具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人及应用方法技术方案

具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人，包括探测仪设备本体、太阳能电池板、蓄电池、带电磁刹车机构的电驱车轮、充电桩、钢索，钢索安装在河道两岸支撑座上，充电桩安装在岸边一侧；还具有充电小车、主控模块，主控模块、蓄电池、GPRS模块安装在探测仪设备本体的外壳内并电性连接；太阳能电池板安装在外壳上，电驱车安装在外壳下端；充电小车包括壳体、蓄电池、无线遥控板、无线控制板、壳体下端的电驱车轮A，主控模块内安装有数据采集单元、数据发送单元、数据分析单元、控制单元、定时单元；具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人的应用方法包括五个流程。本发明专利技术节能，能方便充电，有效采集河道水文数据。本发明专利技术具有好的应用前景。景。景。

【技术实现步骤摘要】
具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人及应用方法


[0001]本专利技术涉及监测设备及应用
，特别是一种具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人及应用方法。

技术介绍

[0002]在水利管理部门中，需要对相关河流的水位及水流速等水文信息进行实时监测。移动式非接触式雷达波流速探测仪设备（以下简称探测仪设备）是现有较为先进的一种水文监测设备，其主要结构包括电动小车、跨河线缆和安装在岸边的电动牵引机构，应用中，两岸的电动牵引机构分别收卷小车一侧缆绳、放卷另一侧缆绳，使小车在横向分布于河道之上的钢索上等来回运动，进而，雷达波流速探测仪对河道水文数据进行无缝监测。探测仪设备由于需要在岸边建立结构复杂、成本高的电动牵引机构，因此存在成本高、维护不方便且耗电的缺点。
[0003]现有技术中，也有采用蓄电池方式供电的探测仪设备，其在内部控制电路板控制作用下，每按照一定时间运行到岸边的充电桩处进行充电；虽然其一定程度上减少了建设电动牵引机构的成本，但是由于需要使用供电线路供电，相对存在浪费电能的缺点。还有就是，目前的蓄电池方式供电的探测仪设备，采用的电驱车轮没有刹车机构，由于横跨于河道之上的钢索不可能保持水平，且自身表面光滑，这样，特别在河道之上风力等影响下，每次停下监测水文数据时有可能发生打滑现象，无法保持测量时候与缆道相对静止，也就是说无法有效保证对相应点位河道的水文数据进行监测，因此存在河道水文监测盲区的几率（现有的探测仪设备，其采用的步进电机的停电后无法驻留，探测仪设备在缆道上面运行时候有坡度，为了在测量的时候保持不滑或者溜出设定测量位置，其电机必须产生反向力矩来保持不动，会导致在整个运行和停止测流过程中都在消耗电池电量）。还有就是，现有技术是只有监测电压，参数单一，没法完整评估小车的电池电量，尤其是电池在衰减后，电池效率下降，经常导致小车电量不足，停在河道双轨缆绳上，需要花费大量的人力物力，通过厂家专业技术人员到现场进行抢修，影响到小车的正常使用。由于电池充电次数有限，没有达到电池的最佳使用寿命，或者过充，或者发电过多，都会影响到电池的使用寿命。
[0004]最后就是，现有的蓄电池方式供电的探测仪设备，在因各种原因自身耗电完毕后，如果停留在河道上离岸边较远，那么由于救援人员不方便操作，会给救援工作带来极大的不利影响 且也存在很大的安全风险。综上，现有的蓄电池方式供电的探测仪设备还具有很大的技术缺陷。

