一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，涉及无人机与水质监测交叉领域，所述一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置包括多旋翼无人机、采水装置、地面控制站。其特征在于：所述地面控制站用于规划航线，发出采集指令，实时显示采水任务进度及采样点周围环境状态；所述多旋翼无人机下方设置采水装置，利用直流减速电机控制直立式采水器进入水域中进行水样采集，通过调整水浸式传感器与直立式采水器的距离确定采样位置，从而实现定深定量采集水样。本装置结构简单，操作方便，为水样采集提供了便利，有效的提高了水样采集的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置
本专利技术涉及一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，属于无人机与水质监测交叉领域。技术背景近年来，由于人类活动的影响，地表水资源污染越来越严重。在水环境治理工作中，为了查明地表水环境的现状，常常需要对河流湖库等水域进行定深取样。目前我国的水质监测领域主要依靠人工监测和无人船监测以及用卫星进行遥感拍摄来完成，人工监测需要实地采样，周期长，工作效率低，需要消耗大量人力物力；无人船监测在水面受到严重污染或有大量漂浮物时也会使无人船受到阻碍和污染，在水域环境上有一定的局限性；卫星遥感拍摄分辨率比较低，受大气影响比较严重。而基于无人机的水体样品自动采集系统采用多旋翼无人机作为搭载平台，具有良好的稳定性和操控性，定位准确，起降灵活，安全性高。该方法不受障碍物和地形条件的限制，且节省人力物力，有助于环境采样的高效化、精确化和信息化，弥补方法的不足。目前公开号为CN106885712A的专利公开了“一种基于无人机的水质采样器”其通过在无人机的下方设置采样机构，利用第一电机控制采样机构进入到湖泊中进行水样采集，采集完成后利用第二电机控制堵头向下运动，将采集到水样的采样试管进行密封，防止在移动过程中发生泼洒，实现了对湖泊中水样的自动采集，不再需要工作人员乘船去采集水样，有效的减轻了工作人员的劳动强度，为湖泊水样采集带来了便利；但其在实际应用有一些不足，如：无法精准的在地面站进行采水任务规划以及实时监控水样采集状态，无法保证用标准的采样器进行精确的定深采集；无法保证采集的水样不受污染，影响真实的水质参数。
技术实现思路
为了解决现有技术的缺陷，本专利技术设计了一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置。该装置能实现在地面站进行采水任务规划和采集任务发送并实时显示采样水域周围环境、当前采样点距离水面深度，实现根据水样采集技术规程准确定深采集。水样采集的规范性、准确性得到保证，极大地提高采水效率。为实现上述技术目的，本专利技术公开了一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，所述一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置包括多旋翼无人机、采水装置、地面控制站。所述多旋翼无人机包括机身、传动系统、飞行控制器、GPS、罗盘、电池、发射机。所述无人机下方固定4个安装支柱(13)；所述安装支柱连接可拆卸平台(12)与无人机形成容纳腔；所述采水装置由直立式采水器、采样点位置控制装置、摄像设备(14)；所述采样点位置控制装置由单片机(6)、直流减速电机(1)、连接垫片(2)、绕线滚轮(3)、轴承(4)、安装支架(5)、水浸式传感器弹簧电缆线(7)、连接绳(8)、电机正反转模块(9)、电池(10)、防水罩(11)、水浸式传感器(15)、直立式采水器(16)组成；所述直流减速电机(1)通过连接垫片(2)、轴承(4)、支架(5)连接绕线滚轮(3)固定在可拆卸安装平台(12)上；所述连接绳一段缠绕在绕线滚轮(3)，另一端通过可拆卸平台上的通孔连接直立式采水器(16)；所述单片机(6)和防水罩(11)固定在可拆卸安装平台上，电机正反转模块(9)和电池(10)固定在防水罩(11)下方；所述水浸式传感器(15)连接在直立式采水器的连接绳(8)上，利用水浸式传感器弹簧电缆线(7)连接到单片机(6)上；所述摄像设备固定在可拆卸安装平台底部。所述地面控制站包括电脑和移动通讯设备。作为本专利技术改进的技术方案，控制电路板单片机上设置有无线通讯模块，所述直流减速电机、电机正反转模块、电池、摄像设备分别与所述单片机连接。作为本专利技术改进的技术方案采水装置搭载摄像设备用于水质采样并实时监控采样时状态；同时通过无线通讯模块将数据实时传回地面站。作为本专利技术的改进技术方案，本水质采样装置可根据水质检测指标更换相适用的采集瓶。作为本专利技术的改进技术方案，所述水浸式传感器位置可调，可根据采样深度要求调节。作为本专利技术的改进技术方案，本采集装置采用智能控制系统，由无人机与地面端通信控制作业，地面站可以规划采水任务，发出开始采集和停止采集指令。附图说明图1是本专利技术水质采样的流程框图。图2是本专利技术所述一种基于多旋翼无人机的水质采样装置。