多功能河道治理船體機器人的制作方法

本實用新型涉及河道污水處理技術領域，尤其涉及一種多功能河道治理船體機器人。

背景技術：

在人們的日常生活中，河水污染問題已經非常嚴重，特別是河道里存在的大量固體垃圾、白色垃圾等，河水里存在的固體性顆粒和大顆粒有機污染物團塊，河底的淤泥中含有的氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD等，對河道內生物的生存環境產生嚴重影響，在現有技術中，對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，通過人工劃船或者在河岸采用打撈設備對河內可以肉眼看到的固體垃圾、白色垃圾、水草等進行清理，這種方式處理河道污染水平最低，僅僅是將大型的固體垃圾清除，并不能徹底改善河水水質，另外這種方式耗費人力較多，執行效率低；

二是采用大型機械設備對河底進行清理，主要是通過分段截流的方式，一段一段的抽干河水，清理剩余的垃圾、水草、淤泥等，然后再對河底進行重新鋪設，這種方式對河道的污染物清理效果比較徹底，但是成本極高，耗時較長，不便于日常的污染物處理；

三是人工投放消毒藥物方式，這種方式是采用人工劃船或者從岸邊投放消毒藥品，對河水內的污染物進行消毒處理，這種方式對河道內污染物的處理水平較低，不能對河內的垃圾進行清理，必須與別的方式配合才能實現清理河內垃圾的目的，而且，這種方式耗費人力較大，每次投藥以后，管控時間較短。

因此，現有技術需要改進。

技術實現要素：

本實用新型公開了一種多功能河道治理船體機器人，用以解決現有技術存在的問題。

所述多功能河道治理船體機器人包括：

船體機器人主體、垃圾清理單元、曝氣增氧單元、隨機檢測單元、智能投藥單元、自動過濾單元、控制中心；

所述船體機器人主體為所述垃圾清理單元、曝氣增氧單元、隨機檢測單元、智能投藥單元、自動過濾單元的功能實現提供電能支持、架構支持和動力支持；

所述垃圾清理單元位于船體機器人主體的底部，并置于河道中，通過垃圾清理單元將河道表面及底部的固體垃圾、白色垃圾、水草清理干凈，所述垃圾清理單元通過船體機器人主體提供動力，并受船體機器人主體的運動軌跡而清理河道中的垃圾；

所述曝氣增氧單元位于船體機器人主體的中間部位，用于為河道進行復氧；

所述隨機檢測單元通過檢測設備檢測河水中的污染物類別及污染物含量，并將污染物參數發送至控制中心；

所述智能投藥單元根據控制中心指令，開啟相應藥劑單元的閥門，將相應藥劑投入河水中，實現對河水污染物的處理；

所述自動過濾單元由船體機器人主體提供動力，用于將河水中的固體性顆粒和大顆粒有機污染物團塊進行過濾和吸附；

所述控制中心通過無線方式與曝氣增氧單元、隨機檢測單元、智能投藥單元、自動過濾單元連接，通過接收隨機檢測單元發送的污染物數據，控制中心向曝氣增氧單元、自動過濾單元發送指令，控制曝氣增氧單元、自動過濾單元的開啟關閉，向智能投藥單元發送開啟相應藥劑單元閥門的指令，使對應藥劑單元的藥物噴灑到河道中，實現對污染物的處理。

在基于上述多功能河道治理船體機器人的另一個實施例中，所述船體機器人主體包括：浮體、浮體間距伸縮架、太陽能電池板、風力發電螺旋槳、蓄電池、行進馬達、雷達探測器、碰撞力傳感系統；

所述浮體為兩個大小一致的圓柱形橡膠氣囊，所述浮體與所述浮體間距伸縮架連接，通過浮體間距伸縮架控制兩個氣囊的間距，以適應不同寬度的河道，所述浮體間距伸縮架為鋼結構長方體支架，通過螺栓調整伸縮桿的寬度；

