CN111024449B - 一种无人机水体采样设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种无人机水体采样设备，包括无人机以及固定在无人机底部的采样机构，所述无人机包括主控制模块、信号传输模块、信息采集模块、定位模块以及供电模块，所述主控制模块用于控制无人机以及采样机构的执行动作，所述信号传输模块用于接收操作命令信号，所述信息采集模块用于摄影、摄像对指定水域的环境进行记录，所述定位模块用于定位无人机的位置，所述采样机构包括与无人机相固定的固定盖、与固定盖相连的壳体以及设在壳体内的采水器。无人机搭载采样设备，可用于开阔水域、地形险峻区域、存在未知重污染危险，人员船只难以进入的地区的水体采样，可以减小作业风险，使得作业任务变的安全简易。

Description

一种无人机水体采样设备

技术领域

本发明具体涉及一种无人机水体采样设备。

背景技术

水体采样是水质分析监测工作中不能轻视的一项工作，而水体采样技术的选择和改进对采集水样的代表性、有效性和准确性起至关重要的作用。大多数的水体采样作业都需要采样人员进入水域进行人工取样，而当采样水域过于宽阔、危险，作业环境非常险峻时，这种依托母船、人工采样的方式就会非常困难。

发明内容

基于上述问题，本发明目的在于提供一种无人机水体采样设备，以无人机搭载采样设备，用于开阔水域、地形险峻区域、存在未知重污染危险，人员船只难以进入的地区的水体采样，可以减小作业风险，使得作业任务变的安全简易，可成为水体采样的一种重要技术手段。

针对以上问题，提供了如下技术方案：一种无人机水体采样设备，包括无人机以及固定在无人机底部的采样机构，所述无人机包括主控制模块、信号传输模块、信息采集模块、定位模块以及供电模块，所述主控制模块用于控制无人机以及采样机构的执行动作，所述信号传输模块用于接收操作命令信号，所述信息采集模块用于摄影、摄像对指定水域的环境进行记录，所述定位模块用于定位无人机的位置，所述供电模块用于无人机及采样机构的供电，所述采样机构包括与无人机相固定的固定盖、与固定盖相连的壳体以及设在壳体内的采水器，所述壳体的中心处开设有贯穿孔，所述采水器位于贯穿孔内，所述壳体顶部设有用于控制采水器进入水中的驱动机构，所述驱动机构包括转动轴、分别固定于转动轴两端的固定块以及第一驱动电机，所述转动轴上套设有绕线轮，所述绕线轮上缠绕有与采水器相连的连接绳。

上述结构中，采样机构通过螺钉紧固于无人机底部，以便于将采水器采集的水样取出。通过遥控远程控制搭载有采样机构的无人机飞行至需要采样的水域上后，通过第一驱动电机控制转动轴带动绕线轮转动，使得采水器相对贯穿孔向下降至指定深度静置一段时间后，使得水体进入采水器内后，通过第一驱动电机驱动转动轴带动绕线轮反向转动，使得采水器相对贯穿孔上升至复位，然后控制无人机飞回，使得本发明能够适用于开阔水域、地形险峻区域、存在未知重污染危险人员船只难以进入的地区进行水体采样，减小了作业的风险，使得作业任务变的安全简易。通过设置信息采集模块能够便于使用者查看或记录采样水域的环境，从而能够便于使用者控制无人机进行水体采样，提高了本发明的可靠性及安全性。通过信号传输模块接受操作命令及与使用者的遥控设备进行反馈，通过主控制模块控制无人机和采样机构执行操作命令，从而提高了本发明的可靠性及便捷性。

本发明进一步设置为，所述采水器包括顶部呈开口的筒体以及与筒体相连的筒盖，所述筒盖上开设有若干个过水孔，所述连接绳固定于筒盖的中心处，所述筒体底部的中心处开设有圆形孔洞，所述筒体内位于圆形孔洞处设有“T”型阻挡部件，所述“T”型阻挡部件包括圆形挡片和固设于圆形挡片下方的限位柱，所述限位柱的横截面直径小于圆形孔洞的直径，圆形挡片的直径大于圆形孔洞的直径，且圆形挡片的直径小于筒体的内径，所述筒体内位于圆形挡片上方设有与筒体内壁相连的挡板，所述挡板上方设有与筒体内壁相适配的配重环，所述筒体的内壁上位于配重环上方开设有环形沟槽，所述环形沟槽内设有用于防止配重环位移的弹性卡环，所述筒体底部设有用于罩设在圆形孔洞外部的过滤网罩。

