CN114044140A - 一种水上作业无人机 - Google Patents

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吴海萍
黄祥麟
彭重威
许尤厚
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Abstract

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种水上作业无人机；包括无人机装置、机载数据采集***、机载GPS定位***和控制箱，所述无人机装置的下端周围连接有浮力圈，在所述无人机装置的机翼上安装有辅助浮筒。本发明的无人机装置在工作状态下，无人机在即将降落海面前，控制充气机构给浮力圈进行充气处理，当本无人机降落到海面时，由于浮力圈和辅助浮筒的共同作用为本无人机提供足够的浮力使得本无人机能够停留在海面上进行水上作业，当本无人机水上作业完成后，工作人员控制本无人机从海面飞起，本无人机从海面飞起后，工作人员控制抽气机构抽走浮力圈内的气体即可，本装置为本无人机停留在海面提供浮力，同时保持本无人机在海面停留的稳定性。

Description

一种水上作业无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种水上作业无人机。
背景技术
在中华白海豚及中华白海豚栖息地海域环境调查与监测技术中需要采用无人机进行监测并将监测数据实时传输给数据管理平台，以便管理部门和科研单位掌握更全面的中华白海豚调查情况。
现有的水上作业无人机在作业时存在不能在海面降落停留、作业范围小、作业效率低的缺点。
为此，提出一种水上作业无人机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水上作业无人机，该无人机具有能在海面降落停留、作业范围广、作业效率高的优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种水上作业无人机，包括无人机装置、机载数据采集***、机载GPS定位***和控制箱，所述无人机装置的顶部固接有支撑架，所述支撑架上固接机载GPS定位***、控制箱、充气机构和抽气机构，所述无人机装置的下端周围连接有浮力圈，所述充气机构的输出端通过导气管与浮力圈的输入端连接，所述抽气机构的输入端通过导气管与浮力圈的输出端连接，所述无人机装置的底部固接机载数据采集***，在所述无人机装置的机翼上安装有辅助浮筒，所述导气管上设置有电磁阀，所述机载数据采集***、机载GPS定位***、充气机构、抽气机构、电磁阀分别与控制箱电相连。
优选地，所述浮力圈上设有充气孔和排气孔。
优选地，所述充气机构为充气泵，所述充气泵的输出端通过导气管与浮力圈的充气孔连接。
优选地，所述抽气机构为抽气泵，所述抽气泵的输入端通过导气管与浮力圈的排气孔连接。
优选地，所述机载数据采集***包括摄像头和托架，所述托架固接于无人机装置的底部，所述摄像头固接于托架上，所述摄像头的型号为K8A-100M。
优选地，所述控制箱包括箱体，所述箱体内部设有锂电池组、无线通信模块、中央控制器和飞行控制***，所述锂电池组、无线通信模块、飞行控制***分别与中央控制器电相连，所述箱体的外侧设置有充电端口。
本发明的有益效果为：本发明的无人机装置在工作状态下，无人机在即将降落海面前，控制充气机构给浮力圈进行充气处理，当本无人机降落到海面时，由于浮力圈和辅助浮筒的共同作用为本无人机提供足够的浮力使得本无人机能够停留在海面上进行水上作业，当本无人机水上作业完成后，工作人员控制本无人机从海面飞起，本无人机从海面飞起后，工作人员控制抽气机构抽走浮力圈内的气体即可，本装置为本无人机停留在海面提供浮力，同时保持本无人机在海面停留的稳定性，本装置解决了传统无人机不能在水面降落停留、作业范围小、作业效率低的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例的模块关系图；
图2为本发明实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例无人机装置的结构示意图。
附图标记：浮力圈1、摄像头2、托架3、机载GPS定位***4、控制箱5、充气机构6、抽气机构7、水箱8、水泵9、辅助浮筒10、机身11、脚架12、采样管13、支撑架14。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
参考附图1-3，一种水上作业无人机，包括无人机装置、机载数据采集***、机载GPS定位***4和控制箱5，所述无人机装置的顶部固接有支撑架14，所述支撑架14上固接机载GPS定位***4、控制箱5、充气机构6和抽气机构7，所述无人机装置的下端周围连接有浮力圈1，所述充气机构6的输出端通过导气管与浮力圈1的输入端连接，所述抽气机构7的输入端通过导气管与浮力圈1的输出端连接，所述无人机装置的底部固接机载数据采集***，在所述无人机装置的机翼上安装有辅助浮筒10，所述导气管上设置有电磁阀，所述机载数据采集***、机载GPS定位***4、充气机构6、抽气机构7、电磁阀分别与控制箱5电相连。
