CN114878232A - 一种无人机水体采样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机水体采样装置,涉及水体采样的技术领域，包括箱体及驱动机构，本采样装置可通过无人机进行投放至采样水域进行采样，通过驱动机构的链轮上的限位槽驱动排水滑板移动使压水箱中的水进行增减来使箱体下沉或上浮，同时在下沉过程中链轮驱动的链带上的限位条会带动取样盒中的活塞块移动使水体进入取样盒中，并在取样盒的盖板上设置了卡板、倾斜板及弹簧，方便采集到的水体从取样盒中取出，此外沉积物取样机构设置有内部呈螺旋状的取样管，并在增速器的加速下快速进行水底沉积物的取样，整个采样装置使用时十分的方便，可以使用无人机进行投放，使采样人员的人身健康安全得到保障。
Description
技术领域
本发明涉及水体采样的技术领域，具体涉及一种无人机水体采样装置。
背景技术
在水环境监测工作中，传统水体样本的采集是由徒步和乘船的方式进行，依靠人力采样，效率不高，风险较大，消耗时间。有时采样位置地形复杂，交通不便，船只难以运送，采样工作难以开展。加之水体样本采集的位置通常在河湖中央等地形复杂的地方，疫情区或重污染区采样时，采样人员的人身健康安全极易受到危险，针对以上问题，基于对水体采样的准确性和灵活性的要求，本文提出了一种无人机水体采样装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机水体采样装置，以克服现有技术中的上述缺陷。
一种无人机水体采样装置,包括箱体及驱动机构，所述箱体的四周分别设有沉浮机构，所述箱体的两侧分别设有水体取样机构，所述箱体的底部设有沉积物取样机构，所述驱动机构设于箱体中并用于驱动沉浮机构进行箱体的下沉、驱动水体取样机构进行水体取样及驱动沉积物取样机构进行水底的沉积物取样，所述箱体的顶部对称设有用于固定在无人机上的拾取杆。
优选的，所述驱动机构包括双轴电机、第一转轴及第二转轴，所述箱体的内安装有双轴电机，所述双轴电机的上侧输出轴上安装有第一锥齿轮，所述第一转轴转动连接于箱体中，所述第一转轴上安装有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二转轴设有两个并对称设于第一转轴的两侧且与箱体转动连接，第二转轴上安装有链轮和第三锥齿轮，所述第一转轴的两端分别安装有与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮，所述链轮的底端开设有呈旋涡状的限位槽，两个链轮之间通过链带连接。
优选的，所述沉浮机构包括压水箱、排水滑板及滑杆，所述压水箱固定于箱体上并延伸至箱体内，所述压水箱的外端开设有通孔且其内端开设有通气孔一，排水滑板滑动连接于压水箱中且固定在滑杆上，所述滑杆滑动连接压水箱且一端插接于链轮的限位槽中。
优选的，所述水体取样机构包括取样盒、活塞块及拉杆，所述取样盒设于箱体的侧面，取样盒的一侧通过合页铰接有盖板，盖板的一端倾斜设置有倾斜板，所述倾斜板的端部转动连接有卡板，卡板和倾斜板之间连接有弹簧，所述卡板上设有与箱体上的卡块卡接的卡槽，所述盖板上设有进水口，盖板在进水口内侧转动连接有橡胶板，所述活塞块滑动连接于取样盒中，取样盒的一端设有通气孔二，所述拉杆为U型结构并滑动连接于取样盒上，拉杆的一端与活塞块连接，另一端套设于链带上，所述箱体的内安装有触发开关，所述链带上设有用于触发触发开关的限位条。
优选的，所述沉积物取样机构包括限位滑柱、滑套及电动推杆，所述双轴电机的下侧输出轴与增速器的输入轴连接，所述增速器的输出轴上设有限位滑柱，沿限位滑柱的圆周均布有若干滑条，滑条滑动连接于所述滑套中，所述滑套上转动连接有限位环，所述电动推杆垂直固定于箱体中，电动推杆的伸缩杆顶端与限位环固定，所述滑套的底端螺纹连接有取样管，取样管的内部呈螺旋状。
本发明具有如下优点：
本发明在使用时，本采样装置可通过无人机进行投放至采样水域进行采样，通过驱动机构的链轮上的限位槽驱动排水滑板移动使压水箱中的水进行增减来使箱体下沉或上浮，同时在下沉过程中链轮驱动的链带上的限位条会带动取样盒中的活塞块移动使水体进入取样盒中，并在取样盒的盖板上设置了卡板、倾斜板及弹簧，方便采集到的水体从取样盒中取出，此外沉积物取样机构设置有内部呈螺旋状的取样管，并在增速器的加速下快速进行水底沉积物的取样，整个采样装置使用时十分的方便，可以使用无人机进行投放，使采样人员的人身健康安全得到保障。
