CN112124113B - 一种轨道式水质监测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道式水质监测机器人，包括水下轨道组件、传感器舱组件、机体组件、充电通讯组件、n个充电桩、n个给电装置、n个锁死组件、n个第一ZigBee模块、陆地供电通信组件,n为大于等于2的整数，水下轨道组件包括水下轨道和小车，传感器舱组件包括水质传感器模块和第一机架，机体组件包括动力模块、第一控制模块、电源模块、电源管理模块和第二机架，充电通讯组件包括自动伸缩式受电装置、GNSS定位模块、机载无线通讯模块和支撑杆；优点是成本较低，可以实现自动化的水质监测，不需要人工操作，水质监测实时性高，且水质监测精度较高。

Description

一种轨道式水质监测机器人

技术领域

本发明涉及一种水质监测机器人，尤其是涉及一种轨道式水质监测机器人。

背景技术

我国是世界水产养殖大国，实时水质监测对水产养殖业的发展有重要作用。现有的水质监测模式主要有两种：人工取样化验模式和搭建定点水质监测***模式。人工取样模式，通过工作人员采集水域各处的水样后带回实验室化验分析实现监测，实时性较差，而且由于运输过程中存在环境变换不可抗因素以及时间的影响极有可能使得水样的性质发生改变，最终导致水质误检监测精度并不高。搭建定点水质监测***模式，一般是将水域分为多个监测区域，在每个在监测区域设置水质传感器，通过水质传感器实时采集对应监测区域的水质数据传输给上位机，实现水质实时监测。搭建定点水质监测***模式虽然对水质监测的实时性较高，但是其随着监测水域面积的增加，水质传感器的数量也将增加，最终导致成本很高，故此，当前其主要用于面积较小的水域水质监测。

随着无人探测技术的发展，水下无人机在民用领域的应用已有很多，例如低成本民用小型水下机器人当前已广泛应用于水文探测、水下探险以及水下救援等领域。民用小型水下机器人主要有两种：有缆遥控水下机器人和无缆自主无人水下机器人。有缆遥控水下机器人，需要专门的技术人员进行遥控操作，当用于水产养殖场的水质监测时，长期实时监测劳动强度会很大，难以适用。无缆自主无人水下机器人，其内水声通讯设备昂贵，且实现可靠运动控制的难度大，最终导致整体成本很高，由此应用领域有限，当前主要应用于科研考察和海洋资源探测等领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低，不需要人工操作，水质监测实时性高，且水质监测精度较高的轨道式水质监测机器人。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轨道式水质监测机器人，包括水下轨道组件、传感器舱组件、机体组件、充电通讯组件、n个充电桩、n个给电装置、n个锁死组件、n个第一ZigBee模块、陆地供电通信组件,n为大于等于2的整数，所述的水下轨道组件包括水下轨道和小车，所述的水下轨道安装在监测水域中，所述的小车位于所述的水下轨道上并受力能够沿着所述的水下轨道行进，所述的传感器舱组件包括水质传感器模块和第一机架，所述的第一机架安装在所述的小车上，所述的水质传感器模块安装在所述的第一机架上，所述的水质传感器模块用于在监测水域采集水质数据，所述的机体组件包括动力模块、第一控制模块、电源模块、电源管理模块和第二机架，所述的第二机架安装在所述的第一机架上，所述的动力模块、所述的第一控制模块、所述的电源模块和所述的电源管理模块分别安装在所述的第二机架上，所述的电源模块为所述的动力模块、所述的水质传感器模块和所述的第一控制模块提供工作电源，所述的动力模块用于驱动所述的小车使其在所述的水下轨道上行进，所述的第一控制模块用于控制所述的动力模块的运行状态，所述的电源管理模块分别与所述的电源模块和所述的第一控制模块连接，所述的电源管理模块中设置有最小电量和最大电量，所述的第一控制模块与所述的水质传感器模块连接，从所述的水质传感器模块处获取水质数据，n个所述的充电桩间隔分布安装在所述的水下轨道的一侧，且n个所述的充电桩中的2个充电桩分别安装在所述的水下轨道的起点和终点一侧，n个所述的锁死组件一一对应安装在n个所述的充电桩上，每个所述的锁死组件用于将所述的小车锁紧，n个所述的第一ZigBee模块一一对应安装在n个所述的锁死组件上，所述的充电通讯组件包括自动伸缩式受电装置、GNSS定位模块、机载无线通讯模块和支撑杆，所述的自动伸缩式受电装置、所述的GNSS定位模块和所述的机载无线通讯模块均通过所述的支撑杆安装在所述的第二机架上，所述的GNSS定位模块与所述的第一控制模块连接，所述的自动伸缩式受电装置、所述的GNSS定位模块和所述的机载无线通讯模块分别位于监测水域水面之上，n个所述的给电装置一一对应安装在n个所述的充电桩上，用于将n个所述的充电桩的电源端一一对应引出，所述的自动伸缩式受电装置与所述的电源模块连接将所述的电源模块的充电端引出，所述的第一控制模块分别与所述的机载无线通讯模块和所述的自动伸缩式受电装置连接，非充电状态时，所述的自动伸缩式受电装置处于收缩状态，充电状态时，所述的自动伸缩式受电装置处于伸长状态，所述的陆地供电通信组件包括智能终端、陆地供电模块、第二ZigBee模块、陆地无线通讯模块和第二控制模块，所述的陆地供电模块分别与n个所述的充电桩连接，用于为n个所述的充电桩供电，所述的智能终端分别与所述的陆地无线通讯模块和所述的第二控制模块连接，所述的陆地无线通讯模块与所述的机载无线通讯模块通过无线网络进行通讯，所述的第二控制模块分别与所述的第二ZigBee模块和所述的陆地供电模块连接，所述的第二ZigBee模块和n个所述的第一ZigBee模块分别通过无线网连接，所述的第二控制模块通过所述的第二ZigBee模块和n个所述的第一ZigBee模块与n个所述的锁死组件通讯,所述的GNSS定位模块用于对所述的小车的位置进行定位并生成位置信号，所述的第一控制模块能从所述的GNSS定位模块处获取所述的小车的位置信息并通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块将位置信息发送给所述的智能终端；当所述的小车执行巡航任务时，使用者在所述的智能终端处设置包括巡航间隔和巡航运行速度的巡航任务，并将该巡航任务通过所述的陆地无线通讯模块和所述的机载无线通讯模块发送给所述的第一控制模块，所述的第一控制模块将巡航任务转换为用于驱动所述的动力模块的驱动信号控制所述的动力模块的运行状态，所述的动力模块驱动所述的小车沿所述的水下轨道行进，在所述的小车行进过程中，所述的水质传感器模块实时采集水质数据，所述的第一控制模块实时从所述的水质传感器模块处获取水质数据，并将水质数据通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块发送至所述的智能终端处留存，在所述的小车执行巡检任务过程中，所述的电源管理模块实时检测所述的电源模块的电量，当所述的电源模块的电量小于最小电量时，所述的电源管理模块生成低电量信号反馈至所述的第一控制模块，所述的第一控制模块将该低电量信号通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块发送给所述的智能终端，此时所述的第一控制模块从所述的GNSS定位模块处获取所述的小车的当前位置信息，并将所述的小车前进方向上离所述的小车最近的充电桩作为本次充电桩，同时将所述的小车的当前位置信息通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块上传给所述的智能终端，然后所述的第一控制模块将当前巡航任务备份即对巡航间隔和巡航运行速度进行存储，所述的第一控制模块内预存有n个所述的充电桩的位置信息表和充电运行速度数据，所述的第一控制模块从n个所述的充电桩的位置信息表中选取本次充电桩位置信息并读取充电运行速度数据，所述的第一控制模块根据充电运行速度数据驱动所述的动力模块将所述的小车导航至本次充电桩处停止，当所述的小车抵达本次充电桩后，所述的智能终端发送通电指令给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块控制所述的陆地供电模块给n个所述的充电桩供电，所述的智能终端生成锁死指令发送给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块通过所述的第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送锁紧指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车锁死，然后所述的第一控制模块控制所述的自动伸缩式受电装置伸出与本次充电桩处的给电装置对接，对所述的电源模块进行充电，当所述的电源管理模块检测到所述的电源模块的电量大于等于最大电量时发送反馈信息给所述的第一控制模块，所述的第一控制模块控制所述的自动伸缩式受电装置缩回，同时将充电完成反馈信息发送给所述的智能终端，所述的智能终端发送解锁指令给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块通过所述的第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送松开指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车松开，然后所述的第一控制模块读取已备份的巡航任务，控制所述的动力模块驱动所述的小车继续进行后续巡航任务，所述的智能终端在接收充电完成信息后延时5分钟发送断电指令给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块控制所述的陆地供电模块停止给n个所述的充电桩供电，当所述的小车从所述的水下轨道的起点运行到所述的水下轨道的终点时，完成一次巡航，此时所述的小车等待一个巡航间隔后再从所述的水下轨道的终点返回运行到所述的水下轨道的起点，然后再等待一个巡航间隔，继续从所述的水下轨道的起点运行到所述的水下轨道的终点，以此循环执行巡航任务。

所述的水下轨道采用C型轨道实现，所述的小车包括车架、前轮架、后轮架、两个前车轮、两个后车轮和用于在转弯或者受横向力时防止发生倾覆的倾倒防护机构，两个所述的前车轮左右并行间隔安装在所述的前轮架上，两个所述的后车轮左右并行间隔安装在所述的后轮架上，所述的车架包括第一底板、第一顶板和多个支撑板，多个所述的支撑板沿一圈间隔设置，每个所述的支撑板分别固定在所述的第一底板上，所述的第一顶板固定在多个所述的支撑板上被支撑住，所述的前轮架和所述的后轮架分别安装在所述的第一底板底部，所述的倾倒防护机构包括安装架、两个T形槽轮组、压紧弹簧、安装导柱、第一调节螺母和第二调节螺母，每个所述的T形槽轮组分别包括前后间隔设置的两个T形槽轮，两个所述的T形槽轮组对称设置在所述的安装架左右两侧，所述的第一底板的中部设置有第一通孔，所述的安装导柱上下贯穿所述的第一通孔，所述的压紧弹簧套设在所述的安装导柱上，所述的第一调节螺母安装在所述的安装导柱上且位于所述的压紧弹簧上方，所述的压紧弹簧的底端固定在所述的第一底板上，所述的压紧弹簧的上端固定在所述的第一调节螺母上，所述的第二调节螺母安装在所述的安装导柱上，所述的安装导柱的底部与所述的安装架固定连接，所述的第二调节螺母位于所述的第一底板和所述的安装架之间，在初始状态，所述的压紧弹簧处于压缩状态，每个所述的T形槽轮顶部与C型轨道顶部下端面相切且两者之间无接触力，每个所述的前车轮和每个所述的后车轮分别采用转向轮实现，所述的第一机架安装在所述的第一顶板上。

