无人机多通道水样采集装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术“无人机多通道水样采集装置及方法”，属于采样设备领域。所述无人机多通道水样采集装置包括抽水机构、导水机构、和储水机构；抽水机构与导水机构连接，导水机构与储水机构连接；抽水机构将水样抽取至导水机构并通过导水机构将水样导进储水机构；所述储水机构包括至少2个用于盛装水样的采样瓶，每个采样瓶上设置有进水管道；所述抽水机构的底部与导水机构的带孔空心转轴的顶部相连，所述抽水机构可通过导水机构的采水管将水样抽取至导水机构中并通过进水管道进入储水机构的采样瓶中。本发明专利技术大大地提高了无人机采样的效率，同时又能保证每一通道的水样的纯净度。

Multichannel Water Sample Acquisition Device and Method for UAV

The invention relates to a multi-channel water sample acquisition device and method for an unmanned aerial vehicle, which belongs to the field of sampling equipment. The UAV multi-channel water sampling device includes a pumping mechanism, a water guiding mechanism and a water storage mechanism; a pumping mechanism is connected with a water guiding mechanism, and a water guiding mechanism is connected with a water storage mechanism; a pumping mechanism extracts water samples to a water guiding mechanism and guides water samples to a water storage mechanism through a water guiding mechanism; the water storage mechanism comprises at least two sampling bottles for holding water samples, each of which is provided with a sampling bottle. The bottom of the pumping mechanism is connected with the top of the hollow rotating shaft with holes of the water conducting mechanism, and the water sample can be drawn into the water conducting mechanism through the water collecting pipe of the water conducting mechanism and into the sampling bottle of the water storage mechanism through the water intake pipeline. The invention greatly improves the sampling efficiency of UAV, and at the same time ensures the purity of water samples in each channel.

【技术实现步骤摘要】
无人机多通道水样采集装置及方法
本专利技术属于采样设备领域，具体涉及一种无人机多通道水样采集装置及方法。
技术介绍
水作为湿地中关键的组成部分，可以很好的反应湿地的生态状况，对水的取样是开展湿地研究的重要过程。在湿地状况复杂的区域，人工取样极易受到限制，导致水样标本不全面，不能很好的反映整个水体的情况。通过船只取样也受到采样水体地理状况和人力物力等条件的限制。近年来，无人机及其相关技术的迅速发展，凭借其灵活性高、成本相对较低、操作相对简便、采集数据快速精准等优势应用越来越广泛。当前市面上已有无人机高空取水装置，但多为单通道取水装置，采用采样瓶下探式取水，取代了传统的人工取样方式，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。但是，考虑到当前无人机飞行效率，每次飞行仅采集一个位置的水样，时间成本增加，水样采集效率较低。此外，采用悬挂采样瓶方式易受周围环境干扰，且影响飞行。