一种移动式太阳能水质监测治理机器人的制作方法

本申请实施例涉及曝气技术领域，尤其涉及一种移动式太阳能水质监测治理机器人。

背景技术：

为治理地表水体污染，对水体增氧曝气是简单有效改善水体水质方法。

传统的曝气装置是固定在一个限定的空间范围内，通过连接市电网供电，将空气通送入水中，为水体补充溶解氧，净化水体。此种设备不能满足节能高效地对大面积水域进行曝气作业需求。

而在大面积水域工作时，工作区域大，且环境复杂，会出现风浪等不好的工作环境。

基于此，需要一种能够提高装置稳定性和抗浪能力的移动式太阳能水质监测治理机器人被设计出来。

技术实现要素：

本申请实施例的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种移动式太阳能水质监测治理机器人。

本申请实施例是通过以下技术方案实现：

一种移动式太阳能水质监测治理机器人，包括中间浮体，所述中间浮体上端设置有为等边三角形形状的中心桁架，所述中心桁架的三个角下端分别设置有曝气装置，所述中心桁架的底部上设置有底板，所述底板上设置有蓄电池组和控制箱，所述中心桁架的顶部上设置有顶板，所述顶板上设置有收发天线，所述中心桁架的中部还设置有传感器组，所述中心桁架的侧面分别设置有至少一个太阳能电池板单元，所述太阳能电池板单元之间形成的中心和中心桁架的中心重合，所述太阳能电池板单元具有太阳能电池板、支撑桁架和支撑浮体，所述太阳能电池板通过支撑桁架固定在支撑浮体上，所述太阳能电池板单元通过支撑桁架固定在中心桁架的侧边，所述太阳能电池板单元的底面与中心桁架的底面位于同一水平面；其中，所述曝气装置、蓄电池组、太阳能电池板和传感器组分别与控制箱电性连接。

可选的，所述中心桁架的侧面分别设置有三个太阳能电池板单元，用于将产生的电能通过控制箱存储至蓄电池组，用于保证供电的稳定性。

可选的，所述顶板上还设置有和控制箱电性连接的风力发电机，作为补充电源，用于保证供电的稳定性。

可选的，所述中间浮体设置为等边三角形体，并在侧边分别适配有船式浮体，以使中心桁架的底面、支撑浮体的底面与中间浮体下端面形成相平的浮体面，保证整体装置在结构上的稳定性。

与现有的技术相比，本申请的有益效果是：本申请采取等边三角形状结构布置，得到太阳能电池板单元结构组成的太阳能板阵列，布置于三角形中心结构的三条边，将整个装置的倾斜力臂最大化，同时，曝气装置既可作为动力源喷流，能根据控制箱的控制得到可变的驱动力，实现运动状态的可控与调节，提高了装置的稳定性与可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例中的立体结构示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本申请实施例中去除掉太阳能电池板单元8的结构示意图；

图5为本申请实施例中太阳能电池板单元8的结构示意图；

图6为本申请实施例中船式浮体10的结构示意图；

图7为本申请实施例中控制框架图。

附图标记说明如下：

1、中间浮体，2、中心桁架，3、曝气装置，4、蓄电池组，5、控制箱，6、收发天线，7、传感器组，8、太阳能电池板单元，8-1、太阳能电池板，8-2、支撑桁架，8-3、支撑浮体，9、风力发电机，10、船式浮体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1至图6，本申请实施例提供了一种移动式太阳能水质监测治理机器人，包括中间浮体1，所述中间浮体1上端设置有为等边三角形形状的中心桁架2，所述中心桁架2的三个角下端分别设置有曝气装置3，所述中心桁架2的底部上设置有底板，所述底板上设置有蓄电池组4和控制箱5，所述中心桁架2的顶部上设置有顶板，所述顶板上设置有收发天线6，所述中心桁架2的中部还设置有传感器组7，所述中心桁架2的侧面分别设置有至少一个太阳能电池板单元8，优选地，可以设置有三个太阳能电池板单元8，所述太阳能电池板单元8之间形成的中心和中心桁架2的中心重合，所述太阳能电池板单元8具有太阳能电池板8-1、支撑桁架8-2和支撑浮体8-3，所述太阳能电池板8-1通过支撑桁架8-2固定在支撑浮体8-3上，所述太阳能电池板单元8通过支撑桁架8-2固定在中心桁架2的侧边，所述太阳能电池板单元8的底面与中心桁架2的底面位于同一水平面；其中，所述曝气装置3、蓄电池组4、太阳能电池板8-1和传感器组7分别与控制箱5电性连接。

