CN107117499A - 一种带防止绕线走乱装置的采水无人机 - Google Patents

一种带防止绕线走乱装置的采水无人机 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种带防止绕线走乱装置的采水无人机，包括无人机主体、压线轮组件、取水壶、感应座、取水电机、感应器及主控板，所述主控板设置在无人机主体的内部，所述无人机主体的下端设置有一安装盒，压线轮组件及取水电机均设置在安装盒内，压线轮组件通过电机轴与取水电机连接，压线轮组件内设置有缠绕线，取水壶通过感应座设置在安装盒的下端并且通过缠绕线与压线轮组件连接，感应器设置在安装盒的下端并且与感应座位置对应。本发明结构简单设计新颖，通过在无人机上设置一压线轮组件，可以有效防止取水壶遇到障碍物不能继续下降时，取水电机继续放线导致缠绕线走乱的问题，确保取水工作的顺利进行，有效提高了工作效率。

Description

一种带防止绕线走乱装置的采水无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种带防止绕线走乱装置的采水无人机。
背景技术
现阶段，我国水环境监测主要包括在线监测和人工监测。在线监测是依靠建立固定的在线监测站，进行实时的水质数据监测，成本较高，且无法在大范围广泛应用；而人工监测作为主要的监测方式，主要是依靠大量的现场采样，在实验室人工进行水质的测定，具备灵活性高、可操作范围广等优点。对于广阔的水域，要对其水质进行取样检测，需要先到达指定水域然后采集水样才能进行进一步的检测，而目前在广阔的水域中定点采集水样存在一定困难，因缺少高效的取样工具而导致工作效率底下，传统的人工采样方法主要是通过驾驶船或快艇等驶入采样区域，进行人工采样，采用该方法成本高、效率低，且由于采样环境多样，造成人工采样的不方便。
目前无人机已经广泛使用到航拍、喷药等领域，也有一部分应用到水样自动采集方面，在运用过程中，由于采用的是尼龙线，在采水过程中放线时当取水壶触碰到障碍物无法下降但缠绕线仍需继续走线时，经常出现绕线走乱的情况，导致采水失败。
发明内容
鉴于以上所述，有必要提供一种带防止绕线走乱装置的采水无人机，在取水壶遇到阻碍物时防止绕线走乱，保证采水的顺利进行。
本发明采用的技术方案如下：一种带防止绕线走乱装置的采水无人机，包括无人机主体、压线轮组件、取水壶、感应座、取水电机、感应器及主控板，所述主控板设置在无人机主体的内部，所述无人机主体的下端设置有一安装盒，压线轮组件及取水电机均设置在安装盒内，压线轮组件通过电机轴与取水电机连接，压线轮组件内设置有缠绕线，取水壶通过感应座设置在安装盒的下端并且通过缠绕线与压线轮组件连接，感应器设置在安装盒的下端并且与感应座位置对应，所述压线轮组件为包括基座、外壳、拉簧、压线轮及轮轴及转盘，所述基座安装在安装盒上，外壳安装在基座上，转盘设置在外壳内，转盘与取水电机连接，缠绕线缠绕在转盘上，基座的中部设有开口，缠绕线从开口伸出，外壳的上端设置有开口槽，压线轮通过轮轴可旋转的设置在外壳的开口槽处，压线轮与转盘上的缠绕线相抵持，压线轮与转盘能够相向运动，所述拉簧有两个，外壳的左右两侧各设置有一挂钩槽，拉簧的一端挂在挂钩槽上，另一端挂在轮轴上，使得拉簧能够持续的产生向下的拉力，将压线轮将缠绕线压紧。
进一步的，所述无人机主体包括多个固定机翼，多个固定机翼均匀环绕设置构成一圆形结构，无人机主体下端位于安装盒的两侧设置有两个可旋转的支撑架，无人机主体的顶端设置有GPS定位器。
进一步的，所述安装盒为方形结构，安装盒内部通过两个隔板将安装盒平均分为三个区域，其中位于中部的为取水控制区，取水控制区两侧为电池仓，电池仓内设置有电池，电池分别与主控板、感应器及取水电机连接，所述安装盒的底端设置有与圆柱形的中空连接柱，感应器的感应头穿过安装盒的底壁设置在中空连接柱的外侧。
进一步的，所述中空连接柱内设置有凸起的锥形连接头。
进一步的，所述轮轴与外壳之间设置有垫片。