上述结构中，在采取水体水样时，放下连接绳，采水器在重力的作用下进入水中，采水器下降过程中，在水的压力作用下，“T”型阻挡部件的圆形挡片向上运动，水从筒体底部的圆形孔洞和限位柱之间的缝隙进入到筒体内部，而后从过水孔流出，因此随着采水器的向下运动，筒体内部的水样也随着变为筒体所在深度的水样，当采水器下降到特定水层时，第一驱动电机停止驱动，使采水器不再继续向下运动，此时筒体所盛装的水样即为采水器停止向下运动时所在深度的水样。限位柱的作用是限制圆形挡片相对于圆形孔洞的移动；挡板的作用是限制“T”型阻挡部件的位置，避免采水器下降过程中水流将“T”型阻挡部件冲到筒体的外部。水样采集结束后，通过第一驱动器控制连接绳将采水器拉向水面的过程中，由于“T”型阻挡部件的圆形挡片的直径大于圆形孔洞的直径，因此圆形挡片的存在可有效阻止中空采样筒体内部的水样流向采水器的外部，而且将采水器拉向水面的加速度越大，圆形挡片上下表面的压力差越大，圆形挡片与筒底的贴合越紧密；又因此时筒体已经装满采集好的特定深度的水样，将采水器拉向水面时， 采水器外部的、其他深度的水样无法进入到筒体的内部，因此采水器所采水样准确可靠。通过设置过滤网罩可以防止采样过程中水体中的较大的生物 或非生物进入到筒体内部，提高了采样效率和准确率。通过设置配重环能够使得采水器在下降过程中不仅下降速度快，而且使得采水器的重心位于其中心轴线上，不易倾倒。通过设置弹性卡环能够便于对配重环进行固定，从而提高了配重块与筒体之间的连接强度，从而提高了本发明的可靠性。

本发明进一步设置为，所述筒体的外壁上设有出水嘴，所述出水嘴上螺接有单向阀，所述壳体内设有与贯穿孔相连通的安装腔，所述安装腔内设有与贯穿孔螺接的固定套，所述采水器位于固定套内，所述固定套底部开设有与出水嘴相适配的开口槽，所述固定套的外圆周壁上设有位于安装腔顶壁下方的挡环，所述固定套上位于挡环与安装腔顶壁之间套设有转动盘，所述转动盘与固定套之间通过轴承相连，所述转动盘的底部与贯穿孔相对应的位置处开设有凹槽，所述壳体上设有用于驱动转动盘转动的第一驱动器，所述转动盘的外圆周壁上与出水嘴位于同一水平面的位置处开设有安装孔，所述安装孔内设有分水器，所述分水器包括位于安装孔内的集水瓶以及与集水瓶相连通且贯穿安装孔至凹槽内的进水嘴，所述进水嘴前端设有用于开启单向阀与集水瓶相连通的启闭机构，所述分水器设有若干个且相对转动盘中心周向设置，其中与出水嘴相对应的分水器的外侧设有用于推动分水器朝向出水嘴位移的第二驱动器，所述进水嘴位于安装孔内的一端套设有两端分别与集水瓶端面及安装孔内壁相抵的第一弹簧。

