CN109839292A - 用于地质环境调查的取样无人机及内置采集袋的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于地质环境调查的取样无人机及内置采集袋的无人机，属于无人机技术领域。其中，无人机本体设置支撑件。降落机构包括伸缩件、连接件以及第一着陆构件，连接件的一端与无人机本体可转动连接，连接件的另一端与第一着陆构件可转动连接，伸缩件的一端与支撑件可转动连接，伸缩件的另一端与连接件可转动连接，第一着陆构件设置有气囊。取液机构包括吸液泵和采集罐，吸液泵具有吸液管和出液管，吸液管用于吸取液体，出液管与采集罐连通。第一着陆构件设置有气囊，而气囊的充气和抽空分别由充气泵和抽气泵控制，当气囊处于充气状态其能够使得无人机本体能够悬浮于水面，在取水过程中则无需悬空，安全性高。

Description

用于地质环境调查的取样无人机及内置采集袋的无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种用于地质环境调查的取样无人机及内置采集袋的无人机。

背景技术

在地质环境调查中，需要查明区域水文地质条件，在区域内需要进行采集水样进行检测。

目前的水质取样多采用人工取样，在高陡峡谷地区，其岸坡较陡，很难攀爬，取水比较困难，而且通常需要不同位置的水样。对于人工取样，需要实地取水，取样过程困难。

发明内容

本发明提供了一种用于地质环境调查的取样无人机，旨在提供一种能够用于地质环境调查的取样无人机，改变传统人工取样。

本发明是这样实现的：

一种用于地质环境调查的取样无人机，包括无人机本体、降落机构、控气机构以及取液机构。

其中，所述无人机本体设置支撑件。

所述降落机构包括伸缩件、连接件以及第一着陆构件，所述连接件的一端与所述无人机本体可转动连接，所述连接件的另一端与所述第一着陆构件可转动连接，所述伸缩件的一端与所述支撑件可转动连接，所述伸缩件的另一端与所述连接件可转动连接，所述第一着陆构件设置有气囊。

所述控气机构包括充气泵和抽气泵，所述充气泵、所述抽气泵分别能够控制所述气囊的充气和抽气。

所述取液机构包括吸液泵和采集罐，所述吸液泵具有吸液管和出液管，所述吸液管用于吸取液体，所述出液管与所述采集罐连通。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述降落机构还包括弹性缓冲件和第二着陆构件，所述弹性缓冲件设置于所述第一着陆构件、所述第二着陆构件之间。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述弹性缓冲件为弹簧，所述弹簧的表面镀覆防锈层。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述伸缩件包括伸缩电机，所述伸缩机的一端与所述支撑件可转动连接，所述伸缩电机的动力输出轴与所述连接件可转动连接。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述连接件包括平行设置的连接杆，所述伸缩件与所述连接杆可转动连接。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述无人机的机翼设置有防护罩。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述第一着陆构件设置一对，所述第一着陆构件相对设置。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述吸液管远离所述无人机本体的一端套设有滤网。

本发明实施例另提供一种内置采集袋的取样无人机，包括前述的用于地质环境调查的取样无人机和采集袋。

其中，所述采集罐包括第一采集罐本体和第二采集罐本体，所述第一采集罐本体、所述第二采集罐本体可拆卸连接。

所述采集袋设置于所述第一采集罐本体和所述第二采集罐本体内，所述采集袋具有进水口，所述进水口与所述出液管可拆卸连接。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述进水口与所述出液管螺纹连接。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的用于地质环境调查的取样无人机，降落机构用于控制无人机的着陆，取液机构则用于吸取液体。具体地，通过伸缩件和连接件的配合控制第一着陆构件的升降，吸液泵为吸液管提供负压环境，采集罐则用于液体储存。其中，着陆构件设置有气囊，而气囊的充气和抽空分别由充气泵和抽气泵控制，当气囊处于充气状态其能够使得无人机本体能够悬浮于水面，在取水过程中则无需悬空，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于地质环境调查的取样无人机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种用于地质环境调查的取样无人机的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种吸液管的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第一导线和第二导线连通状态的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第一导线和第二导线断开状态的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种内置采集袋的无人机。

图标：10-用于地质环境调查的取样无人机；20-内置采集袋的无人机；100-无人机本体；110-支撑件；130-机翼；150-防护罩；300-降落机构；310-伸缩件；330-连接件；331-连接杆；350-第一着陆构件；351-气囊；370-弹性缓冲件；390-第二着陆构件；500-控气机构；510-充气泵；530-抽气泵；700-取液机构；710-吸液泵；711-吸液管；713-出液管；715-滤网；730-采集罐；731-第一采集罐本体；733-第二采集罐本体；735-导水管；737-接水管；750-弹性承重件；770-第一导线；790-第二导线；900-采集袋。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；可以是电性连接，也可以是电气连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

在地质环境调查中经常需要进行水质检测，而在高陡峡谷地区，其河岸较陡，很难攀爬，取水比较困难，而且通常需要不同位置的水样。目前的水质取样多采用人工取样，对于人工取样而言，需要实地取水，取样过程困难。

