一种湖泊、海洋水利数据收集机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，包括有机器人主体，所述机器人主体上设有漂浮空腔；所述漂浮空腔的顶部设有一个水孔和一个气孔，所述水孔连接有水管，气孔连接有气管；所述漂浮空腔下方设有电路层，所述电路层下方设有通信腔；所述电路层设有数据收集电路，所述数据收集电路包括有数据处理单元，以及与数据处理单元分别信号连接的水温传感器、放射性同位素探测器、水质探测器、用于与外界进行信号传输的通信装置；通过合理的设计，可以实现下沉式的探测，在需要探测地方下沉，然后实现探测，使得探测数据准确高效。
【专利说明】
一种湖泊、海洋水利数据收集机器人
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种湖泊、海洋水利数据收集机器人。
【背景技术】
[0002]目前，海洋或者湖水探测已经成为水利部门的一项重要任务，这其中，很多探测方式仅仅是局限于取样后在是实验室中化验，这种方式虽然成本低廉，但是效果不好，主要是因为，湖水以及海水中的水是流动的，湖中的环境也是处处不同，因此如果需要清楚的了解水中不同地点的环境的数据就需要研制出一种能潜入至水中的机器人。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种湖泊、海洋水利数据收集机器人。
[0004]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，包括有机器人主体，所述机器人主体上设有漂浮空腔;所述漂浮空腔的顶部设有一个水孔和一个气孔，所述水孔连接有水管，气孔连接有气管;所述漂浮空腔下方设有电路层，所述电路层下方设有通信腔;所述电路层设有数据收集电路，所述数据收集电路包括有数据处理单元，以及与数据处理单元分别信号连接的水温传感器、放射性同位素探测器、水质探测器、用于与外界进行信号传输的通信装置;所述水温传感器、放射性同位素探测器、水质探测器均设于机器人主体外侧壁上;所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线，所述通信天线设于通信腔的顶部;所述水温传感器、放射性同位素探测器、水质探测器分别将探测到的数据传至数据处理单元后通过通信装置将数据发射出去。
[0005]其中，所述天线包括有柱体，所述柱体内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子。
[0006]其中，所述通信振子包括有PCB基板，所述PCB基板上设有呈上下对称设置的微带单元；
所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂，所述主辐射臂的一端垂直延伸出有第一延伸臂，所述主辐射臂的另一端垂直延伸出有第二延伸臂;所述第一延伸臂向第二延伸臂一侧延伸出有六边形的第一辐射带，所述第二延伸臂向第一延伸臂一侧延伸出有六边形的第二辐射带;第一辐射带与第二辐射带之间连设有第三延伸臂；
所述第一辐射带的上下两边和第二辐射带的上下两边均设有多个镂空结构;每个镂空孔包括有圆形主孔、从圆形主孔的顶端和低端分别向主孔中心延伸出的T形臂、从T形臂的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂、从主孔两侧分别向外设置的副孔、从副空自由端向外设置的弧形的弧形孔；
还包括有两个设于PCB基板上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂馈电。
[0007]其中，每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。
[0008]其中，所述第一延伸臂和第二延伸臂均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂。
[0009]其中，所述第一延伸臂和第二延伸臂的自由端均向上延伸出有第二辐射臂。
[0010]其中，第一辐射臂远离第一辐射带的一侧边设有锯齿状结构。
[0011]其中，第二辐射臂的内侧边上设有锯齿状结构。
[0012]其中，PCB基板位八边形，且两端通过固定臂与柱体相连。
[0013]其中，所述机器人主体底部还设有用于使机器人上升的螺旋桨；
其中，所述数据收集电路还包括有GPS定位装置，所述GPS定位装置与数据处理单元信号连接；
其中，所述数据收集电路还包括有存储单元，所述存储单元与数据处理单元信号连接；其中，所述数据收集电路还包括有视频采集单元，所述视频采集单元为摄像头;视频采集单元与数据处理单元信号连接。
[0014]本发明的有益效果为:通过合理的设计，可以实现下沉式的探测，在需要探测地方下沉，然后实现探测，使得探测数据准确高效。
【附图说明】
[00?5]图1是本发明截面示意图；
图2是本发明的数据收集电路的原理框图；
图3是本发明的天线的截面图；
图4是本发明的通信振子的俯视图；
图5是本图4的局部放大图；
图6是本天线的回波损耗测试图；
图7是本天线的隔离度性能测试图；
图8是本天线2.4GHz时的方向图；
图9是本天线5.0GHz时的方向图；
图1至图9中的附图标记说明:
1-机器人主体；11-漂浮空腔；12-电路层；13-螺旋桨；14-通信天线；21-水温传感器；22-放射性同位素探测器;23-水质探测器;24-视频采集单元;3-水管;4-气管；a-柱体;a 1-PCB基板；