进一步的，所述取水壶包括一提手及壶体，所述提手设置在壶体的上端，提手与缠绕线连接。
进一步的，所述感应座包括连接卡座、旋转卡头及感应头环，所述连接卡座为扁的方形结构，连接卡座的一侧向内开有一长形的固定槽，从而与取水壶连接，所述旋转卡头通过一旋转轴可旋转的固定在固定槽的上方，旋转卡头下侧方具有一弧形的卡槽，固定槽的下方对应旋转卡头的卡槽位置设置有一卡柱，旋转卡头向下旋转时卡槽能卡入到卡柱上，进而将取水壶与感应座快速连接，所述感应头环连接在连接卡座的上方。
进一步的，所述感应头环为圆柱形，其直接大于中空连接柱的直径，感应头环的内部设置成向下凹陷的圆锥形，圆锥形的大小与锥形连接头大小配合。
进一步的，所述感应器为红外感应器，感应器包括一个发射器和一个接收器。
进一步的，所述感应器设置有两个。
相较现有技术，本发明结构简单设计新颖，通过在无人机上设置一压线轮组件，可以有效防止当取水壶触碰到地面或水底等情况无法下降但缠绕线仍需继续走线时，取水电机继续放线导致缠绕线走乱的问题，确保取水工作的顺利进行，有效提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明所述带防止绕线走乱装置的采水无人机的结构示意图；
图2是本发明所述带防止绕线走乱装置的采水无人机的侧视图；
图3是附图1所示安装盒的结构示意图；
图4是附图1所示压线轮组件的结构示意图；
图5是附图1所示感应座的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1、图2所示，一种带防止绕线走乱装置的采水无人机，包括无人机主体1、压线轮组件2、取水壶3、感应座4、取水电机5、感应器6及主控板(图未示出)，所述主控板设置在无人机主体1的内部，用于控制无人机主体1的飞行及取水电机5的工作，所述无人机主体1的下端设置有一安装盒11，压线轮组件2及取水电机5均设置在安装盒11内，压线轮组件2通过电机轴与取水电机5连接，压线轮组件2内设置有缠绕线21，取水壶3通过感应座4设置在安装盒11的下端并且通过缠绕线21与压线轮组件2连接，感应器6设置在安装盒11的下端并且与感应座4位置对应。
所述无人机主体1包括多个固定机翼12，多个固定机翼12均匀环绕设置构成一圆形结构，无人机主体1下端位于安装盒11的两侧设置有两个可旋转的支撑架13，用于无人机主体1落地时的支撑固定，无人机主体1的顶端设置有GPS定位器14，用于进行GPS定位。
如图3所示，所述安装盒11为方形结构，安装盒11内部通过两个隔板(图未示出)将安装盒11平均分为三个区域，其中位于中部的为取水控制区111，取水控制区111两侧为电池仓112，电池仓112内设置有电池113，电池113分别与主控板、感应器及取水电机5连接，用于分别为其供电；所述安装盒11的底端设置有与圆柱形的中空连接柱15，感应器的感应头穿过安装盒11的底壁设置在中空连接柱15的外侧；进一步的，为了加强感应座4与中空连接柱15对接的紧密性，所述中空连接柱15内设置有凸起的锥形连接头151，锥形连接头151能使感应座4与中空连接柱15快速定位并紧密连接，提高连接的精密度。
如图4所示，所述压线轮组件2为包括基座22、外壳23、拉簧24、压线轮25及轮轴26及转盘27，所述基座22安装在安装盒11上，外壳23安装在基座22上，转盘27设置在外壳23内，转盘27与取水电机5连接，缠绕线21缠绕在转盘27上，基座22的中部设有开口，缠绕线21从开口伸出，外壳23的上端设置有开口槽，压线轮25通过轮轴26可旋转的设置在外壳23的开口槽处，轮轴26与外壳23之间设置有垫片261，压线轮25与转盘27上的缠绕线21相抵持，压线轮25与转盘27能够相向运动，所述拉簧24有两个，外壳23的左右两侧各设置有一挂钩槽231，拉簧24的一端挂在挂钩槽231上，另一端挂在轮轴26上，使得拉簧24能够持续的产生向下的拉力，将压线轮25将缠绕线21压紧，当取水壶3触碰到地面/水底等情况无法下降但缠绕线21仍需继续走线时，如果取水电机5继续转动，缠绕线21由于无法继续下降，会在转盘27与外壳23的空间内变动松散，在压线轮25的作用下将缠绕线21封闭在绕线槽内，以防止缠绕线21缠绕打结。