附图说明
图1为本发明整体三维的结构示意图。
图2和图3为本发明驱动机构和沉浮机构不同角度结构示意图。
图4为图3中A处的局部放大图。
图5为图3中B处的局部放大图。
图6为本发明沉积物取样机构的结构示意图。
其中：1、箱体，11、拾取杆，12、卡块，2、驱动机构，21、双轴电机，211、第一锥齿轮，22、第一转轴，221、第二锥齿轮，222、第四锥齿轮，23、第二转轴，231、链轮，2311、限位槽，232、第三锥齿轮，24、链带，3、沉浮机构，31、压水箱，311、通孔，312、通气孔一，32、排水滑板，33、滑杆，4、水体取样机构，41、取样盒，411、盖板，412、进水口，413、通气孔二，42、倾斜板，43、卡板，431、卡槽，44、弹簧，45、橡胶板，46、活塞块，47、拉杆，48、触发开关，49、限位条，5、沉积物取样机构，51、增速器，52、限位滑柱，521、滑条，53、滑套，54、限位环，55、电动推杆，56、取样管。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1-6所示，本发明提供了一种无人机水体采样装置,包括箱体1及驱动机构2，所述箱体1的四周分别设有沉浮机构3，所述箱体1的两侧分别设有水体取样机构4，所述箱体1的底部设有沉积物取样机构5，所述驱动机构2设于箱体1中并用于驱动沉浮机构3进行箱体1的下沉、驱动水体取样机构4进行水体取样及驱动沉积物取样机构5进行水底的沉积物取样，所述箱体1的顶部对称设有用于固定在无人机上的拾取杆11，设置的拾取杆11能够方便无人机快速拾取箱体1。
需要注意的是，所述驱动机构2包括双轴电机21、第一转轴22及第二转轴23，所述箱体1的内安装有双轴电机21，所述双轴电机21的上侧输出轴上安装有第一锥齿轮211，所述第一转轴22转动连接于箱体1中，所述第一转轴22上安装有与第一锥齿轮211啮合的第二锥齿轮221，所述第二转轴23设有两个并对称设于第一转轴22的两侧且与箱体1转动连接，第二转轴23上安装有链轮28和第三锥齿轮232，所述第一转轴22的两端分别安装有与第三锥齿轮232啮合的第四锥齿轮222，所述链轮231的底端开设有呈旋涡状的限位槽2311，两个链轮231之间通过链带24连接，所述箱体1在接触水体后，启动双轴电机21，双轴电机21的输出轴通过第一锥齿轮211带动第一转轴22转动，再通过第一转轴22上的第四锥齿轮222带动第二转轴23转动，第二转轴23上的链轮231随之转动，并通过两个链轮231之间的链带24驱动两个水体取样机构4取样不同深度的水体，为后续水体分析提供充分优质的样本，提高数据说服。
此外，所述沉浮机构3包括压水箱31、排水滑板32及滑杆33，所述压水箱31固定于箱体1上并延伸至箱体内，所述压水箱31的外端开设有通孔311且其内端开设有通气孔一312，排水滑板32滑动连接于压水箱31中且固定在滑杆33上，所述滑杆33滑动连接压水箱31且一端插接于链轮231的限位槽2311中，链轮231旋转带动滑杆移动，则所述压水箱31内部的排水滑板32跟随移动，外界水体通过压水箱31上的通孔311进入到压水箱31的中，此时整个装置的重力大于向上的浮力，从而完成下沉，当链轮231反向转动时，从而将压水箱31中的水排出，从而可减小装置的重力，此时浮力大于向下的重力，就实现了上浮，从而方便对不同深度的水体进行采样，从而更好的获得水体样本。