上述结构中，当采水器采集完水样复位后，通过第二驱动器推动集水瓶带动进水嘴朝向出水嘴位移，直至启闭机构打开单向阀，使得集水瓶与筒体相连通，第一弹簧呈压缩状态，从而能够使得筒体内的水样流入集水瓶内；输送完成后，第二驱动器复位，集水瓶与进水嘴通过第一弹簧的弹性力进行复位，第一驱动器控制转动盘转动，使得空分水器与出水嘴相对应，等待下一次输送，从而使得本发明能够对相同位置的不同深度进行采样，或一次性从不同位置进行水体的采样，不需要采集完一次后就回去，提高了本发明的采集效率。在筒体内的水样输送至集水瓶内能达到的极限时，筒体内剩余的水样会在下一次采样进入水域内时，通过采水器的下降，从过水孔流出，从而不会影响下一次采样时的水样。通过设置固定套能够便于转动盘的安装，从而提高了本发明的便捷性。通过设置挡环能够便于安装转动盘，防止其从轴承上脱落，从而提高了本发明的可靠性。通过设置安装孔能够便于集水瓶的安装及限位，从而提高了本发明的可靠性。通过设置分水器与采水器相配合，能够将不同的水样分装在不同的分水器内，从而降低了无人机往返的次数，提高了本发明采水的效率，提高了本发明的可靠性及便捷性。集水瓶的外表面刻画有识别标记，从而能够确保后续研究人员在将集水瓶拆下后进行记录识别对应的不同的水样，从而提高了本发明的可靠性。

本发明进一步设置为，所述进水嘴位于集水瓶中心轴线的上方。

采用上述结构，能够便于水样流入集水瓶内，且能够使得集水瓶装载的更多，从而提高了本发明的可靠性。

本发明进一步设置为，所述转动盘包括与固定套相连的连接部以及位于连接部下方的转动部，所述连接部的外圆直径大于转动部的外圆直径，所述分水器设于转动部内，所述连接部的外圆周壁上设有斜齿，所述壳体相对转动盘的周向方向上开设有与驱动腔相连通的沉孔，所述第一驱动器包括设在沉孔顶部的第二驱动电机与第二驱动电机相连的传动轴以及套设在传动轴上的斜齿轮，所述传动轴位于沉孔内，斜齿轮与连接部上的斜齿相啮合。

上述结构中，第二驱动电机控制传动轴带动斜齿轮转动，通过斜齿轮与转动盘上的斜齿进行啮合，从而驱动转动盘进行转动，实现分水器的切换，提高了本发明的便捷性及可靠性。通过设置沉孔能够便于第一驱动器的安装，从而提高了本发明的稳定性。

本发明进一步设置为，所述第一驱动器设有两组且相对壳体呈对角设置。

上述结构中，通过设置两组第一驱动器能够提高转动盘转动的速度，从而提高了分水器的切换效率，提高了本发明的工作效率。由于转动盘呈圆形，因此，将两组第一驱动器呈对角设置能够避免将其设在壳体的长度方向或宽度方向上而需要对壳体进行加长或加宽，从而能够减小壳体的体积，降低了壳体的质量，提高了无人机飞行时的稳定性。

本发明进一步设置为，所述第二驱动器采用电动推杆，且位于壳体外侧。

采用上述结构，能够提高分水器位移时的稳定性，从而提高了本发明的可靠性。

本发明进一步设置为，所述单向阀包括与出水嘴螺接的第一阀体、设在第一阀体内第一球体、密封座、第一限位杆、第一条形限位板以及第二弹簧，所述密封座固定于第一阀体内且与第一球体适配密封，所述第一限位杆与球体相固定且朝向出水嘴设置，所述第一条形限位板与第一限位杆的外圆周壁相固定，所述第二弹簧两端分别抵于出水嘴端部以及第一条形限位板的端面，所述第一限位杆的直径小于出水嘴的内径，所述启闭机构包括螺接在进水嘴内的第二阀体、第二球体、第二限位杆、第二条形限位板以及第三弹簧，所述第二阀体的轴向方向上开设有进水口，所述第二阀体与进水嘴连接的一端开设有与进水口相连通且与第二球体适配密封的通孔，所述进水口的直径大于通孔的直径，所述进水嘴朝向集水瓶的一端内设有凸环，所述第二限位杆固定于第二球体朝向凸环的一侧，所述第二条形限位板固定于第二限位杆的外圆周壁上，所述第三弹簧的两端分别抵于凸环的端面上以及第二条形限位板的端面上，所述第二限位杆的直径小于凸环的直径，所述第二球体朝向出水嘴的一侧固设有驱动杆，所述驱动杆穿过通孔朝向出水嘴延伸至进水嘴外部，所述第二阀体的外径小于第一阀体的内径。

