[发明专利]可下潜式水域监测机器人和方法

说明书

本发明公开了一种可下潜式水域监测机器人和方法，摄像部、浮力部、天线部、竖直推进器、水平推进器、电路舱和传感器舱均安装于支架上；摄像部与电路舱连接，将水面和水下的影像拍摄后传输给电路舱；由天线部发射电路舱传输的信号，电路舱控制竖直推进器和水平推进器的驱动，接收传感器舱发送的传感信号；所述浮力部使得机器人在静止状态时，水面没过竖直推进器的上表面1mm‑5mm；所述竖直推进器至少设置4个，分别在支架的四角处，使机器人上浮水面和下潜于水中；所述水平推进器至少设置2个，于支架的一侧，使机器人前进、后退和转向。本发明自动水面巡航并进行环境监测，还能进行垂直下潜，获取不同水层的传感器数据和水下影像。

技术领域

本发明属于水下作业领域，特别涉及一种可下潜式水域监测机器人和方法。

背景技术

传统的水面监测无人船只能在水面上进行监测，无法完整的获取不同深度的监测数据和影像。

水域水质监测对于及早发现水域污染并进行及时的处理和保护都有着重要的意义。现有水域环境监测方式主要有现场人工采样、专用监测船或浮标原位监测的方式，这些方式存在着消耗大量劳动力、监测效率低和成本高等缺点，因此，开发一种能够实时有效的进行水域水质环境监测的系统对于环境保护和大范围的水质监测有着重要的研究价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可下潜式水域监测机器人，包括摄像部、浮力部、天线部、竖直推进器、水平推进器、电路舱、传感器舱和支架，其中，

所述摄像部、浮力部、天线部、竖直推进器、水平推进器、电路舱和传感器舱均安装于支架上；摄像部与电路舱连接，将水面和水下的影像拍摄后传输给电路舱；电路舱还与天线部、竖直推进器、水平推进器和传感器舱分别连接，由天线部发射电路舱传输的信号，电路舱控制竖直推进器和水平推进器的驱动，接收传感器舱发送的传感信号；所述浮力部使得机器人在静止状态时，水面没过竖直推进器的上表面1mm-5mm；所述竖直推进器至少设置4个，分别在支架的四角处，使机器人上浮水面和下潜于水中；所述水平推进器至少设置2个，于支架的一侧，使机器人前进、后退和转向。

优选地，所述传感器舱中至少设置高度传感器、深度传感器和水质传感器，均与电路舱连接，高度传感器检测距海底的高度，深度传感器检测机器人于水中的深度，水质传感器检测水中的pH值、温度和浊度。

优选地，所述电路舱中设置控制电路、GPS信号模块、电池电量ADC模块、电子罗盘信号采集模块、视频采集模块、电机驱动控制模块和网络模块，其中，

所述控制电路与GPS信号模块、电池电量ADC模块、电子罗盘信号采集模块、视频采集模块、电机驱动控制模块和网络模块分别连接，所述GPS信号模块将机器人的位置信息传输给控制电路，由控制电路发送给网络模块进行与遥控终端的通信；所述电池电量ADC采集模块包括电池和电量采集电路，电量采集电路对电池的状态进行采集，发送给控制电路；所述电子罗盘信号采集模块对航向和方位角进行采集后传输给控制电路；所述视频采集模块将摄像部传输的视频信号进行处理后发送给控制电路；所述电机驱动控制模块由控制电路控制，进而控制竖直推进器和水平推进器的转向和转速。

优选地，所述控制电路通过输出PWM信号控制竖直推进器和水平推进器。

优选地，所述GPS信号模块和电子罗盘信号采集模块通过串口与控制电路连接。

优选地，所述视频采集模块通过USB口与控制电路连接。

基于上述目的，本发明还提供了一种可下潜式水域监测方法，包括以下步骤：

S10，将机器人置于水域中，确保静止时水面没过竖直推进器；

S20，通过遥控终端与电路舱通信，写入航行任务；

S30，机器人在水面航行，同时通过摄像部和水质传感器对水域进行监测，遥控终端可实时查询监测数据、水面影像以及机器人状态；