一种更稳定的无人机取水装置的制作方法

专利2022-05-09  7


本发明涉及一种取水装置,具体是一种更稳定的无人机取水装置,属于环境监测技术领域。



背景技术:

无人驾驶飞机,俗称:无人飞机、无人机、无人航空载具、无人作战飞机、蜂型机;广义上为不需要驾驶员登机驾驶的各式遥控飞行器。现阶段无人机也被广泛的应用到生活中,多数应用于航拍,也被逐渐应用于环境监测等领域,随着发展,除了大气监控外,其本身也可用作取样的载具。现阶段的无人机装置在取水样时存在以下的问题:

(1)装置的底部设有支撑机构,多为支柱或者支架,在取水样时无法稳定在水面上,易造成装置倾斜,增加不稳定因素。

(2)装置多为一次性取样,一次取样也只限定于一个样品,取得的水样缺乏对比性,如若装置需要多点取样则需要控制装置多次往返进行取样操作,其适用性和灵活性大大降低;同时,现有装置多为机械取样,通过装置的机械结构完成取样操作,其自控性较差,也无法知晓当前取样的状态。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种更稳定的无人机取水装置,以解决上述背景中提出的现有的无人机装置在取水样过程中,无法稳定在水面上,易造成装置倾斜,增加不稳定因素,不方便多点取样的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下方案:

一种更稳定的无人机取水装置,包括旋翼无人机本体、设置在所述旋翼无人机本体底部中间位置的取样机构以及设置在所述旋翼无人机本体下方的至少一个的平衡机构;每个平衡机构均包括伞骨架结构,所述伞骨架结构通过对应的可拆卸的电动伸缩杆连接在所述旋翼无人机本体的底部,且所述伞骨架结构底端固定安装有内部中空的疏水膜,通过可拆卸的所述电动伸缩杆的上下运动带动所述伞骨架结构打开或收起,以带动所述疏水膜水平张紧或者回缩。

作为优选的,所述旋翼无人机本体包括安装架,所述安装架的四角上分别设有一对螺旋桨叶,所述安装架下方且靠近每对螺旋桨叶处分别固定安装有输出端朝下的可拆卸的电动伸缩杆,每个可拆卸的所述电动伸缩杆的输出端连接对应的伞骨架结构。

作为更优选的,所述伞骨架结构包括第一铰接件、上伞骨架、固定套、第二铰接件、固定件和下伞骨架,所述第一铰接件有多个并且均匀的固定安装在电动伸缩杆的固定侧端口处,固定侧端口处通过第一铰接件铰接安装有上伞骨架,所述电动伸缩杆的输出端固定安装有多个固定件,固定件的个数与第一铰接件一一对应,所述固定件内固定安装有倾斜向上的下伞骨架,所述疏水膜的侧壁等间隔的布置有固定套,所述固定套与上伞骨架一一对应并且套接固定在上伞骨架的末端。

进一步的,所述下伞骨架与上伞骨架一一对应,所述下伞骨架的顶端通过第二铰接件与对应的上伞骨架的中间位置铰接连接。

更进一步的,所述上伞骨架可以绕第一铰接件在竖直方向上旋转,所述第一铰接件上方的固定杆上设有用于限定所述上伞骨架的旋转位置的限位装置。

作为优选的,所述取样机构包括取样盒、吸取装置、设置在所述取样盒内的至少一个存放盒、设置在所述存放盒内的至少一个样品盒本体以及用于驱动所述吸取装置移动到所述至少一个样品盒本体上方的驱动装置,所述驱动装置和所述吸取装置均设置在位于所述取样盒内样品盒本体上方的设备隔间内,所述吸取装置的采样端贯穿所述设备隔间,且通过连接管密封连接有吸液头,所述吸液头处设有滤网,当所述吸取装置移动至对应样品盒本体上方时,所述吸取装置的出液端贯穿所述设备隔间且与对应样品盒本体的进液口连通。

作为更优选的,所述取样盒的下端插入式安装有存放盒,所述存放盒设有两个对称排列的存放槽队列,每个存放槽队列包括多个等间隔分布的存放槽,每个存放槽内可拆卸的插入式安装有样品盒本体。