所述取水壶3用于提取水样，所述取水壶3包括一提手31及壶体32，所述提手31设置在壶体32的上端，提手31与缠绕线21连接。
所述感应座4用于将取水壶3与无人机主体1快速连接固定连接，如图5所示，所述感应座4包括连接卡座41、旋转卡头42及感应头环43，所述连接卡座41为扁的方形结构，连接卡座41的一侧向内开有一长形的固定槽411，固定槽411用于卡入取水壶3上端的连接体中，从而与取水壶3连接，所述旋转卡头42通过一旋转轴可旋转的固定在固定槽411的上方，旋转卡头42下侧方具有一弧形的卡槽421，固定槽411的下方对应旋转卡头42的卡槽421位置设置有一卡柱44，旋转卡头42向下旋转时卡槽421能卡入到卡柱44上，可以封闭固定槽411从而起到锁紧作用，进而将取水壶3与感应座4快速连接，所述感应头环43连接在连接卡座41的上方，感应头环43为圆柱形，其直接大于中空连接柱15的直径，感应头环43用于与中空连接柱15连接，感应头环43的内部设置成向下凹陷的圆锥形，圆锥形的大小与锥形连接头151大小配合，从而达到良好的连接精密度。
所述取水电机5用于驱动转盘2收放缠绕线21，取水电机5能够进行正转和反转，以收放缠绕线21。
所述感应器6用于感应座4是否与中空连接柱15连接，感应器6为红外感应器，感应器包括一个发射器和一个接收器，取水壶3归位时，感应座4位于发射器与接收器之间，接收器无法接收到红外信号，即发出指令驱动取水电机5停止转动，取水壶3归位成功。为提高稳定性，所述感应器3设置有两个，当两个感应器3任意一个感应到感应座4进入时，发出指令使取水电机5停止转动。
基于上述提供的无人机取水的方法如下：
1、安装取水壶：取相应大小体积的取水壶3，将其提手31卡入到感应座4的固定槽411内，然后转动旋转卡头42与卡柱44固定，从而将取水壶3与感应座4固定，再将缠绕线21的一端系紧到感应座4上；
2、飞行至指定位置：通过遥控设备操纵无人机主体1由GPS定位飞达指定取水位置，无人机主体1离取水面约5米左右为安全距离，之后无人机主体1保持悬停；
3、释放取水壶取水：遥控发出控制指令取水电机5正转，带动转盘27上的缠绕线21缓慢释放，使取水壶3自动下降至指定水面设置深度完成取水；
4、锁紧水壶飞回：自动取水后取水电机5自动反转将缠绕线21收回转盘27，取水壶3缓慢上升，感应座4与中空连接柱15连接后，取水壶3定位卡稳，此时感应座4进入到两个感应器6的发射器与接收器之间，感应器6即发出指令驱动取水电机5停止转动，并锁定取水电机5，此时取水壶3收回到无人机底部，实现取水壶与无人机主体变成一个整体，确保返航飞行安全，即可操作无人机主体1组件飞回起飞点，完成取水操作。
本发明结构简单设计新颖，通过在无人机上设置一压线轮组件，可以有效防止取水壶遇到障碍物不能继续下降时，取水电机继续放线导致缠绕线缠绕的问题，确保取水工作的顺利进行，有效提高了工作效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种带防止绕线走乱装置的采水无人机，包括无人机主体(1)、压线轮组件(2)、取水壶(3)、感应座(4)、取水电机(5)、感应器(6)及主控板，其特征在于：所述主控板设置在无人机主体(1)的内部，所述无人机主体(1)的下端设置有一安装盒(11)，压线轮组件(2)及取水电机(5)均设置在安装盒(11)内，压线轮组件(2)通过电机轴与取水电机(5)连接，压线轮组件(2)内设置有缠绕线(21)，取水壶(3)通过感应座(4)设置在安装盒(11)的下端并且通过缠绕线(21)与压线轮组件(2)连接，感应器(6)设置在安装盒(11)的下端并且与感应座(4)位置对应，所述压线轮组件(2)为包括基座(22)、外壳(23)、拉簧(24)、压线轮(25)及轮轴(26)及转盘(27)，所述基座(22)安装在安装盒(11)上，外壳(23)安装在基座(22)上，转盘(27)设置在外壳(23)内，转盘(27)与取水电机(5)连接，缠绕线(21)缠绕在转盘(27)上，基座(22)的中部设有开口，缠绕线(21)从开口伸出，外壳(23)的上端设置有开口槽，压线轮(25)通过轮轴(26)可旋转的设置在外壳(23)的开口槽处，压线轮(25)与转盘(27)上的缠绕线(21)相抵持，压线轮(25)与转盘(27)能够相向运动，所述拉簧(24)有两个，外壳(23)的左右两侧各设置有一挂钩槽(231)，拉簧(24)的一端挂在挂钩槽(231)上，另一端挂在轮轴(26)上，使得拉簧(24)能够持续的产生向下的拉力，将压线轮(25)将缠绕线(21)压紧。
2.根据权利要求1所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述无人机主体(1)包括多个固定机翼(12)，多个固定机翼(12)均匀环绕设置构成一圆形结构，无人机主体(1)下端位于安装盒(11)的两侧设置有两个可旋转的支撑架(13)，无人机主体(1)的顶端设置有GPS定位器(14)。
3.根据权利要求1所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述安装盒(11)为方形结构，安装盒(11)内部通过两个隔板将安装盒(11)平均分为三个区域，其中位于中部的为取水控制区(111)，取水控制区(111)两侧为电池仓(112)，电池仓(112)内设置有电池(113)，电池(113)分别与主控板、感应器及取水电机(5)连接，所述安装盒(11)的底端设置有与圆柱形的中空连接柱(15)，感应器的感应头穿过安装盒(11)的底壁设置在中空连接柱(15)的外侧。
4.根据权利要求3所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述中空连接柱(15)内设置有凸起的锥形连接头(151)。
5.根据权利要求1所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述轮轴(26)与外壳(23)之间设置有垫片(261)。
6.根据权利要求1所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述取水壶(3)包括一提手(31)及壶体(32)，所述提手(31)设置在壶体(32)的上端，提手(31)与缠绕线(21)连接。
7.根据权利要求1所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述感应座(4)包括连接卡座(41)、旋转卡头(42)及感应头环(43)，所述连接卡座(41)为扁的方形结构，连接卡座(41)的一侧向内开有一长形的固定槽(411)，从而与取水壶(3)连接，所述旋转卡头(42)通过一旋转轴可旋转的固定在固定槽(411)的上方，旋转卡头(42)下侧方具有一弧形的卡槽(421)，固定槽(411)的下方对应旋转卡头(42)的卡槽(421)位置设置有一卡柱(44)，旋转卡头(42)向下旋转时卡槽(421)能卡入到卡柱(44)上，进而将取水壶(3)与感应座(4)快速连接，所述感应头环(43)连接在连接卡座(41)的上方。
8.根据权利要求7所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述感应头环(43)为圆柱形，其直接大于中空连接柱(15)的直径，感应头环(43)的内部设置成向下凹陷的圆锥形，圆锥形的大小与锥形连接头(151)大小配合。
9.根据权利要求1所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述感应器(6)为红外感应器，感应器包括一个发射器和一个接收器。
10.根据权利要求9所述的带防止绕线走乱装置的采水无人机，其特征在于：所述感应器(3)设置有两个。
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