CN109178307A - 一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机 - Google Patents

一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机 Download PDF

Info

Publication number
CN109178307A
CN109178307A CN201810894459.9A CN201810894459A CN109178307A CN 109178307 A CN109178307 A CN 109178307A CN 201810894459 A CN201810894459 A CN 201810894459A CN 109178307 A CN109178307 A CN 109178307A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unmanned plane
amphibious unmanned
amphibious
sample
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810894459.9A
Other languages
English (en)
Inventor
马相鸣
邹宇涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangyin Aeronautical Aeronautical Science And Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangyin Aeronautical Aeronautical Science And Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangyin Aeronautical Aeronautical Science And Technology Co Ltd filed Critical Jiangyin Aeronautical Aeronautical Science And Technology Co Ltd
Priority to CN201810894459.9A priority Critical patent/CN109178307A/zh
Publication of CN109178307A publication Critical patent/CN109178307A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C35/00—Flying-boats; Seaplanes
    • B64C35/008—Amphibious sea planes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Abstract

本发明公开了一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，在无人机底部设置有重锤、卷轮和哨口，在无人机底部具有电磁吸盘，用于根据指令通过断电的方式将重锤从吸盘上释放在取样样本中，并由卷轮和挂绳实现样本的回收，无人机由GPS进行样本方位的定位，由后台操控系统设置每隔3‑5米取样一次；无人机的机体内有控制电路，所述控制电路上有无线遥控器件、动力器件，也有对电磁吸盘通断电的控制器件，基站位于地面上，用于通过与两栖无人机的无线电通信接收测量数据。本发明的两栖无人机，用无人机实现随时随地取样，并可根据操控指令方便重锤下落取样，不会造成重锤下落失败、挂绳缠绕的风险，并可弥补了人工取样不便的问题。

