一种水上机器人系统的制作方法

1.本发明用于水上作业设备领域，特别是涉及一种水上机器人系统。


背景技术：

2.水上智能机器人是节省人工水上作业成本、提高工作效率的有效形式，随着经济社会发展，人们对于智能化程度高、功能全面的水上机器人需求日渐强烈。目前现有水上智能机器人功能单一，多以定点水面清漂、水上救援、水下地形测量、水质测量等单一功能为主，且未能实现全过程智能控制，部分过程仍需人工参与。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种水上机器人系统。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种水上机器人系统，包括：
6.漂浮装置，呈环状，所述漂浮装置的中部设有由顶部贯通至底部的模块安装孔，所述漂浮装置上设有第一电源和用于驱动所述漂浮装置在水上移动的动力组件；
7.模块化清漂载体，内部设有用于容纳漂浮物的空腔，所述模块化清漂载体能够拆卸的安装于所述模块安装孔；
8.输送装置，用于将水面的漂浮物输送至所述模块化清漂载体；
9.模块化水质监测载体，能够拆卸的安装于所述模块安装孔，所述模块化水质监测载体上设有采样瓶和用于向所述模块安装孔下方的水体中释放并收起所述采样瓶的收放机构。
10.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述模块化清漂载体包括第一壳体，所述第一壳体具有顶部敞口的空腔，所述第一壳体具有能够嵌入所述模块安装孔的第一外周面，所述第一外周面上设有与所述模块安装孔相配合的第一凸块结构，所述第一壳体设有用于压接在所述模块安装孔顶部边缘的第一边环，所述第一边环上设有第一提手。
11.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述模块化水质监测载体包括第二壳体，所述第二壳体具有能够嵌入所述模块安装孔的第二外周面，所述第二外周面上设有与所述模块安装孔相配合的第二凸块结构，所述第二壳体设有用于压接在所述模块安装孔顶部边缘的第二边环，所述第二边环上设有第二提手，所述第二壳体中设有多个沿竖向延伸以分隔多个采样瓶的限位槽。
12.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述收放机构包括第一控制组件和第一绞盘，所述第一控制组件包括第二电源、信号发收装置和第一控制单元，所述第一绞盘引出第一绞线，并连接于所述采样瓶，所述采样瓶的瓶口设有控制阀门。
13.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述漂浮装置上设有缺口，所述缺口中设有控制与感知装置，所述控制与感知装置包括第二控制组件和水下地形测量装置，所述第
二控制组件包括第二控制单元、陀螺仪、卫星定位装置和距离感知装置。
14.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述输送装置设置于所述缺口中，并位于所述控制与感知装置顶部，所述输送装置包括通过所述缺口将漂浮物输送至所述模块化清漂载体的传动带组件，所述传动带组件的传动带表面设有排水凹槽和用于收集漂浮物的凸起结构，所述控制与感知装置顶部设有与所述传动带组件配合的毛刷。
15.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述动力组件分别位于所述漂浮装置的不同方位，并由第一电机驱动。
16.结合上述实现方式，在某些实现方式中，还包括：
17.基站，包括充电装置和升降装置，所述漂浮装置顶部设有与所述第一电源连接的充电口，所述升降装置用于从水中抬起所述漂浮装置并使所述充电口与所述充电装置相连接。