所述的自动伸缩式受电装置包括具有上端开口和下端开口的壳体、盖板、第二底板、两个导筒、两个导柱、两个受电接触头、伸缩组件、旋转机构、支架、第一转轴、连接杆、第一齿轮和第二齿轮；所述的第二底板安装在所述的支撑杆上，两个所述的受电接触头为导电材料，两个所述的导筒和所述的两个导柱的材料分别为绝缘材料，所述的盖板安装在所述的壳体的上端开口处将该上端开口封住，两个所述的导筒位于所述的壳体内且间隔安装在所述的盖板上，所述的盖板上设置有上下贯穿的两个第二通孔，两个所述的第二通孔与两个所述的导筒一一对应同轴连通，两个所述的导柱一一对应穿过两个所述的导筒后进入两个第二通孔内，两个所述的受电接触头一一对应设置在两个所述的导柱顶端，每个所述的导筒与穿过其内的导柱之间为间隙配合，所述的连接杆横向设置，两个所述的导柱的下部通过所述的连接杆连接，所述的第二底板安装在所述的壳体的下端开口处将该下端开口封住，所述的旋转机构位于所述的壳体内，所述的旋转机构安装在所述的第二底板上，所述的旋转机构与所述的第一控制模块连接，所述的第一齿轮安装在所述的旋转机构上，所述的支架固定在所述的第二底板上，所述的第一转轴横向设置且以可转动方式安装在所述的支架上，所述的第二齿轮固定安装在所述的第一转轴上，所述的第二齿轮和所述的第一齿轮啮合，所述的伸缩组件包括第一连接板和第二连接板，所述的第一连接板的一端周向固定在所述的第一转轴上，所述的第一连接板的另一端与所述的第二连接板的一端铆接，所述的第二连接板的另一端套设在所述的连接杆上，且受力能相对于所述的连接杆转动，所述的连接杆位于所述的第一转轴的正上方，两个所述的导柱的中心轴线、所述的连接杆的中心轴线和所述的第一转轴的中心轴线四者位于同一平面上，两个所述的受电接触头分别通过一根电线与所述的电源模块的充电端连接，且两根电线一一对应从下到上从两个所述的导柱内部穿出在默认状态时，两个所述的受电接触头一一对应位于两个所述的第二通孔内，当对所述的电源模块进行充电时，所述的第一控制模块控制所述的旋转机构启动工作，所述的旋转机构转动预先设定的转数，此时所述的第一齿轮同步转动带动所述的第二齿轮转动，所述的第二齿轮带动所述的第一转轴转动，所述的第一转轴带动所述的第一连接板转动，此时所述的第二连接板通过所述的连接杆驱动两个所述的导柱向上移动使两个所述的受电接触头从两个所述的第二通孔处伸出与所述的给电装置建立连接，当充电完成后，所述的旋转机构复位，两个所述的导柱向下移动复位，两个所述的受电接触头与所述的给电装置断开连接；所述的旋转机构采用微型步进电机实现。

每个所述的给电装置分别包括安装在所述的充电桩上的安装板、第一移动组件、第二移动组件、两个移动柱、两个给电接触头和两个罩形冒，两个所述的移动柱分别采用绝缘材料，两个所述的给电接触头和两个所述的罩形冒均为导电材料，所述的第一移动组件包括第一安装座、第二安装座、第一滑动块、第一导向柱、第二导向柱、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第三复位弹簧和第四复位弹簧，所述的第一安装座和所述的第二安装座位于所述的安装板下方，所述的第一安装座和所述的第二安装座前后间隔安装在所述的安装板上，所述的第一滑动块位于所述的第一安装座和所述的第二安装座之间，所述的第一滑动块上固定有第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板，所述的第一挡板和所述的第二挡板前后间隔排布，所述的第三挡板和所述的第四挡板前后间隔排布，所述的第一挡板和所述的第三挡板左右间隔排布，所述的第二挡板和所述的第四挡板左右间隔排布，所述的第一导向柱安装在所述的第一安装座和所述的第二安装座上且穿过所述的第一挡板和所述的第二挡板，所述的第二导向柱安装在所述的第一安装座和所述的第二安装座上且穿过所述的第三挡板和所述的第四挡板，所述的第一复位弹簧和所述的第二复位弹簧分别套设在所述的第一导向柱上，且所述的第一复位弹簧的前端顶靠在所述的第一安装座上，所述的第一复位弹簧的后端顶靠在所述的第一挡板上，所述的第二复位弹簧的前端顶靠在所述的第二挡板上，所述的第二复位弹簧的后端顶靠在所述的第二安装座上，所述的第三复位弹簧和所述的第四复位弹簧分别套设在所述的第二导向柱上，且所述的第三复位弹簧的前端顶靠在所述的第一安装座上，所述的第三复位弹簧的后端顶靠在所述的第三挡板上，所述的第四复位弹簧的前端顶靠在所述的第四挡板上，所述的第四复位弹簧的后端顶靠在所述的第二安装座上，所述的第二移动组件包括第三安装座、第四安装座、第二滑动块、第三导向柱、第四导向柱、第五复位弹簧、第六复位弹簧、第七复位弹簧和第八复位弹簧，所述的第三安装座和所述的第四安装座位于所述的第一滑动块下方，所述的第三安装座和所述的第四安装座左右间隔安装在所述的第一滑动块上，所述的第二滑动块位于所述的第三安装座和所述的第四安装座之间，所述的第三导向柱安装在所述的第三安装座和所述的第四安装座上且穿过所述的第二滑动块，所述的第四导向柱安装在所述的第三安装座和所述的第四安装座上且穿过所述的第二滑动块，所述的第五复位弹簧和所述的第六复位弹簧分别套设在所述的第三导向柱上，且所述的第五复位弹簧的左端顶靠在所述的第三安装座上，所述的第五复位弹簧的右端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第六复位弹簧的左端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第六复位弹簧的右端顶靠在所述的第四安装座上，所述的第七复位弹簧和所述的第八复位弹簧分别套设在所述的第四导向柱上，且所述的第七复位弹簧的左端顶靠在所述的第三安装座上，所述的第七复位弹簧的右端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第八复位弹簧的左端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第八复位弹簧的右端顶靠在所述的第四安装座上，所述的第一滑动块上设置有沿左右方向延伸的滑槽，两个所述的移动柱从所述的第二滑动块下方依次穿过所述的第二滑动块和所述的第一滑动块上的滑槽，并分别通过一个螺母安装在所述的滑槽处，每个所述的移动柱上分别套设有第九复位弹簧，所述的第九复位弹簧的上端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第九复位弹簧的下端固定在所述的移动柱上，两个所述的给电接触头一一对应安装在两个所述的移动柱的底端，所述的充电桩提供的充电电源正极和负极分别通过一根导线引出，两根导线一一对应从上到下从两个所述的移动柱内部穿出后与两个所述的给电接触头一一对应连接，两个所述的罩形冒一一对应安装在两个所述的移动柱底部，两个所述的罩形冒外侧壁上分别涂有绝缘材料，两个所述的罩形冒的内侧与两个所述的给电接触头上端一一对应接触；当所述的自动伸缩式受电装置伸长与所述的给电装置建立连接时，所述的自动伸缩式受电装置中的两个受电接触头一一对应进入两个所述的罩形冒中，如果所述的小车精准停驻，两个所述的受电接触头和两个所述的给电接触头接触一一对应对接建立连接，如果所述的小车未精准停驻，此时说明所述的自动伸缩式受电装置的位置存在一定偏差，两个所述的受电接触头与两个所述的罩形冒接触，如果是左右方向存在偏差，此时所述的第二滑动块沿所述的第三导向柱和第四导向柱左右移动进行位置校准使两个所述的受电接触头与两个所述的给电接触头一一对应对接，如果是前后方向存在偏差，所述的第一滑动块沿所述的第一导向柱和所述的第二导向柱前后移动进行位置校准使两个所述的受电接触头与两个所述的给电接触头一一对应对接。

每个所述的锁死组件分别包括水上伸缩组件和水下联动组件，所述的水上伸缩组件包括直线伸缩驱动单元、第三控制模块、固定导杆和连杆，所述的直线伸缩驱动单元设置在所述的充电桩上，所述的固定导杆安装在所述的充电桩顶部，所述的固定导杆上套设有圆形套筒，所述的圆形套筒受力能沿所述的固定导杆轴向移动，所述的连杆上端与所述的圆形套筒固定连接，所述的第三控制模块设置在所述的直线伸缩驱动单元上，所述的第三控制模块分别与所述的直线伸缩驱动单元和安装于该锁死组件处的第一ZigBee模块连接，所述的直线伸缩驱动单元穿过所述的充电桩后与所述的连杆连接，所述的第三控制模块用于控制所述的直线伸缩驱动单元伸出或者收缩，所述的直线伸缩驱动单元伸出或者收缩时能够驱动所述的连杆沿所述的固定导杆做轴向移动，此时在所述的连杆带动下所述的圆形套筒在所述的固定导杆上滑动；所述的水下联动组件包括底座支架、第二转轴、推杆、第一卡板、第二卡板、第一滑座、第二滑座、第一连接杆、第二连接杆、第一滑柱、第二滑柱、第三滑柱、第四滑柱，所述的底座支架安装所述的充电桩上，且位于所述的水下轨道下方，所述的第二转轴设置在所述的底座支架内部，所述的第一连接杆与所述的第二连接杆交叉安装所述的在第二转轴上，所述的第一滑柱安装在所述的第一连接杆靠近所述的充电桩的一端，所述的第二滑柱安装在所述的第一连接杆远离所述的充电桩的一端，所述的第三滑柱安装在所述的第二连接杆靠近所述的充电桩的一端，所述的第四滑柱安装在所述的第二连接杆远离所述的充电桩的一端，所述的第一滑座安装在所述的第一滑柱和所述的第三滑柱上，所述的第二滑座安装在所述的第二滑柱和所述的第四滑柱上，所述的第一卡板安装在所述的第一滑座上，所述的第二卡板安装在所述的第二滑座上，且所述的第一卡板和所述的第二卡板位于所述的水下轨道的两侧，所述的第一卡板与所述的第二卡板上分别设置有凹形卡槽，所述的推杆的一端安装在所述的第一滑座的中部，所述的推杆另一端贯穿所述的充电桩后与所述的连杆下端固定连接，所述的锁死组件在初始状态时，所述的直线伸缩驱动单元处于伸出状态，所述的水下联动组件处于放松状态，当所述的小车行驶至充电桩处进行充电时，所述的第三控制模块在所述的第二控制模块控制下控制所述的直线伸缩驱动单元收缩，此时所述的连杆带动所述的圆形套筒沿所述的固定导杆向靠近所述的充电桩方向移动，所述的连杆驱动所述的推杆，所述的推杆通过所述的第一滑座改变所述的第一连接杆与所述的第二连接杆之间的距离，所述的第一卡板与所述的第二卡板运动靠拢使所述的小车进入所述的第一卡板与所述的第二卡板的凹形卡槽内被卡死。