技术实现思路

[0005]为了克服现有蓄电池方式供电的探测仪设备，因结构所限存在如背景所述弊端，本专利技术提供了一种在小车上布置有重量轻的柔性太阳能板，在相关机构及电路作用下，通过太阳能电池板进行充电；在电能使用完前，能自动行驶到岸边和充电桩对接充电；能在主蓄电池性能变差时主动切换到备份蓄电池进行供电；远端相关人员通过接收的数据能了解
太阳能电池板及蓄电池的性能及充放电状态，对小车的历史能耗数据进行统计分析，能对电量未来的使用做规划及电池的充放电进行调度，尤其是小车能通过物联网平台订阅当前及未来一段时间测流小车所在的位置天气预报，这样就能对电池进行更精细准确的运行调度，及保证能有效充电，又能延长使用时间，还能在需要的任何点位定点采集水文数据，判断钢索等的损坏情况，在因各种原因电池耗尽时，能通过配套的救援车辆为设备补充充电，由此为有效采集水文数据起到了有利技术支持的具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人及应用方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人，包括探测仪设备本体、太阳能电池板、蓄电池、带有电磁刹车机构的电驱车轮、充电桩、钢索，钢索两端横向安装在河道两岸的支撑座上，充电桩安装在岸边一侧；其特征在于还具有充电小车、基于计算机系统的主控模块，主控模块、蓄电池、GPRS模块安装在探测仪设备本体的外壳内；所述太阳能电池板安装在探测仪设备本体上端，电驱车轮有二套，二套电驱车轮分别安装在探测仪设备本体的外壳下端四周，且车轮的轮子具有轮槽，电驱车轮的轮子位于钢索上端，外壳下端有套环，套环套在钢索外侧；所述蓄电池具有两套、分别作为主蓄电池和备份蓄电池，太阳能电池板、主蓄电池、备份蓄电池的电源输出端和主控模块的控制电源输入端电性连接，主控模块的八路信号端和二套电驱车轮及二套电磁刹车机构的各两个接线端分别电性连接；所述充电小车包括壳体、蓄电池、无线遥控板、无线控制板、安装在壳体下端四周的电驱车轮A，电驱车轮A的电源输入端和无线控制板的电源输出端电性连接，车轮A的轮子具有轮槽A，车轮A的轮子位于钢索上端，壳体A下端有套环A，套环A套在钢索外侧；所述主控模块内安装有数据采集单元、数据发送单元、数据分析单元、控制单元、定时单元；具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人的应用方法包括如下流程，（1）：主控模块经控制单元控制太阳能电池板对蓄电池充电，并控制主蓄电池输出电源为用电设备供电，数据分析单元在主蓄电池电量下降到低于阈值时切换备份蓄电池为用电设备供电；（2）主控模块在定时单元作用下，每间隔一定时间或者连续控制探测仪设备本体在钢索上运行，并在设定的点停止运动一段时间对河面进行水文，监测的水位数据通过GPRS模块远传；（3）数据采集单元采集蓄电池及太阳能电池板的电流、电压数据，上述数据经数据发送单元通过GPRS模块远传；（4）数据分析单元在两套蓄电池电量低于阈值时，经控制单元控制探测仪设备本体行驶到岸边充电桩处获得电源充电：（5）探测仪设备本体出现电能耗尽情况时，工作人员机构无线方式控制充电小车为其充电，探测仪设备本体内刹车控制系统与探测仪设备本体的充电口直接连通，充电口具有为探测仪设备本体刹车线圈供电、应急打开刹车的功能，探测仪设备本体缺电或者刹车控制系统失效情况下，通过营救小车供电，释放刹车的功能，减少营救成本。
[0007]进一步地，所述探测仪设备本体的左右侧端各有两个和主控模块的控制电源输入端经导线连接的金属触点，充电小车的壳体一侧端具有两个和其内部蓄电池经导线连接的金属弹性片。
[0008]进一步地，所述控制单元控制探测仪设备本体前后运动时，主控板不输出电源到电磁刹车机构，两套电驱车轮能正常转动，到达相应监测点位后，主控板输出电源到电磁刹车机构，两套电驱车轮备被刹车不再转动，防止监测中，探测仪设备本体发生位移。
[0009]进一步地，所述充电小车和探测仪设备本体一侧端接触后，充电小车的两只金属
片和探测仪设备本体的两只金属触点分别接触且电性导通，探测仪设备本体另一侧端和充电桩接触后，充电桩的两只金属片和探测仪设备本体的两只金属触点分别接触且电性导通。
[0010]进一步地，所述数据采集单元还能采集电驱车轮的电流数据，如果工作电流变大、负荷过大，代表钢索表面产生毛刺或者其它损坏对电驱车轮的运动造成阻碍。
[0011]进一步地，所述备份蓄电池为用电设备供电的数据能通过数据单元采集后，经GPRS模块远传；通过在探测仪设备本体上安装的陀螺仪，能实时监测到探测仪设备本体的状态的振动和角度，探测仪设备本体的数据采集系统结合摆动分析，主动过滤掉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人，包括探测仪设备本体、太阳能电池板、蓄电池、带有电磁刹车机构的电驱车轮、充电桩、钢索，钢索两端横向安装在河道两岸的支撑座上，充电桩安装在岸边一侧；其特征在于还具有充电小车、基于计算机系统的主控模块，主控模块、蓄电池、GPRS模块安装在探测仪设备本体的外壳内；所述太阳能电池板安装在探测仪设备本体上端，电驱车轮有二套，二套电驱车轮分别安装在探测仪设备本体的外壳下端四周，且车轮的轮子具有轮槽，电驱车轮的轮子位于钢索上端，外壳下端有套环，套环套在钢索外侧；所述蓄电池具有两套、分别作为主蓄电池和备份蓄电池，太阳能电池板、主蓄电池、备份蓄电池的电源输出端和主控模块的控制电源输入端电性连接，主控模块的八路信号端和二套电驱车轮及二套电磁刹车机构的各两个接线端分别电性连接；所述充电小车包括壳体、蓄电池、无线遥控板、无线控制板、安装在壳体下端四周的电驱车轮A，电驱车轮A的电源输入端和无线控制板的电源输出端电性连接，车轮A的轮子具有轮槽A，车轮A的轮子位于钢索上端，壳体A下端有套环A，套环A套在钢索外侧；所述主控模块内安装有数据采集单元、数据发送单元、数据分析单元、控制单元、定时单元；具有电池管理系统的低功耗水文测流机器人的应用方法包括如下流程，（1）：主控模块经控制单元控制太阳能电池板对蓄电池充电，并控制主蓄电池输出电源为用电设备供电，数据分析单元在主蓄电池电量下降到低于阈值时切换备份蓄电池为用电设备供电；（2）主控模块在定时单元作用下，每间隔一定时间或者连续控制探测仪设备本体在钢索上运行，并在设定的监测点停止运动一段时间对河面进行水文监测，监测水位数据通过GPRS模块远传；（3）数据采集单元采集蓄电池及太阳能电池板的电流、电压数据，上述数据经数据发送单元通过GPRS模块远传；（4）数据分析单元在两套蓄电池电量低于阈值时，经控制单元控制探测仪设备本体行驶到岸边充电桩处获得电源充电：（5）探测仪设备本体出现电能耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴相会，孙英军，薛金山，任榧，
申请(专利权)人：成都汉维斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：