上述结构中，所述第二弹簧的压缩比大于第三弹簧的压缩比。第二驱动器推动集水瓶带动进水嘴朝向出水嘴位移，驱动杆穿过密封座与第一球体相抵，使得第二球体朝向集气瓶位移，使其与通孔相分离，第三弹簧通过第二条形限位板与凸环的挤压呈压缩状态，第二驱动器继续推动集气瓶，使得驱动杆推动第一球体朝向出水嘴位移，使其与密封座相分离，第二弹簧通过第一条形限位板与出水嘴的挤压呈压缩状态，第二驱动器驱动集气瓶到达位移的最大行程，从而使得筒体内腔通过出水嘴、第一阀体、第二阀体以及进水嘴与集水瓶内腔相连通，集水瓶内的压力小于筒体内腔的压力，从而使得水样流入至集水瓶内，当集水瓶内的水样装载至极限后，第二驱动器复位，集水瓶及进水嘴通过第一弹簧的弹性力进行复位，第一球体通过第二弹簧的弹性力复位后与密封座适配密封，第二球体通过第三弹簧的弹性力复位后与通孔适配密封，采水器进行下一次采水，第一驱动器控制转动盘转动，进行分水器的切换。第二阀体的外径小于第一阀体的内径能够便于第二阀体的端部位移至第一阀体内，从而能够便于水样流入第二阀体内，提高了本发明的可靠性。通过第二弹簧采用大的压缩比，能够使得采水器在水层比较深的地方，水的压强不会推动第一球体位移而使的筒体内进入其它水层的水样，从而提高了本发明的可靠性。

本发明进一步设置为，所述挡板设有两个，且呈十字交叉设置。

采用上述结构，能够更好地对“T”型阻挡部件进行限位，防止其歪斜而无法对圆形孔洞进行密封，从而提高了本发明的可靠性及稳定性。

本发明进一步设置为，所述壳体底部设有弹性垫。

采用上述结构，能够在无人机降落时防止壳体产生磨损，延长了壳体的使用寿命，从而提高了本发明的可靠性。

本发明进一步设置为，所述壳体相对第二驱动器的一侧设有备用电源。

采用上述结构，能够避免无人机长时间悬浮在水域上而导致电量不足的情况出现，且能够通过设置备用电源与第二驱动器相对称，提高了壳体的平衡性，从而提高了无人机的稳定性。

附图说明

图1为本发明第一视角的结构示意图。

图2为本发明第二视角的结构示意图。

图3为本发明中采样机构的结构拆分示意图。

图4为本发明中局部结构的剖视图。

图5为图4中A处的结构放大图。

图6为本发明中单向阀的剖视结构示意图。

图7为本发明中分水器与启闭机构的剖视结构示意图。

图8为本发明中采水器的剖视结构示意图。

图9为图8中B处的结构放大图。

图10为本发明中采水机构的剖视结构示意图。

图11为图10中C处的结构放大图。

图12为本发明中壳体与固定套的剖视结构示意图。

图中标号含义：1-无人机；2-采样机构；21-固定盖；22-壳体；23-采水器；221-贯穿孔；3-驱动机构；31-转动轴；32-固定块；33-第一驱动电机；311-绕线轮；312-连接绳；231-筒体；232-筒盖；2321-过水孔；2311-圆形孔洞；2312-“T”型阻挡部件；23121-圆形挡片；23122-限位柱；2313-挡板；2314-配重环；2315-弹性卡环；2316-出水嘴；4-单向阀；222-安装腔；223-固定套；2231-开口槽；2232-挡环；5-转动盘；51-轴承；6-第一驱动器；52-安装孔；7-分水器；71-集水瓶；72-进水嘴；8-启闭机构；9-第二驱动器；521-第一弹簧；53-连接部；54-转动部；531-斜齿；61-第二驱动电机；62-传动轴；63-斜齿轮；41-第一阀体；42-第一球体；43-密封座；44-第一限位杆；45-第一条形限位板；46-第二弹簧；81-第二阀体；82-第二球体；83-第二限位杆；84-第二条形限位板；85-第三弹簧；811-进水口；812-通孔；721-凸环；821-驱动杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图12所示的一种无人机水体采样设备，包括无人机1以及固定在无人机1底部的采样机构2，所述无人机1包括主控制模块、信号传输模块、信息采集模块、定位模块以及供电模块，所述主控制模块用于控制无人机1以及采样机构2的执行动作，所述信号传输模块用于接收操作命令信号，所述信息采集模块用于摄影、摄像对指定水域的环境进行记录，所述定位模块用于定位无人机1的位置，所述供电模块用于无人机1及采样机构2的供电，所述采样机构2包括与无人机1相固定的固定盖21、与固定盖21相连的壳体22以及设在壳体22内的采水器23，所述壳体22的中心处开设有贯穿孔221，所述采水器23位于贯穿孔221内，所述壳体22顶部设有用于控制采水器23进入水中的驱动机构3，所述驱动机构3包括转动轴31、分别固定于转动轴31两端的固定块32以及第一驱动电机33，所述转动轴31上套设有绕线轮311，所述绕线轮311上缠绕有与采水器23相连的连接绳312。

上述结构中，采样机构2通过螺钉紧固于无人机1底部，以便于将采水器23采集的水样取出。通过遥控远程控制搭载有采样机构2的无人机1飞行至需要采样的水域上后，通过第一驱动电机33控制转动轴31带动绕线轮311转动，使得采水器23相对贯穿孔221向下降至指定深度静置一段时间后，使得水体进入采水器23内后，通过第一驱动电机33驱动转动轴31带动绕线轮311反向转动，使得采水器23相对贯穿孔221上升至复位，然后控制无人机1飞回，使得本发明能够适用于开阔水域、地形险峻区域、存在未知重污染危险人员船只难以进入的地区进行水体采样，减小了作业的风险，使得作业任务变的安全简易。通过设置信息采集模块能够便于使用者查看或记录采样水域的环境，从而能够便于使用者控制无人机1进行水体采样，提高了本发明的可靠性及安全性。通过信号传输模块接受操作命令及与使用者的遥控设备进行反馈，通过主控制模块控制无人机1和采样机构2执行操作命令，从而提高了本发明的可靠性及便捷性。

本实施例中，所述采水器23包括顶部呈开口的筒体231以及与筒体231相连的筒盖232，所述筒盖232上开设有若干个过水孔2321，所述连接绳312固定于筒盖232的中心处，所述筒体231底部的中心处开设有圆形孔洞2311，所述筒体231内位于圆形孔洞2311处设有“T”型阻挡部件2312，所述“T”型阻挡部件2312包括圆形挡片23121和固设于圆形挡片23121下方的限位柱23122，所述限位柱23122的横截面直径小于圆形孔洞2311的直径，圆形挡片23121的直径大于圆形孔洞2311的直径，且圆形挡片23121的直径小于筒体231的内径，所述筒体231内位于圆形挡片23121上方设有与筒体231内壁相连的挡板2313，所述挡板2313上方设有与筒体231内壁相适配的配重环2314，所述筒体231的内壁上位于配重环2314上方开设有环形沟槽，所述环形沟槽内设有用于防止配重环2314位移的弹性卡环2315，所述筒体231底部设有用于罩设在圆形孔洞2311外部的过滤网罩。

