【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于监测机器人，具体是指一种具有多功能的环境监测机器人。
技术介绍
1、环境监测，是指环境监测机构对环境质量状况进行监视和测定的活动。通过对反映环境质量的指标进行监视和测定，以确定环境污染状况和环境质量的高低。自然灾害、生产事故、实验室泄漏等事件可能导致局部环境中存在异常的生物气溶胶粒子，形成复杂的粒子环境。这种情况对应急处置人员的生命安全构成持续威胁，并使得他们无法立即进入事发现场。由于无法准确了解现场的生物安全状况，应急处置人员难以制定科学且安全的应急处置方案，从而制约了现场应急处置工作的进行，这严重影响了现场应急救援工作的效率。因此再处理此类事件时，通常会使用监测机器人进入现场环境进行监测作业，来获得环境数据。
2、目前监测机器人已经能够完成许多复杂环境的任务要求，来代替人类完成各项作业，但现有的监测机器人在使用时存在一定的技术缺陷：技术效果单一，只能进行监测作业，无法及时进行采集留样；在长时间监测过程中，空气中的颗粒附着于设备内部，影响监测精度，导致后期采样时导致样品不纯。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种具有多功能的环境监测机器人，采用动态采样的方式，设置监测机构，利用离心分离的方式，将颗粒从气体中分离并单独监测，提高检测效率的同时可以避免污染样品；同时设置采样机构，通过将集气瓶安装在采样机构，实现自动采样。
2、本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提供一种具有多功能的环境监测机器人，包括监测机
3、进一步地，所述监测机构包括前端管道、后端管道、中段管道、轴流风机、活动扰流系统、封口滑管、封口伸缩臂和排气管道，所述前端管道通过前搭载环设于运输机构上，所述后端管道通过后搭载环设于运输机构上，所述中段管道设于前端管道和后端管道之间，所述轴流风机设于前端管道内，所述活动扰流系统设于前端管道内，所述封口滑管滑动设于前端管道上，所述封口伸缩臂的固定端设于前端管道上，所述封口伸缩臂的伸缩端设于封口滑管上，所述排气管道设于后端管道上，所述排气管道同时与采样机构连通，采用动态采样的方式，通过轴流风机进行将空气吸入监测机构内，空气依次通过前端管道和后端管道，利用活动扰流系统改变气流运动轨迹，借助离心力让颗粒与气流分离，并对颗粒进行集中检测；通过封口伸缩臂带动封口滑管，可以控制是否对气流的颗粒进行分离操作。
4、其中，所述活动扰流系统包括传动防护舱、固定臂、转动搭载头、活动扰流片、扰流齿轮、传动齿环、扰流输出齿轮和扰流电机，所述传动防护舱设于前端管道外侧，所述固定臂的一端设于前端管道内，所述转动搭载头设于固定臂的另一端上，所述活动扰流片的一端转动设于转动搭载头上，所述活动扰流片的另一端转动设于前端管道上，所述扰流齿轮设于活动扰流片的端部上，所述传动齿环转动设于前端管道外侧，所述传动齿环与扰流齿轮啮合连接，所述扰流电机设于传动防护舱上，所述扰流输出齿轮设于扰流电机的输出端上，所述扰流输出齿轮同时与传动齿环啮合连接，通过扰流电机控制活动扰流片的偏转角度，可以改变气流在监测机构内的运动的轨迹，产生螺旋气流，借助离心力分离颗粒物。
5、作为本专利技术进一步优选地，所述后端管道上设有颗粒分离通道，所述颗粒分离通道的一侧设有激光发射器，所述颗粒分离通道的另一侧设有光电感应器，由于颗粒会导致激光发生散射，影响光电感应器的采集信号，通过预设光电感应器的接收阈值，可以对环境颗粒物进行实时监测，而且光电感应响应速度快、精度高，可以提高监测时的精度和效率。
6、进一步地，所述采样机构包括气体通道、采样传动框架、传动花键轴、采样传动齿轮、采样输出齿轮、采样电机、对接旋盖、对接弹簧和搭载垫片，所述气体通道设于运输机构上，所述采样传动框架设于气体通道上，所述传动花键轴的固定端转动设于采样传动框架上，所述采样传动齿轮设于传动花键轴的固定端上，所述采样电机设于运输机构上，所述采样输出齿轮设于采样电机的输出端上，所述采样输出齿轮与采样传动齿轮啮合连接，所述对接旋盖设于传动花键轴的伸缩端上，所述搭载垫片转动设于传动花键轴的伸缩端上，所述对接弹簧的一端设于采样传动框架上，所述对接弹簧的另一端设于搭载垫片上了，通过采样电机带动对接旋盖旋转，从而开启集气瓶；对接弹簧用于推动对接旋盖，让对接旋盖与集气瓶实现对接。
7、作为本专利技术进一步优选地，所述集气瓶由不锈钢材质制成，内表面涂有惰性材料，可以避免与气体发生化学反应，封装状态是内部为真空负压状态，可以利用压强差将气体直接吸入集气瓶中，集气瓶的端部设有螺纹，集气瓶的端部设有气口，集气瓶的端部活动设有瓶塞
