一种测流机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种测流机器人，包括机器人控制模块、机器人模块和雷达测流模块，机器人控制模块和机器人模块通过总线连接，机器人模块和雷达测流模块通过连接件连接，机器人模块和雷达测流模块均通过红外线发射和接收的方式连接有遥控器模块。解决了现有技术中存在的接触式测流装置受水面波动影响造成测量不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种测流机器人
本技术属于流量监测
，涉及一种测流机器人。
技术介绍
水资源监测和管理中，对于水流量这个指标的获取非常重要，通常采取体积流量来计算水流量，即首先获取水流速，在已知测流断面面积的前提下，取其乘积，即为水流量，该指标经常被用于衡量水量多少，也用于防洪减灾、智能灌溉中。传统测流装置，采用与河面接触的转子式测流仪或者标浮法测流，测流精度低，同时对放置位置有较高要求，人工操作使得每次测流的结果不尽相同，需要多次测流取平均值，而且受装置本身条件限制，其对河道测流时范围不大。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种测流机器人，解决了现有技术中存在的接触式测流装置受水面波动影响造成测量不准确的问题。本技术所采用的技术方案是，一种测流机器人，包括机器人控制模块、机器人模块和雷达测流模块，机器人控制模块和机器人模块通过总线连接，机器人模块和雷达测流模块通过连接件连接，机器人模块和雷达测流模块均通过红外线发射和接收的方式连接有遥控器模块。本技术的特点还在于，机器人控制模块包括与所述机器人模块连接的指令分析及位置计算模块，指令分析及位置计算模块分别连接有控制命令输入模块和控制信号输出模块。指令分析及位置计算模块采用型号为89C51的单片机，控制命令输入模块采用型号为RFAO2的超外插接收模块。机器人模块包括测流机器人外壳，测流机器人外壳底部设置有滑轮，滑轮嵌于机器人滑轨内，测流机器人外壳内部设置有与机器人控制模块连接的机器人主控模块，机器人主控模块分别连接有控制信号接收模块和步进电机供电电源，步进电机供电电源连接有步进电机，步进电机的转轴插入到滑轮的插口中进行转矩连接，测流机器人外壳的侧面设置有支架，连接件固定在支架上。机器人主控模块采用STM32F407单片机，控制信号接收模块采用型号为RFAO2的超外插接收模块，步进电机采用TM23-57mm直角减速步进电机，步进电机供电电源采用KA3606MA三相直流源。雷达测流模块包括主控制器模块，主控制器模块分别连接有显示模块和模数转换模块，模数转换模块依次连接有雷达信号处理模块、雷达传感器。主控制器模块采用STM32F407单片机，显示模块为LCD液晶显示屏，模数转换模块采用转换精度为8位以上的A/D转换芯片，雷达信号处理模块采用RT8187L芯片，雷达传感器采用24GHz雷达传感器。连接件为螺栓。本技术的有益效果是，本技术一种测流机器人，通过控制机器人即可实现对测流设备位置的精确控制，使得测流精度得到有效提高；另外本技术一种测流机器人采用雷达传感器发射的电磁波来间接计算出水流速度，采取不接触式的测流方式，优于传统接触式测量装置受水面波动影响大的缺陷。附图说明图1是本技术一种测流机器人的模块结构图；图2是本技术一种测流机器人的机器人模块结构图；图3是本技术一种测流机器人在河道测流时的应用布局图。图中，1.机器人控制模块，2.机器人模块，3.连接件，4.雷达测流模块，5.遥控器模块；101.控制命令输入模块，102.指令分析及位置计算模块，103.控制信号输出模块；201.机器人滑轨，202.滑轮，203.步进电机，204.步进电机供电电源，205.测流机器人外壳，206.控制信号接收模块，207.机器人主控模块，208.支架；401.显示模块，402.主控制器模块，403.模数转换模块，404.雷达信号处理模块，405.雷达传感器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术一种测流机器人，结构如图1和图2所示，包括机器人控制模块1、机器人模块2和雷达测流模块4，机器人控制模块1和机器人模块2通过总线连接，机器人模块2和雷达测流模块4通过连接件3连接，机器人模块1和雷达测流模块4均通过红外线发射和接收的方式连接有遥控器模块5。机器人控制模块1包括与机器人模块2连接的指令分析及位置计算模块102，指令分析及位置计算模块102分别连接有控制命令输入模块101和控制信号输出模块103。指令分析及位置计算模块102采用型号为89C51的单片机，控制命令输入模块101采用型号为RFAO2的超外插接收模块，控制信号输出模块(103)由指令分析及位置计算模块102所用89C51单片机的P0口引脚和P2口引脚共同组成。