CN108871856B

CN108871856B - 一种带gps定位的智能无人机污染土壤采集器

Info

Publication number: CN108871856B
Application number: CN201811128006.1A
Authority: CN
Inventors: 杨卓; 郑立志
Original assignee: Hebei University of Environmental Engineering
Current assignee: Qinhuangdao Central Environmental Protection Industry Co ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: CN108871856A

Abstract

本发明公开了一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，属于土壤污染防治领域。该带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，设置有无人机本体、GPS定位装置、连接座和采集装置，其中，在无人机本体内部设置有控制器，用以操控无人机的飞行通过控制第一油缸与第二油缸，保证其正常对污染土壤采集，同时，通过GPS定位装置，操控者可以依靠终端设备对其位置进行准确定位，相比较传统的人工样本采集，使用无人机携带采集样本具有更强的适用性，无需担心复杂地形地势对样本采集带来的干扰，无需人工进场，既提高了工作效率同时也保证的工作人员的安全。

Description

一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器

技术领域

本发明涉及土壤污染防治领域，尤其涉及一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器。

背景技术

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，是利用物理、化学和生物的方法转移、吸收和转化土壤中的污染物等，使其污染浓度降低到可接受水平或将有毒有害的污染物转化为无害的物质，在对于污染土壤样本采集过程中，通常会受到自然地势以及环境的影响，不便于科研人员采集到污染土壤样本，影响工作效率与进度，因此，本发明提出一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可使用飞行器进行污染土壤样本采集的装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，包括无人机本体、连接装置、连接座和采集装置，所述的无人机本体内部设置有控制器，所述的无人机本体下表面与固定盒上表面固定连接，所述的固定盒内部设置有GPS定位装置，所述的固定盒下表面与连接装置上端固定连接，所述的连接装置下端与连接座上端固定连接，所述的连接座下端固定连接有采集装置。

优选地，所述的连接装置包括圆形环，所述的圆形环下表面与支撑杆上端固定连接，所述的支撑杆下端与螺纹孔柱上端表面固定连接，所述的螺纹孔柱外表面设置有连接柱体，所述的螺纹孔柱内部设置有螺杆，所述的连接柱体共有两个，所述的连接柱体呈对称左右分布，所述的连接柱体下端与第一油缸上端固定连接，所述的第一油缸下端固定连接有固定块，所述的固定块上设置有螺纹柱。通过设置圆形环与支撑杆二者固定连接，并且在支撑杆的下端固定连接有螺纹孔柱，在螺纹孔柱的外圈设置有连接柱体，方便其与下端的第一油缸进行连接，同时，在螺纹孔柱内部设置有螺杆，通过螺杆方便与下方的连接座螺纹连接，方便维修拆卸与检测，提高作业效率。

优选地，所述的连接座包括连接座本体，所述的连接柱本体内部设置有螺纹通孔，所述的螺纹通孔内部设置有内螺纹，所述的连接座本体侧面均匀设置有弧形板，所述的弧形板下端处设置有连通口，所述的弧形板之间设置有弧形板槽道，所述的螺纹通孔与螺杆相匹配，所述的连接柱体与弧形板槽道相匹配。通过设置连接座本体固定连接有弧形板，并且弧形板之间形成弧形板槽道，便于上方的连接柱体通过其间与第一油缸连接，无需占用更大的空间面积，同时，由于设置有四对弧形板，与下方的四个导轨对应，方便连接并且单独的固定连接，在出现故障后方便维修其他的部件不会受到关联拆卸。

优选地，所述的采集装置包括导轨、支撑板和挖掘刀片，所述的导轨上端处设置有连通杆，所述的导轨共有四根，所述的导轨下端倾斜固定连接在圆形臂上，所述的圆形臂上下面与支撑臂一端活动连接，所述的支撑臂另一端与固定挡板侧面固定连接，所述的固定挡板上设置有螺纹通口，所述的圆形臂与支撑臂连接处转动连接，所述的圆形臂上设有若干个上下滑移的挖掘刀片，所述的导轨上设置有上下滑移的滑动块，所述的滑动块沿导轨的延伸方向滑移连接在导轨上，所述的滑动块下端固定连接有支撑板，所述的支撑板下端与挖掘刀片上端固定连接，所述的导轨内部设置有滑槽，所述的导轨内部设置有第二油缸，所述的第二油缸下端与升降装置上端固定连接，所述的滑动块下端与升降装置上端固定连接，所述的滑动块与滑槽滑动连接，所述的螺纹柱与螺纹通口螺纹连接。所述的滑动块内部设置有滑移槽，所述的滑移槽与滑槽活动连接。设置有挖掘刀片，通过第二油缸伸展作用带动升降装置推动挖掘刀片插入土壤，而后，再通过第二油缸回收作用力拉动升降装置收缩将四块刀片收拢，形成锥形结构将土壤样本包含其内，效率更高同时无需担心受到地形地势的影响，有效保证了工作效率，使得污染土壤样本采集更加适应于各种环境与地形。

优选地，所述的升降装置包括升降板、固定齿轮板、齿轮A和齿轮B，所述的升降板上端与滑动块下端固定连接，所述的升降板左侧面中部设置有齿轮槽，所述的齿轮槽与齿轮A和齿轮B啮合连接，所述的齿轮A和齿轮B之间固定连接有连接件，所述的连接件中部与力臂一端活动连接，所述的力臂另一端与第二油缸下端活动连接，所述的固定齿轮板左右侧面与滑槽内侧面固定连接，所述的升降板左右侧面与滑槽内侧面活动连接。通过设置有升降装置，其中在第二油缸的伸张过程中带动齿轮A和此轮B想下推进，带动升降板向下运动，从而推动挖掘刀片深入土壤，而后，再通过第二油缸的收缩作用将升降板进行收拢，从而将污染土壤样本包含其内。

优选地，所述的挖掘刀片为三角形的厚度板，所述的挖掘刀片共有四片，所述的挖掘刀片环绕形成近似四棱锥状，所述的挖掘刀片的尖端朝向下方，所述的挖掘刀片右侧边内部设置有卡块，所述的挖掘刀片左侧边内部设置有卡槽，所述的卡块与卡槽相匹配，所述的卡块与卡槽横截面为三角形。通过设置挖掘刀片，并且挖掘刀片为三角形结构，使得其下潜更加容易，同时，挖掘刀片之间有卡块与卡槽相互匹配连接，更加稳固严密。

优选地，所述的滑动块内部设置有滑移槽，所述的滑移槽与滑槽活动连接。通过设置滑移槽与滑槽，且滑移槽在滑槽内部进行上下滑动，保证了滑动通畅与稳固。

与现有技术相比，本发明提供了一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，具备以下有益效果：

（1）该带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，设置有无人机本体、GPS定位装置、连接座和采集装置，其中，在无人机本体内部设置有控制器，用以操控无人机的飞行，通过控制第一油缸与第二油缸，保证其正常对污染土壤采集，同时，通过GPS定位装置，操控者可以依靠终端设备对其位置进行准确定位，相比较传统的人工样本采集，使用无人机携带采集样本具有更强的适用性，无需担心复杂地形地势对样本采集带来的干扰，无需人工进场，既提高了工作效率同时也保证的工作人员的安全；

（2）该带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，设置有连接装置和连接座，其中，圆形环与支撑杆二者固定连接，并且在支撑杆的下端固定连接有螺纹孔柱，在螺纹孔柱的外圈设置有连接柱体，方便其与下端的第一油缸进行连接，同时，在螺纹孔柱内部设置有螺杆，通过螺杆方便与下方的连接座螺纹连接，方便维修拆卸与检测，提高作业效率，同时，连接座本体固定连接有弧形板，并且弧形板之间形成弧形板槽道，便于上方的连接柱体通过其间与第一油缸连接，无需占用更大的空间面积，同时，由于设置有四对弧形板，与下方的四个导轨对应，方便连接并且单独的固定连接，在出现故障后方便维修其他的部件不会受到关联拆卸；

（3）该带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，设置有挖掘刀片，挖掘刀片为三角形结构，使得其下潜更加容易，同时，挖掘刀片之间有卡块与卡槽相互匹配连接，更加稳固严密，通过第一油缸控制固定挡板带动圆形臂在支撑臂上沿转轴张开闭合，将挖掘刀片伸张开来，而后，通过第二油缸的作用将挖掘刀片插入土壤，再通过第二刀片作用力将四块刀片收拢，形成锥形结构将土壤样本包含其内，效率更高同时无需担心受到地形地势的影响，有效保证了工作效率，使得污染土壤样本采集更加适应于各种环境与地形。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过设置有无人机本体、连接装置和连接座，结合采集装置，形成一套完整的查找定位样本采集程序，无需担心受到地形地势的影响而耽误工作进度，同时，在一定程度上保障了工作人员人身安全。

附图说明

图1为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器的结构示意图；

图2为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器的连接装置立体结构结构示意图；

图3为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器连接座立体结构示意图；

图4为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器连接柱体与第一油缸连接结构示意图；

图5为本发明提出的一种导轨式移动开关柜局放在线监测传感器的第二运行装置放大的结构示意图；

图6为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器采集装置立体结构示意图；

图7为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器的滑动块与滑动槽放大结构示意图；

图8为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器的挖掘刀片俯视结构示意图。

图9为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器的第一油缸与固定挡板连接结构示意图；

图10为本发明提出的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器的升降装置结构侧面示意图。

图中：1、无人机本体；2、控制器；3、GPS定位装置；4、连接装置；5、固定盒；6、连接座；7、采集装置；8、圆形环；9、支撑杆；10、螺纹孔柱；11、连接柱体；12、螺杆；13、螺纹通孔；14、内螺纹；15、弧形板；16、连通口；17、连接座本体；18、弧形板槽道；19、第一油缸；20、固定块；21、螺纹柱；22、导轨；23、固定挡板；24、圆形臂；25、挖掘刀片；26、支撑板；27连通杆；28、滑槽；29、第二油缸；30、滑动块；31、滑移槽；32、卡块；33、卡槽；34、支撑臂；35、螺纹通口；36、升降装置；37、升降板；38、齿轮槽；39、固定齿轮板；40、齿轮A；41、力臂；42、连接件；43、齿轮B。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1，一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，包括无人机本体1、连接装置4、连接座6和采集装置7，无人机本体1内部设置有控制器2，无人机本体1下表面与固定盒5上表面固定连接，固定盒5内部设置有GPS定位装置3，固定盒5下表面与连接装置4上端固定连接，连接装置4下端与连接座6上端固定连接，连接座6下端固定连接有采集装置7。

在使用前，首先，操控者将无人机本体1、GPS定位装置3、连接座6和采集装置7进行组装，其中，在无人机本体1内部设置有控制器2，用以连接操控无人机飞行的终端设备，并且，控制器2连接控制第一油缸19与第二油缸29，保障其机械设备的正常使用，完成对污染土壤采集工作，同时，在固定盒5内部设置有GPS定位装置3，通过GPS定位装置3，操控者可以依靠终端设备对其飞行路径以及所需采集样本位置进行准确定位，相比较传统的人工样本采集，使用无人技术具有更强的适用性，无需担心复杂地形地势对样本采集带来的干扰，无需人工进场，既提高了工作效率同时也保证的工作人员的安全。

实施例2：

参照图2-4，结合实施例1的基础有所不同之处在于，连接装置4包括圆形环8，圆形环8下表面与支撑杆9上端固定连接，支撑杆9下端与螺纹孔柱10上端表面固定连接，螺纹孔柱10外表面设置有连接柱体11，螺纹孔柱10内部设置有螺杆12，连接柱体11共有两个，连接柱体11呈对称左右分布，连接柱体11下端与第一油缸19上端固定连接，第一油缸19下端固定连接有固定块20，固定块20上设置有螺纹柱21。

连接座6包括连接座本体17，连接座本体17内部设置有螺纹通孔13，螺纹通孔13内部设置有内螺纹14，连接座本体17侧面均匀设置有弧形板15，弧形板15下端处设置有连通口16，弧形板15之间设置有弧形板槽道18，螺纹通孔13与螺杆12相匹配，连接柱体11与弧形板槽道18相匹配。

在无人机本体1下方连接有连接装置4和连接座6，其中，圆形环8与支撑杆9二者固定连接，并且在支撑杆9的下端固定连接有螺纹孔柱10，在螺纹孔柱10的外圈设置有连接柱体11，方便其与下端的第一油缸19进行连接，同时，在螺纹孔柱10内部设置有螺杆12，通过螺杆12将其与下方的螺纹通孔13进行螺纹连接，螺纹连接方式方便维修拆卸与检测，提高作业效率，同时，连接座本体17固定连接有弧形板15，并且弧形板15之间形成弧形板槽道18，其上方的连接柱体11通过弧形板槽道18，与下方的第一油缸19上端进行固定连接，可以节省占用面积空间，同时，四对弧形板15与下方的四个导轨22对应，单独的固定连接方式在出现故障后方便维修，对于其他的部件不会受到影响无需拆卸，有利于提高作业效率。

实施例3：

参照图5-10，结合实施例1或2的基础有所不同之处在于，采集装置7包括导轨22、支撑板26和挖掘刀片25，导轨22上端处设置有连通杆27，导轨22共有四根，导轨22下端倾斜固定连接在圆形臂24上，圆形臂24上下面与支撑臂34一端活动连接，支撑臂34另一端与固定挡板23侧面固定连接，固定挡板23上设置有螺纹通口35，圆形臂24沿着与支撑臂34连接处转动连接，圆形臂24上设有若干个上下滑移的挖掘刀片25，导轨22上设置有上下滑移的滑动块10，滑动块30沿导轨22的延伸方向滑移连接在导轨22上，滑动块30下端固定连接有支撑板26，支撑板26下端与挖掘刀片25上端固定连接，导轨22内部设置有滑槽28，导轨22内部设置有第二油缸29，滑动块30下端与第二油缸29上端固定连接，滑动块30与滑槽28滑动连接，螺纹柱21与螺纹通口35螺纹连接。

升降装置36包括升降板37、固定齿轮板39、齿轮A40和齿轮B43，升降板37上端与滑动块30下端固定连接，升降板37左侧面中部设置有齿轮槽38，齿轮槽38与齿轮A40和齿轮B43啮合连接，齿轮A40和齿轮B43之间固定连接有连接件42，连接件42中部与力臂41一端活动连接，力臂41另一端与第二油缸29下端活动连接，固定齿轮板39左右侧面与滑槽28内侧面固定连接，升降板37左右侧面与滑槽28内侧面活动连接。

挖掘刀片25为三角形的厚度板，挖掘刀片25共有四片，挖掘刀片25环绕形成近似四棱锥状，挖掘刀片25的尖端朝向下方，挖掘刀片25右侧边内部设置有卡块32，挖掘刀片25左侧边内部设置有卡槽33，卡块32与卡槽33相匹配，卡块32与卡槽33横截面为三角形。

滑动块30内部设置有滑移槽31，滑移槽31与滑槽28活动连接。

在采集过程中，使用者通过终端设备操控，打开控制器2的命令开关，而后，控制第一油缸19推动下降并通过支撑臂34带动圆形臂24张开，移动到目标位置，然后，通过控制器2对第二油缸29进行指令操作，其中，滑动块30与支撑板26的上端固定连接，并且支撑板26的下端固定连接在挖掘刀片25的上端面，通过第二油缸29的伸缩作用带动升降装置36进行伸缩运动，带动滑动块30在导轨22内部所设置的滑槽28内进行向下滑动，推动挖掘刀片25进行下潜深入，由于挖掘刀片25为三角形结构，因此，对于下潜深入更加轻松，并且在挖掘刀片25的左右边框内分别设置有卡槽33和卡块32，二者相互匹配更加紧密，最后，待下潜到指定位置后，第一油缸19控制圆形臂进行收拢，如此，便可将土壤样本采集至挖掘刀片25内，再通过终端设备将飞行装置进行收回。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，包括无人机本体（1）、连接装置（4）、连接座（6）和采集装置（7），其特征在于：所述的无人机本体（1）内部设置有控制器（2），所述的无人机本体（1）下表面与固定盒（5）上表面固定连接，所述的固定盒（5）内部设置有GPS定位装置（3），所述的固定盒（5）下表面与连接装置（4）上端固定连接，所述的连接装置（4）下端与连接座（6）上端固定连接，所述的连接座（6）下端固定连接有采集装置（7）；

所述的连接装置（4）包括圆形环（8），所述的圆形环（8）下表面与支撑杆（9）上端固定连接，所述的支撑杆（9）下端与螺纹孔柱（10）上端表面固定连接，所述的螺纹孔柱（10）外表面设置有连接柱体（11），所述的螺纹孔柱（10）内部设置有螺杆（12），所述的连接柱体（11）共有两个，所述的连接柱体（11）呈对称左右分布，所述的连接柱体（11）下端与第一油缸（19）上端固定连接，所述的第一油缸（19）下端固定连接有固定块（20），所述的固定块（20）上设置有螺纹柱（21）；

所述的连接座（6）包括连接座本体（17），所述的连接座本体（17）内部设置有螺纹通孔（13），所述的螺纹通孔（13）内部设置有内螺纹（14），所述的连接座本体（17）侧面均匀设置有弧形板（15），所述的弧形板（15）下端处设置有连通口（16），所述的弧形板（15）之间设置有弧形板槽道（18），所述的螺纹通孔（13）与螺杆（12）相匹配，所述的连接柱体（11）与弧形板槽道（18）相匹配；

所述的采集装置（7）包括导轨（22）、支撑板（26）和挖掘刀片（25），所述的导轨（22）上端处设置有连通杆（27），所述的导轨（22）共有四根，所述的导轨（22）下端倾斜固定连接在圆形臂（24）上，所述的圆形臂（24）上下面与支撑臂（34）一端活动连接，所述的支撑臂（34）另一端与固定挡板（23）侧面固定连接，所述的固定挡板（23）上设置有螺纹通口（35），所述的圆形臂（24）上设有若干个上下滑移的挖掘刀片（25），所述的导轨（22）上设置有上下滑移的滑动块（30），所述的滑动块（30）沿导轨（22）的延伸方向滑移连接在导轨（22）上，所述的滑动块（30）下端固定连接有支撑板（26），所述的支撑板（26）下端与挖掘刀片（25）上端固定连接，所述的导轨（22）内部设置有滑槽（28），所述的导轨（22）内部设置有第二油缸（29），所述的第二油缸（29）下端与升降装置（36）上端固定连接，所述的滑动块（30）下端与升降装置（36）上端固定连接，所述的滑动块（30）与滑槽（28）滑动连接，所述的螺纹柱（21）与螺纹通口（35）螺纹连接，所述的滑动块（30）内部设置有滑移槽（31），所述的滑移槽（31）与滑槽（28）活动连接；

所述的升降装置（36）包括升降板（37）、固定齿轮板（39）、齿轮A（40）和齿轮B（43），所述的升降板（37）上端与滑动块（30）下端固定连接，所述的升降板（37）左侧面中部设置有齿轮槽（38），所述的齿轮槽（38）与齿轮A（40）和齿轮B（43）啮合连接，所述的齿轮A（40）和齿轮B（43）之间固定连接有连接件（42），所述的连接件（42）中部与力臂（41）一端活动连接，所述的力臂（41）另一端与第二油缸（29）下端活动连接，所述的固定齿轮板（39）左右侧面与滑槽（28）内侧面固定连接，所述的升降板（37）左右侧面与滑槽（28）内侧面活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种带GPS定位的智能无人机污染土壤采集器，其特征在于：所述的挖掘刀片（25）为三角形的厚度板，所述的挖掘刀片（25）共有四片，所述的挖掘刀片（25）环绕形成近似四棱锥状，所述的挖掘刀片（25）的尖端朝向下方，所述的挖掘刀片（25）右侧边内部设置有卡块（32），所述的挖掘刀片（25）左侧边内部设置有卡槽（33），所述的卡块（32）与卡槽（33）相匹配，所述的卡块（32）与卡槽（33）横截面为三角形。