一种环保的污水处理机器人的制作方法

本发明属于环保领域、机器人领域，特别涉及一种环保的污水处理机器人。

背景技术：

曝气是指在污水处理过程中，使用一定的方法和设备，向污水中强制通入空气，使池内污水与空气接触充氧，并搅动液体，加速空气中的氧气向液体中的转移，防止池内悬浮物体下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧的接触，对污水中有机物进行氧化分解，这种向污水中强制增氧的过程。现有的曝气设备例如江苏菲力环保工程有限公司的一种塑料片叠加固定孔曝气设备(参考专利文献cn102372370b)，北京汉青天朗水处理科技有限公司的一种污水处理装置(参考专利文献cn102775024b)。

技术实现要素：

本发明提供了一种污水曝气处理机器人，其包括机械结构与控制单元的结合，能够检测污水的污染程度然后进行机器人的曝气路径的规划，达到污水曝气处理的路径合理，曝气处理合格的效果。

污水处理机器人，其工作于污水池内，所述污水池内阵列地布置有多个水质传感器，所述机器人包括运行部，数据部和控制部；

所述运行部包括：

气泵，其通过第一可控阀(三通阀)与曝气装置和行驶机构连接，用于可控地向曝气装置和行驶机构供气；

曝气装置，其用于对污水池内的污水进行曝气处理，包括延伸到水体内的输气管道，和固定在在输气管道的末端的微孔曝气头；

橡胶浮箱，其设置在机器人的底部，用于承载机器人浮于水面上；

行驶机构，其设置在橡胶浮箱的下端，其包括均匀设置在行驶机构四个周面上的多个喷气口，以及与各面喷气口连通的第二可控阀(五通阀)，行驶机构利用气泵的供气与水体形成不同大小和方向的推力，从而推动机器人在水面上行驶；

机器人通过橡胶浮箱浮于水面，气泵通过第一可控阀向曝气装置和行驶机构供气，一部分的气体通过曝气装置的输气管道和微孔曝气头对污水进行曝气处理，另一部分气体通过行驶机构来驱动机器人在水面行驶；

所述数据部包括：

数据接收单元，其与所述水质传感器通信连接，用于接收水质传感器的水质检测数据；

测距传感器，其设置在机器人上，用于测量机器人与污水池池边的距离；

所述控制部被配置为：

(1)建立污水池的坐标系，确定以水质传感器为圆心，以水质传感器到该坐标系原点的距离为直径的圆，以圆的内切正四边形的边作为曝气路径；

(2)根据污水池坐标系，确定曝气行驶路径上的各个拐点在该坐标系中的位置；

(3)确定距离坐标原点最近位置的拐点为曝气行驶路径的起始点，以起始点在曝气路径上顺时针的方向作为曝气路径的行驶方向；

(4)根据测距传感器测得的距离数据，确定机器人在该坐标系中的坐标位置；

(5)根据曝气行驶路径中的各个拐点的坐标位置，确定拐点与另一拐点之间的距离，以及拐点相对于另一拐点的方向；

(6)控制机器人到水质传感器传送数据判定为不合格的水域进行曝气处理，具体的：根据机器人与该不合格水域的曝气起始点的坐标位置，确定机器人相对于曝气起始点的方向和需要行驶的距离，计算行驶所需的喷气量和喷气时间，选择对应的行驶机构上的喷气口，控制第一可控阀与第二可控阀将气泵供给的所需喷气量全部输送到对应的喷气口，推动机器人行驶到指定的曝气起始点；

(7)机器人行驶到指定的曝气起始点后，根据曝气行驶路径中的各个拐点的坐标位置，确定拐点相对于另一拐点的方向和需要行驶的距离，计算行驶所需的喷气量和喷气时间，选择对应的行驶机构上的喷气口，控制第一可控阀将气泵产生的一部分气体通过行驶机构输送到对应的喷气口，推动机器人在曝气行驶路径上缓慢行驶，另一部分气体通过曝气装置，由输气管道末端的微孔曝气头曝气。

本发明的有益效果是：本发明能够检测污水的污染程度后进行曝气路径的规划，达到污水曝气处理的路径合理，曝气处理合格的效果。

附图说明

图1示出了机器人的工作示意图；

图2示出了机器人的结构示意图；

图3示出了机器人的控制流程图。

具体实施方式

下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。

环保的污水处理机器人，其工作于污水池内，所述污水池内阵列地布置有多个水质传感器4，所述机器人包括运行部1，数据部和控制部3；

所述运行部1包括：

气泵11，其通过第一可控阀111与曝气装置12和行驶机构14连接，用于可控地向曝气装置12和行驶机构14供气；

曝气装置12，其用于对污水池内的污水进行曝气处理，包括延伸到水体内的输气管道121，和固定在在输气管道121的末端的微孔曝气头122；

橡胶浮箱13，其设置在机器人的底部，用于承载机器人浮于水面上；

行驶机构14，其设置在橡胶浮箱13的下端，其包括均匀设置在行驶机构14四个周面上的多个喷气口142，以及与各面喷气口142连通的第二可控阀141，行驶机构14利用气泵11的供气与水体形成不同大小和方向的推力，从而推动机器人在水面上行驶；

机器人通过橡胶浮箱13浮于水面，气泵11通过第一可控阀111向曝气装置12和行驶机构14供气，一部分的气体通过曝气装置12的输气管道121和微孔曝气头122对污水进行曝气处理，另一部分气体通过行驶机构14来驱动机器人在水面行驶；

所述数据部包括：

数据接收单元21，其与所述水质传感器4通信连接，用于接收水质传感器4的水质检测数据；

测距传感器22，其设置在机器人上，用于测量机器人与污水池池边的距离；

所述控制部3被配置为

建立以污水池的几何中心为原点的污水池坐标系，确定以水质传感器4为圆心，以水质传感器4到该坐标系原点的距离的二分之一为半径的圆，以圆的内切正四边形的边作为曝气路径；

根据污水池坐标系，确定曝气行驶路径上的各个拐点在该坐标系中的位置；

确定距离坐标原点最近位置的拐点为曝气行驶路径的起始点，以起始点在曝气路径上顺时针的方向作为曝气路径的行驶方向；

根据测距传感器22测得的距离数据，确定机器人在该坐标系中的坐标位置；

根据曝气行驶路径中的各个拐点的坐标位置，确定拐点与另一拐点之间的距离，以及拐点相对于另一拐点的方向；

控制机器人到水质传感器传送数据判定为不合格的水域进行曝气处理：具体地，根据机器人与该不合格水域的曝气起始点的坐标位置，确定机器人相对于曝气起始点的方向和需要行驶的距离，计算行驶所需的喷气量和喷气时间，选择对应的行驶机构上的喷气口142，控制第一可控阀111与第二可控阀141将气泵11供给的所需喷气量全部输送到对应的喷气口142，喷气推动机器人行驶到指定的曝气起始点；

机器人行驶到指定的曝气起始点后，根据曝气行驶路径中的各个拐点的坐标位置，确定拐点相对于另一拐点的方向和需要行驶的距离，计算行驶所需的喷气量和喷气时间，选择对应的行驶机构上的喷气口142，控制第一可控阀111将气泵11产生的气体一部分通过行驶机构输送到对应的喷气口142，喷气推动机器人在曝气行驶路径上缓慢行驶，另一部分通过曝气装置12，由输气管道121末端的微孔曝气头122曝气。

本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。