18.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述升降装置包括第一支撑杆，所述第一支撑杆上设有第一滑块和驱动所述第一滑块沿所述第一支撑杆升降的第一驱动机构，所述第一滑块设有横向延伸的第一悬臂，所述第一悬臂顶部设有滚轮和驱动所述滚轮转动的第二驱动机构，所述滚轮的滚轮面露出于所述第一悬臂的顶部表面。
19.结合上述实现方式，在某些实现方式中，所述基站还包括第二支撑杆，所述第二支撑杆包括支撑杆上壳与支撑杆下壳，所述支撑杆上壳通过承重轴承安装于所述支撑杆下壳的顶端，所述第二支撑杆内部设有转轴，所述支撑杆上壳与转轴固结，转轴下部连接转盘和驱动所述转盘的第二电机，所述充电装置设置于支撑杆下壳，所述支撑杆上壳设有第二滑块和驱动所述第二滑块沿所述支撑杆上壳升降的第三驱动机构，所述第二滑块设有横向延伸的第二悬臂，所述第二悬臂两侧设有正对向下延伸的连杆，所述连杆上设有正对分布的夹持部件。
20.上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明的技术方案中，漂浮装置采用环形设计，在为整个水上机器人提供浮力的同时，在中部限定出由顶部贯通至底部的模块安装孔，根据需要模块安装孔中可安装模块化清漂载体或者模块化水质监测载体，即当需要进行水面清漂时，则将模块化清漂载体安装于模块安装孔中，借助于输送装置，在漂浮装置移动过程中将水面的漂浮物输送至模块化清漂载体。当需要进行水质监测时，则将模块化水质监测载体安装于模块安装孔中，通过收放机构使采样瓶下沉至要求深度，待采样瓶完成采样后，收放机构对采样瓶进行回收。本发明的技术方案提出了一种模块化设计的水上智能机器人，通过模块化设计，实现了定向水面清漂、水质采样等功能，功能更加多样，提高了工作效率。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是本发明一个实施例中模块化清漂载体安装于漂浮装置结构示意图；
24.图2是本发明一个实施例中漂浮装置结构示意图；
25.图3是图2中a-a处截面图；
26.图4是本发明一个实施例中漂浮装置结构爆炸图；
27.图5是本发明一个实施例中模块化清漂载体结构示意图；
28.图6是本发明一个实施例中模块化水质监测载体结构示意图；
29.图7是本发明一个实施例中基站结构示意图；
30.图8是本发明一个实施例中升降装置结构示意图；
31.图9是本发明一个实施例中第二支撑杆结构示意图。
具体实施方式
32.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
33.本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
35.本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
36.本发明的实施例提供了一种水上机器人系统，其能够实现了定向水面清漂、水下地形测量、水质采样等功能。
37.参见图1-图6，水上机器人系统包括漂浮装置100、模块化清漂载体200、输送装置300和模块化水质监测载体400。其中，漂浮装置100呈环状，漂浮装置100的中部设有由顶部贯通至底部的模块安装孔101，模块安装孔101用于不同功能模块在漂浮装置100的切换安装。漂浮装置100上设有第一电源102和用于驱动漂浮装置100在水上移动的动力组件103，第一电源102设置于漂浮装置100的内部空间，第一电源102可为水上智能机器人中装置提供电能。
38.模块化清漂载体200作为实现水上机器人的水面清漂的模块化部件，模块化清漂载体200内部设有用于容纳漂浮物的空腔，模块化清漂载体200能够拆卸的安装于模块安装孔101。
39.输送装置300用于将水面的漂浮物由水面输送至安装于漂浮装置100的模块化清漂载体200中。
40.模块化水质监测载体400作为实现水质采样的模块化部件，模块化水质监测载体
