[实用新型]一种可搭载水质检测传感器的机器鱼

说明书

技术领域

本实用新型属于水质监测领域，涉及一种人工智能机器鱼，尤其涉及一种可搭载水质检测传感器的机器鱼。

背景技术

随着城市人口的增长、城镇化和工业化进程的加快，大量污染物被排放到江、河、湖、海，造成水质急剧恶化。水质的恶化一方面影响到人体健康，另一方面也造成大批水生生物死亡。

佛罗里达州鱼类和野生动物保护委员会在1984-2002年间对鱼类死亡原因的调查结果显示64%是由于低溶解氧造成。溶解氧值是研究水自净能力的一种依据，溶解氧低说明水体污染严重，自净能力差，因此可将溶解氧作为水质监测的一个重要指标。

传统的水质检测方法多是人工操作，主要是在某些断面或监测点定时定点瞬时取样，然后将样品带回实验室分析或者野外进行现场测定。由于监测工作仅限于几个断面和点，监测频率低，所测数据的准确性和时效性差，且不能做到对区域内水域的水质动态监测，因此，这种方法的推广性不强。

因此，急需一种能对全水域不同区域水质进行实时动态监测的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种可搭载水质检测传感器的机器鱼，利用机器鱼巡航游动能对全水域水质进行实时监测。

为达到以上目的采用如下方案：

一种可搭载水质检测传感器的机器鱼，由仿鲹科鱼类体型制成的机器鱼骨架，鱼尾动力学推动机构和控制系统组成；所述鱼尾动力学推动机构包括鱼尾动力装置和尾鳍动力装置，所述鱼尾动力装置包括一端与机器鱼骨架连接的下连杆一，下连杆一另一端与用于安装鱼尾的圆盘活动连接，下连杆一上安装有由电机带动的偏心轮一，第一上连杆一端与偏心轮一连接，另一端与圆盘活动连接，通过第一上连杆带动圆盘摆动；所述尾鳍动力装置包括一端与圆盘固定连接的下连杆二，下连杆二另一端与尾鳍活动连接，下连杆二上安装有由电机带动的偏心轮二，第二上连杆一端与偏心轮二连接，另一端与尾鳍活动连接，通过第二上连杆带动尾鳍摆动；所述控制系统包括安装于机器鱼骨架上的微控制器，分别与微控制器连接的溶解氧传感器，用于与上位机通信的无线射频收发模块，为鱼尾动力学推动机构提供动力的移动推进器模块，舵机驱动模块和为控制系统供电的电源。

所述的控制系统还包括安装在机器鱼骨架上的水箱和安装在水箱上的由微控制器控制的水泵。

所述的控制系统还包括与微控制器连接的pH传感器。

所述的溶解氧传感器和pH传感器安装于机器鱼骨架头部。

所述的微控制器采用cc2530处理器，所述的无线射频收发模块采用Zigbee模块。

所述的鱼尾动力装置和尾鳍动力装置驱动鱼尾摆和尾鳍摆动的最大幅度为30°。

所述的微控制器还连接有收发数据暂存存储器。

本实用新型可搭载水质检测传感器的机器鱼利用机器鱼巡航游动来对水质进行实时监测，此机器鱼采用鲹科鱼类体型，并采用新月型的尾鳍作为推进器外形，机器鱼在水中游动，溶解氧传感器采样得到数据通过无线射频收发模块传输至上位机，并在上位机可视化窗口显示其巡游轨迹和相关的参数以进行数据分析图，相比传统的人工采样方式，利用本实用新型的机器鱼可以在全水域不同位置进行水质实时动态监测，监测频率高，所测数据的准确性和时效性好。

附图说明

图1是本实用新型机器鱼骨架的结构示意图;

图2是本实用新型中鱼尾动力学推动机构的结构示意图;

图3是本实用新型控制系统的结构框图;

图4是本实用新型中舵机驱动模块的内部驱动原理图;

图5是本实用新型的DO电极信号调理电路;

图6是本实用新型的控制流程图;

图7是本实用新型的机器鱼传感系统框图;

图8是本实用新型的机器鱼动力系统框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，本实用新型将现代传感器技术应用与人工智能机器鱼结合，有机地融合在传统的水质研究中，并且增加了原先水质检测的频率，使得水质检测数据更具有时效性和准确性，可用于动态监测指定水域水质的变化。