进一步的,所述设备隔间底部设有安装板,所述安装板上与每个所述样品盒本体的对应位置处分别设有出液开口,形成两条出液开口队列,所述驱动装置包括与所述存放槽队列分别对应设置的移动架以及用于驱动所述移动架沿着对应存放槽队列方向移动的推板和微型电动缸,所述微型电动缸的输出轴通过推板连接移动架的一端,所述移动架上方设有吸取装置,所述移动架设置在安装板上方,且通过分布在对应出液开口队列两侧的滑轨机构与所述安装板滑动连接,当移动架在微型电动缸和推板的作用下沿着滑轨机构滑动时,移动架上方吸取装置的出液端贯穿所述安装板上对应的出液开口,并与对应样品盒本体的进液口连通。

更进一步的,所述吸取装置包括外箱,所述外箱内设有微型水泵、控制器和电磁阀,所述微型电动缸、水位传感器、控制器、微型水泵和电磁阀的电源开关分别与旋翼无人机本体的供电机构电性连接,所述存放盒的侧壁上设有多个透视孔,透视孔使存放槽与布置在存放槽外侧的监控隔间相互连通,所述监控隔间内布置安装有多个分别与样品盒本体一一对应的水位传感器,水位传感器的输入端通过透视孔监控存放槽内的水位状态,位于存放盒下方的取样盒底部设有推拉缺口,所述水位传感器的输出端与控制器的输入端电性连接,所述控制器的输出端与微型水泵、电磁阀和微型电动缸的输入端分别电性连接,所述控制器电性连接有信号模组,并且通过信号模组与旋翼无人机本体的遥控机构信号连接。

具体的,所述样品盒本体包括下盒,所述下盒上方的端口外伸,并且端口的外尺寸大于存放槽的尺寸,每个下盒都对应配备有一个密封盖。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1.本发明提供一种更稳定的无人机取水装置,旋翼无人机本体的螺旋桨叶的下方可拆卸的固定安装有以电动伸缩杆作为动力能源的伞骨架结构,当电动伸缩杆的输出端向上输出时,伞骨架结构打开,此时伞骨架结构的底端固定安装的内部中空的疏水膜水平且张紧,在疏水膜的张力和中空结构的浮力双重作用下,使无人机装置在取水时能够方便停留在水面上,使取水过程更加稳定。

2.本发明提供一种更稳定的无人机取水装置,装置内设有两列对称的多个存放槽且存放槽中布置有样品盒本体的下盒,装置利用微型电动缸推动推板,使安装架和安装在其上的吸取装置沿着滑轨机构在存放槽上方移动,吸取装置的输出端通过出液开口向存放槽中的下盒进行注液操作,两列可以同时进行取样,并且方便对同个点多次取样,也方便对多个点同时取样,减少往返次数,增加其使用的适用性和灵活性。装置通过水位传感器和控制器对吸取装置和微型电动缸的运行状态进行控制,在一定程度上实现自控取水,并且通过信号模组与无人机遥控机构实现互联,将监控到的状态反馈给无人机遥控结构,也能通过无人机遥控机构将取水操作由自动切换会手动遥控,增加其使用方便程度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的伞骨架结构的结构示意图。

