CN108562460A - 一种液体取样系统及搭载该系统的无人机 - Google Patents

一种液体取样系统及搭载该系统的无人机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种液体取样系统及搭载该系统的无人机，所述的液体取样系统包括升降单元和取样单元；所述取样单元包括壳体、取样容器固定部、液体流动驱动装置以及液体管路；所述取样容器固定部设置在所述壳体上，用于将取样容器与所述壳体密封固连；所述液体管路包括第一管路和第二管路，其中，所述第一管路和第二管路分别用于连接取样容器；所述第二管路的另一端与所述液体流动驱动装置的进口连接，所述第一管路的另一端为取样进口端；所述升降单元用于连接所述壳体与无人机，并实现所述取样单元相对于所述无人机的下放与回收。

Description

一种液体取样系统及搭载该系统的无人机
技术领域
本发明涉及一种液体取样系统及搭载该系统的无人机。
背景技术
在化工品爆炸及放火案事件现场，第一时间提取并检验爆炸残留物有助于案事件的定性及侦破。由于第一时间难以消除可能存在的危险，因此如何在保证人员安全的情况下实现对案事件现场液体的快速采集是当前所亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种液体取样系统及搭载该系统的无人机，以解决现有的以液体爆炸残留物检测为目的的液体取样方式所面临的安全系数低和提取效率低的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种液体取样系统，包括升降单元和取样单元；所述取样单元包括壳体、取样容器固定部、液体流动驱动装置以及液体管路；所述取样容器固定部设置在所述壳体上，用于将取样容器与所述壳体密封固连；所述液体管路包括第一管路和第二管路，其中，所述第一管路和第二管路分别用于连接取样容器；所述第二管路的另一端与所述液体流动驱动装置的进口连接，所述第一管路的另一端为取样进口端；所述升降单元用于连接所述壳体与无人机，并实现所述取样单元相对于所述无人机的下放与回收。
可选地，所述升降单元包括支座、转动支撑在所述支座上的绕线器以及用于驱动所述绕线器旋转的驱动装置，所述绕线器上缠绕有绳索，所述绳索的一端固定在所述绕线器上，所述绳索的另一端连接所述取样单元的壳体。
可选地，所述取样容器固定部包括固定设置在所述壳体的一侧的顶盖和底座，在所述底座上设置有可向上弹起的托块；当所述托块向上弹起时，所述取样容器卡在所述托块与所述顶盖之间。
可选地，在所述壳体的底部设置有第一转接头和第二转接头，所述第一管路穿过所述第一转接头，在所述第一管路的端部设置有重锤；所述液体流动驱动装置的出口连接第三管路的一端，所述第三管路的另一端与所述第二转接头连接。
可选地，在所述壳体的侧方设置有用于检测取样容器内液面高度的液位传感器，所述液位传感器与位于所述壳体内部的控制器电连接，所述控制器还与所述液体流动驱动装置电连接。
可选地，所述托块通过多个防脱螺丝与所述底座连接，在所述托块与底座之间留有供所述托块弹起的空隙，在所述托块与所述底座之间设置有弹性元件；所述液体流动驱动装置为固定设置在所述壳体中的微型真空泵，在所述壳体中还设置有用于为所述微型真空泵提供动力的电源；在所述壳体的外部设置有电源开关和用于为所述电源充电的接口；所述取样容器为试管，所述托块的顶部设置有便于托住试管底部的第一圆形凹槽，所述顶盖的底部设置有便于固定所述试管上口的第二圆形凹槽；在所述第二圆形凹槽内设置有密封垫片；所述第二圆形凹槽和密封垫片上开设有用于通入第一管路和第二管路的孔。
可选地，所述驱动装置为舵机，所述舵机通过舵机支架固定连接在所述支座上，所述舵机通过舵盘和舵盘转接件与所述绕线器的转轴连接。
可选地，在所述支座上安装有与绕线器相切的弹簧压板；在所述支座上设置有导线器，位于所述取样单元与所述绕线器之间的绳索从开设在所述导线器上的通孔中穿过。
可选地，所述支座通过快拆机构与无人机连接，所述快拆机构包括导轨和滑板，所述导轨固定设置在所述无人机上，所述滑板固定设置在所述支座的顶部，所述滑板与所述导轨滑动配合，在所述滑板的侧边缘设置有开口滑槽，在所述开口滑槽中设置有定位凹槽，在所述导轨上设置有用于与所述定位凹槽配合的弹簧顶丝。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种搭载前述的液体取样系统的无人机。
本发明实施例所提出的液体取样系统，通过设置取样单元和用于将取样单元与无人机连接的升降单元，可实现将取样单元送至案事件现场待取样液体的上方，通过升降单元将取样单元下放并实现液体快速取样，从而避免人工现场取样面临危险的情况。
