本实用新型专利技术提出了一种基于无人机的水质采样装置，其包括无人机本体及取水装置，取水装置包括固定架、卷筒、线缆、取水器及动力装置，卷筒通过转动轴与固定架转动连接，线缆的一端与取水器固定连接，另一端固定在卷筒上，动力装置用于驱动转动轴带动卷筒转动，固定架内转动设置有往复螺杆，往复螺杆上连接有螺母座，螺母座上设置有导线孔，线缆穿过导线孔，转动轴另一端固定设置有主动轮，往复螺杆的一端固定设置有从动轮，主动轮与从动轮之间通过传动件进行传动连接。本实用新型专利技术可以使线缆在卷筒上水平往复绕线，避免线缆在卷筒同一位置长时间绕线而发生缠绕卡线现象，从而方便线缆灵活的从卷筒上释放或收回，方便无人机取水装置顺利进行取水作业。顺利进行取水作业。顺利进行取水作业。
【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的水质采样装置
[0001]本技术涉及水环境监测
，尤其涉及一种基于无人机的水质采样装置。
技术介绍
[0002]随着经济的不断发展和工业化的推进，水污染日益严重，水环境的监测保护刻不容缓，目前，我国水环境监测主要包括自动监测和人工监测。自动监测依靠水质在线分析仪器进行实时的水质监测，但是成本高，无法大范围应用，并且检测数据单一，对于复杂的水环境仍需要现场采集水样在实验室进行水质化验。人工监测仍是现阶段主要的方式，需要人员乘坐船只到达指定采样点进行采样后才能进行进一步的水质检测。人工采样周期长，工作效率低，需要消耗大量的人力物力，并且由于采样点的复杂性以及多样性，增大了人工采样难度和危险性。
[0003]随着无人机技术的不断发展，无人机已经广泛应用于军事、航拍、电力巡检、环境测绘等领域，人们仍在不断拓展无人机的用途，在水环境监测领域，无人机也被用于代替人工进行水质采样工作。
[0004]现阶段，无人机上的水质采样装置，大多利用线缆一端吊装取水器，另一端缠绕在卷筒上，通过控制卷筒正反转，来带动线缆上升或下降，从而实现取水器伸入水体中完成水质采样作业。然而无人机上的取水器在上升或下降的过程中，线缆在卷筒上同一位置不断绕线时容易发生卡线缠绕现象，从而导致线缆无法从卷筒上释放或收回，进而影响无人机取水作业。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本技术提出了一种基于无人机的水质采样装置，来解决现有技术中无人机水质采样装置上的线缆在卷筒上同一位置不断绕线时容易发生卡线缠绕现象，导致线缆无法从卷筒上释放或收回的问题。
[0006]本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了一种基于无人机的水质采样装置，其包括无人机本体及设置在无人机本体上的取水装置，所述取水装置包括固定架、卷筒、线缆、取水器及动力装置，所述固定架固定在无人机本体上，卷筒通过转动轴与固定架转动连接，线缆的一端与取水器固定连接，另一端固定在卷筒上，动力装置设置在固定架一侧，用于驱动转动轴带动卷筒转动，卷筒下方所在的固定架内转动设置有往复螺杆，往复螺杆与卷筒平行，往复螺杆上连接有螺母座，螺母座上设置有导线孔，所述线缆穿过所述导线孔，转动轴远离动力装置的一端固定设置有主动轮，往复螺杆的一端固定设置有从动轮，所述主动轮与从动轮之间通过传动件进行传动连接。
[0007]在上述技术方案的基础上，优选的，所述往复螺杆上方或下方所在的固定架内水平设置有第一导向杆，所述螺母座滑动设置在第一导向杆上。
[0008]在上述技术方案的基础上，优选的，所述动力装置包括转动电机、主锥齿轮及从锥
齿轮，所述从锥齿轮与转动轴的一端固定连接，转动电机固定设置在固定架侧壁上，转动电机的输出轴与主锥齿轮固定连接，主锥齿轮与从锥齿轮啮合连接。
[0009]在上述技术方案的基础上，优选的，所述取水器与固定架之间还设置有定位装置，所述定位装置包括立杆、凸形定位件及凹型定位件，所述立杆竖直固定在取水器上，凸形定位件固定设置在立杆顶面，凹型定位件固定在固定架底面且与凸形定位件相适配连接，凹型定位件上设置有过线孔，所述线缆穿过过线孔并与凸形定位件相连接，所述固定架底部设置有与凸形定位件相连接的接近开关。
[0010]在上述技术方案的基础上，优选的，还包括计米装置，所述计米装置包括安装座、导向轮、滚动轮及编码器，所述安装座水平固定在往复螺杆下方所在的固定架上，导向轮设置有两个，分别转动设置在安装座内，两个所述导向轮滚动连接，导向轮的外周面上设置有弧形槽，所述线缆穿过两导向轮之间，并与两导向轮之间的弧形槽相连接，滚动轮安装座侧壁设置有支架，所述滚动轮转动设置在支架上且与导向轮滚动连接，编码器与滚动轮相连接。
[0011]进一步，优选的，所述安装座两侧壁上分别开设有导向槽，所述导向轮上转动设置有导轮轴，导轮轴的两端分别穿过导向槽，两个导轮轴之间通过第一弹性件相连接，导向槽的长度大于两导轮轴之间的中心距离，安装座两侧还分别水平设置有第二导向杆，两个所述导轮轴分别滑动设置在第二导向杆上，所述支架的一端与安装座侧壁转动连接，支架的另一端分别连接所述导向轮及编码器，支架与安装座之间连接有第二弹性件，用于使滚动轮抵触所述导向轮。
