智能移动采样设备制造技术

本发明专利技术涉及一种智能移动采样设备，用于采集、测定室内空气中的污染物，属于空气中污染物检测领域。包括有行走部、控制部、采样部和障碍感应部。其中：控制部、采样部和障碍感应部均固定在行走部上，障碍感应部、采样部和行走部均与控制部相连，障碍感应部将感应到的道路信息传送给控制部，控制部根据道路信息控制行走部的行走路线，同时控制部还控制采样部的开启与关闭。本发明专利技术用移动的采样方法取代传统的固定点采样，采集到的样品更具有代表性，同时克服了传统采样方法中由于家具等物品的摆放而造成的难以布设采样点困难，尤其在面积较大的房间中采集空气样品则更为节省人力物力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能移动采样设备，用于采集、测定室内空气中的污染 物，属于空气中污染物检测领域。技术背景目前，我国国家标准GB/T18883-2002《室内空气质量标准》以及 GB50325-2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》都规定了室内空气样 品采集的具体方法，即根据房间面积大小确定采样点个数，然后再确定采样 点的布设位置。在执行国标时使用的采样器为固定空气采样器。该采样设备 的特点是在选择好的采样地点安放并以固定的流速采集空气样品。常用的 空气采样设备的结构示意图如图l所示，主要包括有隔膜泵6、流量计7和时间 控制器20。采样时选择好采样点将采样器放置于支架上，设定好采样流速及 时间，即可采样。该方法及采样器存在以下几个缺点是1)室内空气中污染 物的分布是不均匀的，用一个或几个固定的采样点来代表整个室内空气的质 量是不合理的。2)室内环境中由于家具等物品的摆放，实际采样过程中难以 依据国标所规定的布点规则来布设采样点。3)采样设备在采样过程中位置保 持不变，如果房间较大需要布放多台同样的采样器，使用更多的药品，在一 定程度上造成了浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服了室内空气采样方法的上述缺陷，确立一种新的 采样方法，提供一种智能移动采样设备。本专利技术中的可移动采样设备所测定 的结果更趋合理，在一定条件下节约了采样所需的人力及物力。为了达到上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。本采样设备包括有行走 部、控制部、采样部和障碍感应部。其中控制部、采样部和障碍感应部均 固定在行走部上，障碍感应部与控制部相连接，将感应到的道路信息传送给3控制部；控制部与行走部相连，控制部根据道路信息控制行走部的行走路线; 控制部还与采样部相连，控制采样部的开启与关闭。 所述的控制部选用的是单片机。所述的行走部包括有第一电动机、第二电动机、第一主动轮、第二主动 轮、从动轮和机体；其中第一主动轮、第二主动轮、从动轮均与机体相连; 第一电动机、第二电动机分别通过电机控制电路与控制部相连，接收由控制 部l传送来的运行指令来分别驱动第一主动轮和第二主动轮。所述的釆样部为灰尘采样器，灰尘采样器固定在行走部中的机体的底部。 所述的采样部为气体采样器，气体采样器固定在行走部中的机体的上部。 所述的障碍感应部包括水平测试部和高度测试部；所述的水平测试部包 括有多个水平红外传感器，多个水平红外传感器呈扇形分布固定在行走部中 的机体的前端面；所述的高度测试部包括有多个高度红外传感器，多个高度 红外传感器呈扇形分布固定在行走部中的机体的上端面。本专利技术的优点是1)本专利技术通过行走部的行走来带动采样部可以任意移 动，用移动的采样方法取代传统的固定点采样，采集到的样品更具有代表性; 2)由于本采样设备可任意移动，所以在采样时，不需要布置采样点，克服了 传统采样方法中由于家具等物品的摆放而造成的难以布设采样点困难，尤其 是在面积较大的房间中采集空气样品更为节省人力物力。 附图说明图1为传统采样器的结构示意图 图2为本专利技术的结构示意图 图3为行走部的结构示意图 图4为采样部的连接关系图 图5为障碍感应部的连接关系图 图6为水平红外传感器位置示意图 图7为高度红外传感器位置示意中1、控制部，2、行走部，3、采样部，4、障碍感应部，5、单片机， 6、隔膜泵，7、流量计8、第一电动机，9、第二电动机，10、第一主动轮， 11、第二主动轮，12、从动轮，13、灰尘采样器，14、气体采样器，15、机 体，16、水平测试部，17、高度测试部，18，水平红外传感器，19、高度红 外传感器，20、时间控制器。