CN208420429U - 一种海洋监测用无人机自动采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海洋监测用无人机自动采样装置，包括安装在无人机底部的固定座，固定座一侧的下方设置有安装架，安装架的顶部与固定座的下表面连接，安装架上设置有固定装置和多个水样输送装置，固定装置上安装有多个与水样输送装置一一对应的储样瓶，固定座另一侧安装有水平驱动装置和竖直驱动装置，竖直驱动装置的下端与采样器连接，采样器从上至下分为多个采样腔，每个采样腔的上部开设有多个进水口，每个采样腔靠近安装架一侧的下部设置有出水口，出水口设置有电磁阀。本实用新型的有益效果是结构简单，可快速高效的完成海洋水质批量采样。

Description

一种海洋监测用无人机自动采样装置

技术领域

本实用新型涉及水质检测技术领域，具体涉及一种海洋监测用无人机自动采样装置。

背景技术

随着我国经济的发展，水资源污染情况越来越严重，水资源的防治和保护也越来越受到重视，如何高效获得水质信息是水污染防治的前提，水质采样则是获取水质信息的关键环节。水质检测是在水产品养殖以及环境监测中较为常用的数据收集手段，而目前大都通过在待检测水域通过驾船去往不同位置，使用采水器进行水样采集，这一方法往往需要消耗较多的人力物力，不便于人们的使用。

目前我国水资源污染严重，水质采样无人机就应运而生。利用无人机进行水质采样，相对于传统的人工采样和自动采样的方式，不仅具有效率高、人员安全性高等优点，而且可在复杂环境或者人船难以到达的地方采样。无人机主要应用于大范围环境污染严重的沼泽、湿地、或有害藻类聚集水域，人工采取水样效率低下并且具有极大的危险性，对于大范围水域，需要采集多处水质样本，目前水质采样无人机一次飞行仅能采取一次水质样本，效率低下。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海洋监测用无人机自动采样装置，结构简单，可自动批量采样，取样效率高。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种海洋监测用无人机自动采样装置，包括安装在无人机底部的固定座，所述固定座一侧的下方设置有安装架，所述安装架的顶部与所述固定座的下表面连接，所述安装架上设置有固定装置和多个水样输送装置，所述固定装置上安装有多个与所述水样输送装置一一对应的储样瓶，所述固定座另一侧安装有水平驱动装置和竖直驱动装置，所述竖直驱动装置的下端与采样器连接，所述竖直驱动装置驱动所述采样器上下移动进行取样，所述水平驱动装置驱动所述竖直驱动装置和所述采样器水平往复移动以将所取水样送至所述水样输送装置，所述采样器从上至下分为多个采样腔，每个所述采样腔的上部开设有多个进水口，每个所述采样腔靠近所述安装架一侧的下部设置有出水口，所述出水口设置有电磁阀。

本实用新型的有益效果是：无人机内部的控制器控制竖直驱动装置带动采样器上下移动进行取样，控制器控制水平驱动装置在水平方向上往复移动以将水样送至水样输送装置，水样输送装置将水样送至对应的储样瓶，操作简便，可完成高效批量采样；采样器内部分成多个采样腔，每个采样腔的容积与每个储样瓶的容积相等，控制器控制每个采样腔出水口处的电磁阀的开关以将采集的水样送至对应的储样瓶，结构简单，操作简便。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述安装架包括U形架。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，方便安装固定装置和水样输送装置。

进一步，所述固定装置包括放置在所述U形架底部的固定盘和固定盖，所述固定盘上设置有多个与所述储样瓶匹配的固定槽，所述固定盘的上表面沿圆周均匀布设有多个下凸柱，所述固定盖上开设有多个与所述固定槽一一对应的固定孔，所述固定盖的下表面沿圆周均匀布设有多个与所述下凸柱一一对应的上凸柱，所述上凸柱上设置有与所述下凸柱匹配的凹槽。

采用上述进一步方案的有益效果是固定盘上的固定槽用于安装储样瓶，固定盘和固定盖通过上凸柱和下凸柱固定连接在一起，同时固定盖上的固定孔限定储样瓶，增加储样瓶的稳定性，结构简单，拆装方便。

进一步，所述固定孔的直径小于所述储样瓶的外径。

采用上述进一步方案的有益效果是增加储样瓶的稳定性。

进一步，所述水样输送装置包括安装在所述U形架靠近所述采样器的侧支架上的进样斗，所述进样斗通过管道与对应的所述储样瓶的瓶口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是采样器通过进样斗和管道将所采集的水样输送至储样瓶，结构简单，操作简便。

