[0001] 本发明涉及一种带有存储单元的水利数据收集 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。

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0003] 本发明的目的在于克服以上所述的缺点， 提供一种带有存储单元的水利数据收 集机器人。

[0004] 为实现上述目的， 本发明的具体方案如下： 一种带有存储单元的水利数据收集 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；

[0007] 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；

[0008] 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 τ 形臂、 从 τ形臂的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的� ��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；

[0009] 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 τ形臂馈电。

[0010] 其中， 每条边上的所述镂空结构数量为 5-8个。

[0011] 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。

[0012] 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。

[0013] 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。

[0014] 其中， 第二辐射臂的内侧边上设有锯齿状结构。

[0015] 其中， PCB基板位八边形， 且两端通过固定臂与柱体相连。

[0016] 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；

[0017] 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；

[0018] 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；

[0019] 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。

发明的有益效果 有益效果

[0020] 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。

对附图的简要说明

附图说明

[0021] 图 1是本发明截面示意图；

[0022] 图 2是本发明的数据收集电路的原理框图；

[0023] 图 3是本发明的天线的截面图；

[0024] 图 4是本发明的通信振子的俯视图；

[0025] 图 5是本图 4的局部放大图；

[0026] 图 6是本天线的回波损耗测试图；

[0027] 图 7是本天线的隔离度性能测试图；

[0028] 图 8是本天线 2.4GHz吋的方向图；

[0029] 图 9是本天线 5.0GHz吋的方向图；

[0030] 图 1至图 9中的附图标记说明：

[0031] 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；

[0032] a-柱体； al-PCB基板；

[0033] 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； M-第三延伸臂； b5-第二隔壁臂； b6-第二辐射臂；

[0034] b7-圆形主孔； b71-副孔； b72-弧形孔； b8-T形臂； b81-第一辐射臂。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0035] 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。

[0036] 如图 1至图 9所示， 本实施例所述的一种带有存储单元的水利数据 收集机器人， 包括有机器人主体 1， 所述机器人主体 1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 1 2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 1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； 当需要下沉的吋候， 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 ， 当需要上升吋， 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。

本实施例所述的一种带有存储单元的水利数据 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 _b 21， 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� ��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 b 8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吋馈电耦合后， 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 9.65d Bi; 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 1中传输信号吋能更加稳定和高效准确。

[0038] 本实施例所述的一种带有存储单元的水利数据 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带有存储单元的水利数据 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带有存储单元的水利数据 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带 有存储单元的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带有存储单元的水利数据 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。

[0039] 所述机器人主体 1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。

[0040] 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。

[0041] 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； 可以随吋记录探测信号， 进行备份 ， 防止数据丢失。

[0042] 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。

[0043] 本通信天线为非尺寸要求天线， 只要在弯折方向上、 设置的孔、 洞的方式上达 到上述要求； 但如果需要更佳稳定的性能吋， 本天线的具体尺寸可以优化为： P CB基板的尺寸按照能够横向设置在柱体 a为准。 主辐射臂 bl的线宽为： 2mm， 主 辐射臂 M的纵臂高为 4.5mm， 中间的短横臂长为： 13mm， 两边长横臂的长分别 为： 38mm; 第一延伸臂 b21和第二延伸臂 b22大小相同， 线宽为 2mm， 高为 13m m; 第一辐射带 b31和第二辐射带 b32大小相同， 中间的第三延伸臂 b4线宽为： 3 mm, 第一辐射带 b31和第一延伸臂 b21之间的连接臂不设尺寸要求， 第二辐射带 和第二延伸臂之间的连接臂不设尺寸要求； 第一辐射带 b31的线宽为 2mm; 两个 横边长为： 14mm， 四个斜边为 11mm; 圆形主孔的直径为 1.5mm; T形臂的纵杆 长为 0.2mm， 横杆的长为：

0.5mm, 线宽为 0.05mm; 第一辐射臂 b81的线宽也为 0.05， 高度不限。 畐 ij孔 b71的 直径为 0.05mm， 弧形孔 b72的线宽为 0.03mm， 内径半径为 0.1mm。

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。