所述的第一机架包括第一侧板、第二侧板和第一承载板，所述的第一侧板、所述的第二侧板和所述的第一承载板均采用高分子材料，所述的第一承载板安装在所述的小车上，所述的第一侧板的下端安装在所述的第一承载板的左侧，所述的第二侧板的下端安装在所述的第一承载板的右侧，所述的传感器舱组件还包括舱体组件，所述的舱体组件包括第一传感器舱、第二传感器舱、第一端盖、第二端盖、第三端盖、第四端盖、第一U形架、第二U形架、第三U形架、第四U形架、第五U形架、第六U形架、第七U形架和第八U形架，所述的第一U形架开口朝上安装在所述的第一承载板前端，所述的第三U形架开口朝上安装在所述的第一承载板后端，所述的第一传感器舱安装在所述的第一U形架与第三U形架上，所述的第二U形架开口朝下与所述的第一U形架对接后安装在所述的第一U形架上，所述的第四U形架开口朝下与所述的第三U形架对接后安装在所述的第三U形架上，所述的第一U形架、所述的第二U形架、所述的第三U形架与所述的第四U形架将所述的第一传感器舱固定，所述的第五U形架开口朝上安装在所述的第一承载板前端，所述的第七U形架开口朝上安装在所述的第一承载板后端，所述的第二传感器舱安装在所述的第五U形架与第七U形架上，所述的第六U形架开口朝下与所述的第五U形架对接后安装在所述的第五U形架上，所述的第八U形架开口朝下与所述的第七U形架对接后安装在所述的第七U形架上，所述的第五U形架、所述的第六U形架、所述的第七U形架与所述的第八U形架将所述的第二传感器舱固定，所述的第一传感器舱和所述的第二传感器舱并行间隔设置，所述的第一端盖与所述的第二端盖分别安装在所述的第一传感器舱的前端和后端，所述的第三端盖与所述的第四端盖分别安装在所述的第二传感器舱的前端和后端，所述的水质传感器模块包括多个水质传感器，多个所述的水质传感器类型不同，多个所述的水质传感器分散设置在所述的第一传感器舱与第二传感器舱内部，每个所述的水质传感器分别与所述的第一控制模块连接，且每个所述的水质传感器均由所述的电源模块供电。

所述的机体组件还包括高清摄像头、电子设备舱组件、电池舱组件和LED射灯组件，所述的第二机架包括第三侧板、第四侧板、第二承载板、第一夹板和第二夹板，所述的第三侧板、所述的第四侧板、所述的第二承载板、所述的第一夹板和所述的第二夹板均采用高分子材料，所述的第三侧板的下端安装在所述的第一侧板的上端，所述的第四侧板的下端安装在所述的第二侧板的上端，所述的第二承载板安装在所述的第三侧板与所述的第四侧板下部之间，所述的第一夹板安装在所述的第三侧板内侧，所述的第二夹板安装在所述的第四侧板内侧，所述的LED射灯组件包括第一LED射灯、第二LED射灯、第三LED射灯和第四LED射灯，所述的第一LED射灯与第二LED射灯分别安装在所述的第三侧板前部外侧且上下间隔分布，所述的第三LED射灯与第四LED射灯分别安装在所述的第四侧板前部外侧且上下间隔分布；所述的第一控制模块分别与所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯连接，当在夜间执行所述的巡航任务时所述的第一控制模块控制所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯打开，当在白天执行所述的巡航任务时所述的第一控制模块控制所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯关闭，所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯由所述的电源模块供电；所述的电子设备舱组件包括弧形卡座组件、透明保护罩、设备舱体、密封端盖、湿度传感器以及数据采集模块，所述的弧形卡座组件包括第一弧形卡座、第一弧形卡盖、第二弧形卡座和第二弧形卡盖，所述的第一弧形卡座的开口朝上且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板底端的后部，所述的第二弧形卡座的开口朝上且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板底端的前部，所述的设备舱体安装在所述的第一弧形卡座与所述的第二弧形卡座上，所述的第一弧形卡盖开口朝下且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板顶端的后部，所述的第二弧形卡盖开口朝下且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板顶端的前部，所述的第一弧形卡座、所述的第一弧形卡盖、所述的第二弧形卡座与所述的第二弧形卡盖将所述的设备舱体固定，所述的透明保护罩安装在所述的设备舱体的前端，所述的透明保护罩采用透明高分子材料，所述的密封端盖安装在所述的设备舱体的后端，所述的湿度传感器与所述的第一控制模块连接，所述的湿度传感器用于采集所述的设备舱体内的湿度信息传输给所述的第一控制模块，所述的数据采集模块将所述的水质传感器模块和所述的第一控制模块连接，所述的数据采集模块从所述的水质传感器模块处获取的水质数据传输给所述的第一控制模块，所述的第一控制模块、所述的高清摄像头、所述的湿度传感器以及所述的数据采集模块分别安装在所述的设备舱体内部，所述的高清摄像头与所述的第一控制模块连接，所述的高清摄像头位于所述的透明保护罩后方用于获取水下视频数据，所述的第一控制模块通过所述的机载无线通讯模块与所述的陆地无线通讯模块将水质数据和水下视频数据传输给所述的智能终端；所述的动力模块包括第一推进器、第二推进器、第三推进器、第四推进器和电机驱动模块，所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器为四个相同型号的直流电机，所述的第一推进器和所述的第二推进器分别安装在所述的第一夹板下方且两者前后间隔分布，所述的第三推进器和所述的第四推进器分别安装在所述的第二夹板下方且两者前后间隔分布，所述的第一推进器和所述第三推进器为反旋推进器，所述的第二推进器和所述第四推进器为正旋推进器，所述的电机驱动模块安装在所述的设备舱体内，所述的电机驱动模块分别与所述的第一控制模块、所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器连接，所述的第一控制模块发送运动指令给所述的电机驱动模块驱动所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器运行，所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器分别与所述的小车连接，所述的第二推进器和所述第四推进器用于推动所述的小车前行，所述的第一推进器和所述第三推进器用于推动所述的小车后退；所述的电池舱组件包括电池舱体、第一U形卡板和第二U形卡板，所述的第一U形卡板开口朝上安装在所述的第二承载板上，所述的电池舱体安装在所述的第一U形卡板内，所述的第二U形卡板开口朝下与所述的第一U形卡板对接后安装在所述的第一U形卡板上，所述的第一U形卡板和第二U形卡板将所述的电池舱体固定，所述的电源模块安装在所述的电池舱体内，所述的电源管理模块安装在所述的设备舱体内。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过水下轨道组件、传感器舱组件、机体组件、充电通讯组件、n个充电桩、n个给电装置、n个锁死组件、n个第一ZigBee模块和陆地供电通信组件构建轨道式水质监测机器人，水下轨道组件包括水下轨道和小车，传感器舱组件包括水质传感器模块和第一机架，水质传感器模块用于在监测水域采集水质数据，机体组件包括动力模块、第一控制模块、电源模块、电源管理模块和第二机架，电源模块为动力模块、水质传感器模块和第一控制模块提供工作电源，动力模块用于驱动小车使其在水下轨道上行进，第一控制模块用于控制动力模块的运行状态，电源管理模块分别与电源模块和第一控制模块连接，电源管理模块中设置有最小电量和最大电量，第一控制模块与水质传感器模块连接，从水质传感器模块处获取水质数据，n个充电桩间隔分布安装在水下轨道的一侧，且n个充电桩中的2个充电桩分别安装在水下轨道的起点和终点一侧，n个锁死组件一一对应安装在n个充电桩上，每个锁死组件用于将小车锁紧，n个第一ZigBee模块一一对应安装在n个锁死组件上，充电通讯组件包括自动伸缩式受电装置、GNSS定位模块、机载无线通讯模块和支撑杆，自动伸缩式受电装置、GNSS定位模块和机载无线通讯模块均通过支撑杆安装在第二机架上，GNSS定位模块与第一控制模块连接，自动伸缩式受电装置、GNSS定位模块和机载无线通讯模块分别位于监测水域水面之上，n个给电装置一一对应安装在n个充电桩上，用于将n个充电桩的电源端一一对应引出，自动伸缩式受电装置与电源模块连接将电源模块的充电端引出，第一控制模块分别与机载无线通讯模块和自动伸缩式受电装置连接，非充电状态时，自动伸缩式受电装置处于收缩状态，充电状态时，自动伸缩式受电装置处于伸长状态，陆地供电通信组件包括智能终端、陆地供电模块、第二ZigBee模块、陆地无线通讯模块和第二控制模块，陆地供电模块分别与n个充电桩连接，用于为n个充电桩供电，智能终端分别与陆地无线通讯模块和第二控制模块连接，陆地无线通讯模块与机载无线通讯模块通过无线网络进行通讯，第二控制模块分别与第二ZigBee模块和陆地供电模块连接，第二ZigBee模块和n个第一ZigBee模块分别通过无线网连接，第二控制模块通过第二ZigBee模块和n个第一ZigBee模块与n个锁死组件通讯,GNSS定位模块用于对小车的位置进行定位并生成位置信号，第一控制模块能从GNSS定位模块处获取小车的位置信息并通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块将位置信息发送给智能终端；当小车执行巡航任务时，使用者在智能终端处设置包括巡航间隔和巡航运行速度的巡航任务，并将该巡航任务通过陆地无线通讯模块和机载无线通讯模块发送给第一控制模块，第一控制模块将巡航任务转换为用于驱动动力模块的驱动信号控制动力模块的运行状态，动力模块驱动小车沿水下轨道行进，在小车行进过程中，水质传感器模块实时采集水质数据，第一控制模块实时从水质传感器模块处获取水质数据，并将水质数据通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块发送至智能终端处留存，在小车执行巡检任务过程中，电源管理模块实时检测电源模块的电量，当电源模块的电量小于最小电量时，电源管理模块生成低电量信号反馈至第一控制模块，第一控制模块将该低电量信号通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块发送给智能终端，此时第一控制模块从GNSS定位模块处获取小车的当前位置信息，并将小车前进方向上离小车最近的充电桩作为本次充电桩，同时将小车的当前位置信息通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块上传给智能终端，然后第一控制模块将当前巡航任务备份即对巡航间隔和巡航运行速度进行存储，第一控制模块内预存有n个充电桩的位置信息表和充电运行速度数据，第一控制模块从n个充电桩的位置信息表中选取本次充电桩位置信息并读取充电运行速度数据，第一控制模块根据充电运行速度数据驱动动力模块将小车导航至本次充电桩处停止，当小车抵达本次充电桩后，智能终端发送通电指令给第二控制模块，第二控制模块控制陆地供电模块给n个充电桩供电，智能终端生成锁死指令发送给第二控制模块，第二控制模块通过第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送锁紧指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车锁死，然后第一控制模块控制自动伸缩式受电装置伸出与本次充电桩处的给电装置对接，对电源模块进行充电，当电源管理模块检测到电源模块的电量大于等于最大电量时发送反馈信息给第一控制模块，第一控制模块控制自动伸缩式受电装置缩回，同时将充电完成反馈信息发送给智能终端，智能终端发送解锁指令给第二控制模块，第二控制模块通过第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送松开指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车松开，然后第一控制模块读取已备份的巡航任务，控制动力模块驱动小车继续进行后续巡航任务，智能终端在接收充电完成信息后延时5分钟发送断电指令给第二控制模块，第二控制模块控制陆地供电模块停止给n个充电桩供电，当小车从水下轨道的起点运行到水下轨道的终点时，完成一次巡航，此时小车等待一个巡航间隔后再从水下轨道的终点返回运行到水下轨道的起点，然后再等待一个巡航间隔，继续从水下轨道的起点运行到水下轨道的终点，以此循环执行巡航任务，由此本发明成本较低，不需要人工操作，水质监测实时性高，且水质监测精度较高。