bl-主辐射臂;b21-第一延伸臂;b22-第二延伸臂;b31-第一辐射带;b32-第二辐射带；b4-第三延伸臂;b5-第二隔壁臂;b6-第二辐射臂；
b7-圆形主孔;b71-副孔;b72-弧形孔;b8-T形臂;b81-第一辐射臂。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
[0017]如图1至图9所示，本实施例所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，包括有机器人主体I，所述机器人主体I上设有漂浮空腔11;所述漂浮空腔11的顶部设有一个水孔和一个气孔，所述水孔连接有水管3，气孔连接有气管4;所述漂浮空腔11下方设有电路层12，所述电路层12下方设有通信腔;所述电路层12设有数据收集电路，所述数据收集电路包括有数据处理单元，以及与数据处理单元分别信号连接的水温传感器21、放射性同位素探测器22、水质探测器23、用于与外界进行信号传输的通信装置;所述水温传感器21、放射性同位素探测器22、水质探测器23均设于机器人主体I外侧壁上;所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线14，所述通信天线14设于通信腔的顶部;所述水温传感器21、放射性同位素探测器22、水质探测器23分别将探测到的数据传至数据处理单元后通过通信装置将数据发射出去；当需要下沉的时候，将机器人防止相应水中，并且在水管3中注水，注水后漂浮空腔11内会因为进水而下沉，当需要上升时，则只要在气管4内加压进气，将水从水管3中排出即可，机器人便会上浮;通过合理的设计，可以实现下沉式的探测，在需要探测地方下沉，然后实现探测，使得探测数据准确高效。
[0018]本实施例所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，所述天线包括有柱体a，所述柱体a内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子。所述通信振子包括有PCB基板al，所述PCB基板al上设有呈上下对称设置的微带单元;所述每个微带单元包括有几字形的主福射臂bl，所述主福射臂bl的一端垂直延伸出有第一延伸臂b21，所述主福射臂bl的另一端垂直延伸出有第二延伸臂b22;所述第一延伸臂b21向第二延伸臂b22—侧延伸出有六边形的第一辐射带b31，所述第二延伸臂b22向第一延伸臂b21—侧延伸出有六边形的第二辐射带b32;第一辐射带b31与第二辐射带b32之间连设有第三延伸臂b4;所述第一辐射带b31的上下两边和第二辐射带b32的上下两边均设有多个镂空结构;每个镂空孔包括有圆形主孔b7、从圆形主孔b7的顶端和低端分别向主孔中心延伸出的T形臂b8、从T形臂b8的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂b81、从主孔两侧分别向外设置的副孔b71、从副空自由端向外设置的弧形的弧形孔b72;还包括有两个设于PCB基板al上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂b8馈电。通过大量的微带电路结构设计，以及大量的仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构;本天线在将多个天线层同时馈电耦合后，其在2.4GHz和5.0GHz表现出优异电气性能，具体如图6，在该频段附近带宽下平均达到9.65dBi;而其他电气性能也有较为优异的结果，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-15dB;如图7，隔离度在2.4-2.48GHz和5.15-5.875GHz频段的隔离损耗都优于-20dB。证明该天线本身具备较好的性能；另外，本天线其方向性也好，如图8和图9所示，其两个频率下均为全向性天线。因此，其可以使得机器人在管道I中传输信号时能更加稳定和高效准确。
[0019]本实施例所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。本实施例所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，所述第一延伸臂b21和第二延伸臂b22均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂b5。辐射臂。本实施例所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，第一辐射臂b81远离第一辐射带b31的一侧边设有锯齿状结构。本实施例所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，第二辐射臂b6的内侧边上设有锯齿状结构。本实施例所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，PCB基板al位八边形，且两端通过固定臂与柱体a相连。通过多次试验发现，如果符合上述规格，天线的性能将更加优化，尤其在回波损耗方面，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-17dB。
[0020]所述机器人主体I底部还设有用于使机器人上升的螺旋桨13;螺旋桨13可以帮助机器人下沉或者上升，使得机器人的使用更加方便。
[0021]所述，所述数据收集电路还包括有GPS定位装置，所述GPS定位装置与数据处理单元信号连接;可以方便定位机器人位置，方便寻找。
[0022]其中，所述数据收集电路还包括有存储单元，所述存储单元与数据处理单元信号连接;存储单元与中央处理器信号连接;可以随时记录探测信号，进行备份，防止数据丢失。
[0023]其中，所述数据收集电路还包括有视频采集单元24，所述视频采集单元24为摄像头;视频采集单元24与数据处理单元信号连接。可以方便的采集水底的视频数据。
[0024]本实施了仅仅是一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。
【主权项】
1.一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:’包括有机器人主体(I)，所述机器人主体(I)上设有漂浮空腔(11);所述漂浮空腔(11)的顶部设有一个水孔和一个气孔，所述水孔连接有水管(3)，气孔连接有气管(4);所述漂浮空腔(11)下方设有电路层(12)，所述电路层(12)下方设有通信腔;所述电路层(12)设有数据收集电路，所述数据收集电路包括有数据处理单元，以及与数据处理单元分别信号连接的水温传感器(21)、放射性同位素探测器(22)、水质探测器(23)、用于与外界进行信号传输的通信装置;所述水温传感器(21)、放射性同位素探测器(22)、水质探测器(23)均设于机器人主体(I)外侧壁上;所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线(14)，所述通信天线(14)设于通信腔的顶部;所述水温传感器(21)、放射性同位素探测器(22)、水质探测器(23)分别将探测到的数据传至数据处理单元后通过通信装置将数据发射出去。2.根据权利要求1所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:所述天线包括有柱体(a)，所述柱体(a)内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子。3.根据权利要求2所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:所述通信振子包括有PCB基板(al)，所述PCB基板(al)上设有呈上下对称设置的微带单元； 所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂(bl)，所述主辐射臂(bl)的一端垂直延伸出有第一延伸臂(b21)，所述主辐射臂(bl)的另一端垂直延伸出有第二延伸臂(b22);所述第一延伸臂(b21)向第二延伸臂(b22)—侧延伸出有六边形的第一辐射带(b31)，所述第二延伸臂(b22)向第一延伸臂(b21)—侧延伸出有六边形的第二辐射带(b32);第一辐射带(b31)与第二辐射带(b32)之间连设有第三延伸臂(b4); 所述第一辐射带(b31)的上下两边和第二辐射带(b32)的上下两边均设有多个镂空结构;每个镂空孔包括有圆形主孔(b7)、从圆形主孔(b7)的顶端和低端分别向主孔中心延伸出的T形臂(b8)、从T形臂(b8)的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂(b81)、从主孔两侧分别向外设置的副孔(b71)、从副空自由端向外设置的弧形的弧形孔(b72); 还包括有两个设于PCB基板(al)上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂(b8)馈电。4.根据权利要求3所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。5.根据权利要求3所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:所述第一延伸臂(b21)和第二延伸臂(b22)均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂(b5)。6.根据权利要求3所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:所述第一延伸臂(b21)和第二延伸臂(b22)的自由端均向上延伸出有第二辐射臂(b6)。7.根据权利要求3所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:第一辐射臂(b81)远离第一辐射带(b31)的一侧边设有锯齿状结构。8.根据权利要求6所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:第二辐射臂(b6)的内侧边上设有锯齿状结构。9.根据权利要求3所述的一种湖泊、海洋水利数据收集机器人，其特征在于:PCB基板(al)位八边形，且两端通过固定臂与柱体(a)相连。
【文档编号】G01D21/02GK105928557SQ201610248712
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】欧志洪
【申请人】欧志洪