相应地，搭载前述的液体取样系统的无人机也能够实现对案事件现场液体的快速取样的功能，由此可避免人工现场取样所面临危险的情况。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明取样单元的立体结构示意图；
图3是本发明取样单元的内部结构示意图；
图4是本发明液体管路与液体流动驱动装置、取样容器的连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1-4所示，本发明的实施例提出了一种液体取样系统，包括升降单元1和取样单元2。取样单元2包括壳体21、取样容器固定部22、液体流动驱动装置23以及液体管路。取样容器固定部22设置在壳体21上，用于将取样容器3与壳体21密封固连。液体管路包括第一管路241和第二管路242，其中，第一管路241和第二管路242分别用于连接取样容器3，第二管路242的另一端与液体流动驱动装置23的进口连接，第一管路241的另一端为取样进口端。升降单元1用于连接壳体21与无人机(图中未示出)，并实现取样单元2相对于无人机的下放与回收。
本发明实施例所提出的液体取样系统，其工作过程如下：首先，将取样容器3安装在取样容器固定部22上，同时通过升降单元1使取样单元2与无人机连接。然后打开取样单元2的控制开关(以便于使液体流动驱动装置23远程接收启动的控制信号)。之后控制无人机飞行至案事件现场进行现场液体提取。具体地，控制无人机悬浮在待提取的液体的上方，通过升降单元1将取样单元2下放，使第一管路241的取样进口端接触待提取的液体，然后开启液体流动驱动装置23，将液体吸入至取样容器3中。之后，控制升降单元1使取样单元2回收。最后，控制无人机返程，完成案事件现场的取样过程。可见，利用本发明实施例所提出的液体取样系统可以实现对案事件现场液体的快速提取，由此可避免人工现场取样面临危险的情况。
进一步地，升降单元1包括支座11、转动支撑在支座11上的绕线器12以及用于驱动绕线器12旋转的驱动装置13，绕线器12上缠绕有绳索14，绳索14的一端固定在绕线器12上，绳索14的另一端连接取样单元2的壳体21。优选地，驱动装置13为舵机，舵机通过舵机支架17固定连接在支座11上，舵机通过舵盘131和舵盘转接件132与绕线器12的转轴连接。优选地，绳索14采用鱼线或钢丝绳。
进一步地，在支座11上安装有与绕线器12相切的弹簧压板15，其用于保证绳索14在回收的过程中能够在绕线器12上由一端向另一端依次逐层缠绕。
进一步地，在支座11上设置有导线器16，位于取样单元2与绕线器12之间的绳索14从开设在导线器16上的通孔中穿过。导线器16用于减轻悬吊在绳索14下端的取样单元2的晃动，从而保证取样单元2能够顺利完成液体取样。
进一步地，支座11通过快拆机构4与无人机连接，快拆机构4包括导轨41和滑板43，导轨41固定设置在无人机上，滑板43固定设置在支座11的顶部，滑板43与导轨41滑动配合，在滑板43的侧边缘设置有开口滑槽44，在开口滑槽44中设置有定位凹槽45，在导轨41上设置有用于与定位凹槽45配合的弹簧顶丝46。快拆机构4能够实现升降单元1与无人机的快速拆装，具体地，可将滑板43沿导轨41滑动安装，在滑动过程中，弹簧顶丝进入开口滑槽44，当弹簧顶丝46在开口滑槽44中滑动至定位凹槽45所在位置时，弹簧顶丝46弹起并落入定位凹槽45中，从而实现支座11与无人机的快速连接。
进一步地，取样容器固定部22包括固定设置在壳体21的一侧的顶盖221和底座222，在底座222上设置有可向上弹起的托块223。当托块223向上弹起时，取样容器3卡在托块223与顶盖221之间。上述结构使得取样单元2具有快速更换取样容器3的功能，具体地，在安装取样容器3时，先按下托块223，然后将取样容器3送入托块223与顶盖221之间，之后放开托块223，即可将取样容器3卡在托块223与顶盖221之间。而当完成取样后，再次按下托块223即可取下取样容器3。
进一步地，托块223通过多个防脱螺丝224与底座222连接，在托块223与底座222之间留有供托块223弹起的空隙，在托块223与底座222之间设置有弹性元件(图中未示出)。优选地，弹性元件为弹簧且套设在防脱螺丝224上。
进一步地，液体流动驱动装置23为固定设置在壳体21中的微型真空泵，在壳体21中还设置有用于为微型真空泵提供动力的电源25，在壳体21的外部设置有电源开关251和用于为电源充电的接口252。具体地，电源25可以采用锂电池。
