[发明专利]一种用于检测污泥板结的水下机器人及检测方法

权利要求书

1.一种用于检测污泥板结的水下机器人，其特征在于，包括超声波探测装置、中央处理器、定位装置和驱动装置；

所述超声波探测装置、定位装置和驱动装置与所述中央处理器连接；

所述驱动装置用于驱动水下机器人在沉淀池中按照预设路径运动；

水下机器人在待检测沉淀池中按照预设路径运动过程中，所述中央处理器用于控制所述超声波探测装置发出第一频率的第一超声波信号测量所述超声波探测装置与泥水界面的第一高度，控制超声波探测装置发出第二频率的第二超声波信号至待检测沉淀池池底，并根据所述第二超声波信号的反馈情况、所述第一高度和预先测量获得的超声波在污泥中的传播速度，计算所述超声波探测装置与待检测沉淀池池底的第二高度，根据所述第二高度判断所述待检测沉淀池池底上是否存在污泥板结；

所述定位装置用于检测污泥板结的位置信息，并将所述位置信息发送至所述中央处理器；

所述第二超声波信号的反馈情况为第二反馈信号的脉冲个数，所述第二高度通过以下公式进行计算：

；

其中，h₁为第一高度，h₂为第二高度，N₁为待检测的沉淀池中第一反馈信号的脉冲个数，N₂为待检测的沉淀池中第二反馈信号的脉冲个数，为预先测量获得的超声波在污泥中的传播速度；f 为计数脉冲频率。

2.根据权利要求1所述的用于检测污泥板结的水下机器人，其特征在于，所述超声波探测装置包括第一超声波探测器和第二超声波探测器，所述第一超声波探测器包括第一探头，所述第二超声波探测器包括第二探头；

所述第一探头用于发射第一频率的第一超声波信号至泥水界面，并接收返回的第一反馈信号；所述第二探头用于发射第二频率的第二超声波信号至沉淀池池底，并接收返回的第二反馈信号。

3.根据权利要求1所述的用于检测污泥板结的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括无线传输模块，所述无线传输模块与所述中央处理器连接，用于将污泥板结的位置信息发送至远程。

4.根据权利要求1所述的用于检测污泥板结的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括导航装置，所述导航装置与所述中央处理器连接，所述中央处理器用于通过所述导航装置控制水下机器人按照预设路径运动。

5.根据权利要求4所述的用于检测污泥板结的水下机器人，其特征在于，所述水下机器人还包括密封舱，所述中央处理器、无线传输模块、导航装置和定位装置设置于所述密封舱内，所述第一超声波探测器和第二超声波探测器的主体设置于所述密封舱内的几何中心处。

6.根据权利要求5所述的用于检测污泥板结的水下机器人，其特征在于，所述驱动装置包括电池和多个螺旋桨推进器，所述多个螺旋桨推进器分布在所述密封舱外表面，所述电池设置于所述密封舱内，所述螺旋桨推进器通过脐带缆与所述电池以及中央处理器连接。

7.一种污泥板结的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的水下机器人进行检测，所述方法包括：

预先测量计算超声波在污泥中的传播速度；

控制水下机器人在待检测沉淀池中按照预设路径运动，控制超声波探测装置发出第一频率的第一超声波信号测量所述超声波探测装置与泥水界面的第一高度；

控制超声波探测装置发出第二频率的第二超声波信号至待检测沉淀池池底；

根据所述第二超声波信号的反馈情况、所述第一高度和超声波在污泥中的传播速度，计算所述超声波探测装置与沉淀池池底的第二高度；

根据所述第二高度判断所述沉淀池池底上是否存在污泥板结；

如果存在污泥板结，获取污泥板结的位置信息。