CN208119426U - 一种多旋翼自动取水样无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多旋翼自动取水样无人机，包括机身主骨架，机身主骨架的上表面安装有GPS模块和主控模块，机身主骨架的一端安装有相机支架，相机支架上安装有航拍相机，机身主骨架的下方设有自动取水装置，自动取水装置包括自动取样装置支架、采样瓶升降控制器、导向及深度控制装置、采样瓶支架控制器、采样瓶支架和采样瓶。本实用新型多旋翼自动取水样无人机，提高采集效率、降低人员操作危险性，增强突发事件处置时效性，降低单次采样成本，减少人员、车辆与船舶的经济开支，使水质取样变得更快捷、高效和智能，提高了水质监测的自动化、精确化、信息化水平，无人机水质采集器具有良好的稳定性和操控性，定位准确、起降灵活，安全性高。

Description

一种多旋翼自动取水样无人机

技术领域

本实用新型涉及水质检测、环保执法监测技术领域，具体为一种多旋翼自动取水样无人机。

背景技术

近年来，受人类活动的影响，水资源污染越来越严重，近半数水资源受到严重污染，我国已将环境保护列为一项基本国策，狠抓环境质量，作为环境保护细分领域的水质监测行业，也受到了各级政府部门的重视。

我国水环境监测主要包括在线监测和人工监测，在线监测是依靠建立固定的在线监测站，进行实时的水质数据监测，成本较高，而人工监测作为主要的监测方式，主要是依靠大量的现场采样，在实验室人工进行水质的测定。

水样的采集和保存是水质分析的重要环节，要想获得准确、全面的水质分析资料，必须使用正确的采样方法和水样保存方法并及时送样分析化验，对于水样的采集，目前在河流、湖泊、水库、海洋中采样，常乘监测船或采样船、手划船等交通工具到采样点采集，或涉水和在桥上采集，这样的采集方法对于工作人员来说效率低、工作量太大，由于采样环境多样，造成人工采样的不方便。

因此，对于现场水样采集装置而言，如何克服受采样环境影响大、效率低等问题，目前尚是一个难题，为解决传统人工水样采样方法存在的不足，无人采样设备应运而生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多旋翼自动取水样无人机，提高采集效率，减少人员、车辆与船舶的经济开支，安全性高，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多旋翼自动取水样无人机，包括机身主骨架，所述机身主骨架的上表面安装有GPS模块和主控模块，所述GPS模块位于主控模块的前端，所述机身主骨架的一端安装有相机支架，所述相机支架上安装有航拍相机，所述机身主骨架的下表面安装有旋翼支架，所述旋翼支架远离机身主骨架的一端安装有螺旋桨，所述旋翼支架的下表面安装有旋翼信号控制器，所述机身主骨架的下方设有支撑架，所述支撑架远离机身主骨架的一端安装有着陆架，所述机身主骨架的下方设有自动取水装置，所述自动取水装置包括自动取样装置支架、采样瓶升降控制器、导向及深度控制装置、采样瓶支架控制器、采样瓶支架和采样瓶，所述自动取样装置支架上安装有采样瓶升降控制器，所述自动取样装置支架上还安装有导向及深度控制装置，所述自动取样装置支架的下端安装有采样瓶支架，所述采样瓶支架上安装有采样瓶，所述采样瓶的一侧设置有采样瓶支架控制器。

优选的，所述螺旋桨和旋翼支架的数量均为六个。

优选的，所述采样瓶升降控制器和采样瓶支架控制器均与主控模块无线连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型多旋翼自动取水样无人机，可采集地形复杂、险要、地处偏僻的水样采集点，提高采集效率、降低人员操作危险性，开拓包含有害、有毒、放射性污染物的水域与地域人员无法涉足的采样空白领域，增强突发事件处置时效性，可采集需要频繁采样的水域，或在水域中央采样的水域，降低单次采样成本，减少人员、车辆与船舶的经济开支，利用无人机***取样完全取代传统的人工取样方式，使水质取样变得更快捷、高效和智能，较好的弥补了传统上的缺陷，提高了水质监测的自动化、精确化、信息化水平，无人机水质采集器具有良好的稳定性和操控性，定位准确、起降灵活，安全性高，可在其上搭载盛水容器和抽水装置，根据匹配的位置信息点，飞行到湖中央上空后，在距湖面以上两米空中进行取水，这样有利于节约成本，而且工作效率高，能够快速及时的发现湖水质量问题，无人机自动取水装置采用耐腐蚀的高合成材料制作，其表面吸附和解吸对水质的影响几乎可以忽略，独特的机构设计，采样瓶在下沉过程中水是从采样瓶底部进入采样瓶的，达预定采样深度后，所有之前进入采样瓶内的水都将被预定深度上的水所置换，因此在下沉过程中不存在污染之说，上升过程采样瓶底部和头部全部自动密封，从而使上升过程也不存在污染之说。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的自动取水装置立体图；