8、进一步地，所述运输机构包括搭载底盘，所述搭载底盘的底部设有驱动系统，所述搭载底盘上设有电池包。
9、作为本专利技术进一步优选地，所述控制模块采用plc对各设备进行控制，所述控制模块内搭载有gps定位，所述控制模块与扰流电机、轴流风机、封口伸缩臂、激光发射器、光电感应器、采样电机、电池包和驱动系统电性连接，所述控制模块控制扰流电机、轴流风机、封口伸缩臂、激光发射器、光电感应器、采样电机和驱动系统的工作状态，所述光电感应器对控制模块反馈接收到的光电信号。
10、采用上述结构本专利技术取得的有益效果如下：本方案提供的一种具有多功能的环境监测机器人的有益效果如下：
11、（1）采用动态采样法，利用轴流风机驱动空气进入监测机构，通过改变轴流风机的功率来调整流量，进而提高收集效率；
12、（2）利用离心分离的方式，将颗粒从气流路线中分离，对颗粒进行单独监测，一方面可以提高监测精度，另一方面可以避免之后采集作业时污染样品；
13、（3）通过光电感应监测气流中的颗粒变化，响应速度快、精度高，可以提高监测时的精度和效率；
14、（4）集气瓶使用螺旋开启的方式，结构简单可靠，利用负压收集气体，高效快速；
15、（5）设置采样机构，利用通过采样电机带动对接旋盖旋转，从而开启集气瓶，并通过对接弹簧用于推动对接旋盖，让对接旋盖与集气瓶对接，实现自动采集的技术效果。
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1.一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：包括监测机构（1）、采样机构（2）、集气瓶（3）、运输机构（4）和控制模块（5），所述监测机构（1）设于运输机构（4）上，所述采样机构（2）设于运输机构（4）上，所述监测机构（1）与采样机构（2）连通，所述集气瓶（3）设于运输机构（4）上，所述集气瓶（3）与采样机构（2）连通，所述控制模块（5）设于运输机构（4）上；所述监测机构（1）包括前端管道（101）、后端管道（102）、中段管道（103）、轴流风机（104）、活动扰流系统（105）、封口滑管（106）、封口伸缩臂（107）和排气管道（108），所述前端管道（101）通过前搭载环（401）设于运输机构（4）上，所述后端管道（102）通过后搭载环（402）设于运输机构（4）上，所述中段管道（103）设于前端管道（101）和后端管道（102）之间，所述轴流风机（104）设于前端管道（101）内，所述活动扰流系统（105）设于前端管道（101）内，所述封口滑管（106）滑动设于前端管道（101）上，所述封口伸缩臂（107）的固定端设于前端管道（101）上，所述封口伸缩臂（107）的伸
2.根据权利要求1所述的一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：所述活动扰流系统（105）包括传动防护舱（109）、固定臂（110）、转动搭载头（111）、活动扰流片（112）、扰流齿轮（113）、传动齿环（114）、扰流输出齿轮（115）和扰流电机（116），所述传动防护舱（109）设于前端管道（101）外侧，所述固定臂（110）的一端设于前端管道（101）内，所述转动搭载头（111）设于固定臂（110）的另一端上，所述活动扰流片（112）的一端转动设于转动搭载头（111）上，所述活动扰流片（112）的另一端转动设于前端管道（101）上，所述扰流齿轮（113）设于活动扰流片（112）的端部上，所述传动齿环（114）转动设于前端管道（101）外侧，所述传动齿环（114）与扰流齿轮（113）啮合连接，所述扰流电机（116）设于传动防护舱（109）上，所述扰流输出齿轮（115）设于扰流电机（116）的输出端上，所述扰流输出齿轮（115）同时与传动齿环（114）啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：所述后端管道（102）上设有颗粒分离通道（117），所述颗粒分离通道（117）的一侧设有激光发射器（118），所述颗粒分离通道（117）的另一侧设有光电感应器（119）。
