一种用于水陆多栖采样检测的无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于水陆多栖采样检测的无人机，所述的无人机装置测定风速、风向、温度、水文、pH、溶解氧、氨氮等指标的传感器，通过在线直接测定后将数据发送到控制终端，实现在线快速检测、直接获取数据。可以在任何采样人员操作困难的环境下进行水陆多栖采样检测，使用方便，省去了现场采样后带到实验室进行分析测定相关指标的繁琐过程，效率高，检测结果准确，具有很广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机制造
，具体来讲是涉及一种用于水陆多栖采样检测的无人机。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。目前，无人机在环保领域的应用，大致可分为三种类型。一：环境监测：观测空气、土壤、植被和水质状况，也可以实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发展；二，环境执法：环监部门利用搭载了采集与分析设备的无人机在特定区域巡航，监测企业工厂的废气与废水排放，寻找污染源；三，环境治理：利用携带了催化剂和气象探测设的柔翼无人机在空中进行喷撒，与无人机播撒农药的工作原理一样，在一定区域内消除雾霾。推荐理由：无人机开展航拍，持久性强，还可采用远红外夜拍等模式，实现全天候航监测，无人机执法又不受空间与地形限制。时效性强，机动性好，巡查范围广，尤其是在雾霾严重的京津冀地区，使得执法人员可及时排查到污染源，一定程度上减缓雾霾的污染程度。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种用于水陆多栖采样检测的无人机，通过终端遥控使用无人机空中取样检测，所述的无人机上装置测定风速、风向、温度、水文、pH、溶解氧、氨氮等指标的传感器，通过在线直接测定后将数据发送到控制终端，实现在线快速检测、直接获取数据。本专利技术的技术方案如下：一种用于水陆多栖采样检测的无人机，所述的无人机主要包括无人机机体、螺旋桨、空气检测器、GPS控制器、着陆轮、水源检测器；所述的无人机机体上面设置有控制飞行速度的四个螺旋桨，螺旋桨围绕的中间设置GPS控制器，所述的GPS控制器上方是无人机控制器，所述的无人机控制器上方是空气检测器，所述的空气检测器上分别安装风向传感器、温度传感器、风速传感器；所述的无人机机体的下方设置有四个着陆轮，所述的着陆轮在飞行状态时可自动隐藏，在陆地上工作时从隐藏仓伸出，每个着陆轮可以竖向自由旋转；在四个着陆轮围绕的中心位置设置有水源检测器，所述的水源检测器是具有自动伸缩功能的复合传感器组合装置，所述的水源检测器主要包括伸缩底座、伸缩杆、检测数据收集装置、溶解氧检测器、pH检测器、氨氮检测器、水文检测器，所述的伸缩底座连接伸缩杆来控制水源检测器的伸缩长度，所述的伸缩杆底部连接检测数据收集装置，在所述的检测数据收集装置上分别装有溶解氧检测器、pH检测器、氨氮检测器、水文检测器。进一步的，所述的风速传感器是利用超声波时差法来实现风速的测量，声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加，若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向若与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应；通过计算即可得到精确的风速和风向，由于声波在空气中传播时，它的速度受温度的影响很大；所述的风速传感器两个通道上的两个相反方向，因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计；所述的风向传感器是光电式风向传感器；所述的温度传感器是指接触式温度传感器。进一步的，所述的溶解氧检测器是采用OOS61荧光法的溶解氧传感器，OOS61荧光法溶解氧感器能够将测量点转换成光学技术，带有数字信号处理功能，将标定数据自动储存在传感器中通过变送器使用数字通信，智能化自动监测保证测量值的准确性；所述的pH检测器是一种由化学部分和信号传输部分构成的pH传感器；所述的氨氮检测器是水质氨氮传感器；所述的水文检测器包括流速检测和流向检测，主要由二维电磁流速传感器和主机部分构成，通过电缆连接，可有效实时检测出导电液体的平均流速和瞬时流及其流向，具有检测直观、准确、可靠，灵敏度高，抗干扰性强。