基于此，发明人经过长期的研究，提出一种专门用于地质环境调查的取样无人机，其能够用于江湖河流的水质取样，比如泥石流沟的水质取样。

请参阅图1，本实施例提供一种用于地质环境调查的取样无人机10，包括无人机本体100、降落机构300、控气机构500以及取液机构700。

其中，无人机本体100设置支撑件110。

降落机构300包括伸缩件310、连接件330以及第一着陆构件350，连接件330的一端与无人机本体100可转动连接，连接件330的另一端与第一着陆构件350可转动连接，伸缩件310的一端与支撑件110可转动连接，伸缩件310的另一端与连接件330可转动连接，第一着陆构件350设置有气囊351。

控气机构500包括充气泵510和抽气泵530，充气泵510、抽气泵530分别能够控制气囊351的充气和抽气。

取液机构700包括吸液泵710和采集罐730，吸液泵710具有吸液管711和出液管713，吸液管711用于吸取液体，出液管713与采集罐730连通。

在本实施例中，降落机构300用于控制无人机的着陆，取液机构700则用于吸取液体。具体地，通过伸缩件310和连接件330的配合控制着陆构件的升降，吸液泵710为吸液管711提供负压环境，采集罐730则用于液体储存。其中，第一着陆构件350设置有气囊351，而气囊351的充气和抽空分别由充气泵510和抽气泵530控制，当气囊351处于充气状态其能够使得无人机本体100能够悬浮于水面，在取水过程中则无需悬空，安全性高。

需要说明的是，本发明所提供的用于地质环境调查的取样无人机10，其除了能够吸取液体外，也能够吸取粉土、砂土等。对于细粒结构的固体颗粒，只要吸液泵710能够提供相应的负压环境即可。

具体地，在本实施例中，无人机本体100可以为四旋翼无人机、六旋翼无人机等。其中，无人机本体100的机翼130设有防护罩150，防护罩150用于防止飞行过程中机翼130遇到障碍物折断，可以保护机翼130，降低无人机的损坏程度。

请参阅图2，为了提高着陆稳定性和安全性，降落机构300还包括弹性缓冲件370和第二着陆构件390，弹性缓冲件370设置于第一着陆构件350、第二着陆构件390之间，弹性缓冲件370为弹簧，弹簧的表面镀覆防锈层。

在本实施例中，弹性缓冲件370的一端与第一着陆构件350连接，弹性缓冲件370的另一端与第二着陆构件390连接。由于弹性缓冲件370具有一定的缓冲变形能力，当坠机或者降落速度过快时能够减缓冲击力，防止硬着陆。可选地，弹性缓冲件370可以是弹簧、弹性橡胶等。若弹性缓冲件370为弹簧，而在吸液过程中弹簧将位于水位以下，此时在弹簧的表面镀覆防锈层可以防止弹簧锈蚀影响其变形性能。

在本实施例中，伸缩件310可以采用液压、气压或者电力控制。具体地，伸缩件310包括伸缩电机，连接件330包括平行设置的连接杆331。其中，伸缩电机的一端与支撑件110可转动连接，伸缩电机的动力输出端与连接杆331可转动连接。连接杆331的两端分别与无人机本体100和第一着陆构件350可转动连接，伸缩电机与连接杆331可转动连接。

在需要取水时，先由伸缩电机的动力输出端推动连接杆331转动，由于平行设置的连接杆331均与第一着陆构件350可转动连接，使得连接杆331的转动角度能够一致，由于第一着陆构件350有两个支撑点，其能够保持水平状态。在第一着陆构件350下降过程中并与水平面接触，此时气囊351能够提供浮力，使得该用于地质环境调查的取样无人机10能够借助浮力悬浮于水面，可以在机翼130停止旋转时也可以液体吸取。

需要说明的是，气囊351的充气时间可以在距离水面预设距离时即开始充气，在第一着陆构件350下降至水面前充满并停止旋转。对于本领域技术人员来说，可以根据充气泵510的性能、用于地质环境调查的取样无人机10的质量以及气囊351的可充气体体积等因素确定包括预设距离在内的降落方案。

一方面，由于第一着陆构件350下降使得水面与无人机本体100之间的间距增加，能够防止因旋转产生气流或者因水流湍急产生的水花溅射到无人机本体100内部造成电器元件故障；另一方面，由于机翼130停止旋转其能够与水流保持运动一致性，完全做到随波逐流，能够大大降低其故障率。相较于无人机机翼130旋转而言，一旦水流流速过快，而机翼130转动产生气流场，由于水平方向的水流推力和竖直方向气流推力的作用一旦过度失衡极易造成飞行故障甚至致使飞机坠入河水。尤其是在高山峡谷区，特殊的地理环境造成该类地区风速较大且风速变化快，因此采用停止机翼130旋转能够产生意想不到的效果，极大的提高了吸液过程的安全性。