图3为本发明的取样盒安装结构示意图。

图4为本发明的存放盒及样品盒本体的结构示意图。

图5为本发明的取样盒的主视剖面结构示意图。

图6为本发明的取样盒的俯视剖面结构示意图。

图中:1、旋翼无人机本体;101、螺旋桨叶;2、电动伸缩杆;3、伞骨架结构;301、第一铰接件;302、上伞骨架;303、固定套;304、第二铰接件;305、固定件;306、下伞骨架;4、疏水膜;5、取样盒;501、监控隔间;502、设备隔间;503、推拉缺口;6、存放盒;601、存放槽;602、透视孔;7、样品盒本体;701、下盒;702、端口;703、密封盖;8、水位传感器;9、微型电动缸;10、推板;11、安装板;1101、出液开口;12、连接管;13、吸液头;1301、滤网;14、移动架;15、吸取装置;16、滑轨机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1和5所示,具体实施例1中,一种更稳定的无人机取水装置,包括旋翼无人机本体1,此处无人机本体1采用常见的四翼无人机,所述旋翼无人机本体1的上方四角上分别设有两两对称的螺旋桨叶101,所述螺旋桨叶101的下方可拆卸的固定安装有输出端朝下的电动伸缩杆2,提供张开的动能并且方便拆卸和收捡,所述电动伸缩杆2的底端固定安装有伞骨架结构3,所述伞骨架结构3的底端固定安装有内部中空的疏水膜4,其中空结构内可以适当填充低密度气体增加其浮力,当电动伸缩杆2的输出端向上输出时,伞骨架结构3打开,此时疏水膜4水平且张紧,在疏水膜4的张力和浮力的双重作用下,使无人机在取水操作时可以浮在水面上,更加稳定。

如图2所示,具体实施例2中,所述伞骨架结构3包括第一铰接件301、上伞骨架302、固定套303、第二铰接件304、固定件305和下伞骨架306,所述第一铰接件301有多个并且均匀的固定安装在电动伸缩杆2的固定侧端口702处,固定侧端口702处通过第一铰接件301铰接安装有上伞骨架302,所述电动伸缩杆2的输出端固定安装有多个固定件305,固定件305的个数与第一铰接件301一一对应,所述固定件305内固定安装有倾斜向上的下伞骨架306,所述疏水膜4的侧壁等间隔的布置有固定套303,所述固定套303与上伞骨架302一一对应并且套接固定在上伞骨架302的末端,方便疏水膜4的安装。

所述下伞骨架306与上伞骨架302一一对应,所述下伞骨架306的顶端通过第二铰接件304与对应的上伞骨架302的中间位置铰接连接,在下伞骨架306跟随这电动伸缩杆2的输出端向上移动时,其上端支撑上伞骨架302张开,从而打开疏水膜4。

所述上伞骨架302可以绕第一铰接件301在竖直方向上旋转,所述第一铰接件301上方设有限位装置使上伞骨架302无法旋转到与电动伸缩杆2垂直的位置,此时电动伸缩杆2的输出端无法再向上输出,防止翻转过度影响装置的稳定性,在翻转过度的情况下也不能保证疏水膜4的水平。

所述旋翼无人机本体1的底部中间位置固定有取样盒5,所述取样盒5的下端插入式安装有存放盒6,所述存放盒6内的存放槽601上固定安装有样品盒本体7,位于存放盒6两侧的所述取样盒5内设有监控隔间501,所述监控隔间501内设有多个水位传感器8,用于监控取水状态并且根据状态实施自控,位于存放盒6上方的所述取样盒5内设有设备隔间502,所述设备隔间502的底部设有安装板11,所述安装板11上设有移动架14,所述移动架14的底部通过滑轨机构16与安装板11滑动连接,所述移动架14上设有吸取装置15,位于移动架14一侧的所述设备隔间502内固定有微型电动缸9,所述移动架14的一侧设有推板10,所述微型电动缸9的输出端沿着滑轨机构16的方向固定连接在推板10上,所述吸取装置15的输入端贯穿设备隔间502并且与外界连通,贯穿位置处设有长条孔,让吸取装置的移动不会收到影响,方便吸取装置15的输入端通过连接管12密封连接有吸液头13,通过改变连接管12的长度从而满足不同的吸取深度,所述吸液头13内布置安装有滤网1301,阻止大型异物在取水操作中进入并堵塞管道。

如图3和6所示,具体实施例3中,所述安装板11上设有若干出液开口1101与存放盒6上的存放槽601一一对应,所述出液开口1101分两列对称排列,且设备隔间502通过出液开口1101与存放槽601连通,每一列出液开口1101各自对应一个移动架14和安装在移动架14上方的吸取装置15,移动架14下方设置的滑轨机构16对称的布置在对应一列出液开口1101的两侧,使移动架14沿着滑轨机构16滑动时正好在对应一列出液开口1101上方移动,所述吸取装置15的输出端贯穿移动架14的底板位于出液开口1101的正上方,方便两列同时进行吸液操作,并且能够分别运行多次,方便根据实际情况在单点多次取样、多点单次取样和多点多次取样操作中进行切换。