附图说明

图1为本发明的轨道式水质监测机器人的局部立体图；

图2为本发明的轨道式水质监测机器人的数据传输框架图；

图3为本发明的轨道式水质监测机器人的小车的分解图；

图4为本发明的轨道式水质监测机器人的小车与水下轨道的配合图；

图5为本发明的轨道式水质监测机器人的给电装置与自动伸缩式受电装置的配合分解图；

图6为本发明的轨道式水质监测机器人的给电装置的分解图；

图7为本发明的轨道式水质监测机器人的锁定组件的立体图；

图8为本发明的轨道式水质监测机器人的锁定组件的分解图；

图9为本发明的轨道式水质监测机器人的第一机架和传感器舱组件的分解图；

图10为本发明的轨道式水质监测机器人的机体组件、电子设备舱组件、动力模块和电池舱组件的立体图；

图11为本发明的轨道式水质监测机器人的机体组件、电子设备舱组件、动力模块和电池舱组件的分解图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：如图1和图2所示，一种轨道式水质监测机器人，包括水下轨道3组件、传感器舱组件5、机体组件6、充电通讯组件、n个充电桩11、n个给电装置2、n个锁死组件、n个第一ZigBee模块、陆地供电通信组件,n为大于等于2的整数，水下轨道3组件包括水下轨道3和小车4，水下轨道3安装在监测水域中，小车4位于水下轨道3上并受力能够沿着水下轨道3行进，传感器舱组件5包括水质传感器模块和第一机架，第一机架安装在小车4上，水质传感器模块安装在第一机架上，水质传感器模块用于在监测水域采集水质数据，机体组件6包括动力模块、第一控制模块、电源模块、电源管理模块和第二机架，第二机架安装在第一机架上，动力模块、第一控制模块、电源模块和电源管理模块分别安装在第二机架上，电源模块为动力模块、水质传感器模块和第一控制模块提供工作电源，动力模块用于驱动小车4使其在水下轨道3上行进，第一控制模块用于控制动力模块的运行状态，电源管理模块分别与电源模块和第一控制模块连接，电源管理模块中设置有最小电量和最大电量，第一控制模块与水质传感器模块连接，从水质传感器模块处获取水质数据，n个充电桩1间隔分布安装在水下轨道3的一侧，且n个充电桩1中的2个充电桩1分别安装在水下轨道3的起点和终点一侧，n个锁死组件一一对应安装在n个充电桩1上，每个锁死组件用于将小车4锁紧，n个第一ZigBee模块一一对应安装在n个锁死组件上，充电通讯组件包括自动伸缩式受电装置7、GNSS定位模块、机载无线通讯模块和支撑杆8，自动伸缩式受电装置7、GNSS定位模块和机载无线通讯模块均通过支撑杆8安装在第二机架上，GNSS定位模块与第一控制模块连接，自动伸缩式受电装置7、GNSS定位模块和机载无线通讯模块分别位于监测水域水面之上，n个给电装置2一一对应安装在n个充电桩1上，用于将n个充电桩1的电源端一一对应引出，自动伸缩式受电装置7与电源模块连接将电源模块的充电端引出，第一控制模块分别与机载无线通讯模块和自动伸缩式受电装置7连接，非充电状态时，自动伸缩式受电装置7处于收缩状态，充电状态时，自动伸缩式受电装置7处于伸长状态，陆地供电通信组件包括智能终端、陆地供电模块、第二ZigBee模块、陆地无线通讯模块和第二控制模块，陆地供电模块分别与n个充电桩1连接，用于为n个充电桩1供电，智能终端分别与陆地无线通讯模块和第二控制模块连接，陆地无线通讯模块与机载无线通讯模块通过无线网络进行通讯，第二控制模块分别与第二ZigBee模块和陆地供电模块连接，第二ZigBee模块和n个第一ZigBee模块分别通过无线网连接，第二控制模块通过第二ZigBee模块和n个第一ZigBee模块与n个锁死组件通讯,GNSS定位模块用于对小车4的位置进行定位并生成位置信号，第一控制模块能从GNSS定位模块处获取小车4的位置信息并通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块将位置信息发送给智能终端；当小车4执行巡航任务时，使用者在智能终端处设置包括巡航间隔和巡航运行速度的巡航任务，并将该巡航任务通过陆地无线通讯模块和机载无线通讯模块发送给第一控制模块，第一控制模块将巡航任务转换为用于驱动动力模块的驱动信号控制动力模块的运行状态，动力模块驱动小车4沿水下轨道3行进，在小车4行进过程中，水质传感器模块实时采集水质数据，第一控制模块实时从水质传感器模块处获取水质数据，并将水质数据通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块发送至智能终端处留存，在小车4执行巡检任务过程中，电源管理模块实时检测电源模块的电量，当电源模块的电量小于最小电量时，电源管理模块生成低电量信号反馈至第一控制模块，第一控制模块将该低电量信号通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块发送给智能终端，此时第一控制模块从GNSS定位模块处获取小车4的当前位置信息，并将小车4前进方向上离小车4最近的充电桩1作为本次充电桩，同时将小车4的当前位置信息通过机载无线通讯模块和陆地无线通讯模块上传给智能终端，然后第一控制模块将当前巡航任务备份即对巡航间隔和巡航运行速度进行存储，第一控制模块内预存有n个充电桩1的位置信息表和充电运行速度数据，第一控制模块从n个充电桩1的位置信息表中选取本次充电桩位置信息并读取充电运行速度数据，第一控制模块根据充电运行速度数据驱动动力模块将小车4导航至本次充电桩处停止，当小车4抵达本次充电桩后，智能终端发送通电指令给第二控制模块，第二控制模块控制陆地供电模块给n个充电桩1供电，智能终端生成锁死指令发送给第二控制模块，第二控制模块通过第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送锁紧指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车4锁死，然后第一控制模块控制自动伸缩式受电装置7伸出与本次充电桩处的给电装置2对接，对电源模块进行充电，当电源管理模块检测到电源模块的电量大于等于最大电量时发送反馈信息给第一控制模块，第一控制模块控制自动伸缩式受电装置7缩回，同时将充电完成反馈信息发送给智能终端，智能终端发送解锁指令给第二控制模块，第二控制模块通过第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送松开指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车4松开，然后第一控制模块读取已备份的巡航任务，控制动力模块驱动小车4继续进行后续巡航任务，智能终端在接收充电完成信息后延时5分钟发送断电指令给第二控制模块，第二控制模块控制陆地供电模块停止给n个充电桩1供电，当小车4从水下轨道3的起点运行到水下轨道3的终点时，完成一次巡航，此时小车4等待一个巡航间隔后再从水下轨道3的终点返回运行到水下轨道3的起点，然后再等待一个巡航间隔，继续从水下轨道3的起点运行到水下轨道3的终点，以此循环执行巡航任务。

如图3和图4所示，本实施例中，水下轨道3采用C型轨道实现，小车4包括车架、前轮架10、后轮架11、两个前车轮12、两个后车轮13和用于在转弯或者受横向力时防止发生倾覆的倾倒防护机构，两个前车轮12左右并行间隔安装在前轮架10上，两个后车轮13左右并行间隔安装在后轮架11上，车架包括第一底板14、第一顶板15和多个支撑板16，多个支撑板16沿一圈间隔设置，每个支撑板16分别固定在第一底板14上，第一顶板15固定在多个支撑板16上被支撑住，前轮架10和后轮架11分别安装在第一底板14底部，倾倒防护机构包括安装架17、两个T形槽轮组、压紧弹簧18、安装导柱19、第一调节螺母20和第二调节螺母21，每个T形槽轮组分别包括前后间隔设置的两个T形槽轮22，两个T形槽轮组对称设置在安装架17左右两侧，第一底板14的中部设置有第一通孔，安装导柱19上下贯穿第一通孔，压紧弹簧18套设在安装导柱19上，第一调节螺母20安装在安装导柱19上且位于压紧弹簧18上方，压紧弹簧18的底端固定在第一底板14上，压紧弹簧18的上端固定在第一调节螺母20上，第二调节螺母21安装在安装导柱19上，安装导柱19的底部与安装架17固定连接，第二调节螺母21位于第一底板14和安装架17之间，在初始状态，压紧弹簧18处于压缩状态，每个T形槽轮22顶部与C型轨道顶部下端面相切且两者之间无接触力，每个前车轮12和每个后车轮13分别采用转向轮实现，第一机架安装在第一顶板15上。