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术通过多通道、固定采样瓶等取水装置设计，完成一次飞行多点采样，极大的提高了工作效率，可广泛应用于湿地研究中。本专利技术的技术方案如下：无人机多通道水样采集装置，包括抽水机构、导水机构、和储水机构；抽水机构与导水机构连接，导水机构与储水机构连接；抽水机构将水样抽取至导水机构并通过导水机构将水样导进储水机构；所述储水机构包括至少2个用于盛装水样的采样瓶，每个采样瓶上设置有进水管道；所述导水机构包括定位筒、带孔空心转轴、采水管；所述定位筒为套接在带孔空心转轴外的圆筒结构，所述圆筒壁上开设有至少1个排污孔和至少2个进水孔，所述排污孔的高度不低于所述进水孔的高度；所述进水孔可与所述储水机构的采样瓶上的进水管道连通；所述带孔空心转轴的顶部与抽水机构的底部连接，底部开口，其侧壁开设有可与定位筒的排污孔适配连通的1个排污孔对接口、以及可与定位筒的进水孔适配连通的1个进水孔对接口；所述带孔空心转轴的顶部可与控制器或电机连接以实现卡位转动；所述采水管的上端口与所述带孔空心转轴的底部开口连通，下端可伸入采样区域的水体中；排污孔对接口与进水孔对接口的间距不等于相邻的排污孔和进水孔之间的孔间距，使进水孔与进水孔对接口连通时，排污孔与排污孔对接口不连通；所述抽水机构的底部与导水机构的带孔空心转轴的顶部相连，所述抽水机构可通过导水机构的采水管将水样抽取至导水机构中并通过进水管道进入储水机构的采样瓶中。所述导水机构还包括机械传动部件和排污管道，所述机械传动部件的一端与所述带孔空心转轴的顶部连接，另一端与电机连接，机械传动部件可带动所述带孔空心转轴转动；所述排污管道的进口端与所述导水机构的定位筒上的排污孔相适配连通，且排污管道伸出定位筒外；优选地，抽水机构位于导水机构的上部；储水机构的采样瓶以导水机构为中心环绕设置；优选地，所述带孔空心转轴外壁具有至少一圈凸棱，定位筒内壁对应设有与所述凸棱相适配的凹槽；所述带孔空心转轴的进水孔对接口，和/或，排污孔对接口开设于所述凸棱上。所述导水机构还包括可控制采水管的采水管控制部件；所述采水管控制部件设置在所述采水管上，并位于所述带孔空心转轴的下部；优选地，所述带孔空心转轴的排污孔对接口设于进水孔对接口之上；所述带孔空心转轴外壁设有上下两圈凸棱，排污孔对接口设于上面的一圈凸棱上，进水孔对接口设于下面的一圈凸棱上。所述导水机构的采水管下端装有网状锥头。所述储水机构还包括排气管道和瓶满控制部件；所述排气管道一端与采样瓶上的排气孔相连，另一端通向所述无人机多通道水样采集装置外；所述瓶满控制部件设置在所述排气管道内靠近采样瓶排气孔的一端；优选地，所述采样瓶的数量为3-6个；每个采样瓶上都设有进水管道和排气管道；所述定位筒的排污孔和进水孔的数量分别为3-6个，且排污孔和进水孔的数量一致；优选地，所述排污孔和进水孔在定位筒筒壁上的高度一致，二者均匀地分布与筒壁的一周，且间隔设置；更优选地，各进水孔位置均匀地分布于筒壁的一周，各排污孔对应设置在各进水孔的上部。所述抽水机构包括离心机和抽水管道；所述抽水管道一端与离心机连接，另一端与所述导水机构的带孔空心转轴的顶部连接。所述无人机多通道水样采集装置还包括固定框架；所述抽水机构、导水机构、和储水机构可设置在固定框架内部，所述导水机构的采水管下段可从所述固定框架的底部伸出；优选地，所述无人机多通道水样采集装置还包括电机和控制器；所述控制器通过线路分别与电机、所述储水机构的瓶满控制部件、以及所述导水机构的带孔空心转轴或机械传动部件连接，用于控制所述瓶满控制部件的触发以及机械传动部件的转动。所述固定框架顶部设置有可与无人机可拆卸连接的连接结构。一种无人机多通道水样采集方法，包括：采用所述的无人机多通道水样采集装置在目标水样区域的上空进行水样采集。将所述无人机多通道水样采集装置与无人机连接后，通过遥控器控制无人机飞往目标水样区域上空并控制所述无人机多通道水样采集装置的导水机构的采水管下端深入目标水样区域的水体内，并控制所述无人机多通道水样采集装置的抽水机构启动进行水样采集。本专利技术的无人机多通道水样采集装置巧妙地将机械结构与机电控制相结合，克服了现有无人机采样装置一次只能固定采集1个区域水样的缺陷，设置若干个采样瓶，通过控制器对导水机构的带孔空心转轴的控制和转动实现不同采样瓶中收集来自不同水域的水体样品的目的，大大地提高了无人机采样的效率，并且通过排污孔以及导水机构带孔空心转轴与定位筒之间的特殊密闭结构，使得每次所采水样不被导水机构转轴内残留的上次水样所污染，在实现多通道采样的同时又能保证每一通道的水样的纯净度。附图说明图1为本专利技术的一个实施例提供的无人机多通道水样采集装置结构示意图。图2为本专利技术的另一个实施例提供的无人机多通道水样采集装置的导水机构的结构示意图。图3为本专利技术的另一个实施例提供的无人机多通道水样采集装置的导水机构的带孔空心转轴轴壁上的进水孔与排污孔的位置示意图。图4为本专利技术的另一个实施例提供的无人机多通道水样采集装置的定位筒示意图。图5为本专利技术的另一个实施例提供的无人机多通道水样采集装置的机械控制部件示意图。