图3为本实用新型的自动取水装置正视图。

图中：1螺旋桨、2机身主骨架、3旋翼支架、4旋翼信号控制器、5 GPS 模块、6相机支架、7航拍相机、8主控模块、9自动取水装置、91自动取样装置支架、92采样瓶升降控制器、93导向及深度控制装置、94采样瓶支架控制器、95采样瓶支架、96采样瓶、10支撑架、11着陆架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种多旋翼自动取水样无人机，包括机身主骨架2，机身主骨架2的上表面安装有GPS模块5和主控模块8，GPS模块5位于主控模块8的前端，主控模块8通过接收地面站的控制信号来完成操作，多旋翼无人机上导航***包括GPS模块5、高度计、巡航地图，控制器中包括无线数据收发模块和数据存储模块，动力***、主控制器、数据处理器均位于无人机机体主控模块8中，导航***、主控制器、航拍相机7、螺旋桨1均与数据处理器相连，将收集到的数据经数据处理器的数据存储模块存储后，再由无线数据收发模块通过无线网络或者蓝牙传输至远程终端设备；由主控模块8 控制各部分的工作，导航定位***与无线接收器连接，无线接收器、无线发射器、航拍相机7和自动取水装置9均与主控模块8连接，在工作状态时，可通过主控模块8控制自动取水装置9的升降及采样瓶支架95的自动松开和闭合，采样无人机通过无线网或者蓝牙与远程终端设备相连，由远程终端设备对其进行实时控制，远程终端设备包括电脑和手机APP，利用无人机进行水质样品采集优势十分显著，此方式不受地理条件的限制，对于人难以到达的区域依然可以采样，不仅可以节约人力物力，还可以提升采样定位的代表性，无人机还可以搭载气体传感器，可同时对周边水域空气质量浓度进行检测，数据直接通过数传传输到电脑***中，可直观的看到水域环境的空气质量优劣，无人机搭载航拍相机7，可同时对定点周边环境进行全景拍摄及录像，有利于污染原因分析工作，机身主骨架2的一端安装有相机支架6，相机支架 6上安装有航拍相机7，航拍相机7可以实时拍摄周围环境并回传，无人机搭载的航拍相机7可以实现采样过程同步视频监控，工作人员可以对采样过程进行全过程的控制，可以根据视频传输的图像加之肉眼视觉作为参考依据飞行，或者采用卫星定位进行直达定点飞行，无人机航行至水体上方后进行悬停，预设置好采样水的深度，无人机到达采集区按一下采集键，固定采样瓶 96的采样瓶支架95自动松开采样瓶96，采样瓶96会自动沉入预设置的采样深度进行采样，无人机根据预先设计好的河流采样分布网点飞往采样点，采样分布网点存储在巡航地图内，通过GPS模块5、巡航地图和主控模块8控制无人机的飞行线路，无人机航行至水体上方后进行悬停，预设置好采样水的深度，无人机到达采集区按一下采集键，固定采样瓶96的采样瓶支架95 自动松开采样瓶96，采样瓶96会自动沉入预设置的采样深度进行采样，在无人机进行采样的同时，并将所有数据通过数据处理器的存储模块进行存储，同时通过无线数据收发模块发送至远程控制终端，机身主骨架2的下表面安装有旋翼支架3，旋翼支架3远离机身主骨架2的一端安装有螺旋桨1，螺旋桨1和旋翼支架3的数量均为六个，六旋翼自动取水样无人机的机型较小，起飞的灵活性较好，更重要的是无人驾驶，所以其起飞、降落的场地可以是临时性小面积空地即可，也就是说，多旋翼自动取水样无人机具有良好的起飞及着落性能，多旋翼自动取水样无人机是通过六个螺旋桨1提供机械动力进行作业的，噪音相比于以往的蜜蜂型、蜻蜓型飞机十分小，另外，在飞行器上已经安装有航拍相机7，便于工作人员在地面监视工作现状，通过无线电子设备传输清晰的工作画面，利于达到对无人机的巡航操作，多旋翼自动取水样无人机在具备直升机性能的条件下加上远程控制，其加速性能、爬升率较大，能够飞越电线、建筑物等障碍物，转弯灵敏，便于作业并节约时间，同时，多旋翼自动取水样无人机十分适合超低空作业飞行，其超低空控制性能也比较好，能够保证自动取水样的顺利完成，多旋翼自动取水样无人机的能源来自蓄电池，电能作为一种清洁、无污染能源，尤其是作业时噪音小，不会影响周围人们的正常生活，多旋翼自动取水样无人机的结构比较简单，其中六个旋翼的坚固性能以及旋翼支架3的合理结构，能够保证升降过程的安全性能，尤其是在其灵活的超低空飞行性能下，无人机的平稳降落、升起性能较好，多旋翼自动取水样无人机的结构也十分简单，便于拆装，利于对内部构件进行检查维修，同时损坏的物件也方便更换，不至于影响现场作业，旋翼支架3的下表面安装有旋翼信号控制器4，旋翼信号控制器4通过主控模块8来控制螺旋桨1动作，机身主骨架2的下方设有支撑架10，支撑架10远离机身主骨架2的一端安装有着陆架11，机身主骨架2的下方设有自动取水装置9，自动取水装置9可以在到达指定位置后自动完成取水样操作，无人机自动取水装置9采用耐腐蚀的高合成材料制作，其表面吸附和解吸对水质的影响几乎可以忽略，独特的机构设计，采样瓶96在下沉过程中水是从采样瓶 96底部进入采样瓶96的，达预定采样深度后，所有之前进入采样瓶96内的水都将被预定深度上的水所置换，因此在下沉过程中不存在污染之说，上升过程采样瓶96底部和头部全部自动密封，从而使上升过程也不存在污染之说，自动取水装置9包括自动取样装置支架91、采样瓶升降控制器92、导向及深度控制装置93、采样瓶支架控制器94、采样瓶支架95和采样瓶96，自动取水装置9的蜗轮蜗杆带自锁结构，在断电的情况下也能稳定可靠，自动取样装置支架91上安装有采样瓶升降控制器92，自动取样装置支架91上还安装有导向及深度控制装置93，自动取样装置支架91的下端安装有采样瓶支架 95，采样瓶支架95上安装有采样瓶96，采样瓶96采用合成材料，坚固耐用，使用寿命长，独特的结构设计，取水深度可以自行设置，取样便捷，适应环境能力强，能采集江河水、湖泊水、海水、腐蚀性液体样品，采样瓶96为多种规格，采样瓶可以根据采样需求任意选择，采样瓶96的一侧设置有采样瓶支架控制器94，采样瓶升降控制器92和采样瓶支架控制器94均与主控模块 8无线连接。