如图5所示，本实施例中，自动伸缩式受电装置7包括具有上端开口和下端开口的壳体23、盖板24、第二底板25、两个导筒26、两个导柱27、两个受电接触头28、伸缩组件、旋转机构29、支架30、第一转轴31-1、连接杆32、第一齿轮33和第二齿轮34；第二底板25安装在支撑杆8上，两个受电接触头28为导电材料，两个导筒26和两个导柱27的材料分别为绝缘材料，盖板24安装在壳体23的上端开口处将该上端开口封住，两个导筒26位于壳体23内且间隔安装在盖板24上，盖板24上设置有上下贯穿的两个第二通孔，两个第二通孔与两个导筒26一一对应同轴连通，两个导柱27一一对应穿过两个导筒26后进入两个第二通孔内，两个受电接触头28一一对应设置在两个导柱27顶端，每个导筒26与穿过其内的导柱27之间为间隙配合，连接杆32横向设置，两个导柱27的下部通过连接杆32连接，第二底板25安装在壳体23的下端开口处将该下端开口封住，旋转机构29位于壳体23内，旋转机构29安装在第二底板25上，旋转机构29与第一控制模块连接，第一齿轮33安装在旋转机构29上，支架30固定在第二底板25上，第一转轴31-1横向设置且以可转动方式安装在支架30上，第二齿轮34固定安装在第一转轴31-1上，第二齿轮34和第一齿轮33啮合，伸缩组件包括第一连接板31-2和第二连接板31-3，第一连接板31-2的一端周向固定在第一转轴31-1上，第一连接板31-2的另一端与第二连接板31-3的一端铆接，第二连接板31-3的另一端套设在连接杆32上，且受力能相对于连接杆32转动，连接杆32位于第一转轴31-1的正上方，两个导柱27的中心轴线、连接杆32的中心轴线和第一转轴31-1的中心轴线四者位于同一平面上，两个受电接触头28分别通过一根电线与电源模块的充电端连接，且两根电线一一对应从下到上从两个导柱27内部穿出在默认状态时，两个受电接触头28一一对应位于两个第二通孔内，当对电源模块进行充电时，第一控制模块控制旋转机构29启动工作，旋转机构29转动预先设定的转数，此时第一齿轮33同步转动带动第二齿轮34转动，第二齿轮34带动第一转轴31-1转动，第一转轴31-1带动第一连接板转动，此时第二连接板通过连接杆32驱动两个导柱27向上移动使两个受电接触头28从两个第二通孔处伸出与给电装置2建立连接，当充电完成后，旋转机构29复位，两个导柱27向下移动复位，两个受电接触头28与给电装置2断开连接；旋转机构29采用微型步进电机实现。

如图6所示，本实施例中，每个给电装置2分别包括安装在充电桩1上的安装板35、第一移动组件、第二移动组件、两个移动柱36、两个给电接触头37和两个罩形冒38，两个移动柱36分别采用绝缘材料，两个给电接触头37和两个罩形冒38均为导电材料，第一移动组件包括第一安装座39、第二安装座40、第一滑动块41、第一导向柱42、第二导向柱43、第一复位弹簧44、第二复位弹簧45、第三复位弹簧46和第四复位弹簧47，第一安装座39和第二安装座40位于安装板35下方，第一安装座39和第二安装座40前后间隔安装在安装板35上，第一滑动块41位于第一安装座39和第二安装座40之间，第一滑动块41上固定有第一挡板48、第二挡板49、第三挡板50和第四挡板51，第一挡板48和第二挡板49前后间隔排布，第三挡板50和第四挡板51前后间隔排布，第一挡板48和第三挡板50左右间隔排布，第二挡板49和第四挡板51左右间隔排布，第一导向柱42安装在第一安装座39和第二安装座40上且穿过第一挡板48和第二挡板49，第二导向柱43安装在第一安装座39和第二安装座40上且穿过第三挡板50和第四挡板51，第一复位弹簧44和第二复位弹簧45分别套设在第一导向柱42上，且第一复位弹簧44的前端顶靠在第一安装座39上，第一复位弹簧44的后端顶靠在第一挡板48上，第二复位弹簧45的前端顶靠在第二挡板49上，第二复位弹簧45的后端顶靠在第二安装座40上，第三复位弹簧46和第四复位弹簧47分别套设在第二导向柱43上，且第三复位弹簧46的前端顶靠在第一安装座39上，第三复位弹簧46的后端顶靠在第三挡板50上，第四复位弹簧47的前端顶靠在第四挡板51上，第四复位弹簧47的后端顶靠在第二安装座40上，第二移动组件包括第三安装座52、第四安装座53、第二滑动块54、第三导向柱55、第四导向柱56、第五复位弹簧57、第六复位弹簧58、第七复位弹簧59和第八复位弹簧60，第三安装座52和第四安装座53位于第一滑动块41下方，第三安装座52和第四安装座53左右间隔安装在第一滑动块41上，第二滑动块54位于第三安装座52和第四安装座53之间，第三导向柱55安装在第三安装座52和第四安装座53上且穿过第二滑动块54，第四导向柱56安装在第三安装座52和第四安装座53上且穿过第二滑动块54，第五复位弹簧57和第六复位弹簧58分别套设在第三导向柱55上，且第五复位弹簧57的左端顶靠在第三安装座52上，第五复位弹簧57的右端顶靠在第二滑动块54上，第六复位弹簧58的左端顶靠在第二滑动块54上，第六复位弹簧58的右端顶靠在第四安装座53上，第七复位弹簧59和第八复位弹簧60分别套设在第四导向柱56上，且第七复位弹簧59的左端顶靠在第三安装座52上，第七复位弹簧59的右端顶靠在第二滑动块54上，第八复位弹簧60的左端顶靠在第二滑动块54上，第八复位弹簧60的右端顶靠在第四安装座53上，第一滑动块41上设置有沿左右方向延伸的滑槽，两个移动柱36从第二滑动块54下方依次穿过第二滑动块54和第一滑动块41上的滑槽，并分别通过一个螺母安装在滑槽处，每个移动柱36上分别套设有第九复位弹簧36-1，第九复位弹簧36-1的上端顶靠在第二滑动块54上，第九复位弹簧36-1的下端固定在移动柱36上，两个给电接触头37一一对应安装在两个移动柱36的底端，充电桩1提供的充电电源正极和负极分别通过一根导线引出，两根导线一一对应从上到下从两个移动柱36内部穿出后与两个给电接触头37一一对应连接，两个罩形冒38一一对应安装在两个移动柱36底部，两个罩形冒38外侧壁上分别涂有绝缘材料，两个罩形冒38的内侧与两个给电接触头37上端一一对应接触；当自动伸缩式受电装置7伸长与给电装置2建立连接时，自动伸缩式受电装置7中的两个受电接触头28一一对应进入两个罩形冒38中，如果小车4精准停驻，两个受电接触头28和两个给电接触头37接触一一对应对接建立连接，如果小车4未精准停驻，此时说明自动伸缩式受电装置7的位置存在一定偏差，两个受电接触头28与两个罩形冒38接触，如果是左右方向存在偏差，此时第二滑动块54沿第三导向柱55和第四导向柱56左右移动进行位置校准使两个受电接触头28与两个给电接触头37一一对应对接，如果是前后方向存在偏差，第一滑动块41沿第一导向柱42和第二导向柱43前后移动进行位置校准使两个受电接触头28与两个给电接触头37一一对应对接。

如图7和图8所示，本实施例中，每个锁死组件分别包括水上伸缩组件和水下联动组件，水上伸缩组件包括直线伸缩驱动单元61、第三控制模块、固定导杆62和连杆63，直线伸缩驱动单元61设置在充电桩1上，固定导杆62安装在充电桩1顶部，固定导杆62上套设有圆形套筒，圆形套筒受力能沿固定导杆62轴向移动，连杆63上端与圆形套筒固定连接，第三控制模块设置在直线伸缩驱动单元61上，第三控制模块分别与直线伸缩驱动单元61和安装于该锁死组件处的第一ZigBee模块连接，直线伸缩驱动单元61穿过充电桩1后与连杆63连接，第三控制模块用于控制直线伸缩驱动单元61伸出或者收缩，直线伸缩驱动单元61伸出或者收缩时能够驱动连杆63沿固定导杆62做轴向移动，此时在连杆63带动下圆形套筒在固定导杆62上滑动；水下联动组件包括底座支架64、第二转轴65、推杆66、第一卡板67、第二卡板68、第一滑座69、第二滑座70、第一连接杆71、第二连接杆72、第一滑柱73、第二滑柱74、第三滑柱75、第四滑柱76，底座支架64安装充电桩1上，且位于水下轨道3下方，第二转轴65设置在底座支架64内部，第一连接杆71与第二连接杆72交叉安装在第二转轴65上，第一滑柱73安装在第一连接杆71靠近充电桩1的一端，第二滑柱74安装在第一连接杆71远离充电桩1的一端，第三滑柱75安装在第二连接杆72靠近充电桩1的一端，第四滑柱76安装在第二连接杆72远离充电桩1的一端，第一滑座69安装在第一滑柱73和第三滑柱75上，第二滑座70安装在第二滑柱74和第四滑柱76上，第一卡板67安装在第一滑座69上，第二卡板68安装在第二滑座70上，且第一卡板67和第二卡板68位于水下轨道3的两侧，第一卡板67与第二卡板68上分别设置有凹形卡槽，推杆66的一端安装在第一滑座69的中部，推杆66另一端贯穿充电桩1后与连杆63下端固定连接，锁死组件在初始状态时，直线伸缩驱动单元61处于伸出状态，水下联动组件处于放松状态，当小车4行驶至充电桩1处进行充电时，第三控制模块在第二控制模块控制下控制直线伸缩驱动单元61收缩，此时连杆63带动圆形套筒沿固定导杆62向靠近充电桩1方向移动，连杆63驱动推杆66，推杆66通过第一滑座69改变第一连接杆71与第二连接杆72之间的距离，第一卡板67与第二卡板68运动靠拢使小车4进入第一卡板67与第二卡板68的凹形卡槽内被卡死。

如图9所示，本实施例中，第一机架包括第一侧板77、第二侧板78和第一承载板79，第一侧板77、第二侧板78和第一承载板79均采用高分子材料，第一承载板79安装在小车4上，第一侧板77的下端安装在第一承载板79的左侧，第二侧板78的下端安装在第一承载板79的右侧，传感器舱组件5还包括舱体组件，舱体组件包括第一传感器舱80、第二传感器舱81、第一端盖82、第二端盖、第三端盖83、第四端盖、第一U形架84、第二U形架85、第三U形架86、第四U形架87、第五U形架88、第六U形架89、第七U形架和第八U形架90，第一U形架84开口朝上安装在第一承载板79前端，第三U形架86开口朝上安装在第一承载板79后端，第一传感器舱80安装在第一U形架84与第三U形架86上，第二U形架85开口朝下与第一U形架84对接后安装在第一U形架84上，第四U形架87开口朝下与第三U形架86对接后安装在第三U形架86上，第一U形架84、第二U形架85、第三U形架86与第四U形架87将第一传感器舱80固定，第五U形架88开口朝上安装在第一承载板79前端，第七U形架开口朝上安装在第一承载板79后端，第二传感器舱81安装在第五U形架88与第七U形架上，第六U形架89开口朝下与第五U形架88对接后安装在第五U形架88上，第八U形架90开口朝下与第七U形架对接后安装在第七U形架上，第五U形架88、第六U形架89、第七U形架与第八U形架90将第二传感器舱81固定，第一传感器舱80和第二传感器舱81并行间隔设置，第一端盖82与第二端盖分别安装在第一传感器舱80的前端和后端，第三端盖83与第四端盖分别安装在第二传感器舱81的前端和后端，水质传感器模块包括多个水质传感器，多个水质传感器类型不同，多个水质传感器分散设置在第一传感器舱80与第二传感器舱81内部，每个水质传感器分别与第一控制模块连接，且每个水质传感器均由电源模块供电。