[0012]在上述技术方案的基础上，优选的，还包括设置在无人机本体上的控制模块，所述控制模块包括单片机及无线通讯模块，所述单片机分别与接近开关、编码器及转动电机相连接，所述无线通讯模块与单片机相连接，用于向终端设备建立通讯连接。
[0013]在上述技术方案的基础上，优选的，还包括水质监测仪，所述水质监测仪与立杆相连接，所述水质监测仪与单片机相连接。
[0014]进一步，优选的，所述转动轴一端还设置有与滑环，所述滑环的一端与单片机相连接，另一端与线缆相连接。
[0015]进一步，优选的，所述无人机本体上设置有机架，所述机架底部两侧分别固定安装有浮筒。
[0016]本技术相对于现有技术具有以下有益效果：
[0017](1)本技术公开的基于无人机的水质采样装置，通过在卷筒下方所在的固定架内转动设置往复螺杆，往复螺杆上连接螺母座，并使线缆穿过螺母座上的导线孔，动力装置驱动卷筒转动的同时，卷筒一侧的主动轮通过传动件带动从动轮转动，进而带动往复螺杆转动，可以使螺母座在往复螺杆上做往复直线运动，由此可以使线缆在卷筒上水平往复绕线，避免在线缆在卷筒同一位置长时间绕线而发生缠绕卡线现象，从而方便线缆灵活的从卷筒上释放或收回，方便无人机取水装置顺利进行取水作业。
[0018](2)转动电机竖直设置在固定架侧壁上，利用锥齿轮传动将转动电机的转矩转换为90
°
，此种结构，使得整个动力装置在取水装置上保持重心向下，不发生取水装置在水平方向重心偏移，从而使整个无人机飞行或取水时更加稳定。
[0019](3)通过在固定架底部设置凹型定位件，取水器上设置立杆，立杆顶面设置与凹型
定位件相配合的凸形定位件，可以使线缆对取水器向上提拉时，通过凹型定位件与凸形定位件相配合连接，使得取水器与固定架保持相对位置固定，避免无人机在飞行时，取水器发生摇摆，造成水样溅出。
[0020](4)通过使线缆穿过两导向轮之间，并与两导向轮之间的弧形槽相连接，取水器通过线缆向下下落过程中，线缆与导向轮发生滚动，导向轮带动滚动轮转动，滚动轮转动角度将被编码器进行量化检测，从而间接获取线缆下落位移量，进而或者取水器在水体中下落深度。
[0021](5)通过设置水质监测仪，可以在取水器进行取水的过程中，可以提前对水质进行在线数据监测，并通过无线通讯模块传输给终端设备，供操作人员进行数据分析。
[0022](6)通过在机架底部两侧分别设置浮筒，可以使无人机在取水时，通过浮筒降落到水面上，减少无人机电能损坏，延长其续航能力。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的水质采样装置，其包括无人机本体(1)及设置在无人机本体(1)上的取水装置(2)，其特征在于：所述取水装置(2)包括固定架(21)、卷筒(22)、线缆(23)、取水器(24)及动力装置(25)，所述固定架(21)固定在无人机本体(1)上，卷筒(22)通过转动轴(26)与固定架(21)转动连接，线缆(23)的一端与取水器(24)固定连接，另一端固定在卷筒(22)上，动力装置(25)设置在固定架(21)一侧，用于驱动转动轴(26)带动卷筒(22)转动，卷筒(22)下方所在的固定架(21)内转动设置有往复螺杆(27)，往复螺杆(27)与卷筒(22)平行，往复螺杆(27)上连接有螺母座(28)，螺母座(28)上设置有导线孔(281)，所述线缆(23)穿过所述导线孔(281)，转动轴(26)远离动力装置(25)的一端固定设置有主动轮(261)，往复螺杆(27)的一端固定设置有从动轮(271)，所述主动轮(261)与从动轮(271)之间通过传动件(272)进行传动连接。2.如权利要求1所述的基于无人机的水质采样装置，其特征在于：所述往复螺杆(27)上方或下方所在的固定架(21)内水平设置有第一导向杆(29)，所述螺母座(28)滑动设置在第一导向杆(29)上。3.如权利要求1所述的基于无人机的水质采样装置，其特征在于：所述动力装置(25)包括转动电机(251)、主锥齿轮(252)及从锥齿轮(253)，所述从锥齿轮(253)与转动轴(26)的一端固定连接，转动电机(251)固定设置在固定架(21)侧壁上，转动电机(251)的输出轴与主锥齿轮(252)固定连接，主锥齿轮(252)与从锥齿轮(253)啮合连接。4.如权利要求1所述的基于无人机的水质采样装置，其特征在于：所述取水器(24)与固定架(21)之间还设置有定位装置(3)，所述定位装置(3)包括立杆(31)、凸形定位件(32)及凹型定位件(33)，所述立杆(31)竖直固定在取水器(24)上，凸形定位件(32)固定设置在立杆(31)顶面，凹型定位件(33)固定在固定架(21)底面且与凸形定位件(32)相适配连接，凹型定位件(33)上设置有过线孔，所述线缆(23)穿过过线孔并与凸形定位件(32)相连接，所述固定架(21)底部设置有与凸形定位件(32)相连接的接近开关(211)。5.如权利要求4所述的基于无人机的水质采样装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈尧，周鹏，王小威，
申请(专利权)人：武汉市天泉慧源环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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