综上所述：本实用新型多旋翼自动取水样无人机，可采集地形复杂、险要、地处偏僻的水样采集点，提高采集效率、降低人员操作危险性，开拓包含有害、有毒、放射性污染物的水域与地域人员无法涉足的采样空白领域，增强突发事件处置时效性，可采集需要频繁采样的水域，或在水域中央采样的水域，降低单次采样成本，减少人员、车辆与船舶的经济开支，利用无人机***取样完全取代传统的人工取样方式，使水质取样变得更快捷、高效和智能，较好的弥补了传统上的缺陷，提高了水质监测的自动化、精确化、信息化水平，无人机水质采集器具有良好的稳定性和操控性，定位准确、起降灵活，安全性高，可在其上搭载盛水容器和抽水装置，根据匹配的位置信息点，飞行到湖中央上空后，在距湖面以上两米空中进行取水，这样有利于节约成本，而且工作效率高，能够快速及时的发现湖水质量问题，无人机自动取水装置9采用耐腐蚀的高合成材料制作，其表面吸附和解吸对水质的影响几乎可以忽略，独特的机构设计，采样瓶96在下沉过程中水是从采样瓶96 底部进入采样瓶96的，达预定采样深度后，所有之前进入采样瓶96内的水都将被预定深度上的水所置换，因此在下沉过程中不存在污染之说，上升过程采样瓶96底部和头部全部自动密封，从而使上升过程也不存在污染之说。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种多旋翼自动取水样无人机，包括机身主骨架(2)，其特征在于：所述机身主骨架(2)的上表面安装有GPS模块(5)和主控模块(8)，所述GPS模块(5)位于主控模块(8)的前端，所述机身主骨架(2)的一端安装有相机支架(6)，所述相机支架(6)上安装有航拍相机(7)，所述机身主骨架(2)的下表面安装有旋翼支架(3)，所述旋翼支架(3)远离机身主骨架(2)的一端安装有螺旋桨(1)，所述旋翼支架(3)的下表面安装有旋翼信号控制器(4)，所述机身主骨架(2)的下方设有支撑架(10)，所述支撑架(10)远离机身主骨架(2)的一端安装有着陆架(11)，所述机身主骨架(2)的下方设有自动取水装置(9)，所述自动取水装置(9)包括自动取样装置支架(91)、采样瓶升降控制器(92)、导向及深度控制装置(93)、采样瓶支架控制器(94)、采样瓶支架(95)和采样瓶(96)，所述自动取样装置支架(91)上安装有采样瓶升降控制器(92)，所述自动取样装置支架(91)上还安装有导向及深度控制装置(93)，所述自动取样装置支架(91)的下端安装有采样瓶支架(95)，所述采样瓶支架(95)上安装有采样瓶(96)，所述采样瓶(96)的一侧设置有采样瓶支架控制器(94)。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼自动取水样无人机，其特征在于：所述螺旋桨(1)和旋翼支架(3)的数量均为六个。

3.根据权利要求1所述的一种多旋翼自动取水样无人机，其特征在于：所述采样瓶升降控制器(92)和采样瓶支架控制器(94)均与主控模块(8)无线连接。