进一步的，所述的空气检测器和水源检测器通过ZigBee网络连接汇聚，通过LM358双运算放大器接收所述的检测器检测的数据，并对数据进行放大转化，再使用ATmega16L-8PI单片机将数据通过串口通讯传输给ZigBee模块，通过ZigBee网络接收来自ZigBee模块发送的数据，并将数据通过串口通讯传输给所述的GPS控制器，通过GPRS网络将接收到的数据传输给监测终端。进一步的，所述的监测终端是指便携式移动通信设备，所述的便携式移动通信设备可以通过内置的app软件连接移动数据网络来控制所述的空气检测器和水源检测器的工作状态，获取检测的所有数据；所述的app是通过计算机编程语言设计出的适用于android操作系统的应用软件，所述的软件主要包括个人信息注册、检测仪器控制系统，所述的检测仪器控制系统包括检测仪器开关控制、检测数据接收、检测数据输出四个模块，所述的个人信息主要包括使用者的名称、使用时间，所述的检测仪器控制系统可以对所述的空气检测器和水源检测器的功能类别进行多样性选择。进一步的，所述的无人机机体通过注射模塑形成壳体和内腔，所述的内腔内具有容纳电气的容器，所述的容器包含至少3个空间：电池空间，检测系统空间，电子控制电路和发动机空间。进一步的，所述的四个螺旋桨分别被独立受控的马达所驱动，用于控制所述无人机的高度和速度，同时控制无人机从初始时刻的移动状态过渡到最终时刻的悬停状态。进一步的，所述的无人机控制器通过控制系统控制GPS控制器与主机的主通讯端GPS通讯连接，根据预定航线和GPS传来的实时位置信息向所述的飞行系统发出导航控制信号；所述的无人机控制器的控制系统固化在电路板上，外部用外壳封装，包括输入电平隔离转换模块、逻辑运算及控制模块、输出电平隔离转换模块和直流转换器，无人机的飞行控制设备中的控制器通过输入电平隔离转换模块将两路开关量输入送到逻辑运算及控制模块，逻辑运算及控制模块根据输入电平隔离转换模块送入的两路开关量输入和传感器部分送入的飞机起落架到位信息计算得到驱动部分控制量输出，控制驱动部分正反转或停止，直流转换器将飞机输入的直流电转换为控制部分电路所需的电压形式。进一步的，所述的着陆轮上部连接收放系统、驱动系统、控制系统、传感器、起落架臂和减震系统，所述的收放机构是给框架的前后两块支撑板上分别加工有安装传感器的上、下限位孔，蜗轮、摇臂、蜗杆、上机械限位杆和下机械限位杆安装在框架上，摇臂的一端与蜗轮固连，另一端与减震系统的一端连接，减震系统的另一端与起落架臂上部通过销轴连接，蜗、蜗杆之间螺纹配合，蜗杆的一端与驱动部分连接，传感器安装在上、下限位孔内，框架固定安装在飞机机体上承力结构上，起落架臂的上端通过飞机机体上承力转轴与飞机机体连接，起落架臂的下端与着陆轮连接，控制系统安装在飞机的动力系统上，通过电缆分别与驱动部分和传感器对接。与现有技术相比，本专利技术的无人机装置测定风速、风向、温度、水文、pH、溶解氧、氨氮等指标的传感器，通过在线直接测定后将数据发送到控制终端，实现在线快速检测、直接获取数据。可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水陆多栖采样检测的无人机，其特征在于，所述的无人机主要包括无人机机体(1)、螺旋桨(2)、空气检测器(3)、GPS控制器(4)、着陆轮(5)、水源检测器(6)；所述的无人机机体(1)上面设置有控制飞行速度的四个螺旋桨(2)，螺旋桨(2)围绕的中间设置GPS控制器(4)，所述的GPS控制器(4)上方是无人机控制器(10)，所述的无人机控制器(10)上方是空气检测器(3)，所述的空气检测器(3)上分别安装风向传感器(7)、温度传感器(8)、风速传感器(9)；所述的无人机机体(1)的下方设置有四个着陆轮(5)，所述的着陆轮(5)在飞行状态时可自动隐藏，在陆地上工作时从隐藏仓伸出，每个着陆轮(5)可以竖向自由旋转；在四个着陆轮(5)围绕的中心位置设置有水源检测器(6)，所述的水源检测器(6)是具有自动伸缩功能的复合传感器组合装置，所述的水源检测器(6)主要包括伸缩底座(11)、伸缩杆(12)、检测数据收集装置(13)、溶解氧检测器(14)、pH检测器(15)、氨氮检测器(16)、水文检测器(17)，所述的伸缩底座(11)连接伸缩杆(12)来控制水源检测器(6)的伸缩长度，所述的伸缩杆(12)底部连接检测数据收集装置(13)，在所述的检测数据收集装置(13)上分别装有溶解氧检测器(14)、pH检测器(15)、氨氮检测器(16)、水文检测器(17)。...