图6为本专利技术的一个实施例提供的无人机多通道水样采集装置的导水机构的带孔空心转轴和定位筒的结构示意图。图7为本专利技术的另一个实施例提供的无人机多通道水样采集装置的导水机构的带孔空心转轴和定位筒的结构示意图。图8为本专利技术的一个优选实施例提供的无人机多通道水样采集装置的导水机构的带孔空心转轴和定位筒的结构示意图。图中各标记列示如下：1-抽水机构、11-离心机、12-抽水管道；2-导水机构、21-带孔空心转轴、211-排污孔对接口、212-进水孔对接口、213-凸棱、22-采水管、221-网状锥头、23-定位筒、231-排污孔、232-进水孔、233-凹槽、24-排污管道、241-排污管道的进口端、25-机械传动部件、26-采水管控制部件；3-储水机构、31-进水管道、32-采样瓶、33-排气管道、34-瓶满控制部件；4-固定框架具体实施方式下面结合附图，通过具体实施例进一步对本专利技术的内容进行详细描述，但并不以此限制本专利技术的保护范围。如无特殊说明，下述实施例中使用的耗材、零部件、元器件均可商购获得；操作步骤均为常规操作。第1组实施例、本专利技术的无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无人机多通道水样采集装置，包括抽水机构、导水机构、和储水机构；抽水机构与导水机构连接，导水机构与储水机构连接；抽水机构将水样抽取至导水机构并通过导水机构将水样导进储水机构；所述储水机构包括至少2个用于盛装水样的采样瓶，每个采样瓶上设置有进水管道；所述导水机构包括定位筒、带孔空心转轴、采水管；所述定位筒为套接在带孔空心转轴外的圆筒结构，所述圆筒壁上开设有至少1个排污孔和至少2个进水孔，所述排污孔的高度不低于所述进水孔的高度；所述进水孔可与所述储水机构的采样瓶上的进水管道连通；所述带孔空心转轴的顶部与抽水机构的底部连接，底部开口，其侧壁开设有可与定位筒的排污孔适配连通的1个排污孔对接口、以及可与定位筒的进水孔适配连通的1个进水孔对接口；所述带孔空心转轴的顶部可与控制器或电机连接以实现卡位转动；所述采水管的上端口与所述带孔空心转轴的底部开口连通，下端可伸入采样区域的水体中；排污孔对接口与进水孔对接口的间距不等于相邻的排污孔和进水孔之间的孔间距，使进水孔与进水孔对接口连通时，排污孔与排污孔对接口不连通；所述抽水机构的底部与导水机构的带孔空心转轴的顶部相连，所述抽水机构可通过导水机构的采水管将水样抽取至导水机构中并通过进水管道进入储水机构的采样瓶中。...

【技术特征摘要】
1.无人机多通道水样采集装置，包括抽水机构、导水机构、和储水机构；抽水机构与导水机构连接，导水机构与储水机构连接；抽水机构将水样抽取至导水机构并通过导水机构将水样导进储水机构；所述储水机构包括至少2个用于盛装水样的采样瓶，每个采样瓶上设置有进水管道；所述导水机构包括定位筒、带孔空心转轴、采水管；所述定位筒为套接在带孔空心转轴外的圆筒结构，所述圆筒壁上开设有至少1个排污孔和至少2个进水孔，所述排污孔的高度不低于所述进水孔的高度；所述进水孔可与所述储水机构的采样瓶上的进水管道连通；所述带孔空心转轴的顶部与抽水机构的底部连接，底部开口，其侧壁开设有可与定位筒的排污孔适配连通的1个排污孔对接口、以及可与定位筒的进水孔适配连通的1个进水孔对接口；所述带孔空心转轴的顶部可与控制器或电机连接以实现卡位转动；所述采水管的上端口与所述带孔空心转轴的底部开口连通，下端可伸入采样区域的水体中；排污孔对接口与进水孔对接口的间距不等于相邻的排污孔和进水孔之间的孔间距，使进水孔与进水孔对接口连通时，排污孔与排污孔对接口不连通；所述抽水机构的底部与导水机构的带孔空心转轴的顶部相连，所述抽水机构可通过导水机构的采水管将水样抽取至导水机构中并通过进水管道进入储水机构的采样瓶中。2.根据权利要求1所述的无人机多通道水样采集装置，所述导水机构还包括机械传动部件和排污管道，所述机械传动部件的一端与所述带孔空心转轴的顶部连接，另一端与电机连接，机械传动部件可带动所述带孔空心转轴转动；所述排污管道的进口端与所述导水机构的定位筒上的排污孔相适配连通，且排污管道伸出定位筒外；优选地，抽水机构位于导水机构的上部；储水机构的采样瓶以导水机构为中心环绕设置；优选地，所述带孔空心转轴外壁具有至少一圈凸棱，定位筒内壁对应设有与所述凸棱相适配的凹槽；所述带孔空心转轴的进水孔对接口，和/或，排污孔对接口开设于所述凸棱上。3.根据权利要求1或2所述的无人机多通道水样采集装置，所述导水机构还包括可控制采水管的采水管控制部件；所述采水管控制部件设置在所述采水管上，并位于所述带孔空心转轴的下部；优选地，所述带孔空心转轴的排污孔对接口设于进水孔对接口之上...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢康宁，李惠鑫，崔丽娟，李伟，杨振寅，段经华，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11