机器人模块2包括测流机器人外壳205，测流机器人外壳205底部设置有滑轮202，滑轮202嵌于机器人滑轨201内，测流机器人外壳205内部设置有与机器人控制模块1连接的机器人主控模块207，机器人主控模块207分别连接有控制信号接收模块206和步进电机供电电源204，步进电机供电电源204连接有步进电机203，步进电机203的转轴插入到滑轮202的插口中进行转矩连接，测流机器人外壳205的侧面设置有支架208，连接件3固定在支架208上。机器人主控模块207采用STM32F407单片机，控制信号接收模块206采用型号为RFAO2的超外插接收模块，步进电机203采用TM23-57mm直角减速步进电机，步进电机供电电源204采用KA3606MA三相直流源。雷达测流模块4包括主控制器模块402，主控制器模块402分别连接有显示模块401和模数转换模块403，模数转换模块403依次连接有雷达信号处理模块404、雷达传感器405。主控制器模块402采用STM32F407单片机，显示模块401为LCD液晶显示屏，模数转换模块403采用转换精度为8位以上的A/D转换芯片，雷达信号处理模块404采用RT8187L芯片，雷达传感器405采用24GHz雷达传感器。连接件3为螺栓。本技术一种测流机器人的工作原理及过程为：使用的时候，如图3所示，将机器人模块2的滑轨202通过滑轨支架固定于河岸上，测水流速度时，通过遥控器模块5实现对机器人模块2的遥控启动，启动后，通过遥控器模块5设置机器人模块2的测流位置，具体可以有两种方式，一种为通过按键输入具体的滑动距离，另外一种为通过左移、右移按键实现机器人模块2的移动；机器人模块2被移动到指定位置后，通过按遥控器模块5的开始按键，控制雷达测流模块4开始进行测流，具体过程为，雷达传感器405会向河面发射电磁波，该电磁波与水流方向的夹角为α°，该角度用于计算流速，计算公式为其中v表示水流速度，Δf为雷达中频信号，c为电磁波在空气中的传播速度，f为雷达发射信号频率。电磁波触碰到水面后会反射回雷达传感器405，雷达传感器405接收到的是电磁波频率信号，该频率信号通过雷达信号处理模块404后，实现对电磁波信号的滤波处理，并转换为速度模拟信号，该模拟信号经过模数转换模块403转换为数字量后，输出给主控制器模块402，主控制器模块402将此时采集到的水流速度保存于存储器中，以便后续进行流量的计算。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测流机器人，其特征在于，包括机器人控制模块(1)、机器人模块(2)和雷达测流模块(4)，所述机器人控制模块(1)和机器人模块(2)通过总线连接，所述机器人模块(2)和雷达测流模块(4)通过连接件(3)连接，所述机器人模块(2)和雷达测流模块(4)均通过红外线发射和接收的方式连接有遥控器模块(5)。

【技术特征摘要】
1.一种测流机器人，其特征在于，包括机器人控制模块(1)、机器人模块(2)和雷达测流模块(4)，所述机器人控制模块(1)和机器人模块(2)通过总线连接，所述机器人模块(2)和雷达测流模块(4)通过连接件(3)连接，所述机器人模块(2)和雷达测流模块(4)均通过红外线发射和接收的方式连接有遥控器模块(5)。2.根据权利要求1所述的一种测流机器人，其特征在于，所述机器人控制模块(1)包括与所述机器人模块(2)连接的指令分析及位置计算模块(102)，所述指令分析及位置计算模块(102)分别连接有控制命令输入模块(101)和控制信号输出模块(103)。3.根据权利要求2所述的一种测流机器人，其特征在于，所述指令分析及位置计算模块(102)采用型号为89C51的单片机，所述控制命令输入模块(101)采用型号为RFAO2的超外插接收模块。4.根据权利要求1所述的一种测流机器人，其特征在于，所述机器人模块(2)包括测流机器人外壳(205)，所述测流机器人外壳(205)底部设置有滑轮(202)，所述滑轮(202)嵌于机器人滑轨(201)内，所述测流机器人外壳(205)内部设置有与机器人控制模块(1)连接的机器人主控模块(207)，所述机器人主控模块(207)分别连接有控制信号接收模块(206)和步进电机供电电源(204)，所述步进电机供电电源(204)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：温宗周，李丽敏，程少康，田明强，刘德阳，许冠芝，李成强，徐根祺，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61