如图4所示,具体实施例4中,所述存放盒6上设有多个存放槽601,所述存放槽601分两列对称排列,同列存放槽601等间隔分布,所述存放槽601内可拆卸的插入式固定安装有样品盒本体7的下盒701,所述存放盒6的侧壁上设有透视孔602,所述透视孔602与存放槽601和水位传感器8分别一一对应,水位传感器8的输入端通过透视孔602监控存放槽601内的水位状态,实行自控的条件,水位线达到设置要求即透视孔602所在的高度,由水位传感器8反馈给吸取装置15停止吸取,并且控制微型电动缸9向前移动设定距离,位于存放盒6下方的取样盒5底部设有推拉缺口503,方便安装和固定。

所述样品盒本体7包括下盒701,所述下盒701上方的端口702外伸,并且端口702的外尺寸大于存放槽601的尺寸,方便下盒701的取出和安装,也方便水位线的确定,每个下盒701都对应配备有一个密封盖703,再将下盒701取出后可利用密封盖703进行密封,从而方便放进低温保存设备保存水样直至实验室检测。

如图1和5所示,具体实施例5中,所述吸取装置15包括外箱,所述外箱内设有微型水泵、控制器和电磁阀,所述微型电动缸9、水位传感器8、控制器、微型水泵和电磁阀的电源开关分别与旋翼无人机本体1的供电机构电性连接,由旋翼无人机本体1的供电系统对整个装置进行供电,在此基础上还可以设置风力发电机构缓解无人的供电压力,所述水位传感器8的输出端与控制器的输入端电性连接,所述控制器的输出端与微型水泵、电磁阀和微型电动缸9的输入端分别电性连接,所述控制器电性连接有信号模组,并且通过信号模组与旋翼无人机本体1的遥控机构信号连接,通过水位传感器8的监控和反馈,控制器对微型水泵、电磁阀和微型电动缸9的运行状态进行调控从而达到一定程度上的自控,而通过信号模组与旋翼无人机本体1的遥控机构进行信号的双向连接,不仅可以把水位传感器8监控到的状态实时反馈到无人机的遥控机构上,也可以通过无人机的遥控机构将控制切换的手动,使其使用更加方便,此实施例只类举出一种吸取装置15的结构,也可以使用其他结构的吸取装置但是其开关输入端必须与配备的控制器电性连接。

本发明的工作原理:本发明提供一种更稳定的无人机取水装置,旋翼无人机本体1的螺旋桨叶101的下方可拆卸的固定安装有以电动伸缩杆2作为动力能源的伞骨架结构3,当电动伸缩杆2的输出端向上输出时,伞骨架结构3打开,此时伞骨架结构3的底端固定安装的内部中空的疏水膜4水平且张紧,在疏水膜4的张力和中空结构的浮力双重作用下,使无人机装置在取水时能够方便停留在水面上,使取水过程更加稳定。

装置内设有两列对称的多个存放槽601且存放槽601中布置有样品盒本体7的下盒701,装置利用微型电动缸9推动推板10,使安装架和安装在其上的吸取装置15沿着滑轨机构16在存放槽601上方移动,吸取装置15的输出端通过出液开口1101向存放槽601中的下盒701进行注液操作,两列可以同时进行取样,并且方便对同个点多次取样,也方便对多个点同时取样,减少往返次数,增加其使用的适用性和灵活性。

装置通过水位传感器8和控制器对吸取装置15和微型电动缸9的运行状态进行控制,在一定程度上实现自控取水,并且通过信号模组与无人机遥控机构实现互联,将监控到的状态反馈给无人机遥控结构,也能通过无人机遥控机构将取水操作由自动切换会手动遥控,增加其使用方便程度。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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