一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人，包括依次设置的钻入机构、转向机构、控制机构和蠕动机构；钻入机构包括螺旋钻头、钻入机构壳体及设置在钻入机构壳体内部的钻头电机；转向机构包括第一转向连接板、第二转向连接板、万向节和转向机构壳体；控制机构包括控制机构壳体及设置在控制机构壳体内部的控制板、直流驱动板和无线通信模块；蠕动机构包括温湿度传感器和蠕动机构壳体。本发明专利技术的仿生机器人结构简单，体积小，便于现场布设；利用无线传输获取温度数据，实现了污染场地浅层不同深度土壤温度的实时监测。场地浅层不同深度土壤温度的实时监测。场地浅层不同深度土壤温度的实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人


[0001]本专利技术涉及仿生机器人技术，特别涉及一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人。

技术介绍

[0002]随着城市化的推进，各地出现大量工业企业场地搬迁遗留污染场地，在污染场地中，挥发性/半挥发性有机物气体在土壤温度大于土壤中挥发性有机物的沸点时，便会迅速从液态或固态转化成气态，而挥发性/半挥发性有机物气体浓度极低便能对人体造成极大的危害，因此需对土壤温度进行实时监测，从而对挥发性/半挥发性有机物进行合理的风险管控。污染场地浅层土壤温度易受周边环境的影响，产生波动，从而使得污染场地中挥发性有机物气体浓度发生变化，甚至超过风险管控值，亟需采取进一步措施，使其浓度达标。因此实时获取污染场地浅层不同深度的土壤温度，结合现场挥发性有机物气体浓度实时监测设备数据，可以对风险管控方案的有效性做出评价，有利于及时调整风险管控方案。
[0003]现行污染场地土壤温度监测设备，其使用时间大都需要花费较长的时间，且设备体积大，运输较不方便，使得工作人员不得不在检测场地停留更长时间。但是污染场地存在多种挥发性有机物气体，对人体危害极大，致使人体不适宜在现场滞留，使得现行污染场地土壤温度监测工作人员进退两难。因此有必要研发污染场地浅层土壤温度监测设备，最大限度减少人体进出污染场地的时间，并对污染场地浅层不同深度的土壤温度进行实时监测，结合现场挥发性有机物气体浓度实时监测设备数据，从而评价风险管控方案的有效性，并及时调整风险管控方案。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对以上问题，本专利技术目的是提供一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人，基于蚯蚓的蠕动机理，通过钻入机构、转向机构、控制机构和蠕动机构，实现直线和曲线蠕动，到达污染场地浅层的不同土壤深度，从而对其土壤温度进行实时监测。
[0005]技术方案：本专利技术的一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人，包括依次设置的钻入机构、转向机构、控制机构和蠕动机构；
[0006]钻入机构包括螺旋钻头、钻入机构壳体及设置在钻入机构壳体内部的钻头电机，钻入机构壳体固定在螺旋钻头端部，螺旋钻头和钻头电机连接；
[0007]转向机构包括第一转向连接板、第二转向连接板、万向节和转向机构壳体，第一转向连接板固定在钻入机构壳体的端部，第二转向连接板固定在转向机构壳体的端部，万向节两端分别固定在第一转向连接板和第二转向连接板端面；
[0008]控制机构包括控制机构壳体及设置在控制机构壳体内部的控制板、直流驱动板和无线通信模块，无线通信模块与控制板通信连接，控制板和直流驱动板电连接，直流驱动板与钻头电机电连接，控制机构壳体与转向机构壳体通过螺纹连接；
[0009]蠕动机构包括温湿度传感器和蠕动机构壳体，温湿度传感器设置在蠕动机构壳体
内部，温湿度传感器与无线通信模块电连接，蠕动机构壳体与控制机构壳体通过螺纹连接。
[0010]进一步，转向机构还包括设置在转向机构壳体内部的第一转向蜗轮蜗杆电机、第二转向蜗轮蜗杆电机和电机舵，直流驱动板分别连接第一转向蜗轮蜗杆电机和第二转向蜗轮蜗杆电机，第一转向蜗轮蜗杆电机和第二转向蜗轮蜗杆电机分别连接电机舵，电机舵连接多根绳索，多根绳索均匀设置在第一转向连接板和第二转向连接板上，每根绳索外部套有弹簧。
[0011]进一步，蠕动机构还包括仿生蠕动零件、螺旋杆和蠕动电机，直流驱动板与蠕动电机电连接，蠕动电机与仿生蠕动零件连接，仿生蠕动零件套在螺旋杆上，仿生蠕动零件前端固定在蠕动机构壳体上。
[0012]进一步，控制机构壳体内部还设置升压模块和第一锂电池，蠕动机构壳体内部还设置第二锂电池，第一锂电池和第二锂电池分别连接升压模块，升压模块分别连接直流驱动板和控制板，第二锂电池连接温湿度传感器。
