污水工艺参数的执行准确度的效果。
具体地，如图2所示，本发明实施例提供的污水工艺参数执行装置的加药口化学传感器变为化学传感转换电流信号传感器，主要有环形的铁芯101和缠绕在铁芯101上的线圈102组成，在使用本污水设备执行装置时，污水工艺参数的感应转换电线路103穿过铁芯，当污水工艺参数的传感器信号转换为电流有电流流过时，线圈l上会产生感应电流。
如图3所示，本发明实施例提供的污水工艺参数执行装置中的感应信息处理发送系统40主要由微处理器构成，在本发明实施例中，感应信息处理发送系统40可以采用型号为wfy0809的微处理器，该微处理器具有编号为从1到64的64个管脚，其中，1管脚连接电源正极，并通过电容c5连接至地信号gnd，且电源正极与gnd通过电容c4连接。管脚8与9之间连接晶震y1，且晶振两端与电容c6和电容c7串联。管脚10通过电容c8连接至gnd。管脚54至管脚58依次与jatg下载接口的tdo端、tdi端、tms端、tck端和rst端相连。管脚62与管脚64之间连接电容c3，且管脚62与管脚63之间通过电阻rg1连接，且rg1与管脚63连接的一端与gnd相连。该微处理器将来自化学传感转换电流信号传感器的表示输送电流的检测信号进行数字化处理变为数字信号，进一步根据转换出的数字信号计算瞬时功率。
如图4所示，本发明实施例提供的污水指令发送装置中感应信息处理发送系统可以为射频通信单元，该射频通信单元主要由射频模块芯片组成。射频模块可以采用型号为wfy95的射频芯片，该芯片具有编号为1至40的四十个管脚，其中，管脚14通过电阻r48连接至感应信息处理发送系统40的管脚45，管脚14为射频模块芯片的时钟端；管脚15通过电阻r49连接至感应信息处理发送系统40的管脚44，管脚15为射频模块芯片的使能端；管脚17通过电阻r50连接至感应信息处理发送系统40的管脚47，管脚17为射频模块芯片的数据输出端；管脚18通过电阻r51连接至感应信息处理发送系统40的管脚46，管脚18为射频模块spi数据输出；管脚19通过电阻r52连接至感应信息处理发送系统40的管脚48，管脚19用于射频模块接收或发射数据完成指示；管脚21通过电阻r53连接至感应信息处理发送系统40的管脚50，管脚21用于控制射频模块地址匹配；管脚22通过电阻r54连接至感应信息处理发送系统40的管脚49，管脚22用于控制射频模块的载波检测功能；管脚24通过电阻r55连接至感应信息处理发送系统40的管脚51，管脚24用于控制射频模块上电功能；管脚26通过电阻r56连接至感应信息处理发送系统40的管脚52，管脚26用于射频模块芯片发射或接收使能端；管脚28通过电阻r57连接至感应信息处理发送系统40的管脚53,管脚28用于控制射频模块芯片发射或接收的模式。该射频通信单元的主要作用是以射频信号的形式向外传输瞬时功率，在本发明实施例中，可以以433mhz或915mhz的频率发送数据。
下文以感应器选电磁传感时，对指令发送装置中的传感部分进行说明，具体地，图5是根据本发明优选实施例的污水工艺参数指令发送装置中磁场感应器部分的工艺参数图，如图5所示，磁场感应器部分60主要由模拟霍尔位置感应器u1和双运算放大器u2组成。当周围没有磁场时，模拟霍尔位置感应器u1输出2.5v电压；当周围有磁场时，模拟霍尔位置感应器u1输出与所检测的磁场强度成正比的电压值，双运算放大器u2主要是作为驱动器，一方面，模拟霍尔位置感应器u1输出的信号经过双运算放大器u2放大之后与预先设定的电压信号进行比较，若大于预设电压则发出报警信号。另一方面，模拟霍尔位置感应器u1输出的信号经过双运算放大器u2放大输入给微处理器，微处理器通过检测此电压信号，
通过以上描述，可以看出，本发明采用感应器特别是web感应器和数据分析处理工艺参数、模块及整体装置，其可以实现物与物之间的有效沟通，自动高效快速执行多种加药保障生产，本发明实施例所提供的污水厂加药机器人实现了直接执行污水工艺参数的加药参数工作要求，达到了提高对污水工艺参数的执行准确度的效果。由此本发明可以自动地对加药位置进行分析判断并自己驱动运动并给出行走路线，自动化程度高，节省了执行时间和成本，运动控制准确及时。
本发明达到了如下效果：本发明采用机器人头部单元与加药口中对应设置感应器化学传感并通过电流等信号转换和数据储存分析处理模块，其可以实现物与物之间的有效沟通，通过定义参数和控制模块实现了自动高效快速执行多种加药保障生产，本发明实施例所提供的污水厂加药机器人实现了直接执行污水工艺参数的工艺参数状态，达到了提高对污水工艺参数的执行准确度的效果。由此本发明可以自动地对加药位置进行分析判断并自己驱动运动并给出行走路线，自动化程度高，节省了执行时间和成本，运动控制准确及时，人员安全有保障。
尽管已经结合实施例对本发明进行了详细地描述，但是本领域技术人员应当理解地是，本发明并非仅限于特定实施例，相反，在没有超出本申请精神和实质的各种修正，变形和替换都落入到本申请的保护范围之中。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。