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龙图腾网恭喜湖北省水利水电规划勘测设计院申请的专利全自动河湖水质净化机器人及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115385460B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210873278.4，技术领域涉及：C02F7/00；该发明授权全自动河湖水质净化机器人及方法是由刘昱;刘葵香设计研发完成，并于2022-07-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本全自动河湖水质净化机器人及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及全自动河湖水质净化机器人，包含承载箱体，分为压载水舱和设备舱；浮潜装置；水质净化装置，包含抽水泵、可替换滤芯、排水面板、第一五通接头、净水管。本发明还涉及全自动河湖水质净化方法，包含步骤：布设水质净化机器人，然后校准当前GPS坐标和水深数据；航向目标悬停点；开始水质净化工作；采集水深数据、溶解氧数据、电导数据、浊度数据；如果当前悬停点不是巡航路线中的最后一个悬停点，则再次执行；否则航向校准时刻的GPS坐标和水深数据。本发明从根本上解决现有技术无法抵达水域深处进行净化作业；精确，效率高；精确过滤各种污染物，将空气带入需要的地方；第一手水体生态数据；无需专门水下航行装置。

本发明授权全自动河湖水质净化机器人及方法在权利要求书中公布了：1.一种全自动河湖水质净化方法，其特征在于：利用了全自动河湖水质净化机器人；所述全自动河湖水质净化机器人包含承载箱体100、浮潜装置、水质净化装置；其中：承载箱体100，用于装载并保护水质净化机器人的内部结构和内部设备；所述承载箱体100为中空的长方体箱式容器，内部腔室分为上部用于装水和空气以实现水质净化机器人上浮或下沉的压载水舱110和下部用于装载设备的设备舱120；所述压载水舱110位于所述设备舱120的正上方，与所述设备舱120之间用隔板130隔开；浮潜装置，用于控制水质净化机器人在水体中上浮或下沉的动作；水质净化装置，用于净化水质净化机器人四周的水体的水质；所述水质净化装置包含抽水泵300、可替换滤芯310、四个排水面板320、一个一分四的第一五通接头330、四根净水管331和四个分别安装在所述压载水舱110的四个侧壁上的用于连通所述压载水舱110与自然水体的内转外接头332；所述抽水泵300固定安装在所述设备舱120的内部；所述抽水泵300的进水口与所述可替换滤芯310的出水口螺纹密封连接；所述可替换滤芯310的进水口通过一根污水管333与设在所述设备舱120的下端的污水进水口334连通；所述抽水泵300的出水口与所述第一五通接头330的进水口螺纹密封连接；所述抽水泵300的信号接收端与固定安装在所述设备舱120的内部的主控计算机510的信号输出端电信号耦接；所述第一五通接头330固定安装在所述隔板130上；所述第一五通接头330的进水口设在所述设备舱120的一侧，四个出水口设在所述压载水舱110的一侧；所述第一五通接头330的四个出水口分别通过四根所述净水管331与四个所述内转外接头332的设在所述压载水舱110的内部的一端螺纹密封连接；所述排水面板320为方腔结构，包含第一侧面321和第二侧面322；其中：所述第一侧面321和所述第二侧面322都与所述压载水舱110的侧壁平行；所述排水面板320的进水口设在所述第一侧面321上，且与所述内转外接头332的设在自然水体的一端螺纹密封连接；所述排水面板320在所述第二侧面322上布满设有多个均匀排列的排水细管323；每根所述净水管331的中部都设有一个可调电磁阀335；所述可调电磁阀335的信号接收端与所述主控计算机510的信号输出端电信号耦接，且在所述主控计算机510的控制下实现开度的调整；所述浮潜装置包含水面进气浮块200、第一进气软管211、抽气泵212、电控舱门213和单向排水止回阀214；所述水面进气浮块200由轻质材料制成，设有贯穿上、下端面的第一进气口210；所述抽气泵212固定安装在所述设备舱120的内部；所述第一进气软管211的进气口与所述第一进气口210在所述水面进气浮块200的下端面的开口螺纹密封连接；所述第一进气软管211的出气口穿过所述隔板130与所述抽气泵212的进气口螺纹密封连接；所述抽气泵212的出气口通过一根穿过所述隔板130的输气管215与所述压载水舱110的内部连通；所述输气管215的出气口设在所述压载水舱110的内部的上端面的下方；所述抽气泵212的信号接收端与所述主控计算机510的信号输出端电信号耦接；所述电控舱门213安装在所述压载水舱110的上端；所述电控舱门213的信号接收端与所述主控计算机510的信号输出端电信号耦接，且在所述主控计算机510的控制下实现开启和关闭；所述单向排水止回阀214在所述压载水舱110的四个侧壁上各设有一个，方向为自所述压载水舱110的内部向外单向导通；还包含增氧装置；所述增氧装置包含一根第二进气软管221、四根供气管223和一个一分四的第二五通接头222；其中：所述水面进气浮块200上还设有贯穿上、下端面的第二进气口220；所述第二五通接头（222）安装在所述承载箱体（100）的顶部，进气口设在自然水体的一侧，四个出气口设在所述压载水舱（110）的一侧；所述第二五通接头（222）进气口通过一根所述第二进气软管（221）与所述第二进气口（220）在所述水面进气浮块（200）的下端面的开口螺纹密封连接；所述第二五通接头（222）的四个出气口分别与四根所述供气管（223）的进气端螺纹密封连接；四根所述供气管（223）的出气端分别与从所述第一五通接头（330）的四个出水口到对应的所述可调电磁阀（335）之间的所述净水管（331）的连通；所述承载箱体100的上端面固定安装有用于收纳所述第一进气软管211的多余长度的第一自动卷管器217；所述承载箱体100的上端面还固定安装有用于收纳所述第二进气软管221的多余长度的第二自动卷管器224；还包含用于探测水质的生境数据监测传感器组500和用于探测周围地形的运动雷达组；所述生境数据监测传感器组500包含用于采集水深数据的水深传感器、用于采集溶解氧数据的溶解氧传感器、用于采集电导数据的水质电导传感器、用于采集浊度数据的浊度传感器、用于采集鱼类声纳数据的探鱼声纳和用于采集视频数据的水下摄像头；所述生境数据监测传感器组500按人工预设的采集频率，将采集到的所述水深数据、所述溶解氧数据、所述电导数据、所述浊度数据、所述鱼类声纳数据和所述视频数据，以采集时间为时间戳增序排列，然后传送给所述主控计算机510；所述运动雷达组包含五个运动雷达520，其中：四个所述运动雷达520分别安装在四个所述排水面板320的下端面的几何中心点上，且发射轴与所在的所述排水面板320的所述第一侧面321垂直；第五个所述运动雷达520安装在所述承载箱体100的下端面的几何中心点上，且发射轴与所述承载箱体100的下端面垂直；所述运动雷达组按所述采集频率，将采集到的水下地形数据，以采集时间为时间戳增序排列，然后传送给所述主控计算机510；所述水下地形数据为所述运动雷达520根据反射声波信号建立的当前时刻时在水质净化机器人所在位置周围雷达可探测距离内的水下地形的3D模型；所述主控计算机510中还内置了生境数据库、污染判定模块、机器人历史数据库和主控模块；所述生境数据库按时间轴存储采集到的水深数据、溶解氧数据、电导数据、浊度数据、鱼类声纳数据和视频数据；所述污染判定模块根据采集到的溶解氧数据、电导数据、浊度数据判定当前水质净化机器人所在位置是否存在污染，并将污染判定结果输出给所述主控计算机510；所述污染判定结果包含字符串“Polluted”和“Clear”；所述机器