新型地表水修復機器人的製作方法與工藝

2023-04-23 22:45:06 1

本實用新型涉及水體淨化處理領域。

背景技術：
目前國內最為接近的現有技術是一種用於汙水治理的船體結構，可以提供一種結構簡單，能對汙染的水體進行動態過濾，收集水體中的浮遊垃圾，同時抑制水體中的藻類生長。但是該種船體結構較為簡單，只能進行垃圾打撈、抑制藻類生長等汙水處理的方式，並且技術化不夠。此外，目前常見的用於汙水治理的船體，無法實現自動巡航，使船體的移動受到一定程度的限制。治理功能較為單一、現有技術無法採集和處理數據，造成自動化程度較低，需要一定的人力投入。再者，現有技術水體的治理專一性不夠強。

技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是實現一種自動化程度高，能夠有效處理水體水質的修復機器人。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為：新型地表水修復機器人，包括船體和船體上的動力總成，所述的船體底部設有伸縮曝氣管，所述伸縮曝氣管連通船體內的鼓風機，所述船體底部設有溶解氧探頭和氨氮探頭，所述溶解氧探頭和氨氮探頭輸出探測信號至數據採集單元，所述數據採集單元將參數信號輸送至控制單元，所述控制單元輸出驅動信號至鼓風機。所述船體頂部設有太陽能光伏板，所述太陽能光伏板輸出電能至蓄電池，所述蓄電池為地表水修復機器人上的用電設備和動力總成供電。所述動力總成包括固定在船體底部由電機驅動的轉盤和固定在轉盤上的噴氣機。所述船體上設有通信單元，所述控制單元通過通信單元與監控中心通信，所述船體上設有GPS單元，所述GPS單元輸出定位信號至控制單元。所述船體四周設有探測雷達和攝像頭，所述探測雷達和攝像頭輸出探測信號和視頻信號至控制單元，所述船體上設有報警器，所述控制單元輸出驅動信號至報警器，所述船體四周設有位置信號燈，所述船體底部設有水深探測器，所述水深探測器輸出感應信號至控制單元。所述船體周圍固定有至少一個浮島單體，所述浮島單體呈楔形並由密度小於水的材質製作，所述浮島單體的上表面為斜面，所述浮島單體較高的端面位置固定在船體上，所述的浮島單體上均勻設有多個用於種植水生植物的種植孔，所述種植孔豎直設置將浮島單體上下表面貫通。所述種植孔在中間部位具有彎折結構，且種植孔截面呈正六邊形或正八邊形，所述浮島單體的傾斜角度小於40度，所述浮島單體下部設有一圈防撞圈，所述防撞圈為截面呈C形的橡膠圈，所述橡膠圈內設有微生物載體，所述防撞圈上均勻分布有通孔。所述浮島單體上表面和下表面均覆蓋有一層溶膠層，所述溶膠層是由凝膠法在鋁板表面製備的納米晶二氧化鈦自清潔薄膜。所述浮島單體兩側設有用於放置配重塊的網兜，所述網兜通過延長繩與浮島單體連接，且浮島單體兩側設有用於固定繩索的固定環，所述相鄰的浮島單體之間相互連接固定，並通過至少兩個連接杆連接，所述連接杆兩端豎直設有減壓板，所述減壓板上設有用於固定在固定環上的繩索。所述浮島單體內設有加熱環，所述加熱環經供電線路連接蓄電池，所述供電線路上設有繼電器，所述繼電器由控制單元控制通斷，所述浮島單體上設有溫度傳感器，所述溫度傳感器輸出溫度信號至控制單元，所述加熱環傾斜設置，所述加熱環的傾斜方向和傾斜角度與浮島單體的斜面傾斜方向和角度相同，所述溫度傳感器位於加熱環的圓形位置。本實用新型可以實現船體的自動巡航，對地表水進行多元化處理，即可治理多種汙染物。