进一步地，在壳体21的底部设置有第一转接头211和第二转接头212，第一管路241穿过第一转接头211，在第一管路241的端部设置有重锤243。液体流动驱动装置23的出口连接第三管路244的一端，第三管路244的另一端与第二转接头212连接。第一管路241端部的重锤243使得第一管路241的取样进口端可以较为容易地下放至待取样的液体中。此外，如果在取样过程中，样品液体从取样容器3中溢出，溢出部分的液体将通过第三管路244和第二转接头212流至壳体21外部，从而使得壳体21内的液体流动驱动装置23和电源25不会受损。
进一步地，在壳体21的侧方设置有用于检测取样容器3内液面高度的液位传感器26，液位传感器26与位于壳体21内部的控制器(图中未示出)电连接，控制器还与液体流动驱动装置23电连接。在取样过程中，当样品液体达到液位传感器26所监测的高度时，液位传感器26向控制器发出信号，控制器收到该信号后控制液体流动驱动装置23停止取样。
进一步地，取样容器3为试管，托块223的顶部设置有便于托住试管底部的第一圆形凹槽，顶盖221的底部设置有便于固定试管上口的第二圆形凹槽，在第二圆形凹槽内设置有密封垫片(图中未示出)，第二圆形凹槽和密封垫片上开设有用于通入第一管路241和第二管路242的孔。
本发明实施例还提出了一种搭载前述液体取样系统的无人机，该无人机能够可控地飞入案事件现场并对现场液体进行快速取样，从而避免人工现场取样面临危险的情况。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种液体取样系统，其特征在于，包括升降单元和取样单元；
所述取样单元包括壳体、取样容器固定部、液体流动驱动装置以及液体管路；所述取样容器固定部设置在所述壳体上，用于将取样容器与所述壳体密封固连；所述液体管路包括第一管路和第二管路，其中，所述第一管路和第二管路分别用于连接取样容器；所述第二管路的另一端与所述液体流动驱动装置的进口连接，所述第一管路的另一端为取样进口端；
所述升降单元用于连接所述壳体与无人机，并实现所述取样单元相对于所述无人机的下放与回收。
2.如权利要求1所述的一种液体取样系统，其特征在于，所述升降单元包括支座、转动支撑在所述支座上的绕线器以及用于驱动所述绕线器旋转的驱动装置，所述绕线器上缠绕有绳索，所述绳索的一端固定在所述绕线器上，所述绳索的另一端连接所述取样单元的壳体。
3.如权利要求1所述的一种液体取样系统，其特征在于，所述取样容器固定部包括固定设置在所述壳体的一侧的顶盖和底座，在所述底座上设置有可向上弹起的托块；当所述托块向上弹起时，所述取样容器卡在所述托块与所述顶盖之间。
4.如权利要求1所述的一种液体取样系统，其特征在于，在所述壳体的底部设置有第一转接头和第二转接头，所述第一管路穿过所述第一转接头，在所述第一管路的端部设置有重锤；所述液体流动驱动装置的出口连接第三管路的一端，所述第三管路的另一端与所述第二转接头连接。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种液体取样系统，其特征在于，在所述壳体的侧方设置有用于检测取样容器内液面高度的液位传感器，所述液位传感器与位于所述壳体内部的控制器电连接，所述控制器还与所述液体流动驱动装置电连接。
6.如权利要求3所述的一种液体取样系统，其特征在于，所述托块通过多个防脱螺丝与所述底座连接，在所述托块与底座之间留有供所述托块弹起的空隙，在所述托块与所述底座之间设置有弹性元件；
所述液体流动驱动装置为固定设置在所述壳体中的微型真空泵，在所述壳体中还设置有用于为所述微型真空泵提供动力的电源；在所述壳体的外部设置有电源开关和用于为所述电源充电的接口；
所述取样容器为试管，所述托块的顶部设置有便于托住试管底部的第一圆形凹槽，所述顶盖的底部设置有便于固定所述试管上口的第二圆形凹槽；在所述第二圆形凹槽内设置有密封垫片；所述第二圆形凹槽和密封垫片上开设有用于通入第一管路和第二管路的孔。
7.如权利要求2所述的一种液体取样系统，其特征在于，所述驱动装置为舵机，所述舵机通过舵机支架固定连接在所述支座上，所述舵机通过舵盘和舵盘转接件与所述绕线器的转轴连接。
8.如权利要求2或7所述的一种液体取样系统，其特征在于，在所述支座上安装有与绕线器相切的弹簧压板；在所述支座上设置有导线器，位于所述取样单元与所述绕线器之间的绳索从开设在所述导线器上的通孔中穿过。
9.如权利要求2或7所述的一种液体取样系统，其特征在于，所述支座通过快拆机构与无人机连接，所述快拆机构包括导轨和滑板，所述导轨固定设置在所述无人机上，所述滑板固定设置在所述支座的顶部，所述滑板与所述导轨滑动配合，在所述滑板的侧边缘设置有开口滑槽，在所述开口滑槽中设置有定位凹槽，在所述导轨上设置有用于与所述定位凹槽配合的弹簧顶丝。
10.一种搭载如权利要求1-9任一项所述的液体取样系统的无人机。
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