如图10和图11所示，本实施例中，机体组件6还包括高清摄像头、电子设备舱组件、电池舱组件和LED射灯组件，第二机架包括第三侧板91、第四侧板92、第二承载板93、第一夹板94和第二夹板95，第三侧板91、第四侧板92、第二承载板93、第一夹板94和第二夹板95均采用高分子材料，第三侧板91的下端安装在第一侧板77的上端，第四侧板92的下端安装在第二侧板78的上端，第二承载板93安装在第三侧板91与第四侧板92下部之间，第一夹板94安装在第三侧板91内侧，第二夹板95安装在第四侧板92内侧，LED射灯组件包括第一LED射灯96、第二LED射灯97、第三LED射灯98和第四LED射灯99，第一LED射灯96与第二LED射灯97分别安装在第三侧板91前部外侧且上下间隔分布，第三LED射灯98与第四LED射灯99分别安装在第四侧板92前部外侧且上下间隔分布；第一控制模块分别与第一LED射灯96、第二LED射灯97、第三LED射灯98和第四LED射灯99连接，当在夜间执行巡航任务时第一控制模块控制第一LED射灯96、第二LED射灯97、第三LED射灯98和第四LED射灯99打开，当在白天执行巡航任务时第一控制模块控制第一LED射灯96、第二LED射灯97、第三LED射灯98和第四LED射灯99关闭，第一LED射灯96、第二LED射灯97、第三LED射灯98和第四LED射灯99由电源模块供电；电子设备舱组件包括弧形卡座组件、透明保护罩100、设备舱体101、密封端盖102、湿度传感器以及数据采集模块，弧形卡座组件包括第一弧形卡座103、第一弧形卡盖104、第二弧形卡座105和第二弧形卡盖106，第一弧形卡座103的开口朝上且其两端分别安装在第一夹板94与第二夹板95底端的后部，第二弧形卡座105的开口朝上且其两端分别安装在第一夹板94与第二夹板95底端的前部，设备舱体101安装在第一弧形卡座103与第二弧形卡座105上，第一弧形卡盖104开口朝下且其两端分别安装在第一夹板94与第二夹板95顶端的后部，第二弧形卡盖106开口朝下且其两端分别安装在第一夹板94与第二夹板95顶端的前部，第一弧形卡座103、第一弧形卡盖104、第二弧形卡座105与第二弧形卡盖106将设备舱体101固定，透明保护罩100安装在设备舱体101的前端，透明保护罩100采用透明高分子材料，密封端盖102安装在设备舱体101的后端，湿度传感器与第一控制模块连接，湿度传感器用于采集设备舱体101内的湿度信息传输给第一控制模块，数据采集模块将水质传感器模块和第一控制模块连接，数据采集模块从水质传感器模块处获取的水质数据传输给第一控制模块，第一控制模块、高清摄像头、湿度传感器以及数据采集模块分别安装在设备舱体101内部，高清摄像头与第一控制模块连接，高清摄像头位于透明保护罩100后方用于获取水下视频数据，第一控制模块通过机载无线通讯模块与陆地无线通讯模块将水质数据和水下视频数据传输给智能终端；动力模块包括第一推进器107、第二推进器108、第三推进器109、第四推进器110和电机驱动模块，第一推进器107、第二推进器108、第三推进器109和第四推进器110为四个相同型号的直流电机，第一推进器107和第二推进器108分别安装在第一夹板94下方且两者前后间隔分布，第三推进器109和第四推进器110分别安装在第二夹板95下方且两者前后间隔分布，第一推进器107和所述第三推进器109为反旋推进器，第二推进器108和第四推进器110为正旋推进器，电机驱动模块安装在设备舱体101内，电机驱动模块分别与第一控制模块、第一推进器107、第二推进器108、第三推进器109和第四推进器110连接，第一控制模块发送运动指令给电机驱动模块驱动第一推进器107、第二推进器108、第三推进器109和第四推进器110运行，第一推进器107、第二推进器108、第三推进器109和第四推进器110分别与小车4连接，第二推进器108和第四推进器110用于推动小车前行，第二推进器108和所述第四推进器110用于推动小车4后退；电池舱组件包括电池舱体111、第一U形卡板112和第二U形卡板113，第一U形卡板112开口朝上安装在第二承载板93上，电池舱体111安装在第一U形卡板112内，第二U形卡板113开口朝下与第一U形卡板112对接后安装在第一U形卡板112上，第一U形卡板112和第二U形卡板113将电池舱体111固定，电源模块安装在电池舱体111内，电源管理模块安装在设备舱体101内。

Claims (7)

1.一种轨道式水质监测机器人，其特征在于包括水下轨道组件、传感器舱组件、机体组件、充电通讯组件、n个充电桩、n个给电装置、n个锁死组件、n个第一ZigBee模块、陆地供电通信组件,n为大于等于2的整数，所述的水下轨道组件包括水下轨道和小车，所述的水下轨道安装在监测水域中，所述的小车位于所述的水下轨道上并受力能够沿着所述的水下轨道行进，所述的传感器舱组件包括水质传感器模块和第一机架，所述的第一机架安装在所述的小车上，所述的水质传感器模块安装在所述的第一机架上，所述的水质传感器模块用于在监测水域采集水质数据，所述的机体组件包括动力模块、第一控制模块、电源模块、电源管理模块和第二机架，所述的第二机架安装在所述的第一机架上，所述的动力模块、所述的第一控制模块、所述的电源模块和所述的电源管理模块分别安装在所述的第二机架上，所述的电源模块为所述的动力模块、所述的水质传感器模块和所述的第一控制模块提供工作电源，所述的动力模块用于驱动所述的小车使其在所述的水下轨道上行进，所述的第一控制模块用于控制所述的动力模块的运行状态，所述的电源管理模块分别与所述的电源模块和所述的第一控制模块连接，所述的电源管理模块中设置有最小电量和最大电量，所述的第一控制模块与所述的水质传感器模块连接，从所述的水质传感器模块处获取水质数据，n个所述的充电桩间隔分布安装在所述的水下轨道的一侧，且n个所述的充电桩中的2个充电桩分别安装在所述的水下轨道的起点和终点一侧，n个所述的锁死组件一一对应安装在n个所述的充电桩上，每个所述的锁死组件用于将所述的小车锁紧，n个所述的第一ZigBee模块一一对应安装在n个所述的锁死组件上，所述的充电通讯组件包括自动伸缩式受电装置、GNSS定位模块、机载无线通讯模块和支撑杆，所述的自动伸缩式受电装置、所述的GNSS定位模块和所述的机载无线通讯模块均通过所述的支撑杆安装在所述的第二机架上，所述的GNSS定位模块与所述的第一控制模块连接，所述的自动伸缩式受电装置、所述的GNSS定位模块和所述的机载无线通讯模块分别位于监测水域水面之上，n个所述的给电装置一一对应安装在n个所述的充电桩上，用于将n个所述的充电桩的电源端一一对应引出，所述的自动伸缩式受电装置与所述的电源模块连接将所述的电源模块的充电端引出，所述的第一控制模块分别与所述的机载无线通讯模块和所述的自动伸缩式受电装置连接，非充电状态时，所述的自动伸缩式受电装置处于收缩状态，充电状态时，所述的自动伸缩式受电装置处于伸长状态，所述的陆地供电通信组件包括智能终端、陆地供电模块、第二ZigBee模块、陆地无线通讯模块和第二控制模块，所述的陆地供电模块分别与n个所述的充电桩连接，用于为n个所述的充电桩供电，所述的智能终端分别与所述的陆地无线通讯模块和所述的第二控制模块连接，所述的陆地无线通讯模块与所述的机载无线通讯模块通过无线网络进行通讯，所述的第二控制模块分别与所述的第二ZigBee模块和所述的陆地供电模块连接，所述的第二ZigBee模块和n个所述的第一ZigBee模块分别通过无线网连接，所述的第二控制模块通过所述的第二ZigBee模块和n个所述的第一ZigBee模块与n个所述的锁死组件通讯,所述的GNSS定位模块用于对所述的小车的位置进行定位并生成位置信号，所述的第一控制模块能从所述的GNSS定位模块处获取所述的小车的位置信息并通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块将位置信息发送给所述的智能终端；