进一步，所述水平驱动装置和所述竖直驱动装置均采用气缸。

采用上述进一步方案的有益效果是无人机内部的控制器控制气缸运转，气缸的灵敏度高，精准操作。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型中固定盘的结构示意图；

图3为本实用新型中固定盖的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、固定座，2、安装架，3、储样瓶，4、水平驱动装置，5、竖直驱动装置，6、采样器，7、进水口，8、出水口，9、固定盘，10、固定盖，11、固定槽，12、下凸柱，13、固定孔，14、上凸柱，15、进样斗。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种海洋监测用无人机自动采样装置，包括安装在无人机底部的固定座1，固定座1与无人机的底部通过焊接或者螺钉固定连接在一起。固定座1一侧的下方设置有安装架2，安装架2采用U形架，U形架的顶部与固定座1的下表面连接，U形架上设置有固定装置和多个水样输送装置，固定装置安装在U形架的底部，水样输送装置安装在U形架的侧支架上，固定装置上安装有多个与水样输送装置一一对应的储样瓶3，每一个储样瓶3的瓶口通过管道与对应的水样输送装置连通，储样瓶3的瓶口始终敞开，管道套装在瓶口上即可，使得储样瓶3内的压力始终与外界的压力相等，保证水样可顺利进入储样瓶3内。固定座1另一侧安装有水平驱动装置4和竖直驱动装置5，水平驱动装置4和竖直驱动装置5均采用气缸(型号为CDS1BN)，两个气缸均与无人机内部的控制器(型号为TC-SCR)电连接，控制器控制气缸运作以完成相应的动作，控制器与气缸之间的控制电路为现有技术；竖直驱动装置5的下端与采样器6连接，采样器6优先采用采样瓶，控制器控制竖直驱动装置5驱动采样器6上下移动进行取样，控制器控制水平驱动装置4驱动竖直驱动装置5和采样器6水平往复移动以将所取水样送至水样输送装置。采样器6从上至下分为多个采样腔，每个采样腔的容积与储样瓶3的容积相等，使得一个采样腔内的采集的水样刚好灌满一个储样瓶3；每个采样腔的上部开设有多个进水口7，进水口7的截面呈矩形或圆形，多个进水口7沿采样瓶的侧壁分布且位于同一水平面上；每个采样腔靠近安装架2一侧的下部设置有出水口8，出水口8沿水平方向设置，出水口8设置有电磁阀，电磁阀与无人机内部的控制器电连接，控制器控制电磁阀的开关；同时，位于采样器6底部采样腔的出水口8处设置有用于感应水样输送装置的传感器，传感器与控制器电连接。工作时，无人机内部的控制器控制竖直驱动装置5驱动采样器6上下移动进行取样，控制器控制水平驱动装置4在水平方向上往复移动以将水样送至水样输送装置，水样输送装置将水样送至对应的储样瓶3，操作简便，可完成高效批量采样，采样效率高。

除上述结构外，竖直驱动装置还可采用电机(型号为GW31ZY)，电机与控制器电连接，电机的输出轴套装有绕线盘，绕线盘通过绳索与采样器6连接，采样器6的顶部可设置吊耳，方便拆装，控制器控制电机正反转以缩短或伸长绳索进行取样，控制器与电机之间的控制电路为现有技术。相比较而言，这种方式的采样器6的稳定性不如采用气缸。

本实施例中，固定装置包括放置在U形架底部的固定盘9和固定盖10，固定盘9通过焊接或者螺钉连接的方式与U形架固定在一起，固定盘9上设置有多个与储样瓶3匹配的固定槽11，固定槽11的直径略大于储样瓶3外径，安装时直接将储样瓶3置于固定槽11内即可；固定盘9的上表面沿圆周均匀布设有多个下凸柱12，固定盖10上开设有多个与固定槽11一一对应的固定孔13，固定孔13的直径小于储样瓶3的外径，固定盖10的下表面沿圆周均匀布设有多个与下凸柱12一一对应的上凸柱14，上凸柱14上设置有与下凸柱12匹配的凹槽。安装时，首先将储样瓶3置于固定槽11内，然后将固定盖10与固定盘9拼装在一起，使得每一个下凸柱12***对应上凸柱14上的凹槽内，同时每个储样瓶3的顶部穿过对应的固定孔13以便固定储样瓶3，增加储样瓶3的稳定性。