Description

一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机
技术领域
本发明涉及地面以下或水下环境监测系统，更具体地，涉及一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，其被配置为使用两栖无人机收集地面以下或水下环境信息并使用无线发送所收集的信息。
背景技术
目前技术对于土壤和海洋样本的检验，由于勘测面积大，现有的检验需要的样品均有人工在现场进行取样。然而对于采样的不均匀和采样的片面性，造成检验结果并不能整体反应土壤和水质的情况。另外，人工采样时，由于取样范围大，需要去多个地点进行取样，对人力成本造成极大浪费，并且人工取样的效率较低，不利于快速获取检验结果，且现有技术采用的挂绳有时候会在飞行过程中缠绕在无人机底部，造成取样装置失效的问题。
现有技术中，用于地面通信的电磁波、激光等由于其散射和衰减特性而不用于水下通信，而水下通信中使用超声波代替电磁波是相当普遍的，用于水下通信的超声波比电磁波更慢，并且可用带宽较窄，并且被反射在水面上。由于这些限制，进行水下检测通信通常是不可用的。传统上，为了解决上述问题，在船舶移动时监测地面以下或水下环境，或通过水下通信促进水下监测与地面站之间的数据通信，现有技术通过安装主控监控器或浮式中继器，在水下监控器和浮式中继器之间以及浮动中继器与地面站之间的地面通信。然而，由于地面以下或水下环境，数据通信经常中断，且监测范围受到限制。
技术方案
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，其特征在于：在无人机底部设置有重锤、卷轮和哨口；在无人机底部具有电磁吸盘，用于根据指令通过断电的方式将所述重锤从吸盘上释放在取样样本中，并由所述卷轮和挂绳实现样本的回收；所述无人机由GPS进行样本方位的定位，由后台操控系统设置每隔3-5米取样一次；所述无人机的机体内有可充电电源和控制电路，所述控制电路上有无线遥控器件、动力器件以及对电磁吸盘通断电的控制器件；基站位于地面上，用于通过与无线电通信接收测量数据，其中，所述无人机的转子被构造成允许无人机在空气中移动到预定测量的土壤和海洋位置上方的天空；传感器被配置为通过检测预定测量位置处的地面以下或水下环境来生成测量数据；无线电通信单元被配置为通过无线电通信将测量数据发送到所述基站；GPS装置被配置为产生无人机的坐标，并且其中所述无人机被配置为通过空气在所述空气中移动到所述预定测量位置上方的天空来取样。
可选的，其中所述两栖无人机还包括浮力调节装置，所述浮力调节装置被配置为调节两栖无人机的浮力，以允许两栖无人机在预定水面上水面上方的水下移动。
可选的，其中所述转子被配置为允许水陆两栖无人机向水下移动到预定的测量位置。
可选的，其中所述两栖无人机还包括推进装置，其被配置为允许水陆两栖无人机向水下移动到预定的测量位置。
本发明的有益效果是：
提供一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，其克服由地面以下或水下环境引起的数据通信障碍并扩展监测范围，同时，用无人机实现随时随地取样，并可根据操控指令方便重锤下落取样，不会造成重锤下落失败、挂绳缠绕的风险，可遥控在远离岸边的水中取样，在污染严重不便涉入的水域取样，可在沼泽、泥潭、冰块包围的水中取样，弥补了人工取样不便的问题。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的地面以下或水下环境监测系统。
图2是说明两栖无人机的方框图。
图3是根据本公开的另一实施例的地面以下或水下环境监测系统。
实施例
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参照图1，根据公开的实施例的地面以下或水下环境监测系统10包括基站100和水陆两用无人驾驶飞机200，基站100位于地面上，基站100配置成通过无线电通信将控制信号发送到两栖无人机200，以控制两栖无人机200在空中并配置为接收微粒时控制两栖无人机200的操作，从而控制两栖无人机200。当两栖无人机200在空中时，水陆两用无人驾驶飞机200通过无线电通信发送数据。为此，基站100包括无线电通信单元，两栖无人机200在空气和地面或水之间来回移动，以检测地面以下或水下环境并生成测量数据。两栖无人机200的运动路线用图1中的箭头示出。
参考图2，两栖无人机200包括转子210、浮力调节装置220、推进装置230、传感器240、无线电通信单元250、GPS装置260和控制单元290，两栖无人机200的空气运动通过转子210的旋转运动来实现。两栖无人机200的空中运动包括横向运动，例如，从测量位置A2上方的测量位置A1到天空B2上方的天空B1的移动，以及例如从位置上方的天空B2移动的纵向运动。在测量位置A2上方的水面上测量位置A2。两栖无人机200的水下运动包括纵向运动，例如从测量位置A2上方的水面到测量位置A2的运动。
在另一个例子中，水陆两用无人机200的水下运动由浮力调节装置220制成，浮力调节装置220被配置为调节两栖无人机200的浮力。例如，浮力调节装置220降低两栖无人机200的浮力，以允许两栖无人机200从测量位置A2上方的水面下降到测量位置A2，并且增加水陆两栖动物的浮力。无人机200允许两栖无人机200从测量位置A2上升到测量位置A2上方的水面。浮力调节装置220包括安装在水陆两用无人机200中的压载舱。在另一个例子中，两栖无人机200的水下运动由推进装置230制造，其包括安装在两栖无人机200中的推进器。当两栖无人机200被定位在任何测量位置A1-A5时，传感器240通过检测地面以下或水下环境来生成测量数据，传感器240包括已知传感器中的至少一个，包括温度传感器、液压传感器、辐射传感器等。无线电通信单元250在无线通信时将测量数据发送到基站100，当两栖无人机200位于空中。此外，无线电通信单元250接收由基站100发射的控制信号，用于控制两栖无人机200在空中定位时的两栖无人机200的操作。当两栖无人机200定位在空中时，GPS设备260通过从卫星接收信号来生成两栖无人机200的当前坐标，控制单元290控制构成两栖无人机200的每隔元件，使得两栖无人机200适当地操作。例如，控制单元290通过参考测量位置上方的天空B2的坐标来控制旋翼210以允许两栖无人机200从测量位置A1上方的天空B1移动到测量位置A2上方的天空B2。由基站100生成并由无线电通信单元240接收的A2和由GPS设备260生成的两栖无人机200的当前坐标。同时，安装在两栖无人机200中的各种电气和机械装置所需的功率由例如安装在水陆两用无人机200中的电池提供。
参照图3，根据另一公开的实施例的地面以下或水下环境监测系统还包括中继器站300。当两栖无人机200位于空中时，基站100发送用于控制两栖无人飞机200的操作的控制信号到中继站300，并且通过无线电通信接收由中继站300发送的测量数据。如图1所示，不仅两栖无人机200在空中水平移动，而且如图3所示，两栖无人机200在水下水平移动，以便节省水平运动所需的时间和能量。两栖无人机200水下运动的路线用图3中的箭头示出，两栖无人机200的水下水平运动通过转子210的旋转运动或推进装置230来进行，控制旋翼210或推进装置230的方位，以同时执行两栖无人机200的水下纵向运动和水平运动。水陆两用无人机200还包括水下通信单元270和超声波定位装置280。水下通信单元270在水陆两栖无人机200定位时通过超声波通信向中继站300发送测量数据。此外，通信单元270接收控制信号，用于控制当水陆两栖无人机200位于地面或水下时通过中继通信通过中继站300发送的两栖无人机200的操作。超声波定位装置280计算相对于中继站300的两栖无人机200的坐标。控制单元290控制转子210或推进装置230，从而允许水陆两用无人机200通过测量位置A2的坐标从水下测量位置A1移动到水下测量位置A2。由水下通信单元270接收并接收由中继站300产生的中继站300和由水下通信单元270接收的中继站的坐标，以及相对于中继站300计算的水陆两用无人飞行器200的坐标。中继站300通过无线电通信接收控制来自基站100的两栖无人机200的操作的控制信号，并通过超声波通信将接收到的控制信号发送到两栖无人机200，并且接收测量通过超声波通信从水陆两用无人机200获取数据，并通过无线电通信将接收到的测量数据发送到基站100。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，其特征在于：在无人机底部设置有重锤、卷轮和哨口；在无人机底部具有电磁吸盘，用于根据指令通过断电的方式将所述重锤从吸盘上释放在取样样本中，并由所述卷轮和挂绳实现样本的回收；所述无人机由GPS进行样本方位的定位，由后台操控系统设置每隔3-5米取样一次；所述无人机的机体内有可充电电源和控制电路，所述控制电路上有无线遥控器件、动力器件以及对电磁吸盘通断电的控制器件；基站位于地面上，用于通过与无线电通信接收测量数据，其中，所述无人机的转子被构造成允许无人机在空气中移动到预定测量的土壤和海洋位置上方的天空；传感器被配置为通过检测预定测量位置处的地面以下或水下环境来生成测量数据；无线电通信单元被配置为通过无线电通信将测量数据发送到所述基站；GPS装置被配置为产生无人机的坐标，并且其中所述无人机被配置为通过空气在所述空气中移动到所述预定测量位置上方的天空来取样。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，其特征在于：其中所述两栖无人机还包括浮力调节装置，所述浮力调节装置被配置为调节两栖无人机的浮力，以允许两栖无人机在预定水面上水面上方的水下移动。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，其特征在于：其中所述转子被配置为允许水陆两栖无人机向水下移动到预定的测量位置。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机，其特征在于：其中所述两栖无人机还包括推进装置，其被配置为允许水陆两栖无人机向水下移动到预定的测量位置。
CN201810894459.9A 2018-08-08 2018-08-08 一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机 Pending CN109178307A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810894459.9A CN109178307A (zh) 2018-08-08 2018-08-08 一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810894459.9A CN109178307A (zh) 2018-08-08 2018-08-08 一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109178307A true CN109178307A (zh) 2019-01-11