另外，所述水体取样机构4包括取样盒、活塞块及拉杆，所述取样盒41设于箱体1的侧面，取样盒41的一侧通过合页铰接有盖板411，盖板411的一端倾斜设置有倾斜板42，所述倾斜板42的端部转动连接有卡板43，卡板43和倾斜板42之间连接有弹簧44，所述卡板43上设有与箱体1上的卡块12卡接的卡槽431，当需要打开取样盒时，只需将卡板43往所述倾斜板42的方向推动，卡板43脱离箱体1上的卡块12，即可完成拆卸，从而方便从取样盒41中取出水体，大大提高取样的效率，所述盖板411上设有进水口411，盖板411在进水口412内侧转动连接有橡胶板45，所述活塞块46滑动连接于取样盒41中，取样盒41的一端设有通气孔二413，所述拉杆47为U型结构并滑动连接于取样盒41上，拉杆47的一端与活塞块46连接，另一端套设于链带24上，所述箱体1的内安装有触发开关48，所述链带24上设有用于触发触发开关48的限位条49，链带231上的限位条推动拉杆47，拉杆47驱动取样盒41中的活塞块46移动，从而在使水体通过盖板411上的进水口412进入到取样盒41中，从而完成对水体进行采集工作，限位条49在复位的过程中不再驱动拉杆47，取得的样品不会被释放到水体中，位于进水口412位置的橡胶板45具有隔绝取样盒41内外的作用，当活塞块46不再活动后，具有弹性作用的橡胶板45又会自动复位到密封进水口412的作用，防止样本受到二次污染。
值得注意的是，所述沉积物取样机构5包括限位滑柱52、滑套53及电动推杆55，所述双轴电机21的下侧输出轴与增速器51的输入轴连接，所述增速器51的输出轴上设有限位滑柱52，沿限位滑柱52的圆周均布有若干滑条521，滑条521滑动连接于所述滑套53中，所述滑套53上转动连接有限位环54，所述电动推杆55垂直固定于箱体1中，电动推杆55的伸缩杆顶端与限位环54固定，所述滑套53的底端螺纹连接有取样管56，取样管56的内部呈螺旋状，随着压水箱31内部水体增多，最终箱体1到达水体底部，电动推杆55启动，通过电动推杆55的伸缩杆及限位环54带动滑套53往底部滑动，滑套53上安装的取样管56接触水底沉积物，双轴电机21通过增速器51实现限位滑柱52倍速转动，限位滑柱52驱动滑套53高速旋转，则取样管56开始接沉积物取样，由于取样管56的内部呈螺旋状，则取样更加快速，进而便于对水体底部的沉积物进行采样，从而有效的采集不同水体的样本及水底富集物，为水体的分析提供优质，丰富的样本，装置在采集完毕后，当触发开关48被限位条49所触发时，双轴电机21反向转动，压缩箱中的水排出，箱体上浮到水体表面，等待无人机拾取。
具体实施方式及原理：
本发明在实际应用时，无人机通过箱体上的拾取杆将本采样装置运送至相应的水体采样区域，并将本采样装置投放至水面上，启动双轴电机21，双轴电机21的上侧的输出轴通过第一锥齿轮211带动第一转轴22转动，下侧的输出轴则带动滑套53及取样管56转动，第一转轴22上的第四锥齿轮222带动第二转轴23转动，第二转轴23上的链轮231随之转动，两个链轮231之间的链带24转动，链带231上的限位条推动拉杆47，拉杆47驱动取样盒41中的活塞块46移动，从而在使水体通过盖板411上的进水口412进入到取样盒41中，从而完成对水体进行采集工作，限位条49在复位的过程中不再驱动拉杆47，取得的样品不会被释放到水体中，位于进水口412位置的橡胶板45具有隔绝取样盒41内外的作用，当活塞块46不再活动后，具有弹性作用的橡胶板45又会自动复位到密封进水口412的作用，防止样本受到二次污染，随着压水箱31内部水体增多，最终箱体1到达水体底部，电动推杆55启动，通过电动推杆55的伸缩杆及限位环54带动滑套53往底部滑动，滑套53上安装的取样管56接触水底沉积物，双轴电机通过增速器51实现限位滑柱52倍速转动，限位滑柱52驱动滑套53高速旋转，则取样管56开始接沉积物取样，由于取样管56的内部呈螺旋状，则取样更加快速，进而便于对水体底部的沉积物进行采样，从而有效的采集不同水体的样本及水底富集物，为水体的分析提供优质，丰富的样本，装置在采集完毕后，当触发开关48被限位条49所触发时，双轴电机21反向转动，压缩箱中的水排出，箱体上浮到水体表面，等待无人机拾取。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用发明和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无人机水体采样装置,其特征在于：包括箱体(1)及驱动机构(2)，所述箱体(1)的四周分别设有沉浮机构(3)，所述箱体(1)的两侧分别设有水体取样机构(4)，所述箱体(1)的底部设有沉积物取样机构(5)，所述驱动机构(2)设于箱体(1)中并用于驱动沉浮机构(3)进行箱体(1)的下沉、驱动水体取样机构(4)进行水体取样及驱动沉积物取样机构(5)进行水底的沉积物取样，所述箱体(1)的顶部对称设有用于固定在无人机上的拾取杆(11)。
