CN104354857B - 一种多旋翼无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可以运用于农田等生长有作物的非平整表面进行土壤或水体进行取样的多旋翼无人机。它包括机架、旋翼、旋翼电机和支脚；机架下方还设有伸缩装置，伸缩装置上连接有取样探头，取样探头上安装有用于采集土壤或水体样本的取样机构；伸缩装置包括机箱、卷扬电机、离合器、卷线筒和缆绳；机箱固定于机架的下部；卷扬电机和卷线筒安装于机箱内，卷扬电机通过离合器与卷线筒相连；缆绳圈绕于卷线筒上，缆绳的自由端与取样探头相连；卷线筒上还安装有刹车盘，机箱上安装有一对用于制动刹车盘的刹车钳；刹车钳的钳体由微型电机驱动；离合器为与信息处理器电连接的电控结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机，具体是指一种运用于民用领域的多旋翼无人机。
背景技术
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。它最早出现于20世纪20年代，当时是作为训练用的靶机使用的。是一个许多国家用于描述最新一代无人驾驶飞机的术语。从字面上讲，这个术语可以描述从风筝，无线电遥控飞机，到V-1飞弹从发展来的巡航导弹，但是在军方的术语中仅限于可重复使用的比空气重的飞行器。无人机用途广泛，成本低，效费比好；无人员伤亡风险；生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域更有广阔的前景。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。
以在民用领域有着最为广泛前景的多旋翼无人机为例。现有技术中的多旋翼无人机在民用领域主要用于实时图像监测，作物喷洒防治和小型物品运送等。其常见的结构如附图1中所示，它包括机架01、旋翼02、旋翼电机03、和支脚04几个主要部件，机架01上安装有电池和无线控制装置，然后再由用户根据使用需求分别搭载摄像头或是喷洒装置。而本专利申请的发明人通过实践发现，现有技术中的无人机在运用于农业上时，大多只能飞行于作物的上空进行拍摄与喷洒作业，而缺少相应的对作物生长的土壤或水体环境进行取样的装置；综上所述，目前急需要一种可以运用于农田等生长有作物的非平整表面进行土壤或水体进行取样的无人机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种可以运用于农田等生长有作物的非平整表面进行土壤或水体进行取样的多旋翼无人机。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种多旋翼无人机，它包括机架、旋翼、旋翼电机和支脚；所述的旋翼为至少有四个，并且通过横向连杆安装于机架的四周，每个旋翼下方连接有一台旋翼电机；所述的支脚设置在机架的下方；机架上还安装有用于给用电部件供电的锂电池和用于控制和远程通讯的信息处理器；所述的机架下方还设有伸缩装置，所述的伸缩装置上连接有取样探头，所述的取样探头上安装有用于采集土壤或水体样本的取样机构；所述的伸缩装置包括机箱、卷扬电机、离合器、卷线筒和缆绳；所述的机箱固定于机架的下部；所述的卷扬电机和卷线筒安装于机箱内，卷扬电机通过离合器与卷线筒相连；缆绳圈绕于卷线筒上，缆绳的自由端与取样探头相连；卷线筒上还安装有刹车盘，机箱上安装有一对用于制动刹车盘的刹车钳；所述的刹车钳的钳体由微型电机驱动；所述的离合器为与信息处理器电连接的电控结构。
作为优选，所述的取样机构为带有温感器的取样杯，所述的取样杯下端为尖锥结构。
作为优选，所述的机架、机箱、离合器、卷线筒和缆绳均为碳纤维结构。
作为改进，取样探头上安装有用于与信息处理器无线通信的蓝牙通信模块。