Family

ID=64920414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810894459.9A Pending CN109178307A (zh) 2018-08-08 2018-08-08 一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109178307A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104354858A (zh) * 2014-11-10 2015-02-18 成都好飞机器人科技有限公司 一种农用多旋翼无人机
CN204822084U (zh) * 2015-06-23 2015-12-02 深圳飞豹航天航空科技有限公司 一种多旋翼无人机
CN106527486A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 常州市环境监测中心 一种用于水陆多栖采样检测的无人机
CN206192701U (zh) * 2016-09-30 2017-05-24 东莞华创环保检测技术有限公司 一种无人机采样装置
US20170328814A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Hatch Ltd. Apparatus connecting a water sample bottle to an unmanned aerial vehicle (uav) in order to collect water samples from below the surface of a water body
KR101845395B1 (ko) * 2017-03-02 2018-04-05 이재원 토양 시료 채취 드론
CN207242041U (zh) * 2017-09-08 2018-04-17 上海拓攻机器人有限公司 一种基于多旋翼无人机的水样检测系统
CN108058796A (zh) * 2017-11-24 2018-05-22 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种海空两栖无人平台及其操作方法
US20180156770A1 (en) * 2016-10-12 2018-06-07 Aker Technologies, Inc. System for monitoring crops and soil conditions
US20180170494A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-21 Gangneung-Wonju National University Industry Academy Cooperation Group Underwater environmental monitoring systems using amphibious drone