2.根据权利要求1所述的一种无人机水体采样装置，其特征在于：所述驱动机构(2)包括双轴电机(21)、第一转轴(22)及第二转轴(23)，所述箱体(1)的内安装有双轴电机(21)，所述双轴电机(21)的上侧输出轴上安装有第一锥齿轮(211)，所述第一转轴(22)转动连接于箱体(1)中，所述第一转轴(22)上安装有与第一锥齿轮(211)啮合的第二锥齿轮(221)，所述第二转轴(23)设有两个并对称设于第一转轴(22)的两侧且与箱体(1)转动连接，第二转轴(23)上安装有链轮(28)和第三锥齿轮(232)，所述第一转轴(22)的两端分别安装有与第三锥齿轮(232)啮合的第四锥齿轮(222)，所述链轮(231)的底端开设有呈旋涡状的限位槽(2311)，两个链轮(231)之间通过链带(24)连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人机水体采样装置，其特征在于：所述沉浮机构(3)包括压水箱(31)、排水滑板(32)及滑杆(33)，所述压水箱(31)固定于箱体(1)上并延伸至箱体内，所述压水箱(31)的外端开设有通孔(311)且其内端开设有通气孔一(312)，排水滑板(32)滑动连接于压水箱(31)中且固定在滑杆(33)上，所述滑杆(33)滑动连接压水箱(31)且一端插接于链轮(231)的限位槽(2311)中。
4.根据权利要求2所述的一种无人机水体采样装置，其特征在于：所述水体取样机构(4)包括取样盒、活塞块及拉杆，所述取样盒(41)设于箱体(1)的侧面，取样盒(41)的一侧通过合页铰接有盖板(411)，盖板(411)的一端倾斜设置有倾斜板(42)，所述倾斜板(42)的端部转动连接有卡板(43)，卡板(43)和倾斜板(42)之间连接有弹簧(44)，所述卡板(43)上设有与箱体(1)上的卡块(12)卡接的卡槽(431)，所述盖板(411)上设有进水口(411)，盖板(411)在进水口(412)内侧转动连接有橡胶板(45)，所述活塞块(46)滑动连接于取样盒(41)中，取样盒(41)的一端设有通气孔二(413)，所述拉杆(47)为U型结构并滑动连接于取样盒(41)上，拉杆(47)的一端与活塞块(46)连接，另一端套设于链带(24)上，所述箱体(1)的内安装有触发开关(48)，所述链带(24)上设有用于触发触发开关(48)的限位条(49)。
5.根据权利要求2所述的一种无人机水体采样装置，其特征在于：所述沉积物取样机构(5)包括限位滑柱(52)、滑套(53)及电动推杆(55)，所述双轴电机(21)的下侧输出轴与增速器(51)的输入轴连接，所述增速器(51)的输出轴上设有限位滑柱(52)，沿限位滑柱(52)的圆周均布有若干滑条(521)，滑条(521)滑动连接于所述滑套(53)中，所述滑套(53)上转动连接有限位环(54)，所述电动推杆(55)垂直固定于箱体(1)中，电动推杆(55)的伸缩杆顶端与限位环(54)固定，所述滑套(53)的底端螺纹连接有取样管(56)，取样管(56)的内部呈螺旋状。
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| CN115931450A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-04-07 | 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队(山东省地矿工程勘察院) | 一种水文地质用地下水采样装置 |
| CN117740467A (zh) * | 2023-11-30 | 2024-03-22 | 苏州嘉济智慧环境科技有限公司 | 一种水污染治理用采样***及采样方法 |
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Legal Events
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