本发明的工作原理：无人机装置在工作状态下，无人机在即将降落海面前，控制充气机构6给浮力圈1进行充气处理，当本无人机降落到海面时，由于浮力圈1和辅助浮筒10的共同作用为本无人机提供足够的浮力使得本无人机能够停留在海面上进行水上作业，当本无人机水上作业完成后，工作人员控制本无人机从海面飞起，本无人机从海面飞起后，工作人员控制抽气机构7抽走浮力圈1内的气体即可，本装置为本无人机停留在海面提供浮力，同时保持本无人机在海面停留的稳定性，本装置解决了传统无人机不能在水面降落停留、作业范围小、作业效率低的缺点。
优选地，所述浮力圈1上设有充气孔和排气孔；所述充气机构6为充气泵，所述充气泵的输出端通过导气管与浮力圈1的充气孔连接；所述抽气机构7为抽气泵，所述抽气泵的输入端通过导气管与浮力圈1的排气孔连接。
进一步的，本发明涉及的充气泵，用于实现为浮力圈1进行充气处理操作，可为本无人机停留在水面提供浮力，同时保持本无人机在水面停留的稳定性。
进一步的，本发明涉及的抽气泵，用于实现为浮力圈1进行抽气处理操作，可排出浮力圈1的气体。
优选地，所述机载数据采集***包括摄像头2和托架3，所述托架3固接于无人机装置的底部，所述摄像头2固接于托架3上，所述摄像头2的型号为K8A-100M。
进一步的，本发明涉及的摄像头2的型号为K8A-100M，其品牌为世隆科技，并且能够实现智能水平360度旋转，垂直180度旋转，用于实现对海里的海洋生物进行摄像。
优选地，所述控制箱5包括箱体，所述箱体内部设有锂电池组、无线通信模块、中央控制器和飞行控制***，所述锂电池组、无线通信模块、飞行控制***分别与中央控制器电相连，所述箱体的外侧设置有充电端口。
进一步的，本发明涉及的箱体内部还设置有数据输入模块、数据输出模块和存储模块，其中存储模块用于对接收到的摄影测量图像或视频数据以及GPS进行记录存储。
进一步的，本发明还包括遥控终端，并且遥控终端中设有显示屏、操作按键以及数据传输接口，其中，中央控制器通过无线通信模块将摄影测量图像或视频数据以及GPS等数据传输给遥控终端，操作按键包括开关键、菜单键、切换键、设置键、返回键、保存键、确定键以及方向键。
进一步的，本发明涉及的无线通信模块为4G、5G、蓝牙、WIFI或ZigBee。
进一步的，本发明涉及的锂电池组，用于为电器元件提供电能。
进一步的，本发明涉及的无人机装置包括机身11、螺旋桨、机翼、脚架12、俯仰角传感器、姿态传感器、气压传感器、超声波传感器和光流传感器，其中，俯仰角传感器、姿态传感器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器分别与中央控制器电相连。
进一步的，本发明涉及的气压传感器用于监测机身11悬停高度，超声波传感器用于监测机身11低空高度，俯仰角传感器用于监测机身11飞行俯仰角，姿态传感器用于监测机身11飞行姿态，光流传感器用于监测机身11悬停水平位置。
进一步的，本发明涉及的机载GPS定位***4，用于对飞行位置进行定位。
进一步的，本发明涉及的无人机装置为海陆两栖监测无人机，其中，无人机的翼展2.4米，机身11长度1.4米，最大起飞重量14公斤，最大续航时间6小时，最大航程100公里，采用盒式串列翼布局，可以适应海况一级，起飞浪高0.3米，水上起降距离小于200米。
进一步的，本发明涉及的无人机装置上还设置有采样***，其中，采样***包括水泵9和水箱8，水箱8内设置有液面传感器，采样***总重(不含水样)＜2.5公斤，水泵9的输入端连接有采样管13，水泵9的输出端通过管道与水箱8的输入端连接。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种水上作业无人机，包括无人机装置、机载数据采集***、机载GPS定位***和控制箱，其特征在于，所述无人机装置的顶部固接有支撑架，所述支撑架上固接机载GPS定位***、控制箱、充气机构和抽气机构，所述无人机装置的下端周围连接有浮力圈，所述充气机构的输出端通过导气管与浮力圈的输入端连接，所述抽气机构的输入端通过导气管与浮力圈的输出端连接，所述无人机装置的底部固接机载数据采集***，在所述无人机装置的机翼上安装有辅助浮筒，所述导气管上设置有电磁阀，所述机载数据采集***、机载GPS定位***、充气机构、抽气机构、电磁阀分别与控制箱电相连。
2.根据权利要求1所述的一种水上作业无人机，其特征在于，所述浮力圈上设有充气孔和排气孔。
3.根据权利要求2所述的一种水上作业无人机，其特征在于，所述充气机构为充气泵，所述充气泵的输出端通过导气管与浮力圈的充气孔连接。
4.根据权利要求2所述的一种水上作业无人机，其特征在于，所述抽气机构为抽气泵，所述抽气泵的输入端通过导气管与浮力圈的排气孔连接。
5.根据权利要求1所述的一种水上作业无人机，其特征在于，所述机载数据采集***包括摄像头和托架，所述托架固接于无人机装置的底部，所述摄像头固接于托架上，所述摄像头的型号为K8A-100M。
6.根据权利要求1所述的一种水上作业无人机，其特征在于，所述控制箱包括箱体，所述箱体内部设有锂电池组、无线通信模块、中央控制器和飞行控制***，所述锂电池组、无线通信模块、飞行控制***分别与中央控制器电相连，所述箱体的外侧设置有充电端口。
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