采用上述结构后，本发明具有如下有益效果：所述的机架下方还设有伸缩装置，所述的伸缩装置上连接有取样探头，所述的取样探头上安装有用于采集土壤或水体样本的取样机构；所述的伸缩装置包括机箱、卷扬电机、离合器、卷线筒和缆绳；所述的机箱固定于机架的下部；所述的卷扬电机和卷线筒安装于机箱内，卷扬电机通过离合器与卷线筒相连；缆绳圈绕于卷线筒上，缆绳的自由端与取样探头相连；卷线筒上还安装有刹车盘，机箱上安装有一对用于制动刹车盘的刹车钳；所述的刹车钳的钳体由微型电机驱动；所述的离合器为与信息处理器电连接的电控结构。通过伸缩装置和取样探头的结合可以在无人机不降落的情况下对其下方的作物生长环境中的土壤或水体进行取样，取样的同时不会影响到作物的生长，离合器与刹车盘的巧妙结合可以通过取样探头的自重带动缆绳下落，同时可以通过刹车盘来控制下落的高度，当需要上升时再由卷扬电机驱动上升，这样更加节省电能，可控性也更高。所述的取样机构为带有温感器的取样杯，所述的取样杯下端为尖锥结构。尖锥结构可以更好的插入土壤中，有利于取样杯收集样品。所述的机架、机箱、离合器、卷线筒和缆绳均为碳纤维结构。碳纤维结构稳定，重量小，可以大大提高无人机的续航时间。所述的取样探头上安装有用于与信息处理器无线通信的蓝牙通信模块。该设计采用无线通信方式，避开了通信电缆的使用，进一步减小了整个装置的重量，同时也防止了电缆对缆绳的干扰。
综上所述，本发明提供了一种可以运用于农田等生长有作物的非平整表面进行土壤或水体进行取样的多旋翼无人机。
附图说明
图1是现有技术中的多旋翼无人机的结构示意图。
图2是本发明中的多旋翼无人机的结构示意图。
图3是图2中的伸缩装置及取样探头的放大结构示意图。
图4是本发明中的多旋翼无人机在取样状态下的结构示意图。
如图所示：现有技术中01、机架，02、旋翼，03、旋翼电机，04、支脚。
本发明中：1、机架，2、旋翼，3、旋翼电机，4、支脚，5、伸缩装置，6、取样探头，501、机箱，502、卷扬电机，503、离合器，504、卷线筒，505、刹车盘，506、刹车钳，507、缆绳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
结合附图2和附图3，一种多旋翼无人机，它包括机架1、旋翼2、旋翼电机3和支脚4；所述的旋翼2为至少有四个，并且通过横向连杆安装于机架1的四周，每个旋翼2下方连接有一台旋翼电机3；所述的支脚4设置在机架1的下方；机架1上还安装有用于给用电部件供电的锂电池和用于控制和远程通讯的信息处理器；所述的机架1下方还设有伸缩装置5，所述的伸缩装置5上连接有取样探头6，所述的取样探头6上安装有用于采集土壤或水体样本的取样机构；所述的伸缩装置5包括机箱501、卷扬电机502、离合器503、卷线筒504和缆绳507；所述的机箱501固定于机架1的下部；所述的卷扬电机502和卷线筒504安装于机箱501内，卷扬电机502通过离合器503与卷线筒504相连；缆绳507圈绕于卷线筒504上，缆绳507的自由端与取样探头6相连；卷线筒504上还安装有刹车盘505，机箱501上安装有一对用于制动刹车盘505的刹车钳506；所述的刹车钳506的钳体由微型电机驱动；所述的离合器503为与信息处理器电连接的电控结构。
作为优选，所述的取样机构为带有温感器的取样杯，所述的取样杯下端为尖锥结构。
作为优选，所述的机架1、机箱501、离合器503、卷线筒504和缆绳507均为碳纤维结构。
作为改进，取样探头6上安装有用于与信息处理器无线通信的蓝牙通信模块。