人历史数据库存储机器人历史线路图和所述水下地形数据；所述机器人历史线路图由多个以所述采集时间为时间戳增序排列的足迹点；每个所述足迹点包含被采集时的GPS坐标、所述水深数据和剩余电量；所述主控模块包含人工预设的巡航路线400、用于控制水质净化机器人的运动轨迹的运动控制子模块、用于控制水质净化机器人的净化水质工作的净化作业控制子模块和用于调整水质净化机器人的水中姿态的姿态微调子模块；所述巡航路线400包含按人工预设的寻径顺序排列的悬停点和连接相邻两个所述悬停点的连接线410；其中：所述悬停点包含用于表征水质净化机器人的本次移动的出发点的当前悬停点411、用于表征水质净化机器人的本次移动的终点的目标悬停点412和用于表征除所述当前悬停点411和所述目标悬停点412以外的所述悬停点的剩余悬停点413；所述当前悬停点411和所述目标悬停点412分别位于同一条所述连接线410的两端；每根所述连接线410的长度都相等且由人工预设；相邻两根所述连接线410之间的空间关系为共线，或相互垂直；相互垂直的相邻两根所述连接线410的所在平面与重力加速度的关系为相互垂直或共面；所述当前悬停点411包含人工预设的GPS坐标和所述水深数据；所述目标悬停点412包含人工预设的GPS坐标和所述水深数据；所述剩余悬停点413包含人工预设的GPS坐标和所述水深数据；还包含用于紧急上浮的应急气囊600；所述应急气囊600通过紧固件固定安装在所述承载箱体100的外部的上端面，包含气体发生器610、折叠成型的气袋620和用于控制所述气体发生器610起爆的触发芯片630；所述气体发生器610的出气口与所述气袋620的进气口密封固定连接；所述触发芯片630的信号接收端与所述主控计算机510的信号输出端电信号耦接；所述全自动河湖水质净化方法包含以下步骤：S100.将水质净化机器人布设在待清洁的水体中，然后校准水质净化机器人当前时刻的所述GPS坐标和所述水深数据，作为所述当前悬停点411；然后水质净化机器人自动调整在水中的姿态为：水质净化机器人竖直方向上的中心轴与重力加速度方向重合，且水平方向上的正方向为所述当前悬停点411指向所述目标悬停点412；所述水平方向上的正方向与前后两块平行的所述排水面板320垂直；S200.所述主控模块中的所述运动控制子模块按照所述巡航路线400，指挥水质净化机器人航向所述目标悬停点412；到达所述目标悬停点412后，将所述目标悬停点412替换为所述当前悬停点411；然后从所述剩余悬停点413中找出与所述当前悬停点411共一条所述连接线410的所述剩余悬停点413，替换为所述目标悬停点412；然后指挥水质净化机器人保持悬停状态不动；然后打开所述水质净化装置，开始水质净化作业；S300.所述生境数据监测传感器组500按所述采集频率，采集所述水深数据、所述溶解氧数据、所述电导数据、所述浊度数据，并实时传送到所述主控计算机510；S400.所述污染判定模块根据采集到的溶解氧数据、电导数据、浊度数据判定当前水质净化机器人所在位置是否存在污染，并将所述污染判定结果输出给所述主控计算机510；S500.所述主控计算机510根据所述污染判定结果做出如下操作：如果所述污染判定结果为字符串“Polluted”，则保持当前悬停状态不变，且保持所述水质净化装置运行；然后回到并再次执行S300；如果所述污染判定结果为字符串“Clear”，则关闭所述水质净化装置；S600.检查所述当前悬停点411是否为所述巡航路线400中的最后一个所述悬停点；然后根据检查的结果，做出如下操作：如果所述当前悬停点411不是所述巡航路线400中的最后一个所述悬停点，则回到并再次执行S200；如果所述当前悬停点411是所述巡航路线400中的最后一个所述悬停点，则由所述运动控制子模块指挥水质净化机器人航向S100中校准水质净化机器人时刻的所述GPS坐标和所述水深数据。

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