CN110631858A - 一种无人机凿冰取冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机凿冰取冰装置，包括无人机本体和固定板，固定板的顶部与无人机本体的底部固定连接，并且固定板的底部固定连接有固定支架，固定板的顶部固定连接有电机，并且电机输出轴的一端固定连接有转动杆，转动杆远离电机的一端贯穿固定板并延伸至固定板的底部，本发明涉及取冰装置技术领域。该无人机凿冰取冰装置，通过无人机代替人力上山取样，能够有效防止人工取样过程中发生事故，且工作效率较高，提高了实用性，通过限位块和限位孔相互配合对钻孔器进行限位，能够有效防止凿冰取样的过程中钻孔器发生松动，甚至脱离样品保存管，提高了可靠性，装置内部设置的备用电池，能够有效延长装置的工作时间。

Description

一种无人机凿冰取冰装置

技术领域

本发明涉及取冰装置技术领域，具体为一种无人机凿冰取冰装置。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务，无人机按应用领域，可分为军用与民用，军用方面，无人机分为侦察机和靶机，民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

青藏高原等雪山众多，在气候变暖的大背景下，对其进行深入研究十分有必要，目前一般是人工上山进行取样，但是雪山海拔非常高，且没有道路行进，要耗费大量的体力才能到达山上取样，工作强度较大，工作效率较低，且具有一定的危险性，因此利用机器代替人工进行取样越发重要。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人机凿冰取冰装置，解决了人工上山取样困难大，工作效率低，且具有一定的危险性，工作人员劳动强度较大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种无人机凿冰取冰装置，包括无人机本体和固定板，所述固定板的顶部与无人机本体的底部固定连接，并且固定板的底部固定连接有固定支架，所述固定板的顶部固定连接有电机，并且电机输出轴的一端固定连接有转动杆，所述转动杆远离电机的一端贯穿固定板并延伸至固定板的底部，所述转动杆位于固定板底部的一端固定连接有样品保存管，所述样品保存管的底端贯穿固定支架并延伸至固定之间的底部，所述样品保存管表面的底部螺纹连接有钻孔器，并且样品保存管内壁的顶部固定连接有压力传感器，所述样品保存管内壁两侧之间的底部固定连接有电磁阀。

优选的，所述钻孔器的内壁与表面均设置有螺纹，并且钻孔器的内部开设有活动槽，所述活动槽内壁的顶部与底部均固定连接有滑轨，并且两个滑轨相对的一侧之间滑动连接有限位块。

优选的，所述限位块的右侧贯穿活动槽和钻孔器并延伸至钻孔器的外部，所述样品保存管表面的底部开设有与限位块相适配的限位槽。

优选的，所述限位块的左侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离限位块的一端贯穿活动槽和钻孔器并延伸至钻孔器的外部，所述连接杆位于钻孔器外部的一端固定连接有挡板。

优选的，所述限位块的左侧且位于连接杆的表面固定连接有弹簧，所述弹簧远离限位块一端与活动槽内壁的左侧固定连接。

优选的，所述样品保存管表面的顶部固定连接有固定套筒，所述固定支架的内壁固定连接有环形滑板，并且固定套筒的表面开设有与环形滑板相适配的环形滑槽。

优选的，所述固定板内部的两侧分别开设有第一固定槽和第二固定槽，所述第一固定槽内壁的底部固定连接有蓄电池，所述第二固定槽内壁的左侧固定连接有备用电池，并且第二固定槽内壁的右侧固定连接有控制器。

优选的，所述控制器的输出端通过导线分别与电机和无人机本体的输入端电性连接，所述压力传感器的输出端通过导线与对比模块的输入端电性连接，并且对比模块的输出端通过导线与反馈模块的输入端电性连接，所述控制器的输出端通过导线与对比模块的输入端电性连接，所述蓄电池的输出端通过导线与控制器的输入端电性连接。

优选的，所述反馈模块的输出端通过导线与控制器的输入端电性连接，所述蓄电池的输出端通过导线与压力传感器的输入端电性连接，所述控制器的输出端通过导线与电磁阀的输入端电性连接，所述备用电池通过导线与控制器实现双向连接，并且备用电池的输出端通过导线与压力传感器的输入端电性连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种无人机凿冰取冰装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该无人机凿冰取冰装置，通过固定板的顶部固定连接有电机，并且电机输出轴的一端固定连接有转动杆，转动杆远离电机的一端贯穿固定板并延伸至固定板的底部，转动杆位于固定板底部的一端固定连接有样品保存管，样品保存管的底端贯穿固定支架并延伸至固定之间的底部，样品保存管表面的底部螺纹连接有钻孔器，并且样品保存管内壁的顶部固定连接有压力传感器，无人机代替人力上山取样，通过电机工作能够带动钻孔器转动，凿出的样品直接进入样品保存管，不需要人工上山取样，防止人工取样过程中发生事故，且工作效率较高，提高了实用性。

(2)、该无人机凿冰取冰装置，通过钻孔器的内壁与表面均设置有螺纹，并且钻孔器的内部开设有活动槽，活动槽内壁的顶部与底部均固定连接有滑轨，并且两个滑轨相对的一侧之间滑动连接有限位块，样品保存管表面的底部开设有与限位块相适配的限位槽，钻孔器内外均设置有螺纹，更容易凿取雪层表面的冰层，钻孔器与样品保存管之间通过螺纹连接，且通过限位块和限位孔相互配合对钻孔器进行限位，能够有效防止凿冰过程中钻孔器松动，甚至脱离样品保存管，提高了可靠性。

(3)、该无人机凿冰取冰装置，通过样品保存管内壁两侧之间的底部固定连接有电磁阀样品保存管内设置有电磁阀，第一固定槽内壁的底部固定连接有蓄电池，第二固定槽内壁的左侧固定连接有备用电池，电磁阀能够在取样工作完成后防止样品掉落，且装置内部设置有备用电池，能够有效延长装置的工作时间。

附图说明

图1为本发明结构的立体图；

图2为本发明结构的主视图；

图3为本发明结构的剖视图；

图4为本发明图3中A处的局部放大图；

图5为本发明图3中B处的局部放大图；

图6为本发明系统的结构原理框图。

图中，1、无人机本体；2、固定板；3、固定支架；4、电机；5、转动杆；6、样品保存管；7、钻孔器；8、压力传感器；9、电磁阀；10、活动槽；11、滑轨；12、限位块；13、限位槽；14、连接杆；15、挡板；16、弹簧；17、固定套筒；18、环形滑板；19、环形滑槽；20、第一固定槽；21、第二固定槽；22、蓄电池；23、备用电池；24、控制器；25、对比模块；26、反馈模块。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种无人机凿冰取冰装置，操作员通过遥控器控制该装置的方向、速度等，包括无人机本体1和固定板2，当该装置达到指定取样点后，无人机本体1由控制器24控制，固定板2内部的两侧分别开设有第一固定槽20和第二固定槽21，第一固定槽20内壁的底部固定连接有蓄电池22，第二固定槽21内壁的左侧固定连接有备用电池23，备用电池23能够在蓄电池22电量用完后继续为装置提供电能，防止该装置在取样过程中电量不足或蓄电池22损坏无法返程，并且第二固定槽21内壁的右侧固定连接有控制器24，控制器24的型号为MAM-100，控制器24的输出端通过导线分别与电机4和无人机本体1的输入端电性连接，压力传感器8的输出端通过导线与对比模块25的输入端电性连接，对比模块25能够将检测到的压力数值与设定的压力数值相比较，并且对比模块25的输出端通过导线与反馈模块26的输入端电性连接，反馈模块26能够将对比结果传递到控制器24，以便控制器24进行下一步指令，反馈模块26的输出端通过导线与控制器24的输入端电性连接，蓄电池22的输出端通过导线与压力传感器8的输入端电性连接，控制器24的输出端通过导线与电磁阀9的输入端电性连接，备用电池23通过导线与控制器24实现双向连接，并且备用电池23的输出端通过导线与压力传感器8的输入端电性连接，控制器24的输出端通过导线与对比模块25的输入端电性连接，蓄电池22的输出端通过导线与控制器24的输入端电性连接，固定板2的顶部与无人机本体1的底部固定连接，并且固定板2的底部固定连接有固定支架3，固定支架3能够对样品保存管6起到支撑及限位作用，防止钻孔过程中样品保存管6发生偏移，提高可靠性，固定板2的顶部固定连接有电机4，固定板2的顶部开设有与电机4相适配的凹槽，并且电机4输出轴的一端固定连接有转动杆5，转动杆5远离电机4的一端贯穿固定板2并延伸至固定板2的底部，转动杆5位于固定板2底部的一端固定连接有样品保存管6，样品保存管6表面的顶部固定连接有固定套筒17，固定套筒17能够对样品保存管6起到一定的保护作用，防止样品保存管6转动过程中表面发生磨损，固定支架3的内壁固定连接有环形滑板18，并且固定套筒17的表面开设有与环形滑板18相适配的环形滑槽19，样品保存管6的底端贯穿固定支架3并延伸至固定之间的底部，样品保存管6表面的底部螺纹连接有钻孔器7，钻孔器7上宽下窄，在转动过程中更容易将冰层打出孔，且钻孔器7与样品保存管6连接处的开口相同，能够使钻出的冰雪样品顺利进入样品保存管6，钻孔器7的内壁与表面均设置有螺纹，由于青藏高原的辐射剧烈，因为全天内会发生多次冻融循环，导致最表层的雪变成坚硬的冰块，在钻孔器7内外均设置螺纹能够使钻孔工作更顺利，并且钻孔器7的内部开设有活动槽10，活动槽10内壁的顶部与底部均固定连接有滑轨11，滑轨11对限位块12起到限位作用，防止限位块12发生偏移，使限位块12能够顺利卡进限位槽13，并且两个滑轨11相对的一侧之间滑动连接有限位块12，限位块12与限位槽13相互配合，能够防止钻孔器7与样品保存管6连接处的螺纹松动，限位块12的左侧且位于连接杆14的表面固定连接有弹簧16，利用弹簧16的回弹力可以使限位块12卡进限位槽13，弹簧16远离限位块12一端与活动槽10内壁的左侧固定连接，限位块12的左侧固定连接有连接杆14，连接杆14远离限位块12的一端贯穿活动槽10和钻孔器7并延伸至钻孔器7的外部，连接杆14位于钻孔器7外部的一端固定连接有挡板15，向外拉动挡板15即可使限位块12脱离限位槽13，然后转动钻孔器7即可将钻孔器7拆卸，结构简单，操作方便，限位块12的右侧贯穿活动槽10和钻孔器7并延伸至钻孔器7的外部，样品保存管6表面的底部开设有与限位块12相适配的限位槽13，并且样品保存管6内壁的顶部固定连接有压力传感器8，压力传感器8的型号为PTG501，样品保存管6内壁两侧之间的底部固定连接有电磁阀9，电磁阀9能够控制样品保存管6的开关。

工作时，通过遥控器设置一个压力定值，遥控器可以控制该取冰装置的无人机本体1工作，无人机本体1带动整个取冰装置飞行，当该装置飞行至取样点后，通过遥控器使取冰装置工作，控制器24使电机4工作，通过转动杆5带动样品保存管6和钻孔器7转动，并且控制器24使电磁阀9打开，同时无人机本体1带动钻孔器7向下运动，钻孔器7转动将冰层破开，钻孔器7继续向下运动，样品逐渐进入样品保存管6，随着钻孔器7逐渐深入雪层，样品保存管6内的样品越来越多，压力传感器8将检测到的压力数值传递到对比模块25，控制器24控制对比模块25将检测到的数值与设定的压力值进行对比，并将对比结果通过反馈模块26传递到控制器24，当检测到的压力值大于设定的压力值后，控制器24会使电机4停止工作，并将电磁阀9关闭，同时无人机本体1带动整个装置向上运动，使钻孔器7脱离雪层，然后操作员即可通过遥控器控制无人机本体1飞回，取样结束后，拉动挡板15向外运动，可以带动限位块12发生运动并脱离限位槽13，然后转动钻孔器7即可将钻孔器7拆卸，打开电磁阀9即可将样品从样品保存管6内取出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种无人机凿冰取冰装置，包括无人机本体(1)和固定板(2)，所述固定板(2)的顶部与无人机本体(1)的底部固定连接，并且固定板(2)的底部固定连接有固定支架(3)，其特征在于：所述固定板(2)的顶部固定连接有电机(4)，并且电机(4)输出轴的一端固定连接有转动杆(5)，所述转动杆(5)远离电机(4)的一端贯穿固定板(2)并延伸至固定板(2)的底部，所述转动杆(5)位于固定板(2)底部的一端固定连接有样品保存管(6)，所述样品保存管(6)的底端贯穿固定支架(3)并延伸至固定之间的底部，所述样品保存管(6)表面的底部螺纹连接有钻孔器(7)，并且样品保存管(6)内壁的顶部固定连接有压力传感器(8)，所述样品保存管(6)内壁两侧之间的底部固定连接有电磁阀(9)。

2.根据权利要求1所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述钻孔器(7)的内壁与表面均设置有螺纹，并且钻孔器(7)的内部开设有活动槽(10)，所述活动槽(10)内壁的顶部与底部均固定连接有滑轨(11)，并且两个滑轨(11)相对的一侧之间滑动连接有限位块(12)。

3.根据权利要求2所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述限位块(12)的右侧贯穿活动槽(10)和钻孔器(7)并延伸至钻孔器(7)的外部，所述样品保存管(6)表面的底部开设有与限位块(12)相适配的限位槽(13)。

4.根据权利要求2所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述限位块(12)的左侧固定连接有连接杆(14)，所述连接杆(14)远离限位块(12)的一端贯穿活动槽(10)和钻孔器(7)并延伸至钻孔器(7)的外部，所述连接杆(14)位于钻孔器(7)外部的一端固定连接有挡板(15)。

5.根据权利要求4所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述限位块(12)的左侧且位于连接杆(14)的表面固定连接有弹簧(16)，所述弹簧(16)远离限位块(12)一端与活动槽(10)内壁的左侧固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述样品保存管(6)表面的顶部固定连接有固定套筒(17)，所述固定支架(3)的内壁固定连接有环形滑板(18)，并且固定套筒(17)的表面开设有与环形滑板(18)相适配的环形滑槽(19)。

7.根据权利要求1所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述固定板(2)内部的两侧分别开设有第一固定槽(20)和第二固定槽(21)，所述第一固定槽(20)内壁的底部固定连接有蓄电池(22)，所述第二固定槽(21)内壁的左侧固定连接有备用电池(23)，并且第二固定槽(21)内壁的右侧固定连接有控制器(24)。

8.根据权利要求7所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述控制器(24)的输出端通过导线分别与电机(4)和无人机本体(1)的输入端电性连接，所述压力传感器(8)的输出端通过导线与对比模块(25)的输入端电性连接，并且对比模块(25)的输出端通过导线与反馈模块(26)的输入端电性连接，所述控制器(24)的输出端通过导线与对比模块(25)的输入端电性连接，所述蓄电池(22)的输出端通过导线与控制器(24)的输入端电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种无人机凿冰取冰装置，其特征在于：所述反馈模块(26)的输出端通过导线与控制器(24)的输入端电性连接，所述蓄电池(22)的输出端通过导线与压力传感器(8)的输入端电性连接，所述控制器(24)的输出端通过导线与电磁阀(9)的输入端电性连接，所述备用电池(23)通过导线与控制器(24)实现双向连接，并且备用电池(23)的输出端通过导线与压力传感器(8)的输入端电性连接。

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