4.根据权利要求3所述的一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：所述采样机构（2）包括气体通道（201）、采样传动框架（202）、传动花键轴（203）、采样传动齿轮（204）、采样输出齿轮（205）、采样电机（206）、对接旋盖（207）、对接弹簧（208）和搭载垫片（209），所述气体通道（201）设于运输机构（4）上，所述采样传动框架（202）设于气体通道（201）上，所述传动花键轴（203）的固定端转动设于采样传动框架（202）上，所述采样传动齿轮（204）设于传动花键轴（203）的固定端上，所述采样电机（206）设于运输机构（4）上，所述采样输出齿轮（205）设于采样电机（206）的输出端上，所述采样输出齿轮（205）与采样传动齿轮（204）啮合连接上，所述对接旋盖（207）设于传动花键轴（203）的伸缩端上，所述搭载垫片（209）转动设于传动花键轴（203）的伸缩端上，所述对接弹簧（208）的一端设于采样传动框架（202）上，所述对接弹簧（208）的另一端设于搭载垫片（209）上。
5.根据权利要求4所述的一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：所述集气瓶（3）由不锈钢材质制成，内表面涂有惰性材料，封装状态是内部为真空负压状态，集气瓶（3）的端部设有螺纹，集气瓶（3）的端部同时设有气口（302），集气瓶（3）的端部同时活动设有瓶塞（301），所述瓶塞（301）上设有对接口。
6.根据权利要求5所述的一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：所述运输机构（4）包括搭载底盘（403），所述搭载底盘（403）的底部设有驱动系统（404），所述搭载底盘（403）上设有电池包（405）。
7.根据权利要求6所述的一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：所述扰流电机（116）、轴流风机（104）、封口伸缩臂（107）、激光发射器（118）、光电感应器（119）、采样电机（206）、电池包（405）和驱动系统（404）与控制模块（5）电性...
【技术特征摘要】
1.一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：包括监测机构（1）、采样机构（2）、集气瓶（3）、运输机构（4）和控制模块（5），所述监测机构（1）设于运输机构（4）上，所述采样机构（2）设于运输机构（4）上，所述监测机构（1）与采样机构（2）连通，所述集气瓶（3）设于运输机构（4）上，所述集气瓶（3）与采样机构（2）连通，所述控制模块（5）设于运输机构（4）上；所述监测机构（1）包括前端管道（101）、后端管道（102）、中段管道（103）、轴流风机（104）、活动扰流系统（105）、封口滑管（106）、封口伸缩臂（107）和排气管道（108），所述前端管道（101）通过前搭载环（401）设于运输机构（4）上，所述后端管道（102）通过后搭载环（402）设于运输机构（4）上，所述中段管道（103）设于前端管道（101）和后端管道（102）之间，所述轴流风机（104）设于前端管道（101）内，所述活动扰流系统（105）设于前端管道（101）内，所述封口滑管（106）滑动设于前端管道（101）上，所述封口伸缩臂（107）的固定端设于前端管道（101）上，所述封口伸缩臂（107）的伸缩端设于封口滑管（106）上，所述排气管道（108）设于后端管道（102）上，所述排气管道（108）同时与采样机构（2）连通。
2.根据权利要求1所述的一种具有多功能的环境监测机器人，其特征在于：所述活动扰流系统（105）包括传动防护舱（109）、固定臂（110）、转动搭载头（111）、活动扰流片（112）、扰流齿轮（113）、传动齿环（114）、扰流输出齿轮（115）和扰流电机（116），所述传动防护舱（109）设于前端管道（101）外侧，所述固定臂（110）的一端设于前端管道（101）内，所述转动搭载头（111）设于固定臂（110）的另一端上，所述活动扰流片（112）的一端转动设于转动搭载头（111）上，所述活动扰流片（112）的另一端转动设于前端管道（101）上，所述扰流齿轮（113）设于活动扰流片（112）的端部上，所述传动齿环（114）转动设于前端管道（101）外侧，所述传动齿环（114）与扰流齿轮（113）啮合连接，所述扰流电机（116）设于传动防护舱（109）上，所述扰流输出齿轮（115）设于扰流电机（116）的输出端上，所述扰流输出齿轮（115）同时与传动齿环（114）啮合连接。
3.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张静，范晓周，谢明，赵静，殷海龙，李焕峰，
申请(专利权)人：山西省生态环境监测和应急保障中心山西省生态环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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