並且本技術具有先進的自動化集成系統、數據測控探頭、搜集和發射裝置，可對數據進行搜集和處理。再者，本技術專門地表水汙染治理進行設計和處理，針對性較強。此外，修復機器人擁有收集、反射、反饋等數據處理系統，促成整個船體的自動化操作；船體各系統自動化操作，機器人自動巡航；曝氣系統裝置，既可以為水體提供氧氣，又可以激起水底淤泥，藉助水體自身的微生物進行淨化。附圖說明下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明：圖1地表水修復機器人結構示意圖；上述圖中的標記均為：1、浮島單體；2、種植孔；3、溶解氧探頭；4、氨氮探頭；5、轉盤；6、噴氣機；7、伸縮曝氣管；8、鼓風機；9、太陽能光伏板；10、蓄電池；11、通信單元；12、數據採集單元；13、控制單元。具體實施方式如圖1所示地表水修復機器人包括船體和船體上的動力總成，船體底部設有伸縮曝氣管7，伸縮曝氣管7連通船體內的鼓風機8，伸縮曝氣管7設有多根，每根伸縮曝氣管7可以連通總曝氣管道，通過總曝氣管道與鼓風機8連通，此外，船體底部設有溶解氧探頭3和氨氮探頭4，可以實時的採用水體內的水質狀況，溶解氧探頭3和氨氮探頭4輸出探測信號至數據採集單元12，數據採集單元12採集的參數信號輸送至控制單元13，控制單元13輸出驅動信號至鼓風機8，從而根據水質狀況實時進行曝氣淨化工作。為了確保設備使用安全，在船體底部設有水深探測器，水深探測器輸出感應信號至控制單元13，可以實時探測水深以及水下是否有障礙物，可以在伸長伸縮曝氣管7前進行探測，避免伸縮曝氣管7觸碰到障礙物造成損害。地表水修復機器人巡航工作時，當船體到達定位系統制定的地點停航後，控制單元13控制安裝在船體前端舷部的伸縮曝氣管7自動下伸,其上的溶解氧探頭3和氨氮探頭4探測水體中的氧含量和氨氮含量，當探測到的數值到達設定數值時，曝氣機開始工作曝氣，並且與此同時還能激起水底淤泥，起到汙水處理中好氧池的作用，通過淤泥中的微生物分解處理水體中的汙染物，當水體中的氨氮低於設定值後，數據反饋給中控臺數據中心對曝氣機和伸縮曝氣管7發生停止工作指令，二者立即停止工作，並縮回伸縮曝氣管7。船體頂部設有太陽能光伏板9，太陽能光伏板9輸出電能至蓄電池10，蓄電池10為地表水修復機器人上的用電設備和動力總成供電，這樣地表水修復機器人的所有能源來源於太陽能，更加節能環保。動力總成包括固定在船體底部由電機驅動的轉盤5和固定在轉盤5上的噴氣機6。通過轉盤5控制，便於在水體內圓形循環，船體上設有GPS單元和通信單元11，GPS單元輸出定位信號至控制單元13為船體定位，控制單元13通過通信單元11與監控中心通信，通過通信單元11和GPS單元，可以實現船體的遠程控制和自動巡航功能。為確保自動巡航的安全性，船體四周設有探測雷達和攝像頭，探測雷達和攝像頭輸出探測信號和視頻信號至控制單元13，探測雷達可以探測船體周圍是否有障礙物，攝像頭可以將船體周圍的圖像信號輸送至監控中心，便於工作人員遠程控制船體工作和監控水體水面狀況。船體上設有報警器，控制單元13輸出驅動信號至報警器，可以在船體巡航出現故障或遇到障礙物時報警警示，此外船體四周設有位置信號燈，便於夜晚水面上的其他船隻注意到機器人。為了提高地表水修復機器人的水處理能力，並且提高其美觀效果，在船體周圍至少固定有一個浮島單體1構成，浮島單體採用動物、植物、微生物相結合的方法，增加了生態系統的複雜多樣性，形成了更加穩定的生態系統。