采用上述结构后，本发明具有如下有益效果：所述的机架1下方还设有伸缩装置5，所述的伸缩装置5上连接有取样探头6，所述的取样探头6上安装有用于采集土壤或水体样本的取样机构；所述的伸缩装置5包括机箱501、卷扬电机502、离合器503、卷线筒504和缆绳507；所述的机箱501固定于机架1的下部；所述的卷扬电机502和卷线筒504安装于机箱501内，卷扬电机502通过离合器503与卷线筒504相连；缆绳507圈绕于卷线筒504上，缆绳507的自由端与取样探头6相连。通过伸缩装置和取样探头的结合可以在无人机不降落的情况下对其下方的作物生长环境中的土壤或水体进行取样，取样的同时不会影响到作物的生长。所述的取样机构为带有温感器的取样杯，所述的取样杯下端为尖锥结构。尖锥结构可以更好的插入土壤中，有利于取样杯收集样品。所述的机架1、机箱501、离合器503、卷线筒504和缆绳507均为碳纤维结构。碳纤维结构稳定，重量小，可以大大提高无人机的续航时间。所述的取样探头6上安装有用于与信息处理器无线通信的蓝牙通信模块。该设计采用无线通信方式，避开了通信电缆的使用，进一步减小了整个装置的重量，同时也防止了电缆对缆绳的干扰。
综上所述，本发明提供了一种可以运用于农田等生长有作物的非平整表面进行土壤或水体进行取样的多旋翼无人机。
进一步结合附图4，本发明的无人机的取样探头6的下降通过离合器将电机转轴与卷线筒转轴的脱离，同时刹车钳松开，由取样探头自身重量自由下落来实现，探头完成取样后，再由离合器将卷扬电机502与卷线筒连接上以回收缆绳，而刹车装置是用来控制取样探头的下降高度的，卷扬电机502内设有计时装置和记录电机转数的装置，用于辅助控制电机的工作。当然，用户也可以通过视频画面直接远程遥控卷扬电机502工作，只需要在无人机上搭载一个摄像头即可。所述的卷扬电机502可以通过有线或无线的方式与信息处理器进行通讯，也可以通过内部的计时装置的转数装置和自带中央处理器自己独立运作。
所述的离合器，现有技术中有相关的成熟产品，直接采购可以实现两轴连接和断开两种状态控制的产品即可。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种多旋翼无人机，它包括机架(1)、旋翼(2)、旋翼电机(3)和支脚(4)；所述的旋翼(2)为至少有四个，并且通过横向连杆安装于机架(1)的四周，每个旋翼(2)下方连接有一台旋翼电机(3)；所述的支脚(4)设置在机架(1)的下方；机架(1)上还安装有用于给用电部件供电的锂电池和用于控制和远程通讯的信息处理器；其特征在于：所述的机架(1)下方还设有伸缩装置(5)，所述的伸缩装置(5)上连接有取样探头(6)，所述的取样探头(6)上安装有用于采集土壤或水体样本的取样机构；所述的伸缩装置(5)包括机箱(501)、卷扬电机(502)、离合器(503)、卷线筒(504)和缆绳(507)；所述的机箱(501)固定于机架(1)的下部；所述的卷扬电机(502)和卷线筒(504)安装于机箱(501)内，卷扬电机(502)通过离合器(503)与卷线筒(504)相连；缆绳(507)圈绕于卷线筒(504)上，缆绳(507)的自由端与取样探头(6)相连；卷线筒(504)上还安装有刹车盘(505)，机箱(501)上安装有一对用于制动刹车盘(505)的刹车钳(506)；所述的刹车钳(506)的钳体由微型电机驱动；所述的离合器(503)为与信息处理器电连接的电控结构。
2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于：所述的取样机构为带有温感器的取样杯，所述的取样杯下端为尖锥结构。
3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于：所述的机架(1)、机箱(501)、离合器(503)、卷线筒(504)和缆绳(507)均为碳纤维结构。
4.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于：取样探头(6)上安装有用于与信息处理器无线通信的蓝牙通信模块。
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