[0013]进一步，螺旋钻头、仿生蠕动零件和螺旋杆采用不锈钢材料；钻入机构壳体、转向连接板、万向节、电机舵、转向机构壳体、控制机构壳体和蠕动机构壳体均采用树脂材料。
[0014]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：本专利技术的仿生机器人结构简单，体积小，便于现场布设；提供一种无线智能化设备，最大限度降低人体接触挥发性有机物气体的时间，从而保障人体健康安全；实现无线控制直线和曲线蠕动，便于到达指定浅层土壤深度；利用无线传输获取温度数据，实现了污染场地浅层不同深度土壤温度的实时监测。
附图说明
[0015]图1为仿生机器人的左视三维图；
[0016]图2为仿生机器人的俯视三维图；
[0017]图3为螺旋钻头结构示意图；
[0018]图4为钻头电机结构示意图；
[0019]图5为钻入机构壳体结构示意图；
[0020]图6为转向连接板结构示意图；
[0021]图7为万向节结构示意图；
[0022]图8为电机舵结构示意图；
[0023]图9为第一转向蜗轮蜗杆电机结构示意图；
[0024]图10为第二转向蜗轮蜗杆电机结构示意图；
[0025]图11为转向机构壳体结构示意图；
[0026]图12为控制机构壳体结构示意图；
[0027]图13为上蠕动机构壳体结构示意图；
[0028]图14为下蠕动机构壳体结构示意图；
[0029]图15为仿生蠕动零件结构示意图；
[0030]图16为螺旋杆结构示意图；
[0031]图17为控制板端口示意图；
[0032]图18为直流驱动板接口示意图。
具体实施方式
[0033]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。
[0034]如图1
‑
2所示，本实施例所述的一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人，包括依次设置的钻入机构、转向机构、控制机构和蠕动机构。
[0035]钻入机构包括螺旋钻头1、钻入机构壳体3及设置在钻入机构壳体3内部的钻头电机2，钻入机构壳体3固定在螺旋钻头1端部，螺旋钻头1和钻头电机2连接，如图3
‑
4所示，螺旋钻头1上设置孔，和钻头电机2端面上突出的轴通过轴孔过盈配合连接，连接更加紧密。如图5所示，钻入机构壳体3包括上下两部分，上下两部分之间通过卯榫结构连接。
[0036]转向机构包括第一转向连接板、第二转向连接板、万向节5和转向机构壳体12，第一转向连接板固定在钻入机构壳体3的端部，第二转向连接板固定在转向机构壳体12的端部，如图6所示转向连接板4中间设有凸起，转向连接板包括第一转向连接板和第二转向连接板，如图7所示万向节5端部中间设有孔，万向节5两端的孔分别固定在第一转向连接板和第二转向连接板端面的凸起，通过顶丝8拧紧固定。如图11所示，转向机构壳体12包括上下两部分，两部分之间通过卯榫结构连接。
[0037]如图8
‑
10所示，转向机构还包括设置在转向机构壳体12内部的第一转向蜗轮蜗杆电机10、第二转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于污染场地浅层土壤温度监测的仿生机器人，其特征在于，包括依次设置的钻入机构、转向机构、控制机构和蠕动机构；钻入机构包括螺旋钻头(1)、钻入机构壳体(3)及设置在钻入机构壳体(3)内部的钻头电机(2)，钻入机构壳体(3)固定在螺旋钻头(1)端部，螺旋钻头(1)和钻头电机(2)连接；转向机构包括第一转向连接板、第二转向连接板、万向节(5)和转向机构壳体(12)，第一转向连接板固定在钻入机构壳体(3)的端部，第二转向连接板固定在转向机构壳体(12)的端部，万向节(5)两端分别固定在第一转向连接板和第二转向连接板端面；控制机构包括控制机构壳体(13)及设置在控制机构壳体(13)内部的控制板(15)、直流驱动板(16)和无线通信模块(27)，无线通信模块(27)与控制板(15)电连接，控制板(15)和直流驱动板(16)电连接，直流驱动板(16)与钻头电机(2)电连接，控制机构壳体(13)与转向机构壳体(12)通过螺纹连接；蠕动机构包括温湿度传感器(21)和蠕动机构壳体，温湿度传感器(21)设置在蠕动机构壳体内部，温湿度传感器(21)与无线通信模块(27)电连接，蠕动机构壳体与控制机构壳体(13)通过螺纹连接。2.根据权利要求1所述的仿生机器人，其特征在于，转向机构还包括设置在转向机构壳体(12)内部的第一转向蜗轮蜗杆电机(10)、第二转向蜗轮蜗杆电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜延军，蒋宁俊，万佳磊，庄恒，郭可心，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：