浮島單體1呈楔形並由密度小於水的材質製作，浮島單體1的上表面為斜面，固定在船體上時，浮島單體1較高位置的端面固定在船體上。浮島單體1上均勻設有多個用於種植水生植物的種植孔2，種植孔2豎直設置將浮島單體1上下表面貫通，可以用作種植水生植物，將經過篩選、馴化的吸收水中有機汙染物能力較強的水生或陸生植物，植入預製好的漂浮載體種植孔2內，還可選取高度不同的植物，營造一種具有層次感的水上園林景觀。上表面的斜面可以供兩棲動物在浮島單體1上棲息，浮島單體1的傾斜角度小於40度，保證地表水體中的水陸兩棲動物在進出微生態生物浮島集群的無障礙進出，提供一個人工的自然棲息環境，在動物、植物、微生物的吸收、攝食、吸附、分解作用下，使得水體汙染得以修復。植物成活後根系自然延伸並懸浮於水體中，不僅能夠吸收利用水中富餘的氮磷元素，而且能夠通過光合作用及其他方式增加水中溶解氧，還為水中的魚蝦、微生物提供生長和附著的條件。浮島單體1上表面和下表面均覆蓋有一層溶膠層，溶膠層是由凝膠法在鋁板表面製備的納米晶二氧化鈦自清潔薄膜。溶膠層供一些昆蟲，青蛙，田螺等動物棲息，可在水面形成一個小型的生態系統。種植孔2在中間部位具有彎折結構，且種植孔2截面呈正六邊形或正八邊形，可以增加初期對於培植移栽水生植物時，其能夠很方便的附著在種植孔2內，不會發生下沉、歪斜，提高栽種的成功率和成活率，此外彎折結構在種植成功後，水生植物能夠更好的與浮島單體1構成一個整體結構，整株植物鑲嵌在種植孔2內。為了在浮島單體1兩側設有用於放置配重塊的網兜，網兜內可以放置類似石塊的配重物，網兜通過延長繩與浮島單體1連接，可以根據固定區域的水深，調節延長繩的長度，這樣可以實現傳統拋錨的功能，讓地表水修復機器人固定在某一定點位置工作。同時浮島單體1兩側設有用於固定繩索的固定環，方便浮島單體1之間的連接固定。浮島集群通過多個浮島單體1並排連接固定，相鄰的浮島單體1之間通過至少兩個連接杆連接，連接杆兩端豎直設有減壓板，減壓板上設有用於固定在固定環上的繩索，軟硬結合的連接方式，可以有效的避免浮島單體1之間的撞擊，同時也能降低水浪對浮島單體1的影響，由於減壓板可以減小撞擊在浮島單體1上的壓力，避免浮島單體1被撞擊損壞，而繩索的軟連接，可以使浮島單元隨水浪晃動，降低水浪對浮島單體1的影響，同時繩索使得連接杆下垂，避免撞擊過程中，減壓板與固定環發生幹涉。為進一步提高防撞效果，浮島單體1下部設有一圈防撞圈，防撞圈為截面呈C形的橡膠圈，橡膠圈內設有微生物載體，防撞圈上均勻分布有通，具有防撞功能的同時，還構成了一個環形的微生物結構，將水生植物、水生動物、微生物及生物載體等有效結合。針對一些特殊環境，浮島單體1可以具備加熱功能，為植物、動物、微生物提供一個更好良好的生長和棲息環境，浮島單體1內設有加熱環，加熱環能夠使得加熱更加均勻，加熱環經供電線路連接蓄電池10，供電線路上設有繼電器，繼電器由控制單元13控制通斷，浮島單體1上設有溫度傳感器，溫度傳感器輸出溫度信號至控制單元13，這樣可以通過控制單元13智能控制加熱時機，保證浮島單體1處於一個合適的恆溫環境。為了使加熱更加均勻，加熱環傾斜設置，且加熱環的傾斜方向和傾斜角度與浮島單體1的斜面傾斜方向和角度相同，同時溫度傳感器位於加熱環的圓形位置，能夠更加精準的採集到溫度數據。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍之內。