请继续参阅图1、2，在本实施例中，第一着陆构件350设置一对，第一着陆构件350相对设置在左侧、右侧。

需要说明的是，在本实施例中，为了保持该用于地质环境调查的取样无人机10的平衡能力，应该尽可能将等同或类似元件对称设置，如将充气泵510、抽气泵530对称设置，取液机构700设置在大致中间位置。另外，也可以通过调整各元件的材质、形状等改变其重力分布。

请参阅图3，在本实施例中，取液机构700的吸液管711为软质管，可以防止其与水中坚硬物体发生碰撞。进一步地，在吸液管711的远离无人机本体100的一端套设滤网715，能够防止杂草、悬浮物吸入堵塞管道。

需要说明的是，在本实施例中，伸缩电机、充气泵510、抽气泵530、吸液泵710的电路控制为现有技术，比如通过在其控制电路上设置电磁阀控制其供电的通断，由遥控装置在远处操控。

通过上述设计得到的用于地质环境调查的取样无人机10已能满足水质取样的使用，但本着进一步完善其功能的宗旨，发明人对该装置进行了进一步的改良。

请参阅图4、5，在本实施例中，取液机构700还包括导水管735、接水管737以及弹性承重件750，吸液泵710与电源之间的导线分为第一导线770和第二导线790，第一导线770和第二导线790可活动连接，采集罐730固定于无人机本体100，导水管735设置于采集罐730的顶部，接水管737用于盛接导水管735流出的水。第二导线790设置于弹性承重件750内，在初始状态时，第一导线770和第二导线790连通，当导水管735内水样重量达到预设值，弹性承重件750被压缩，第一导线770和第二导线790则断开，吸液泵710停止工作。当接水管737内水样重量达到预设值时，说明采集罐730内的水处于充满状态，根据弹性承重件750的形变能够自动判断采集罐730内的水处于充满状态以及控制电路通断。另外，接水管737还可以用于采集罐730内气体排出。

在本实施例中，伸缩电机、充气泵510、抽气泵530、吸液泵710以及无人机本体100的电源可以共用，也可以各自独立设置。

请参阅图6，本发明实施例另提供一种内置采集袋的无人机20，包括用于地质环境调查的取样无人机10和采集袋900。

其中，采集罐730包括第一采集罐本体731和第二采集罐本体733，第一采集罐本体731、第二采集罐本体733可拆卸连接。

采集袋900设置于第一采集罐本体731和第二采集罐本体733内，采集袋900具有进水口，进水口与出液管713可拆卸连接。

在本实施例中，由于第一采集罐本体731、第二采集罐本体733可拆卸连接，在采集罐730内置采集袋900，每次只需要取出采集袋900并直接进行标号即可。

可选地，进水口与出液管713螺纹连接。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于地质环境调查的取样无人机，其特征在于，包括

无人机本体，所述无人机本体设置支撑件；

降落机构，所述降落机构包括伸缩件、连接件以及第一着陆构件，所述连接件的一端与所述无人机本体可转动连接，所述连接件的另一端与所述第一着陆构件可转动连接，所述伸缩件的一端与所述支撑件可转动连接，所述伸缩件的另一端与所述连接件可转动连接，所述第一着陆构件设置有气囊；

控气机构，所述控气机构包括充气泵和抽气泵，所述充气泵、所述抽气泵分别能够控制所述气囊的充气和抽气；以及

取液机构，所述取液机构包括吸液泵和采集罐，所述吸液泵具有吸液管和出液管，所述吸液管用于吸取液体，所述出液管与所述采集罐连通。

2.根据权利要求1所述的取样无人机，其特征在于，所述降落机构还包括弹性缓冲件和第二着陆构件，所述弹性缓冲件设置于所述第一着陆构件、所述第二着陆构件之间。

3.根据权利要求2所述的取样无人机，其特征在于，所述弹性缓冲件为弹簧，所述弹簧的表面镀覆防锈层。

4.根据权利要求1所述的取样无人机，其特征在于，所述伸缩件包括伸缩电机，所述伸缩机的一端与所述支撑件可转动连接，所述伸缩电机的动力输出轴与所述连接杆可转动连接。

5.根据权利要求1所述的取样无人机，其特征在于，所述连接件包括平行设置的连接杆，所述伸缩件与所述连接件可转动连接。

6.根据权利要求1所述的取样无人机，其特征在于，所述无人机的机翼设置有防护罩。

7.根据权利要求1所述的取样无人机，其特征在于，所述第一着陆构件设置一对，所述第一着陆构件相对设置。

8.根据权利要求1所述的用于地质环境调查的取样无人机，其特征在于，所述吸液管远离所述无人机本体的一端套设有滤网。

9.一种内置采集袋的无人机，其特征在于，包括

权利要求1-8任一项所述的用于地质环境调查的无人机，所述采集罐包括第一采集罐本体和第二采集罐本体，所述第一采集罐本体、所述第二采集罐本体可拆卸连接；以及

采集袋，所述采集袋设置于所述第一采集罐本体和所述第二采集罐本体内，所述采集袋具有进水口，所述进水口与所述出液管可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的内置采集袋的无人机，其特征在于，所述进水口与所述出液管螺纹连接。