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104354858A (zh) * 2014-11-10 2015-02-18 成都好飞机器人科技有限公司 一种农用多旋翼无人机
CN204822084U (zh) * 2015-06-23 2015-12-02 深圳飞豹航天航空科技有限公司 一种多旋翼无人机
US20170328814A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Hatch Ltd. Apparatus connecting a water sample bottle to an unmanned aerial vehicle (uav) in order to collect water samples from below the surface of a water body
CN206192701U (zh) * 2016-09-30 2017-05-24 东莞华创环保检测技术有限公司 一种无人机采样装置
US20180156770A1 (en) * 2016-10-12 2018-06-07 Aker Technologies, Inc. System for monitoring crops and soil conditions
US20180170494A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-21 Gangneung-Wonju National University Industry Academy Cooperation Group Underwater environmental monitoring systems using amphibious drone
CN106527486A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 常州市环境监测中心 一种用于水陆多栖采样检测的无人机
KR101845395B1 (ko) * 2017-03-02 2018-04-05 이재원 토양 시료 채취 드론
CN207242041U (zh) * 2017-09-08 2018-04-17 上海拓攻机器人有限公司 一种基于多旋翼无人机的水样检测系统
CN108058796A (zh) * 2017-11-24 2018-05-22 中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所） 一种海空两栖无人平台及其操作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6883461B2 (ja) 無人飛行体を用いた水中調査システム及び水中調査方法
US7150430B2 (en) Internet linked environmental data collection system and method
AU2012200639B2 (en) Methods and systems for predicting ship motion
KR101779376B1 (ko) 드론을 이용한 다중 해양 관측 시스템
US20160359570A1 (en) Measurement system for seas, rivers and other large water bodies
KR101710613B1 (ko) 수중익을 구비한 수중드론을 이용한 실시간 파랑-유속 관측방법 및 그 장치
CN102288170B (zh) 一种水下航行器内电子罗盘的校正方法
KR101889861B1 (ko) 수륙양용드론을 이용한 수중 환경 모니터링 시스템
KR20170098572A (ko) 해상에 포설된 어구 모니터링 시스템, ｉｏｔ 부표, ｉｏｔ 마스터 부표, ｉｏｔ 게이트웨이 부표
CN105182997A (zh) 一种基于电磁仿真的无人机规划航路评估方法
JPH08504944A (ja) 可動の無人水中ビークルをモニタおよび遠隔制御する方法と装置
JP2019220833A5 (ja) 通信中継装置、システム、管理装置、並びに、通信中継装置の飛行を制御する方法及びプログラム
Subbaraya et al. Circling the seas: Design of Lagrangian drifters for ocean monitoring
WO2019181750A1 (ja) Ｈａｐｓを介した広域水中探査潜水ロボットによるリアルタイム水中探査
US20190331754A1 (en) Location system for maritime beacon and associated methods
JP2002314439A (ja) 救難信号発信装置
EP2648969B1 (de) Übertragungsvorrichtung
CN114793129A (zh) 一种基于波浪滑翔器的无线通讯中继方法及系统
CN109178307A (zh) 一种用于测量土壤和海洋取样的两栖无人机
CN207366008U (zh) 一种基于无人艇的环境监测系统
JP2021049985A (ja) 無人飛行体を用いた水中調査システム及び水中調査方法
JP2006300700A (ja) 位置測定システム
KR101406061B1 (ko) 경로 설정을 통한 다기능 무인 선박을 이용한 하천 관리 시스템
KR20120069300A (ko) 수상 이동형 수중정보 수집장치
RU2485447C1 (ru) Двухсредный исследовательский и навигационный комплекс с системой обеспечения точной навигационной привязки для подводных подвижных технических объектов

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190111

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication