专利名称：遥操作污水取样车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高污染有害环境下的污水取样装置，特别是涉及搭载于小型 移动机器人上的遥操作污水取样车。
背景技术：
虽然移动机器人的概念和工作硬件已经出现了几十年，在有害环境或有潜在 危险条件下用机电设备替代一个或多个人员的这一想法已成为环保监测、执法部 门、以及勘测项目中的重要内容，但在最近不断发生的自然灾害和重工业污水泄 露事件中，很多单位研制的移动机器人只能进入现场侦测，而没有办法采集污染 液体，从而给污染情况的调査取证工作带来了难度。本专利就是实用新型了一种 可安装在小型移动机器人上的污水取样装置，用于完成在高污染有害或危险环境 下对污水的采集取样，实现了传统采集手段的创新。在携带了摄像头等监测仪器 的遥操作移动机器人进入污染现场后，通过无线传输将污水泄露事故现场的信息 传回本地操作平台，对污染源定位，远端操作员利用小型移动机器人远程操作系 统，通过控制机械手臂将抽水管插入受污染液面以下，控制电路得到采集液态样 本的指令后会启动微型水泵电源，将污水样本收集回车载密闭容器中。待采集完 毕后关闭采集系统，控制手臂将抽水管移出液面，完成受污染液体的采集工作。实用新型内容本实用新型提出了一种基于小型遥操作移动机器人的遥操作污水取样车， 以使小型移动机器人能够代替环保人员进入高污染有害环境或潜在危险环境进 行污水取样。为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案一种遥操作污水取样车，包括小型遥操作移动机器人，在小型遥操作移动机 器人上设有水泵、透明密闭容器、机械手臂及用于获取事故现场的图像及监测被 取样污水的容量第二摄像头，第二摄像头位于透明密闭容器的后方，在水泵上设 有取样管和导管，并且水泵的进水口与取样管的一端连接，取样管的另一端与机械手臂绑定，导管的一端与水泵的出水口连接，导管的另一端与透明密 闭容器连接，在机械手臂上设有第一摄像头。与现有环境侦测技术相比，本实用新型具有如下优点-本实用新型以小型遥操作移动机器人为平台，以遥操作的移动机器人替代环 保人员进入污染现场，实现了环保人员的零伤亡；本实用新型在污染现场，既可 根据装载的第二台摄像机传回的现场图像来了解污水泄露情况，也可根据装在机 械手臂上的麦克风帮助操作人员判断污染源位置，寻找污染源的方法灵活、简单、 可靠；由于本实用新型搭载了污水取样装置，在传统侦测的基础上，可现场对污 水采集，减少了环保人员调査取证的时间。本实用新型可应用于高污染有害环境下，人员无法接近，如自然灾害、化学 品泄露及工业污水污染事故现场，并实现对污水取样。
图1为在本实用新型的实施例中，微型水泵、密闭容器、摄像头、机械手的 安装及导管的连接示意图；具体实施方式
一种遥操作污水取样车，包括小型遥操作移动机器人9,在小型遥操作移 动机器人9上设有水泵1、透明密闭容器2、机械手臂5及用于获取事故现场的 图像及监测被取样污水的容量第二摄像头6，第二摄像头6位于透明密闭容器2 的后方，在水泵1上设有取样管4和导管3，并且水泵l的进水口与取样管4的 一端连接，取样管4的另一端与机械手臂5绑定，导管3的一端与水泵1的出水 口连接，导管3的另一端与透明密闭容器2连接，在机械手臂5上设有第一摄像 头7。本实施例还在第一摄像头7上设有麦克风8。具体来说，本实用新型包括一、微型水泵，位于小型移动机器人前端，底部固定在小型移动机器人机 械手驱动控制装置上，其控制线接口连入机器人机械手驱动控制装置，用于对需 取样污水的采集；二、 透明密闭容器，固定在小型移动机器人车载仪器舱上，用于收集取样 的污水；三、 取样管及导管，连接所述微型水泵及透明密闭容器，其中，连接微型 水泵抽水端的取样管延伸至小型移动机器人车载机械手爪处，并与之绑定，以便 精确控制污水的抽取；导管连接述微型水泵出水端与透明密闭容器；四、 摄像机及图像传输系统，安装两台摄像机，第一台摄像机位于机械手腕 部，以实时控制抽水管的运动；第二台摄像机安装在透明密闭容器后方，以获取 事故现场的图像及监测被取样污水的容量；图像传输系统通过无线传输方式将图 像传给远端操作员；五、 机械手，机械手臂有两个关节，移动范围大，可灵活引导抽水管的运动； 机械手臂前端安装的工具可根据需要灵活更换。机械手腕部装有一个摄像机，用 于近距离观察操作对象，获取操作对象更为细致的图像。此外，机械手上方装有 小型麦克风，向远端操作员传回小型遥操作移动机器人所处污染事故现场的声音 信号，如受污染液体的泄漏声，便于操作员员更快地完成调查取证工作，提高工 作效率。所述的遥操作污水取样车，其中，所述微型水泵固定在小型移动机器人车体 前部，其外控制线路接口通过导线接入^l器人机械手驱动控制器；所述的遥操作污水取样车，其中，所述密闭容器固定在小型移动机器人车载 仪器舱上；所述的遥操作污水取样车，其中，所述连接微型水泵抽水端的取样管延伸至 小型移动机器人车载机械手爪处，并与之绑定；导管连接述微型水泵出水端与透 明密闭容器；所述的遥操作污水取样车，其中，所述两台摄像机，第一台摄像机位于机械 手腕部，以实时控制抽水管的运动；第二台摄像机安装在透明密闭容器后方，以 获取事故现场的图像及监测被取样污水的容量；所述的遥操作污水取样车，其中，所述机械手手臂有两个关节，机械手上方 装有第一台摄像机，用于近距离观察操作对象，获取操作对象更为细致的图像。 此外，机械手上方装有小型麦克风，向远端操作员传回小型遥操作移动机器人所 处污染事故现场的声音信号，如被污染液体泄漏声；本实用新型在使用时，远端操作员先通过小型遥操作机器人携带的无线传输系统，获取污水泄露事故现场图像，确定污染源，寻找到取样位置后，再利用小 型移动机器人远程遥操作系统，通过控制机械手臂将抽水管插入液面以下，控制 电路得到采集污染液体样本的指令后会启动微型水泵电源，将污水样本收集回车 载密闭容器中。待釆集完毕后关闭采集系统，控制手臂将抽水管移出液面，完成 液体的采集工作，最后小型遥操作机器人携带车载污水取样装置返回。 下面参照附图，对本实用新型进行更为详细描述 图1为在本实用新型的实施例中，微型水泵、透明密闭容器、摄像头、机 械手的安装及导管的连接示意图。如图1所示，微型水泵l，固定在小型移动机 器人前端；透明密闭容器2，附在小型移动机器人车载仪器舱上；连接微型水泵 抽水端的取样管4延伸至小型移动机器人车载机械手爪处，并与之绑定，以便精 确控制污水的抽取；导管3连接述微型水泵出水端与透明密闭容器；摄像机7 位于机械手腕部，以实时控制抽水管的运动；摄像头6安装在透明密闭容器后方， 以获取事故现场的图像及监测被取样污水的容量。小型麦克风8安装在机械手上 方，向远端操作员传回小型遥操作移动机器人所处液体污染事故现场的声音信 号，以便操作员寻找污染源，确定取样位置。 本实用新型的工作原理和工作过程如下
远端操作员利用远程遥操作控制器向微型水泵发送采集污水样本的指令， 微型水泵电源启动，待采集完毕后，远端操作员再通过远程遥操作控制器向微型 水泵发送关闭指令，污水取样完成。 具体流程如下
小型遥操作移动机器人携带车载污水取样器进入取样现场；
远端操作员先通过小型遥操作机器人携带的无线传输系统，获取污水泄露事 故现场图像，确定污染源，寻找到取样位置；
利用小型移动机器人远程遥操作系统，通过控制机械手臂，在机械手腕部所 装的摄像机传输图像的指引下，将微型水泵抽水管插入液面以下；
远端操作员通过远程遥操作系统，给微型水泵发送取样指令，微型水泵电源 启动，开始工作，污水经抽水管进入车载密闭容器；
远端操作员通过安装在透明密闭容器后方的摄像机，实时观测污水采集情 况，确定采集容量；
釆集适量的污水后，远端操作员再次通过远程遥操作控制器，向微型水泵发 送取消指令，微型水泵电源关闭，取样结束；移动机器人携带污水取样装置返回。
利用本实用新型的装置可以实现在高污染有害环境或有潜在危险条件下，污 水取样的无人化，大大提高了小型移动机器人对环境污染的侦测及对突发污染事 件的处理能力。对于现在经常发生的污水泄露事件，由于很多单位研制的移动机 器人没有污水采集功能，往往会延误调査取证时间，本实用新型可以在传统侦测 的基础上，有效解决污水取样问题。
当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其 实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变 和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范 围。
权利要求1.一种遥操作污水取样车，其特征在于包括小型遥操作移动机器人(9)，在小型遥操作移动机器人(9)上设有水泵(1)、透明密闭容器(2)、机械手臂(5)及用于获取事故现场的图像及监测被取样污水的容量第二摄像头(6)，第二摄像头(6)位于透明密闭容器(2)的后方，在水泵(1)上设有取样管(4)和导管(3)，并且水泵(1)的进水口与取样管(4)的一端连接，取样管(4)的另一端与机械手臂(5)绑定，导管(3)的一端与水泵(1)的出水口连接，导管(3)的另一端与透明密闭容器(2)连接，在机械手臂(5)上设有第一摄像头(7)。
2. 根据权利要求1所述的遥操作污水取样车，其特征在于在第一摄像头(7) 上设有麦克风(8)。
专利摘要一种遥操作污水取样车，包括小型遥操作移动机器人，在小型遥操作移动机器人上设有水泵、透明密闭容器、机械手臂及用于获取事故现场的图像及监测被取样污水的容量第二摄像头，第二摄像头位于透明密闭容器的后方，在水泵上设有取样管和导管，并且水泵的进水口与取样管的一端连接，取样管的另一端与机械手臂绑定，导管的一端与水泵的出水口连接，导管的另一端与透明密闭容器连接，在机械手臂上设有第一摄像头。本实用新型可应用于高污染有害环境下，人员无法接近，如化学品泄露及工业污水污染事故现场，并实现对污水取样。本实用新型以小型遥操作移动机器人为平台，以遥操作的移动机器人替代环保人员进入污染现场，实现了环保人员的零伤亡。
文档编号G01N1/14GK201364280SQ20092003807
公开日2009年12月16日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者宋爱国, 崔建伟, 徐效农, 彦 曹, 王月姣, 夔 钱, 乐 陈 申请人:东南大学