【技术特征摘要】
1.一种用于水陆多栖采样检测的无人机，其特征在于，所述的无人机主要包括无人机机体(1)、螺旋桨(2)、空气检测器(3)、GPS控制器(4)、着陆轮(5)、水源检测器(6)；所述的无人机机体(1)上面设置有控制飞行速度的四个螺旋桨(2)，螺旋桨(2)围绕的中间设置GPS控制器(4)，所述的GPS控制器(4)上方是无人机控制器(10)，所述的无人机控制器(10)上方是空气检测器(3)，所述的空气检测器(3)上分别安装风向传感器(7)、温度传感器(8)、风速传感器(9)；所述的无人机机体(1)的下方设置有四个着陆轮(5)，所述的着陆轮(5)在飞行状态时可自动隐藏，在陆地上工作时从隐藏仓伸出，每个着陆轮(5)可以竖向自由旋转；在四个着陆轮(5)围绕的中心位置设置有水源检测器(6)，所述的水源检测器(6)是具有自动伸缩功能的复合传感器组合装置，所述的水源检测器(6)主要包括伸缩底座(11)、伸缩杆(12)、检测数据收集装置(13)、溶解氧检测器(14)、pH检测器(15)、氨氮检测器(16)、水文检测器(17)，所述的伸缩底座(11)连接伸缩杆(12)来控制水源检测器(6)的伸缩长度，所述的伸缩杆(12)底部连接检测数据收集装置(13)，在所述的检测数据收集装置(13)上分别装有溶解氧检测器(14)、pH检测器(15)、氨氮检测器(16)、水文检测器(17)。2.如权利要求1所述的一种用于水陆多栖采样检测的无人机，其特征在于，所述的风速传感器(9)是超声波时差传感器；所述的风向传感器(7)是光电式风向传感器；所述的温度传感器(8)是指接触式温度传感器。3.如权利要求1所述的一种用于水陆多栖采样检测的无人机，其特征在于，所述的溶解氧检测器(14)是采用OOS61荧光法的溶解氧传感器；所述的pH检测器(15)是一种由化学部分和信号传输部分构成的pH传感器；所述的氨氮检测器(16)是水质氨氮传感器；所述的水文检测器(17)包括流速检测和流向检测，主要由二维电磁流速传感器和主机部分构成，通过电缆连接。4.如权利要求1所述的一种用于水陆多栖采样检测的无人机，其特征在于，所述的空气检测器(3)和水源检测器(6)通过ZigBee网络连接汇聚，通过LM358双运算放大器接收所述的检测器检测的数据，并对数据进行放大转化，再使用ATmega16L-8PI单片机将数据通过串口通讯传输给ZigBee模块，通过ZigBee网络接收来自ZigBee模块发送的数据，并将数据通过串口通讯传输给所述的GPS控制器(4)，通过GPRS网络将接收到的数据传输给监测终端。5.如权利要求1所述的一种用于水陆多栖采样检测的无人机，其特征在于，所述的监测终端是指便携式移动通信设备，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛银刚，孔德洋，郑向群，余益军，李金，谢文理，何健，吴文铸，郭欣妍，
申请(专利权)人：常州市环境监测中心，环境保护部南京环境科学研究所，农业部环境保护科研监测所，
类型：发明
国别省市：江苏;32