400能够拆卸的安装于模块安装孔101，模块化水质监测载体400上设有采样瓶401和用于向模块安装孔101下方的水体中释放并收起采样瓶401的收放机构。
41.本发明的技术方案中，漂浮装置100采用环形设计，在为整个水上机器人提供浮力的同时，在中部限定出由顶部贯通至底部的模块安装孔101，根据需要模块安装孔101中可安装模块化清漂载体200或者模块化水质监测载体400，即当需要进行水面清漂时，则将模块化清漂载体200安装于模块安装孔101中，借助于输送装置300，在漂浮装置100移动过程中将水面的漂浮物输送至模块化清漂载体200。当需要进行水质监测时，则将模块化水质监测载体400安装于模块安装孔101中，通过收放机构使采样瓶401下沉至要求深度，待采样瓶401完成采样后，收放机构对采样瓶401进行回收。本发明的技术方案提出了一种模块化设计的水上智能机器人，通过模块化设计，实现了定向水面清漂、水质采样等功能，功能更加多样，提高了工作效率。
42.在一些实施例中，参见图1、图5，模块化清漂载体200包括第一壳体201，第一壳体201具有顶部敞口的空腔，第一壳体201具有能够嵌入模块安装孔101的第一外周面202，第一外周面202上设有与模块安装孔101相配合的第一凸块结构203，第一壳体201设有用于压接在模块安装孔101顶部边缘的第一边环204，第一边环204上设有第一提手205。模块化清漂载体200在模块安装孔101中安装时，可通过第一提手205提住第一壳体201，并使第一壳体201的第一凸块结构对准模块安装孔101的凹槽，然后将第一壳体201沉入模块安装孔101中，第一壳体201通过第一边环204压接在模块安装孔101顶部边缘，整个第一壳体201被漂浮装置100稳定承载。
43.类似的，在一些实施例中，参见图2、图4、图6，模块化水质监测载体400包括第二壳体402，第二壳体402具有能够嵌入模块安装孔101的第二外周面403，第二外周面403上设有与模块安装孔101相配合的第二凸块结构404，第二壳体402设有用于压接在模块安装孔101顶部边缘的第二边环，第二边环上设有第二提手405，模块化水质监测载体400在模块安装孔101中安装时，可通过第二提手405提住第二壳体402，并使第二壳体402的第二凸块结构对准模块安装孔101的凹槽，然后将第二壳体402沉入模块安装孔101中，第二壳体402通过第二边环压接在模块安装孔101顶部边缘，整个第二壳体402被漂浮装置100稳定承载。
44.其中，参见图6，第二壳体402中设有多个沿竖向延伸以分隔多个采样瓶401的限位槽406，保证多个采样瓶401有序分布。
45.进一步的，参见图6，收放机构包括第一控制组件和第一绞盘407，第一控制组件包括第二电源408、信号发收装置409和第一控制单元410，第一控制单元410可采用单片机，第二电源408可为第一控制单元410、第一绞盘407提供电能，第一绞盘407引出第一绞线，并连接于采样瓶401，采样瓶401底部为重块，使自然状态下密度大于水体，采样瓶401的瓶口设有控制阀门411。需要执行采样动作时，第一控制单元410控制第一绞盘407开始放线并使采样瓶401在自重作用下沉至要求深度，待时机成熟后，信号发收装置409控制遥控控制阀门411启闭完成采样并通过第一绞盘407进行回收。
46.在一些实施例中，参见图1-图4，漂浮装置100上设有缺口104，缺口104中设有控制与感知装置105，控制与感知装置105包括第二控制组件和水下地形测量装置106，第二控制组件包括第二控制单元107、陀螺仪108、卫星定位装置109和距离感知装置110。第二控制单元107包括中央控制芯片，中央控制芯片可接受、储存、传输、处理相关信号并操控水上智能
机器人上其他装置；陀螺仪108可实时感知并传输智能机器人形态形象至中央控制芯片；卫星定位装置109可实时收发智能机器人位置信息并将位置信息传输至中央控制芯片；水下地形测量装置106可实时测量水下地形并传输至中央控制芯片；距离感知装置110可实时测量周围一定范围内障碍物信息并传输至中央控制芯片；控制与感知装置105与漂浮装置100连接并与漂浮装置100内部相通。
47.漂浮装置100上设有监测装置111，监测装置111可采用摄像头，监测装置111可360
°
旋转监测、识别一定范围内的物体，并将相关信号传输至第二控制单元107。第二控制单元107可对陀螺仪108、卫星定位装置109、水下地形测量装置106、距离感知装置110、监测装置111反馈的数据进行处理并研判避障或返航；水上智能机器人能在中央控制芯片、卫星定位装置109的控制下实现定向巡航。
48.输送装置300可采用往复摆动式的拨杆或者连续传动的传送带等传送部件，例如在一些实施例中，参见图1-图4，输送装置300设置于缺口104中，并位于控制与感知装置105顶部，输送装置300由第二控制单元107控制，输送装置300包括通过缺口104将漂浮物输送至模块化清漂载体200的传动带组件。传动带组件的传动带表面设有排水凹槽和用于收集漂浮物的凸起结构，控制与感知装置105顶部设有与传动带组件配合的毛刷112。
49.其中，参见图2，动力组件103分别位于漂浮装置100的不同方位，并由第一电机驱动。
50.在一些实施例中，参见图7、图8，水上机器人系统还包括基站500，基站500包括充电装置501和升降装置，漂浮装置100顶部设有与第一电源102连接的充电口113，升降装置用于从水中抬起漂浮装置100并使充电口113与充电装置501相连接。若智能机器人中途电量不足，则在自动标记位置后，自主导航至基站500处进行能量补给，基站500收到回收信号后，控制升降装置向上运动，将智能机器人抬升至一定高度后，直至充电口113与充电装置501耦合。
51.在一些实施例中，参见图7、图8，升降装置包括第一支撑杆502，第一支撑杆502上设有第一滑块503和驱动第一滑块503沿第一支撑杆502升降的第一驱动机构，第一滑块503设有横向延伸的第一悬臂504，第一悬臂504顶部设有滚轮505和驱动滚轮505转动的第二驱动机构，滚轮505的滚轮505面露出于第一悬臂504的顶部表面。具体的工作时，控制升降装置中第一驱动机构的开始工作，第一滑块503在的第一驱动机构带动下向上运动，通过第一悬臂504将智能机器人抬升至一定高度后，根据陀螺仪108反馈的角度信息通过第二驱动机构控制滚轮505，将智能机器人旋转至特定方向(充电装置501与充电口113对齐)，并继续抬升直至充电口113与充电装置501耦合。
52.其中，第一驱动机构可采用电动推杆等，例如在图7、图8所示的实施例中，第一驱动机构包括控制与电力装置506、第二绞盘507与第二绞线508；控制与电力装置506受基站500的控制中心控制；第二绞线508一端连接第二绞盘507，一端连接第一滑块503上的滑轮。
53.在一些实施例中，参见图7、图9，基站500还包括第二支撑杆509，第二支撑杆509包括支撑杆上壳510与支撑杆下壳511，支撑杆上壳510通过承重轴承512安装于支撑杆下壳511的顶端，第二支撑杆509内部设有转轴513，支撑杆上壳510与转轴513固结，转轴513下部连接转盘和驱动转盘的第二电机514，充电装置501设置于支撑杆下壳511，支撑杆上壳510设有第二滑块515和驱动第二滑块515沿支撑杆上壳510升降的第三驱动机构，第二滑块515
设有横向延伸的第二悬臂516，第二悬臂516两侧设有正对向下延伸的连杆517，连杆517上设有正对分布的夹持部件518。夹持部件518可采用伸缩杆或夹手等，用于与第一提手或第二提手配合，通过第二支撑杆509，基站500可以实现模块化清漂载体200、模块化水质监测载体400的切换。
54.第三驱动机构可采用电动推杆等，例如在图9所示的实施例中，第三驱动机构包括控制与电力装置519、第三绞盘520与第三绞线521；控制与电力装置519受基站500的控制中心控制；第三绞线521一端连接第三绞盘520，一端连接第二滑块515上的滑轮。
55.通过基站与模块化水上智能机器人结合，实现了水上智能机器人自动回收、能源补给、信息实时传递与模块化载体更换等功能，提高了水上机器人智能化程度，提升了水上机器人续航与工作能力。
56.本发明的运行原理如下：
57.一、当执行水下地形测量任务时：
58.第一步，确定智能机器人运行正常，智能基站500处于初始状态，即第一滑块503位于第一支撑杆502内部滑槽底端(水位以下一定深度，其深度大于智能机器人高度)、第一滑块503位于支撑杆上壳510内部滑槽顶端，其他装置运转正常。
59.第二步，在终端设备中提前设置好测量范围、测量路线与测量密度等基础信息；
60.第三步，通过船、基站500、人工等方式将智能机器人放置在水中，将相关测量要求信息传输至智能机器人中央控制芯片中，并记录其吃水深度；
61.第四步，智能机器人在卫星定位装置109、中央控制芯片的控制下自主导航前往测量路线起点，并沿设置路线与密度开始地形采样并实时传输至基站500或接受终端。
62.第五步，若智能机器人电量充足，则跳至第九步。若智能机器人中途电量不足，则在自动标记位置后，自主导航至智能基站500处进行能量补给；
63.第六步，当智能机器人确认返航并导航至智能基站500一定范围内时，智能机器人在中央控制芯片、卫星定位装置109、距离感知装置110、监测装置111的配合下运动至基站500固定位置，并向基站500发出回收信号(即中控装置正下方)；
64.第七步，基站500收到回收信号后，控制升降装置中第二绞盘507的开始工作，第一滑块503在第二绞线508的带动下向上运动，通过第一悬臂504将智能机器人抬升至一定高度后，根据陀螺仪108反馈的角度信息启动滚轮505，将智能机器人旋转至特定方向(充电口113与充电装置501对齐)，并继续抬升直至防水口与充电装置501耦合。
65.第八步，充电完毕后升降装置下降至初始状态，智能机器人降至水面并重新导航至标记位置，按要求继续开展地形测量工作。
66.第九步，完成地形测量工作后，智能机器人自动返航。通过水面高程、智能机器人吃水深度和水深数据可推算出河床地形。
67.二、当执行水面清漂任务时：
68.第一步，确定智能机器人运行正常，漂浮装置100中心放置有模块化清漂载体200。智能基站500处于初始状态，即第一滑块503位于第一支撑杆502内部滑槽底端(水位以下一定深度，其深度大于智能机器人高度)、中控装置的第一滑块503位于支撑杆上壳510内部滑槽顶端、中控装置所在地面四周固定范围内有空置的模块化清漂载体200以供替换、其他装置运转正常。
69.第二步，在终端设备中提前设置好清漂路线、清漂范围、清漂模式等基础信息；
70.第三步，通过船、基站500、人工等方式将智能机器人放置在水中，将相关清漂要求信息传输至智能机器人中央控制芯片中；
71.第四步，智能机器人在卫星定位装置109、中央控制芯片的控制下自主导航前往清漂路线起点。智能机器人抵达清漂路线起点或范围后，中央控制芯片控制输送装置300工作，智能机器人沿设置路线、范围与模式进行清漂。智能机器人正前方水面漂浮物在输送装置300的带动下进入模块化清漂载体200，水体沿传送带上的凹槽排出，部门附着在传送带上漂浮物在毛刷或其他柔性材料的作用下被扫入模块化清漂载体200。
72.第五步，若智能机器人电量充足、模块化清漂载体200容积充足，则跳至第九步。若智能机器人中途电量或模块化清漂载体200容积不足，则在自动标记位置后，自主导航至智能基站500处进行补给；
73.第六步，当智能机器人确认返航并导航至智能基站500一定范围内时，智能机器人在中央控制芯片、卫星定位装置109、距离感知装置110、监测装置111的配合下运动至基站500固定位置，并向基站500发出回收或更换模块信号；
74.第七步，基站500收到信号后，控制升降装置中第二绞盘507的开始工作，第一滑块503在第二绞线508的带动下向上运动，通过第一悬臂504将智能机器人抬升至一定高度后，根据陀螺仪108反馈的角度信息启动滚轮505，将智能机器人旋转至特定方向(充电口113与充电装置501对齐)，并继续抬升直至防水口与充电装置501耦合。若需更换模块，控制中心遥控第三绞盘520开始工作，第二滑块515在第三绞线521的带动下向下运动，当下降到一定位置时遥夹持部件518伸出并插入提手，遥控第三绞线521将模块化清漂载体200抬离智能机器人后，启动第二电机514将支撑杆上壳510与第二滑块515旋转一定角度后，将模块化清漂载体200放置与地面上，并重复上述过程为智能机器人安装空置的模块化清漂载体200。
75.第八步，充电或更换完毕后，升降装置下降至初始状态，智能机器人降至水面并重新导航至标记位置，按要求继续开展清漂工作。
76.第九步，完成清漂工作后，智能机器人自动返航。人工仅需定期前往基站500回收模块化清漂载体200即可。
77.三、当执行水样采集任务时：
78.第一步，确定智能机器人运行正常，漂浮装置100中心放置有模块化水质监测载体400。智能基站500处于初始状态，即第一滑块503位于第一支撑杆502内部滑槽底端(水位以下一定深度，其深度大于智能机器人高度)、中控装置的第一滑块503位于支撑杆上壳510内部滑槽顶端、中控装置所在地面四周固定范围内有空置的模块化水质监测载体400以供替换、其他装置运转正常。
79.第二步，在终端设备中提前设置好采样位置、采样深度、采样时间等基础信息；
80.第三步，通过船、基站500、人工等方式将智能机器人放置在水中，将相关采样要求信息传输至智能机器人中央控制芯片中；
81.第四步，智能机器人在卫星定位装置109、中央控制芯片的控制下自主导航前往采样地点。智能机器人抵达采样地点后，中央控制芯片控制单片机对第一绞盘407下达指令，第一绞盘407开始放线并使采样瓶401在自重作用下沉至要求深度，待时机成熟后，信号发收装置409控制控制阀门411启闭完成采样并通过第一绞盘407进行回收。重复上述步骤直
至完成采样任务。
82.第五步，若智能机器人电量充足、模块化水质监测载体400采样瓶401有空余，则跳至第九步。若智能机器人中途电量或模块化水质监测载体400已满，则在自动标记位置后，自主导航至智能基站500处进行补给；
83.第六步～第九步，参照“当执行水面清漂任务时”第六步～第九步部执行。
84.必要时，可通过对步骤的调整，以实现地形勘测、水面清漂、水质采样交替或同时进行。上述过程均可切换至人工操纵模式。
85.在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
86.当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种水上机器人系统，其特征在于，包括：漂浮装置，呈环状，所述漂浮装置的中部设有由顶部贯通至底部的模块安装孔，所述漂浮装置上设有第一电源和用于驱动所述漂浮装置在水上移动的动力组件；模块化清漂载体，内部设有用于容纳漂浮物的空腔，所述模块化清漂载体能够拆卸的安装于所述模块安装孔；输送装置，用于将水面的漂浮物输送至所述模块化清漂载体；模块化水质监测载体，能够拆卸的安装于所述模块安装孔，所述模块化水质监测载体上设有采样瓶和用于向所述模块安装孔下方的水体中释放并收起所述采样瓶的收放机构。2.根据权利要求1所述的水上机器人系统，其特征在于，所述模块化清漂载体包括第一壳体，所述第一壳体具有顶部敞口的空腔，所述第一壳体具有能够嵌入所述模块安装孔的第一外周面，所述第一外周面上设有与所述模块安装孔相配合的第一凸块结构，所述第一壳体设有用于压接在所述模块安装孔顶部边缘的第一边环，所述第一边环上设有第一提手。3.根据权利要求1所述的水上机器人系统，其特征在于，所述模块化水质监测载体包括第二壳体，所述第二壳体具有能够嵌入所述模块安装孔的第二外周面，所述第二外周面上设有与所述模块安装孔相配合的第二凸块结构，所述第二壳体设有用于压接在所述模块安装孔顶部边缘的第二边环，所述第二边环上设有第二提手，所述第二壳体中设有多个沿竖向延伸以分隔多个采样瓶的限位槽。4.根据权利要求3所述的水上机器人系统，其特征在于，所述收放机构包括第一控制组件和第一绞盘，所述第一控制组件包括第二电源、信号发收装置和第一控制单元，所述第一绞盘引出第一绞线，并连接于所述采样瓶，所述采样瓶的瓶口设有控制阀门。5.根据权利要求1所述的水上机器人系统，其特征在于，所述漂浮装置上设有缺口，所述缺口中设有控制与感知装置，所述控制与感知装置包括第二控制组件和水下地形测量装置，所述第二控制组件包括第二控制单元、陀螺仪、卫星定位装置和距离感知装置。6.根据权利要求5所述的水上机器人系统，其特征在于，所述输送装置设置于所述缺口中，并位于所述控制与感知装置顶部，所述输送装置包括通过所述缺口将漂浮物输送至所述模块化清漂载体的传动带组件，所述传动带组件的传动带表面设有排水凹槽和用于收集漂浮物的凸起结构，所述控制与感知装置顶部设有与所述传动带组件配合的毛刷。7.根据权利要求1所述的水上机器人系统，其特征在于，所述动力组件分别位于所述漂浮装置的不同方位，并由第一电机驱动。8.根据权利要求1所述的水上机器人系统，其特征在于，还包括：基站，包括充电装置和升降装置，所述漂浮装置顶部设有与所述第一电源连接的充电口，所述升降装置用于从水中抬起所述漂浮装置并使所述充电口与所述充电装置相连接。9.根据权利要求8所述的水上机器人系统，其特征在于，所述升降装置包括第一支撑杆，所述第一支撑杆上设有第一滑块和驱动所述第一滑块沿所述第一支撑杆升降的第一驱动机构，所述第一滑块设有横向延伸的第一悬臂，所述第一悬臂顶部设有滚轮和驱动所述滚轮转动的第二驱动机构，所述滚轮的滚轮面露出于所述第一悬臂的顶部表面。10.根据权利要求8所述的水上机器人系统，其特征在于，所述基站还包括第二支撑杆，所述第二支撑杆包括支撑杆上壳与支撑杆下壳，所述支撑杆上壳通过承重轴承安装于所述
支撑杆下壳的顶端，所述第二支撑杆内部设有转轴，所述支撑杆上壳与转轴固结，转轴下部连接转盘和驱动所述转盘的第二电机，所述充电装置设置于支撑杆下壳，所述支撑杆上壳设有第二滑块和驱动所述第二滑块沿所述支撑杆上壳升降的第三驱动机构，所述第二滑块设有横向延伸的第二悬臂，所述第二悬臂两侧设有正对向下延伸的连杆，所述连杆上设有正对分布的夹持部件。

技术总结
本发明公开了一种水上机器人系统，包括：漂浮装置，呈环状，漂浮装置的中部设有由顶部贯通至底部的模块安装孔，漂浮装置上设有第一电源和用于驱动漂浮装置在水上移动的动力组件；模块化清漂载体，内部设有用于容纳漂浮物的空腔，模块化清漂载体能够拆卸的安装于所述模块安装孔；输送装置，用于将水面的漂浮物输送至模块化清漂载体；模块化水质监测载体，能够拆卸的安装于所述模块安装孔，所述模块化水质监测载体上设有采样瓶和用于向所述模块安装孔下方的水体中释放并收起所述采样瓶的收放机构。本发明的技术方案提出了一种模块化设计的水上智能机器人，通过模块化设计，实现了定向水面清漂、水质采样等功能，功能更加多样，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。


技术研发人员：黄本胜 胡涛 洪昌红 刘达 邱颂曦 雷洪成 黄广灵 陈晖 张之琳
受保护的技术使用者：广东省水利水电科学研究院
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/3/16