具体实施方式下面结合附图2 图8对本专利技术作进一步说明。如图2所示，本实施例包括控制部l、行走部2、采样部3和障碍感应部4。 控制部1选用的是单片机5，行走部2、采样部3和障碍感应部4与控制部1相连。 控制部l、采样部3和障碍感应部4均固定在行走部2上。控制部l控制行走部l 行走，固定在行走部1上的障碍感应部4将所感应到的道路信息传送给控制部 1，控制部1根据道路信息来控制行走部2的行走路线，避开障碍物，同时，控 制部1还控制采样部3的启动与关闭。在本实例中的行走部l选用的是Clean Mate 365 QQ-1型机器人，其结 构示意图如图3所示，该机器人包括有第一电动机8、第二电动机9、第一主 动轮IO、第二主动轮ll、从动轮12和机体15。第一主动轮IO、第二主动轮 11和从动轮12均与机体15相连接，第一电动机8、第二电动机9分别通过 电机控制电路与控制部1相连接，第一电动机8、第二电动机9分别驱动第一 主动轮lO和第二主动轮ll。本实例中的控制部l选用的是单片机，其型号为8051。本实施例中的采样 部3选用的是由北京市劳动保护研究所生产的QC-2型大气采样器，该采样器固 定在机体15的上部。采样部也可以为灰尘采样器13。气体采样器14或灰尘采 样器13都与控制部1中的单片机5的控制接口相连，接收运行指令，通过单片 机5来控制其运行，如图4所示。本实施例中的障碍感应部4包括水平测试部16和高度测试部17两部分，如 图5所示。水平测试部16包括五个水平红外传感器18，五个水平红外传感器18位于行走部的机体15的前端面，呈扇形排列，如图6所示。高度测试部包括五 个高度红外传感器19，它们位于移动机器人中机体15的上端面，呈扇形排列， 如图7所示。水平红外传感器与高度红外传感器分别与单片机5的管脚相连接， 将采集到的信号传输给单片机5，并由单片机5依据相关程序做出判断并将指 令传输给行走部2。每个红外传感器4各有一个红外发光管和红外接收管，通 过红外发光管不间断的向一定的方向发出一定频率的红外线，当遇到一定距 离内的障碍物时，反射回来的足够强度的红外光被红外接收管接收到，从而 对控制部l发出有障碍物信号，完成了对障碍物的实时检测，通过水平红外传 感器和高度红外传感器的检测，能很好的对障碍信息进行探测。使用时，将盛有甲醛吸收液的气泡吸收管安装在气体采样器的采样管架 上，安装好后，单片机5控制机器人启动，同时，单片机5控制气体采样器14 开启，气体采样器14开始运行，进行气体采样。机器人按照指令要求的路线 前进，当接近水平方向的障碍物时水平红外传感器将信号传给单片机5，由单 片机5做出判断，并将指令传输给机器人，第一电动机IO、第二电动机ll分别 根据指令做出相应动作，调整机器人的行走路线，避开障碍物。当遇到桌子， 凳子以及床等家具时，可能水平测试部16无法发现障碍物，但当机器人进入 到这些障碍物的下端时，高度测试部17中的红外传感器将发现障碍物，并将 信息传输给控制部的单片机5，从而调整机器人的行走路线，避开障碍物。利用此项专利技术对北京工业大学的某会议室进行了检测，与同时布设固定 采样点的情况下进行了对比，发现两种情况下采集样品进行检测，其检测结 果存在着差异。下面列出检测结果，因为房间只有60平方米，若依据国家标 准，布设3-5个采样点。我们为了减小误差增加了固定点的布设。从以下数据 可以看出由于房间中苯与甲苯分布不均匀，移动采样确实存在着非常大的 优越性(表l中的移动点为采用本专利技术检测的结果)。表l:(单位mg/m3)<table>本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能移动采样设备，包括有行走部（２）；其特征在于：还包括有控制部（１）、采样部（３）和障碍感应部（４）；其中：控制部（１）、采样部（３）和障碍感应部（４）均固定在行走部（２）上，障碍感应部（４）与控制部（１）相连接，将感应到的道路信息传送给控制部（１）；控制部（１）与行走部（２）相连，控制部（１）根据道路信息控制行走部（２）的行走路线；控制部（１）还与采样部（３）相连，控制采样部（３）的开启与关闭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王小逸，客慧明，丁蕾，赵靖强，任海荣，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]