所述太陽能電池板固定于所述浮體間距伸縮架的頂端，與所述蓄電池連接，通過吸收太陽光能并將太陽光能轉化成電能，并將電能傳輸至蓄電池；

所述風力發電螺旋槳固定于浮體間距伸縮架的側面，與所述蓄電池連接，通過風力作用帶動螺旋槳轉動發電，并將電能傳輸至蓄電池；

所述蓄電池固定于浮體間距伸縮架的上部，與行進馬達、雷達探測器、碰撞力傳感系統、垃圾清理單元、曝氣增氧單元、隨機檢測單元、智能投藥單元、自動過濾單元連接，用于存儲太陽能電池板和風力發電螺旋槳產生的電能，并為行進馬達、雷達探測器、碰撞力傳感系統、垃圾清理單元、曝氣增氧單元、隨機檢測單元、智能投藥單元、自動過濾單元供電；

所述行進馬達位于浮體間距伸縮架的底部，其推動葉片位于河水中，通過蓄電池的供電驅動行進馬達工作，從而推動整個機器人系統行進；

所述雷達探測器與所述控制中心無線連接，用于識別控制中心設定的工作區域和工作目標，并將探測信息實時發送至控制中心；

所述碰撞力傳感系統通過傳感器實時監測船體機器人距離障礙物的距離，并在船體機器人進入設定的障礙物距離閾值范圍時發出預警信息，將預警信息發送至控制中心，提示控制中心處理。

在基于上述多功能河道治理船體機器人的另一個實施例中，所述垃圾清理單元包括：垃圾清理鏟、垃圾撥臂、垃圾收容箱；

所述垃圾清理鏟為前端為平面后端為斜面的結構，其前端全部和后端的前半部位于河水中，通過船體機器人主體的行進，垃圾清理鏟鏟起河道底部及河水表面的固體垃圾、白色垃圾，所述垃圾撥臂位于所述垃圾清理鏟的后端，并高于水平面，當垃圾清理鏟鏟除的垃圾堆積到后端斜面的頂部時，垃圾撥臂將垃圾撥入垃圾收容箱，所述垃圾收容箱位于垃圾清理鏟和垃圾撥臂的后側，并置于船體機器人主體的底部中央，其開口高于水面且與垃圾清理鏟后端和垃圾撥臂平齊，垃圾收容箱的底部與船體機器人主體的底部平齊。

在基于上述多功能河道治理船體機器人的另一個實施例中，所述曝氣增氧單元包括：造風設備和納米曝氣管；

所述造風設備為鼓風機，通過船體機器人主體提供的電能，使鼓風機產生風力，并將風力吹向納米曝氣管，所述納米曝氣管將造風設備產生的氣流通過管道進行分流，并且讓氣流通過納米孔均勻分散于水中，進而為水體復氧。

在基于上述多功能河道治理船體機器人的另一個實施例中，所述隨機檢測單元包括：探測設備、在線檢測系統、GPS定位系統；

所述探測設備通過氨氮、溶解氧、COD、BOD檢測探頭探測河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的電信號，并將氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的電信號發送至在線監測系統，在線檢測系統根據電信號特點分析單位河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD的含量，進而判斷河水中的主要污染物指標，所述GPS定位系統用于定位當前檢測位置，呈現出當前位置的高斯坐標，并通過船體機器人主體將位置信號和污染物含量信號發送至控制中心。

在基于上述多功能河道治理船體機器人的另一個實施例中，所述智能投藥單元包括：多通道料斗和智能投藥器；

所述多通道料斗通過設置多個盛料單元，每個盛料單元存放不同的藥品，具有不同的治污功能，所述智能投藥器與所述多通道料斗連接，在控制中心的指令控制下，通過接收多通道料斗的相應盛料單元輸送的藥物，并將藥物自動均勻投放到受污染水域。

在基于上述多功能河道治理船體機器人的另一個實施例中，所述自動過濾單元包括：抽水泵和過濾器；

所述抽水泵與所述船體機器人主體連接，通過船體機器人主體的蓄電池供電，所述抽水泵為大功率抽水泵，通過抽取含污染物的河水，并將含污染物的河水輸出至過濾器，過濾器通過混合、攪拌、過濾、吸附方式將含污染物的河水中的固體性顆粒和大顆粒有機污染物團塊進行過濾和吸附，從而減少河水中的污染物含量。

與現有技術相比較，本實用新型具有以下優點：

本實用新型通過將多功能河道治理船體機器人設置多個模塊，在控制中心的指令下，使用模塊化的方式，自動實現對河道內的垃圾進行清理、對河水的含氧量進行調節、對河水水質進行檢測、對河水的污染物進行投藥處理、對河水中的固體性顆粒和大顆粒的有機污染物團塊進行過濾和吸附，一次性徹底清除河道內的大型固體污染物、水中微生物污染物和水中顆粒性污染物，同時，本實用新型使用太陽能和風能為發電方式，解決了設備電力供應依賴蓄電池容量或必須近距離電力設施的問題，本實用新型具有自動巡航和障礙躲避功能，通過雷達探測器、碰撞力傳感系統和GPS模塊，實現對行駛目的地、自動躲避障礙物和船體位置進行監控。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所使用的附圖做一簡單地介紹。

圖1是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的一個實施例的結構示意圖。

圖2是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的另一個實施例的結構示意圖。

圖3是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖。

圖4是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖。

圖5是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖。

圖6是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖。

圖7是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖。

圖中：1船體機器人主體、11浮體、12浮體間距伸縮架、13太陽能電池板、14風力發電螺旋槳、15蓄電池、16行進馬達、17雷達探測器、18碰撞力傳感系統、2垃圾清理單元、21垃圾清理鏟、22垃圾撥臂、23垃圾收容箱、3曝氣增氧單元、31造風設備、32納米曝氣管、4隨機檢測單元、41探測設備、42在線檢測系統、43GPS定位系統、5智能投藥單元、51多通道料斗、52智能投藥器、6自動過濾單元、61抽水泵、62過濾器、7控制中心。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

圖1是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的一個實施例的結構示意圖，如圖1所示，所述多功能河道治理船體機器人包括：

船體機器人主體1、垃圾清理單元2、曝氣增氧單元3、隨機檢測單元4、智能投藥單元5、自動過濾單元6、控制中心7；

所述船體機器人主體1為所述垃圾清理單元2、曝氣增氧單元3、隨機檢測單元4、智能投藥單元5、自動過濾單元6的功能實現提供電能支持、架構支持和動力支持，所有的功能單元均設置在船體機器人主體1的相應位置上，所有功能單元均通過螺栓結構固定，在固定功能單元時，需考慮各單元的使用方式、電氣特性和重力均衡性，防止發生船體機器人傾斜、不便于使用或電源受潮受水；

所述垃圾清理單元2位于船體機器人主體1的底部，并置于河道中，垃圾清理單元2能自動清理、收集河道表面及底部的固體垃圾、白色垃圾、水草，并將垃圾置于垃圾清理單元2的垃圾收集部位，當船體機器人上岸以后，由人工方式將收集的垃圾傾倒、掩埋或焚燒處理，所述垃圾清理單元2通過船體機器人主體1提供動力，并受船體機器人主體1的運動軌跡而清理河道中的垃圾，在船體機器人主體1的運行過程中，垃圾清理單元2將船體機器人主體1運行通過的河道內的垃圾清理干凈；

所述曝氣增氧單元3位于船體機器人主體的中間部位，用于為河道進行復氧，由于河道內的有機物污染物的存在，使河道內含有大量氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD等，通過曝氣增氧單元3向河道內的曝氣增氧，增進氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD從河水中逃逸速率，從而減少河水中氮氧化合物、溶解氧、COD、BOD的含量，提升水質；

所述隨機檢測單元4通過檢測設備檢測河水中的污染物類別及污染物含量，并將污染物參數發送至控制中心7，隨機檢測單元4隨著船體機器人主體1的運行軌跡，定時采集河水樣本，并分析河水中的污染物含量；

所述智能投藥單元5根據控制中心7指令，控制中心7通過隨機檢測單元4發送的污染物檢測指標，搜索相應污染物處理需要的藥劑配比和藥劑量，然后將藥劑配比和藥劑量的指令發送至智能投藥單元5、智能投藥單元5開啟相應藥劑單元的閥門，并按照指令控制閥門開啟程度，將相應藥劑及設定藥量投入河水中，實現對河水污染物的處理；

所述自動過濾單元6由船體機器人主體1提供動力，用于將河水中的固體性顆粒和大顆粒有機污染物團塊進行過濾和吸附；

所述控制中心7通過無線方式與曝氣增氧單元3、隨機檢測單元4、智能投藥單元5、自動過濾單元6連接，通過接收隨機檢測單元4發送的污染物數據，控制中心7向曝氣增氧單元3、自動過濾單元6發送指令，控制曝氣增氧單元3、自動過濾單元6的開啟關閉，向智能投藥單元5發送開啟相應藥劑單元閥門的指令，使對應藥劑單元的藥物噴灑到河道中，實現對污染物的處理。

圖2是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的另一個實施例的結構示意圖，如圖2所示，所述船體機器人主體1包括：浮體11、浮體間距伸縮架12、太陽能電池板13、風力發電螺旋槳14、蓄電池15、行進馬達16、雷達探測器17、碰撞力傳感系統18；

所述浮體11為兩個大小一致的圓柱形橡膠氣囊，所述浮體11與所述浮體間距伸縮架12連接，浮體間距伸縮架12的底部設置穿插浮體11的圓柱腔體，用于將浮體11穩固的固定在腔體內，通過浮體間距伸縮架12控制兩個氣囊的間距，以適應不同寬度的河道，所述浮體間距伸縮架12為鋼結構長方體支架，通過螺栓調整伸縮桿的寬度，浮體間距伸縮架12上端問平板，中間為腔體結構的鋼架；

所述太陽能電池板13固定于所述浮體間距伸縮架12的頂端，其放置角度與太陽照射方向垂直，太陽能電池板13與所述蓄電池15連接，通過吸收太陽光能并將太陽光能轉化成電能，并將電能傳輸至蓄電池15；

所述風力發電螺旋槳14固定于浮體間距伸縮架12的側面，與所述蓄電池15連接，通過風力作用帶動螺旋槳轉動發電，并將電能傳輸至蓄電池15；

所述蓄電池15固定于浮體間距伸縮架12的上部，與行進馬達16、雷達探測器17、碰撞力傳感系統18、垃圾清理單元2、曝氣增氧單元3、隨機檢測單元4、智能投藥單元5、自動過濾單元6連接，用于存儲太陽能電池板13和風力發電螺旋槳14產生的電能，并為行進馬達16、雷達探測器17、碰撞力傳感系統18、垃圾清理單元2、曝氣增氧單元3、隨機檢測單元4、智能投藥單元5、自動過濾單元6供電；

所述行進馬達16位于浮體間距伸縮架12的底部，其推動葉片位于河水中，通過蓄電池15的供電驅動行進馬達16工作，從而推動整個機器人系統行進；

所述雷達探測器17與所述控制中心7無線連接，用于識別控制中心7設定的工作區域和工作目標，并將探測信息實時發送至控制中心7，探測雷達17主要用于識別探測目標，并對當前發現的目標物進行識別、分析、判斷；

所述碰撞力傳感系統18通過傳感器實時監測船體機器人距離障礙物的距離，并在船體機器人進入設定的障礙物距離閾值范圍時發出預警信息，將預警信息發送至控制中心7，提示控制中心7處理。

船體機器人在行進過程中，通過雷達探測器17和碰撞力傳感系統18對河道中的障礙物進行識別、處理，碰撞力傳感系統18對障礙物距離進行預警，并對目標進行碰撞試探，在碰撞力設置范圍內，船體機器人視目標為垃圾類目標，進行收集或者直接通過，在碰撞力設置范圍以外，傳感器傳輸信號給控制中心7，控制中心7發送自動躲避指令，降低行進馬達16速度并控制螺旋槳進行掉頭或轉向，確保順利行進。當垃圾清理單元2收集的垃圾超過設定位置后，傳感器將垃圾填滿信息發送至控制中心7，控制中心7發送指令，行進馬達16控制船體機器人到岸，并且報警，由人工換掉垃圾箱。

圖3是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖，如圖3所示，所述垃圾清理單元2包括：垃圾清理鏟21、垃圾撥臂22、垃圾收容箱23；

所述垃圾清理鏟21的前端為平面，后端為斜面的結構，其前端的全部和后端的前半部位于河水中，通過船體機器人主體1的行進，垃圾清理鏟21鏟起河道底部及河水表面的固體垃圾、白色垃圾，所述垃圾撥臂22位于所述垃圾清理鏟21的后端，并高于水平面，當垃圾清理鏟21鏟除的垃圾堆積到后端斜面的頂部時，垃圾撥臂22將垃圾撥入垃圾收容箱23，所述垃圾收容箱23位于垃圾清理鏟21和垃圾撥臂22的后側，并置于船體機器人主體1的底部中央，其開口高于水面且與垃圾清理鏟21后端和垃圾撥臂22平齊，垃圾收容箱23的底部與船體機器人主體1的底部平齊。

圖4是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖，如圖4所示，所述曝氣增氧單元3包括：造風設備31和納米曝氣管32；

所述造風設備31為鼓風機，通過船體機器人主體1提供的電能，使鼓風機產生風力，并將風力吹向納米曝氣管32，所述納米曝氣管32將造風設備31產生的氣流通過管道進行分流，并且讓氣流通過納米孔均勻分散于水中，進而為水體復氧。

圖5是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖，如圖5所示，所述隨機檢測單元4包括：探測設備41、在線檢測系統42、GPS定位系統43；

所述探測設備41通過氨氮、溶解氧、COD、BOD檢測探頭探測河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的電信號，并將氨氮、溶解氧、COD、BOD含量的電信號發送至在線監測系統42，在線檢測系統42根據電信號特點分析單位河水中的氨氮、溶解氧、COD、BOD的含量，進而判斷河水中的主要污染物指標，所述GPS定位系統43用于定位當前檢測位置，呈現出當前位置的高斯坐標，并通過船體機器人主體1將位置信號和污染物含量信號發送至控制中心7。

圖6是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖，如圖6所示，所述智能投藥單元5包括：多通道料斗51和智能投藥器52；

所述多通道料斗51通過設置多個盛料單元，每個盛料單元存放不同的藥品，具有不同的治污功能，所述智能投藥器52與所述多通道料斗51連接，在控制中心7的指令控制下，通過接收多通道料斗51的相應盛料單元輸送的藥物，并將藥物自動均勻投放到受污染水域。

圖7是本實用新型的多功能河道治理船體機器人的又一個實施例的結構示意圖，如圖7所示，所述自動過濾單元6包括：抽水泵61和過濾器62；

所述抽水泵61與所述船體機器人主體1連接，通過船體機器人主體1的蓄電池15供電，所述抽水泵61為大功率抽水泵61，通過抽取含污染物的河水，并將含污染物的河水輸出至過濾器62，過濾器62通過混合、攪拌、過濾、吸附方式將含污染物的河水中的固體性顆粒和大顆粒有機污染物團塊進行過濾和吸附，從而減少河水中的污染物含量。

以上對本實用新型所提供的一種多功能河道治理船體機器人進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。

最后應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換,凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。