图3是本专利技术采水装置图；其中，1—直流减速电机，2—连接垫片，3—绕线滚轮，4—轴承，5—安装支架，6—单片机，7—水浸式传感器弹簧电缆线，8—连接绳，9—电机正反转模块，10—电池，11—防水罩，12—可拆卸安装平台，13—安装支柱，14—摄像设备，15—水浸式传感器。16—直立式采水器。具体实施方式如图1所示，一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置的流程框图，具体包括以下步骤：步骤1：根据采水任务需要调节水浸式传感器到直立式传感器的距离。步骤2：多旋翼无人机各个组件和模块的检验和自动校准，确保无人机的各个组件和模块满足起飞要求，以及采水装置以及地面站状态正常。步骤3：在地面站根据采样水面规划采水任务航线，并设置飞行速度，返航终点等参数，并将已规划的航线命令写入飞行控制器中，然后解锁无人机，发出飞行指令。步骤4：多旋翼无人机按航线飞行到指定位置，地面站发送采集指令，直流减速电机带动绕线滚轮下放直立式采水器。直立式采水器接触水面时，其底部卡口打开。步骤5：水浸式传感器接触水面时，单片机收到信号，停止电机正转，(即此时已到达预设采水深度)。步骤6：单片机启动电机反转，同时直立式采水器底部卡口关闭，收回直立式采水器。地面站实时监测采水任务的进度。步骤7：多旋翼无人机返航。地面工作人员取下采样瓶，测定需现场测得项目，其余项目带回实验室通过各种仪器检测化验。步骤8：地面站实时监测采水周围环境及采水任务的进度。以上所述仅为本专利技术的最有效实施方案，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术工作原理的前提下，还可以做出适当的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术公开了一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，所述一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置。包括多旋翼无人机、采水装置、地面控制站。所述多旋翼无人机包括机身、传动系统、飞行控制器、GPS、罗盘、电池、发射机。所述无人机下方固定4个安装支柱(13)；所述安装支柱连接可拆卸平台(12)与无人机形成容纳腔；所述采水装置由直立式采水器、采样点位置控制装置、摄像设备(14)；所述采样点位置控制装置由单片机(6)、直流减速电机(1)、连接垫片(2)、绕线滚轮(3)、轴承(4)、安装支架(5)、水浸式传感器弹簧电缆线(7)、连接绳(8)、电机正反转模块(9)、电池(10)、防水罩(11)、水浸式传感器(15)、直立式采水器(16)组成；所述直流减速电机(1)通过连接垫片(2)、轴承(4)、支架(5)连接绕线滚轮(3)固定在可拆卸安装平台(12)上；所述连接绳一段缠绕在绕线滚轮(3)，另一端通过可拆卸平台上的通孔连接直立式采水器(16)；所述单片机(6)和防水罩(11)固定在可拆卸安装平台上，电机正反转模块(9)和电池(10)固定在防水罩(11)下方；所述水浸式传感器(15)连接在直立式采水器的连接绳(8)上，利用水浸式传感器弹簧电缆线(7)连接到单片机(6)上；所述摄像设备固定在可拆卸安装平台底部。所述地面控制站包括电脑和移动通讯设备。/n...

【技术特征摘要】
1.本发明公开了一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，所述一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置。包括多旋翼无人机、采水装置、地面控制站。所述多旋翼无人机包括机身、传动系统、飞行控制器、GPS、罗盘、电池、发射机。所述无人机下方固定4个安装支柱(13)；所述安装支柱连接可拆卸平台(12)与无人机形成容纳腔；所述采水装置由直立式采水器、采样点位置控制装置、摄像设备(14)；所述采样点位置控制装置由单片机(6)、直流减速电机(1)、连接垫片(2)、绕线滚轮(3)、轴承(4)、安装支架(5)、水浸式传感器弹簧电缆线(7)、连接绳(8)、电机正反转模块(9)、电池(10)、防水罩(11)、水浸式传感器(15)、直立式采水器(16)组成；所述直流减速电机(1)通过连接垫片(2)、轴承(4)、支架(5)连接绕线滚轮(3)固定在可拆卸安装平台(12)上；所述连接绳一段缠绕在绕线滚轮(3)，另一端通过可拆卸平台上的通孔连接直立式采水器(16)；所述单片机(6)和防水罩(11)固定在可拆卸安装平台上，电机正反转模块(9)和电池(10)固定在防水罩(11)下方；所述水浸式传感器(15)连接在直立式采水器的连接绳(8)上，利用水浸式传感器弹簧电缆线(7)连接到单片机(6)上；所述摄像设备固定在可拆卸安装平台底部。所述地面控制站包括电脑和移动通讯设备。


2.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广朋，丁涛，魏坤，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33