本实施例中，水样输送装置包括安装在U形架靠近采样器6的侧支架上的进样斗15，进样斗15呈弧状且其进样口朝向采样器6，弧状的进样斗15可有效防止水样倒流，多个进样斗15沿着U形架从上至下依次设置，进样斗15通过管道与对应的储样瓶3的瓶口连通，此处的管道优先采用软管，方便拆装。此处进样斗15可直接固定在U形架上，然后通过管道与储样瓶3的瓶口连通；还可在U形架上开设多个通孔，进样斗15的一侧与通孔一侧连接，管道与通孔的另一侧连接。

本实施例的工作原理如下：

工作时，无人机停留在需要采样的海域的上方，控制器控制竖直驱动气缸带动采样器6下降采集水样(此时每个采样腔出水口8处的电磁阀处于关闭状态)，然后带动采样器6上升一定高度(控制器内预先设定高度参数)；当传感器感应到进样斗15，传感器将对应信号传送给控制器，控制器关闭竖直驱动气缸，同时启动水平驱动气缸；水平驱动气缸带动竖直驱动气缸和采样器6逐渐靠近进样斗15直至每个采样腔的出水口8与进样斗15对接；控制器同时打开每个出水口8处的电磁阀，采样腔内的水样进入对应的储样瓶3；重复上述操作直至所有储样瓶3装满样品，但是为避免同一储样瓶3重复收集样品，每一次控制器控制竖直驱动气缸带动采样器6下降采集水样后带动采样器6上升的高度不同。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于：采样器6内部为一整体，采样器6的上部开设有多个进水口7，采样器6靠近U形架的设置有一出水口8，出水口8处设置有电磁阀、流量计以及传感器，电磁阀、流量计和传感器均与控制器电连接。

本实施例的工作原理如下：

工作时，当控制器控制竖直驱动气缸带动采样器6下降采集水样后带动采样器6上升对应的高度，传感器将感应到的进样斗15的信号传送给控制器，控制器关闭竖直驱动气缸，同时启动水平驱动气缸；水平驱动气缸带动竖直驱动气缸和采样器6逐渐靠近进样斗15直至出水口8与进样斗15对接；控制器打开出水口8处的电磁阀，水样通过进样斗15和管道进入对应的储样瓶3；当流量计计算的流量达到设定流量值(储样瓶3的容积大小)时，控制器关闭电磁阀；重复上述操作直至所有储样瓶3装满样品，每一次控制器控制竖直驱动气缸带动采样器6下降采集水样后带动采样器6上升的高度不同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种海洋监测用无人机自动采样装置，其特征在于：包括安装在无人机底部的固定座(1)，所述固定座(1)一侧的下方设置有安装架(2)，所述安装架(2)的顶部与所述固定座(1)的下表面连接，所述安装架(2)上设置有固定装置和多个水样输送装置，所述固定装置上安装有多个与所述水样输送装置一一对应的储样瓶(3)，所述固定座(1)另一侧安装有水平驱动装置(4)和竖直驱动装置(5)，所述竖直驱动装置(5)的下端与采样器(6)连接，所述竖直驱动装置(5)驱动所述采样器(6)上下移动进行取样，所述水平驱动装置(4)驱动所述竖直驱动装置(5)和所述采样器(6)水平往复移动以将所取水样送至所述水样输送装置，所述采样器(6)从上至下分为多个采样腔，每个所述采样腔的上部开设有多个进水口(7)，每个所述采样腔靠近所述安装架一侧的下部设置有出水口(8)，所述出水口(8)设置有电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种海洋监测用无人机自动采样装置，其特征在于：所述安装架(2)包括U形架。

3.根据权利要求2所述的一种海洋监测用无人机自动采样装置，其特征在于：所述固定装置包括放置在所述U形架底部的固定盘(9)和固定盖(10)，所述固定盘(9)上设置有多个与所述储样瓶(3)匹配的固定槽(11)，所述固定盘(9)的上表面沿圆周均匀布设有多个下凸柱(12)，所述固定盖(10)上开设有多个与所述固定槽(11)一一对应的固定孔(13)，所述固定盖(10)的下表面沿圆周均匀布设有多个与所述下凸柱(12)一一对应的上凸柱(14)，所述上凸柱(14)上设置有与所述下凸柱(12)匹配的凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种海洋监测用无人机自动采样装置，其特征在于：所述固定孔(13)的直径小于所述储样瓶(3)的外径。

5.根据权利要求2所述的一种海洋监测用无人机自动采样装置，其特征在于：所述水样输送装置包括安装在所述U形架靠近所述采样器(6)的侧支架上的进样斗(15)，所述进样斗(15)通过管道与对应的所述储样瓶(3)的瓶口连通。

6.根据权利要求1所述的一种海洋监测用无人机自动采样装置，其特征在于：所述水平驱动装置(4)和所述竖直驱动装置(5)均采用气缸。