具体地，本实施例中，所述中心桁架2的侧面分别设置有三个太阳能电池板单元8，用于将产生的电能通过控制箱5存储至蓄电池组4，用于保证供电的稳定性。

具体地，本实施例中，所述顶板上还设置有和控制箱5电性连接的风力发电机9，作为补充电源，用于保证供电的稳定性。

具体地，本实施例中，所述中间浮体1设置为等边三角形体，并在侧边分别适配有船式浮体10，以使中心桁架2的底面、支撑浮体8-3的底面与中间浮体1下端面形成相平的浮体面，保证整体装置在结构上的稳定性。

可选地，在上述实施例中，蓄电池组4和传感器组7可以分布式安装，可分别采用呈等边三角形阵列排布的方式，以保持重力平衡，得到稳定的结构。

可选地，在上述实施例中，如图7所示，所述控制箱5内设置有中央控制器、风光互补控制器、太阳能控制逆变一体机、数字量接口模块、矢量推力控制驱动装置、转向设备、散热设备、曝气监控模块、供电监控模块、供电控制器复位模块以及曝气控制模块，所述风光互补控制器、太阳能控制逆变一体机、数字量接口模块、矢量推力控制驱动装置分别通过rs485接口和中央控制器电性连接，所述风光互补控制器分别电性连接太阳能电池板8-1、风力发电机9和蓄电池组4，所述太阳能控制逆变一体机分别电性连接太阳能电池板8-1和蓄电池组4，所述矢量推力控制驱动装置与转向设备相通讯，所述数字量接口模块上分别连接有散热设备、曝气监控模块、供电监控模块、供电控制器复位模块以及曝气控制模块，所述曝气控制模块电性连接有曝气设备。

所述传感器组7通过rs485接口与中央控制器电性连接，并且可以设置有地理位置信息传感器、水质传感器、姿态传感器和光强传感器。

其对应的工作过程如下：

曝气设备是一种产生高压空气的设备，将空气从水体下方释放，让空气中的氧气充分接触受污染的水体。同时空气释放方向平行于地面，这样产生一个使船体沿水平面运动的矢量动力。曝气设备布置于三角形中心结构的三角形三顶点，并且可以沿顶点360°旋转运动。曝气控制模块接收中央控制器的控制指令来控制曝气设备是否喷流，转向设备接收中央控制器的指令控制曝气设备喷流方向，通过曝气设备的喷流和喷流方向的改变，在三角形中心结构上形成3个方向可变的矢量力，3个矢量力组合的合力，从而控制本设备的移动和巡航。结合姿态传感器判断本设备的方向，实现移动方向可控的功能。

太阳能控制逆变一体机连接的太阳能板，产生的电能通过太阳能控制逆变一体机储存于蓄电池组4，风光互补控制器连接的太阳能板和风力发电机9产生的电能通过风光互补控制器储存于蓄电池组4，太阳能控制逆变一体机将蓄电池组4的电能变换成中央控制器、曝气设备、矢量推力控制驱动装置、转向设备所需的220v电压给设备供电。风光互补控制器和太阳能控制逆变一体机之间采用电性连接保证中央控制器至少有一路电源给其供电。

中央控制器采用rs485接口接收来自地理位置信息传感器、水质传感器、姿态传感器和光强传感器的信息，利用收集的信息判断并控制散热设备、曝气控制模块和曝气设备的工作。同时将搜集的数据通过无线通讯控制器传至线上服务器，记录实时地理位置信息，姿态信息，实时光照强度，设备内部温度和整个设备工作状态，服务器记录的水质历史信息可用来分析水质改善情况。

曝气监控模块实时监控曝气设备工作是否正常，供电监控模块监控实时监控系统电能供应电压，来判断系统供电正常。

在上述技术方案中，通过采取等边三角形状布置的结构，太阳能板阵列，布置于三角形中心结构的三条边，将整个装置的倾斜力臂最大化，提高提高装置的稳定性和抗浪能力。

通过改变作用于三角形中心结构的三个可变矢量力的合力，结合地理位置信息传感器和姿态传感器的数据信息反馈，使设备运动状态受控。

采用实时通讯功能，时刻监测船体工作状况，水质状况，运动路径，便于设备实时管理和数据定量分析。采用了太阳能控制器冗余设定布置，供给给中央控制器的电能稳定，使系统系统可靠性提高。

以上所述仅为本申请实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。