当所述的小车执行巡检任务时，使用者在所述的智能终端处设置包括巡航间隔和巡航运行速度的巡航任务，并将该巡航任务通过所述的陆地无线通讯模块和所述的机载无线通讯模块发送给所述的第一控制模块，所述的第一控制模块将巡航任务转换为用于驱动所述的动力模块的驱动信号控制所述的动力模块的运行状态，所述的动力模块驱动所述的小车沿所述的水下轨道行进，在所述的小车行进过程中，所述的水质传感器模块实时采集水质数据，所述的第一控制模块实时从所述的水质传感器模块处获取水质数据，并将水质数据通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块发送至所述的智能终端处留存，在所述的小车执行巡检任务过程中，所述的电源管理模块实时检测所述的电源模块的电量，当所述的电源模块的电量小于最小电量时，所述的电源管理模块生成低电量信号反馈至所述的第一控制模块，所述的第一控制模块将该低电量信号通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块发送给所述的智能终端，此时所述的第一控制模块从所述的GNSS定位模块处获取所述的小车的当前位置信息，并将所述的小车前进方向上离所述的小车最近的充电桩作为本次充电桩，同时将所述的小车的当前位置信息通过所述的机载无线通讯模块和所述的陆地无线通讯模块上传给所述的智能终端，然后所述的第一控制模块将当前巡航任务备份即对巡航间隔和巡航运行速度进行存储，所述的第一控制模块内预存有n个所述的充电桩的位置信息表和充电运行速度数据，所述的第一控制模块从n个所述的充电桩的位置信息表中选取本次充电桩位置信息并读取充电运行速度数据，所述的第一控制模块根据充电运行速度数据驱动所述的动力模块将所述的小车导航至本次充电桩处停止，当所述的小车抵达本次充电桩后，所述的智能终端发送通电指令给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块控制所述的陆地供电模块给n个所述的充电桩供电，所述的智能终端生成锁死指令发送给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块通过所述的第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送锁紧指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车锁死，然后所述的第一控制模块控制所述的自动伸缩式受电装置伸出与本次充电桩处的给电装置对接，对所述的电源模块进行充电，当所述的电源管理模块检测到所述的电源模块的电量大于等于最大电量时发送反馈信息给所述的第一控制模块，所述的第一控制模块控制所述的自动伸缩式受电装置缩回，同时将充电完成反馈信息发送给所述的智能终端，所述的智能终端发送解锁指令给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块通过所述的第二ZigBee模块和设置在本次充电桩处的锁死组件处的第一ZigBee模块发送松开指令给锁死组件控制本次充电桩处的锁死组件将小车松开，然后所述的第一控制模块读取已备份的巡航任务，控制所述的动力模块驱动所述的小车继续进行后续巡航任务，所述的智能终端在接收充电完成信息后延时5分钟发送断电指令给所述的第二控制模块，所述的第二控制模块控制所述的陆地供电模块停止给n个所述的充电桩供电，当所述的小车从所述的水下轨道的起点运行到所述的水下轨道的终点时，完成一次巡航，此时所述的小车等待一个巡航间隔后再从所述的水下轨道的终点返回运行到所述的水下轨道的起点，然后再等待一个巡航间隔，继续从所述的水下轨道的起点运行到所述的水下轨道的终点，以此循环执行巡航任务。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式水质监测机器人，其特征在于所述的水下轨道采用C型轨道实现，所述的小车包括车架、前轮架、后轮架、两个前车轮、两个后车轮和用于在转弯或者受横向力时防止发生倾覆的倾倒防护机构，两个所述的前车轮左右并行间隔安装在所述的前轮架上，两个所述的后车轮左右并行间隔安装在所述的后轮架上，所述的车架包括第一底板、第一顶板和多个支撑板，多个所述的支撑板沿一圈间隔设置，每个所述的支撑板分别固定在所述的第一底板上，所述的第一顶板固定在多个所述的支撑板上被支撑住，所述的前轮架和所述的后轮架分别安装在所述的第一底板底部，所述的倾倒防护机构包括安装架、两个T形槽轮组、压紧弹簧、安装导柱、第一调节螺母和第二调节螺母，每个所述的T形槽轮组分别包括前后间隔设置的两个T形槽轮，两个所述的T形槽轮组对称设置在所述的安装架左右两侧，所述的第一底板的中部设置有第一通孔，所述的安装导柱上下贯穿所述的第一通孔，所述的压紧弹簧套设在所述的安装导柱上，所述的第一调节螺母安装在所述的安装导柱上且位于所述的压紧弹簧上方，所述的压紧弹簧的底端固定在所述的第一底板上，所述的压紧弹簧的上端固定在所述的第一调节螺母上，所述的第二调节螺母安装在所述的安装导柱上，所述的安装导柱的底部与所述的安装架固定连接，所述的第二调节螺母位于所述的第一底板和所述的安装架之间，在初始状态，所述的压紧弹簧处于压缩状态，每个所述的T形槽轮顶部与C型轨道顶部下端面相切且两者之间无接触力，每个所述的前车轮和每个所述的后车轮分别采用转向轮实现，所述的第一机架安装在所述的第一顶板上。

3.根据权利要求1所述的一种轨道式水质监测机器人，其特征在于所述的自动伸缩式受电装置包括具有上端开口和下端开口的壳体、盖板、第二底板、两个导筒、两个导柱、两个受电接触头、伸缩组件、旋转机构、支架、第一转轴、连接杆、第一齿轮和第二齿轮；所述的第二底板安装在所述的支撑杆上，两个所述的受电接触头为导电材料，两个所述的导筒和所述的两个导柱的材料分别为绝缘材料，所述的盖板安装在所述的壳体的上端开口处将该上端开口封住，两个所述的导筒位于所述的壳体内且间隔安装在所述的盖板上，所述的盖板上设置有上下贯穿的两个第二通孔，两个所述的第二通孔与两个所述的导筒一一对应同轴连通，两个所述的导柱一一对应穿过两个所述的导筒后进入两个第二通孔内，两个所述的受电接触头一一对应设置在两个所述的导柱顶端，每个所述的导筒与穿过其内的导柱之间为间隙配合，所述的连接杆横向设置，两个所述的导柱的下部通过所述的连接杆连接，所述的第二底板安装在所述的壳体的下端开口处将该下端开口封住，所述的旋转机构位于所述的壳体内，所述的旋转机构安装在所述的第二底板上，所述的旋转机构与所述的第一控制模块连接，所述的第一齿轮安装在所述的旋转机构上，所述的支架固定在所述的第二底板上，所述的第一转轴横向设置且以可转动方式安装在所述的支架上，所述的第二齿轮固定安装在所述的第一转轴上，所述的第二齿轮和所述的第一齿轮啮合，所述的伸缩组件包括第一连接板和第二连接板，所述的第一连接板的一端周向固定在所述的第一转轴上，所述的第一连接板的另一端与所述的第二连接板的一端铆接，所述的第二连接板的另一端套设在所述的连接杆上，且受力能相对于所述的连接杆转动，所述的连接杆位于所述的第一转轴的正上方，两个所述的导柱的中心轴线、所述的连接杆的中心轴线和所述的第一转轴的中心轴线四者位于同一平面上，两个所述的受电接触头分别通过一根电线与所述的电源模块的充电端连接，且两根电线一一对应从下到上从两个所述的导柱内部穿出在默认状态时，两个所述的受电接触头一一对应位于两个所述的第二通孔内，当对所述的电源模块进行充电时，所述的第一控制模块控制所述的旋转机构启动工作，所述的旋转机构转动预先设定的转数，此时所述的第一齿轮同步转动带动所述的第二齿轮转动，所述的第二齿轮带动所述的第一转轴转动，所述的第一转轴带动所述的第一连接板转动，此时所述的第二连接板通过所述的连接杆驱动两个所述的导柱向上移动使两个所述的受电接触头从两个所述的第二通孔处伸出与所述的给电装置建立连接，当充电完成后，所述的旋转机构复位，两个所述的导柱向下移动复位，两个所述的受电接触头与所述的给电装置断开连接；所述的旋转机构采用微型步进电机实现。

4.根据权利要求3所述的一种轨道式水质监测机器人，其特征在于每个所述的给电装置分别包括安装在所述的充电桩上的安装板、第一移动组件、第二移动组件、两个移动柱、两个给电接触头和两个罩形冒，两个所述的移动柱分别采用绝缘材料，两个所述的给电接触头和两个所述的罩形冒均为导电材料，所述的第一移动组件包括第一安装座、第二安装座、第一滑动块、第一导向柱、第二导向柱、第一复位弹簧、第二复位弹簧、第三复位弹簧和第四复位弹簧，所述的第一安装座和所述的第二安装座位于所述的安装板下方，所述的第一安装座和所述的第二安装座前后间隔安装在所述的安装板上，所述的第一滑动块位于所述的第一安装座和所述的第二安装座之间，所述的第一滑动块上固定有第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板，所述的第一挡板和所述的第二挡板前后间隔排布，所述的第三挡板和所述的第四挡板前后间隔排布，所述的第一挡板和所述的第三挡板左右间隔排布，所述的第二挡板和所述的第四挡板左右间隔排布，所述的第一导向柱安装在所述的第一安装座和所述的第二安装座上且穿过所述的第一挡板和所述的第二挡板，所述的第二导向柱安装在所述的第一安装座和所述的第二安装座上且穿过所述的第三挡板和所述的第四挡板，所述的第一复位弹簧和所述的第二复位弹簧分别套设在所述的第一导向柱上，且所述的第一复位弹簧的前端顶靠在所述的第一安装座上，所述的第一复位弹簧的后端顶靠在所述的第一挡板上，所述的第二复位弹簧的前端顶靠在所述的第二挡板上，所述的第二复位弹簧的后端顶靠在所述的第二安装座上，所述的第三复位弹簧和所述的第四复位弹簧分别套设在所述的第二导向柱上，且所述的第三复位弹簧的前端顶靠在所述的第一安装座上，所述的第三复位弹簧的后端顶靠在所述的第三挡板上，所述的第四复位弹簧的前端顶靠在所述的第四挡板上，所述的第四复位弹簧的后端顶靠在所述的第二安装座上，所述的第二移动组件包括第三安装座、第四安装座、第二滑动块、第三导向柱、第四导向柱、第五复位弹簧、第六复位弹簧、第七复位弹簧和第八复位弹簧，所述的第三安装座和所述的第四安装座位于所述的第一滑动块下方，所述的第三安装座和所述的第四安装座左右间隔安装在所述的第一滑动块上，所述的第二滑动块位于所述的第三安装座和所述的第四安装座之间，所述的第三导向柱安装在所述的第三安装座和所述的第四安装座上且穿过所述的第二滑动块，所述的第四导向柱安装在所述的第三安装座和所述的第四安装座上且穿过所述的第二滑动块，所述的第五复位弹簧和所述的第六复位弹簧分别套设在所述的第三导向柱上，且所述的第五复位弹簧的左端顶靠在所述的第三安装座上，所述的第五复位弹簧的右端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第六复位弹簧的左端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第六复位弹簧的右端顶靠在所述的第四安装座上，所述的第七复位弹簧和所述的第八复位弹簧分别套设在所述的第四导向柱上，且所述的第七复位弹簧的左端顶靠在所述的第三安装座上，所述的第七复位弹簧的右端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第八复位弹簧的左端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第八复位弹簧的右端顶靠在所述的第四安装座上，所述的第一滑动块上设置有沿左右方向延伸的滑槽，两个所述的移动柱从所述的第二滑动块下方依次穿过所述的第二滑动块和所述的第一滑动块上的滑槽，并分别通过一个螺母安装在所述的滑槽处，每个所述的移动柱上分别套设有第九复位弹簧，所述的第九复位弹簧的上端顶靠在所述的第二滑动块上，所述的第九复位弹簧的下端固定在所述的移动柱上，两个所述的给电接触头一一对应安装在两个所述的移动柱的底端，所述的充电桩提供的充电电源正极和负极分别通过一根导线引出，两根导线一一对应从上到下从两个所述的移动柱内部穿出后与两个所述的给电接触头一一对应连接，两个所述的罩形冒一一对应安装在两个所述的移动柱底部，两个所述的罩形冒外侧壁上分别涂有绝缘材料，两个所述的罩形冒的内侧与两个所述的给电接触头上端一一对应接触；当所述的自动伸缩式受电装置伸长与所述的给电装置建立连接时，所述的自动伸缩式受电装置中的两个受电接触头一一对应进入两个所述的罩形冒中，如果所述的小车精准停驻，两个所述的受电接触头和两个所述的给电接触头接触一一对应对接建立连接，如果所述的小车未精准停驻，此时说明所述的自动伸缩式受电装置的位置存在一定偏差，两个所述的受电接触头与两个所述的罩形冒接触，如果是左右方向存在偏差，此时所述的第二滑动块沿所述的第三导向柱和第四导向柱左右移动进行位置校准使两个所述的受电接触头与两个所述的给电接触头一一对应对接，如果是前后方向存在偏差，所述的第一滑动块沿所述的第一导向柱和所述的第二导向柱前后移动进行位置校准使两个所述的受电接触头与两个所述的给电接触头一一对应对接。

5.根据权利要求1所述的一种轨道式水质监测机器人，其特征在于每个所述的锁死组件分别包括水上伸缩组件和水下联动组件，所述的水上伸缩组件包括直线伸缩驱动单元、第三控制模块、固定导杆和连杆，所述的直线伸缩驱动单元设置在所述的充电桩上，所述的固定导杆安装在所述的充电桩顶部，所述的固定导杆上套设有圆形套筒，所述的圆形套筒受力能沿所述的固定导杆轴向移动，所述的连杆上端与所述的圆形套筒固定连接，所述的第三控制模块设置在所述的直线伸缩驱动单元上，所述的第三控制模块分别与所述的直线伸缩驱动单元和安装于该锁死组件处的第一ZigBee模块连接，所述的直线伸缩驱动单元穿过所述的充电桩后与所述的连杆连接，所述的第三控制模块用于控制所述的直线伸缩驱动单元伸出或者收缩，所述的直线伸缩驱动单元伸出或者收缩时能够驱动所述的连杆沿所述的固定导杆做轴向移动，此时在所述的连杆带动下所述的圆形套筒在所述的固定导杆上滑动；

所述的水下联动组件包括底座支架、第二转轴、推杆、第一卡板、第二卡板、第一滑座、第二滑座、第一连接杆、第二连接杆、第一滑柱、第二滑柱、第三滑柱、第四滑柱，所述的底座支架安装所述的充电桩上，且位于所述的水下轨道下方，所述的第二转轴设置在所述的底座支架内部，所述的第一连接杆与所述的第二连接杆交叉安装在所述的第二转轴上，所述的第一滑柱安装在所述的第一连接杆靠近所述的充电桩的一端，所述的第二滑柱安装在所述的第一连接杆远离所述的充电桩的一端，所述的第三滑柱安装在所述的第二连接杆靠近所述的充电桩的一端，所述的第四滑柱安装在所述的第二连接杆远离所述的充电桩的一端，所述的第一滑座安装在所述的第一滑柱和所述的第三滑柱上，所述的第二滑座安装在所述的第二滑柱和所述的第四滑柱上，所述的第一卡板安装在所述的第一滑座上，所述的第二卡板安装在所述的第二滑座上，且所述的第一卡板和所述的第二卡板位于所述的水下轨道的两侧，所述的第一卡板与所述的第二卡板上分别设置有凹形卡槽，所述的推杆的一端安装在所述的第一滑座的中部，所述的推杆另一端贯穿所述的充电桩后与所述的连杆下端固定连接，所述的锁死组件在初始状态时，所述的直线伸缩驱动单元处于伸出状态，所述的水下联动组件处于放松状态，当所述的小车行驶至充电桩处进行充电时，所述的第三控制模块在所述的第二控制模块控制下控制所述的直线伸缩驱动单元收缩，此时所述的连杆带动所述的圆形套筒沿所述的固定导杆向靠近所述的充电桩方向移动，所述的连杆驱动所述的推杆，所述的推杆通过所述的第一滑座改变所述的第一连接杆与所述的第二连接杆之间的距离，所述的第一卡板与所述的第二卡板运动靠拢使所述的小车进入所述的第一卡板与所述的第二卡板的凹形卡槽内被卡死。

6.根据权利要求1所述的一种轨道式水质监测机器人，其特征在于所述的第一机架包括第一侧板、第二侧板和第一承载板，所述的第一侧板、所述的第二侧板和所述的第一承载板均采用高分子材料，所述的第一承载板安装在所述的小车上，所述的第一侧板的下端安装在所述的第一承载板的左侧，所述的第二侧板的下端安装在所述的第一承载板的右侧，所述的传感器舱组件还包括舱体组件，所述的舱体组件包括第一传感器舱、第二传感器舱、第一端盖、第二端盖、第三端盖、第四端盖、第一U形架、第二U形架、第三U形架、第四U形架、第五U形架、第六U形架、第七U形架和第八U形架，所述的第一U形架开口朝上安装在所述的第一承载板前端，所述的第三U形架开口朝上安装在所述的第一承载板后端，所述的第一传感器舱安装在所述的第一U形架与第三U形架上，所述的第二U形架开口朝下与所述的第一U形架对接后安装在所述的第一U形架上，所述的第四U形架开口朝下与所述的第三U形架对接后安装在所述的第三U形架上，所述的第一U形架、所述的第二U形架、所述的第三U形架与所述的第四U形架将所述的第一传感器舱固定，所述的第五U形架开口朝上安装在所述的第一承载板前端，所述的第七U形架开口朝上安装在所述的第一承载板后端，所述的第二传感器舱安装在所述的第五U形架与第七U形架上，所述的第六U形架开口朝下与所述的第五U形架对接后安装在所述的第五U形架上，所述的第八U形架开口朝下与所述的第七U形架对接后安装在所述的第七U形架上，所述的第五U形架、所述的第六U形架、所述的第七U形架与所述的第八U形架将所述的第二传感器舱固定，所述的第一传感器舱和所述的第二传感器舱并行间隔设置，所述的第一端盖与所述的第二端盖分别安装在所述的第一传感器舱的前端和后端，所述的第三端盖与所述的第四端盖分别安装在所述的第二传感器舱的前端和后端，所述的水质传感器模块包括多个水质传感器，多个所述的水质传感器类型不同，多个所述的水质传感器分散设置在所述的第一传感器舱与第二传感器舱内部，每个所述的水质传感器分别与所述的第一控制模块连接，且每个所述的水质传感器均由所述的电源模块供电。

7.根据权利要求6所述的一种轨道式水质监测机器人，其特征在于所述的机体组件还包括高清摄像头、电子设备舱组件、电池舱组件和LED射灯组件，所述的第二机架包括第三侧板、第四侧板、第二承载板、第一夹板和第二夹板，所述的第三侧板、所述的第四侧板、所述的第二承载板、所述的第一夹板和所述的第二夹板均采用高分子材料，所述的第三侧板的下端安装在所述的第一侧板的上端，所述的第四侧板的下端安装在所述的第二侧板的上端，所述的第二承载板安装在所述的第三侧板与所述的第四侧板下部之间，所述的第一夹板安装在所述的第三侧板内侧，所述的第二夹板安装在所述的第四侧板内侧，所述的LED射灯组件包括第一LED射灯、第二LED射灯、第三LED射灯和第四LED射灯，所述的第一LED射灯与第二LED射灯分别安装在所述的第三侧板前部外侧且上下间隔分布，所述的第三LED射灯与第四LED射灯分别安装在所述的第四侧板前部外侧且上下间隔分布；所述的第一控制模块分别与所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯连接，当在夜间执行所述的巡航任务时所述的第一控制模块控制所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯打开，当在白天执行所述的巡航任务时所述的第一控制模块控制所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯关闭，所述的第一LED射灯、所述的第二LED射灯、所述的第三LED射灯和所述的第四LED射灯由所述的电源模块供电；

所述的电子设备舱组件包括弧形卡座组件、透明保护罩、设备舱体、密封端盖、湿度传感器以及数据采集模块，所述的弧形卡座组件包括第一弧形卡座、第一弧形卡盖、第二弧形卡座和第二弧形卡盖，所述的第一弧形卡座的开口朝上且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板底端的后部，所述的第二弧形卡座的开口朝上且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板底端的前部，所述的设备舱体安装在所述的第一弧形卡座与所述的第二弧形卡座上，所述的第一弧形卡盖开口朝下且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板顶端的后部，所述的第二弧形卡盖开口朝下且其两端分别安装在所述的第一夹板与所述的第二夹板顶端的前部，所述的第一弧形卡座、所述的第一弧形卡盖、所述的第二弧形卡座与所述的第二弧形卡盖将所述的设备舱体固定，所述的透明保护罩安装在所述的设备舱体的前端，所述的透明保护罩采用透明高分子材料，所述的密封端盖安装在所述的设备舱体的后端，所述的湿度传感器与所述的第一控制模块连接，所述的湿度传感器用于采集所述的设备舱体内的湿度信息传输给所述的第一控制模块，所述的数据采集模块将所述的水质传感器模块和所述的第一控制模块连接，所述的数据采集模块从所述的水质传感器模块处获取的水质数据传输给所述的第一控制模块，所述的第一控制模块、所述的高清摄像头、所述的湿度传感器以及所述的数据采集模块分别安装在所述的设备舱体内部，所述的高清摄像头与所述的第一控制模块连接，所述的高清摄像头位于所述的透明保护罩后方用于获取水下视频数据，所述的第一控制模块通过所述的机载无线通讯模块与所述的陆地无线通讯模块将水质数据和水下视频数据传输给所述的智能终端；

所述的动力模块包括第一推进器、第二推进器、第三推进器、第四推进器和电机驱动模块，所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器为四个相同型号的直流电机，所述的第一推进器和所述的第二推进器分别安装在所述的第一夹板下方且两者前后间隔分布，所述的第三推进器和所述的第四推进器分别安装在所述的第二夹板下方且两者前后间隔分布，所述的第一推进器和所述第三推进器为反旋推进器，所述的第二推进器和所述第四推进器为正旋推进器，所述的电机驱动模块安装在所述的设备舱体内，所述的电机驱动模块分别与所述的第一控制模块、所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器连接，所述的第一控制模块发送运动指令给所述的电机驱动模块驱动所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器运行，所述的第一推进器、所述的第二推进器、所述的第三推进器和所述的第四推进器分别与所述的小车连接，所述的第二推进器和所述第四推进器用于推动所述的小车前行，所述的第一推进器和所述第三推进器用于推动所述的小车后退；

所述的电池舱组件包括电池舱体、第一U形卡板和第二U形卡板，所述的第一U形卡板开口朝上安装在所述的第二承载板上，所述的电池舱体安装在所述的第一U形卡板内，所述的第二U形卡板开口朝下与所述的第一U形卡板对接后安装在所述的第一U形卡板上，所述的第一U形卡板和第二U形卡板将所述的电池舱体固定，所述的电源模块安装在所述的电池舱体内，所述的电源管理模块安装在所述的设备舱体内。

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