上述结构中，在采取水体水样时，放下连接绳312，采水器23在重力的作用下进入水中，采水器23下降过程中，在水的压力作用下，“T”型阻挡部件2312的圆形挡片23121向上运动，水从筒体231底部的圆形孔洞2311和限位柱23122之间的缝隙进入到筒体231内部，而后从过水孔2321流出，因此随着采水器23的向下运动，筒体231内部的水样也随着变为筒体231所在深度的水样，当采水器23下降到特定水层时，第一驱动电机33停止驱动，使采水器23不再继续向下运动，此时筒体231所盛装的水样即为采水器23停止向下运动时所在深度的水样。限位柱23122的作用是限制圆形挡片23121相对于圆形孔洞2311的移动；挡板2313的作用是限制“T”型阻挡部件2312的位置，避免采水器23下降过程中水流将“T”型阻挡部件2312冲到筒体231的外部。水样采集结束后，通过第一驱动器6控制连接绳312将采水器23拉向水面的过程中，由于“T”型阻挡部件2312的圆形挡片23121的直径大于圆形孔洞2311的直径，因此圆形挡片23121的存在可有效阻止中空采样筒体231内部的水样流向采水器23的外部，而且将采水器23拉向水面的加速度越大，圆形挡片23121上下表面的压力差越大，圆形挡片23121与筒底的贴合越紧密；又因此时筒体231已经装满采集好的特定深度的水样，将采水器23拉向水面时， 采水器23外部的、其他深度的水样无法进入到筒体231的内部，因此采水器23所采水样准确可靠。通过设置过滤网罩可以防止采样过程中水体中的较大的生物或非生物进入到筒体231内部，提高了采样效率和准确率。通过设置配重环2314能够使得采水器23在下降过程中不仅下降速度快，而且使得采水器23的重心位于其中心轴线上，不易倾倒。通过设置弹性卡环2315能够便于对配重环2314进行固定，从而提高了配重块与筒体231之间的连接强度，从而提高了本发明的可靠性。

本实施例中，所述筒体231的外壁上设有出水嘴2316，所述出水嘴2316上螺接有单向阀4，所述壳体22内设有与贯穿孔221相连通的安装腔222，所述安装腔222内设有与贯穿孔221螺接的固定套223，所述采水器23位于固定套223内，所述固定套223底部开设有与出水嘴2316相适配的开口槽2231，所述固定套223的外圆周壁上设有位于安装腔222顶壁下方的挡环2232，所述固定套223上位于挡环2232与安装腔222顶壁之间套设有转动盘5，所述转动盘5与固定套223之间通过轴承51相连，所述转动盘5的底部与贯穿孔221相对应的位置处开设有凹槽，所述壳体22上设有用于驱动转动盘5转动的第一驱动器6，所述转动盘5的外圆周壁上与出水嘴2316位于同一水平面的位置处开设有安装孔52，所述安装孔52内设有分水器7，所述分水器7包括位于安装孔52内的集水瓶71以及与集水瓶71相连通且贯穿安装孔52至凹槽内的进水嘴72，所述进水嘴72前端设有用于开启单向阀4与集水瓶71相连通的启闭机构8，所述分水器7设有若干个且相对转动盘5中心周向设置，其中与出水嘴2316相对应的分水器7的外侧设有用于推动分水器7朝向出水嘴2316位移的第二驱动器9，所述进水嘴72位于安装孔52内的一端套设有两端分别与集水瓶71端面及安装孔52内壁相抵的第一弹簧521。

上述结构中，当采水器23采集完水样复位后，通过第二驱动器9推动集水瓶71带动进水嘴72朝向出水嘴2316位移，直至启闭机构8打开单向阀4，使得集水瓶71与筒体231相连通，第一弹簧521呈压缩状态，从而能够使得筒体231内的水样流入集水瓶71内；输送完成后，第二驱动器9复位，集水瓶71与进水嘴72通过第一弹簧521的弹性力进行复位，第一驱动器6控制转动盘5转动，使得空分水器7与出水嘴2316相对应，等待下一次输送，从而使得本发明能够对相同位置的不同深度进行采样，或一次性从不同位置进行水体的采样，不需要采集完一次后就回去，提高了本发明的采集效率。在筒体231内的水样输送至集水瓶71内能达到的极限时，筒体231内剩余的水样会在下一次采样进入水域内时，通过采水器23的下降，从过水孔2321流出，从而不会影响下一次采样时的水样。通过设置固定套223能够便于转动盘5的安装，从而提高了本发明的便捷性。通过设置挡环2232能够便于安装转动盘5，防止其从轴承51上脱落，从而提高了本发明的可靠性。通过设置安装孔52能够便于集水瓶71的安装及限位，从而提高了本发明的可靠性。通过设置分水器7与采水器23相配合，能够将不同的水样分装在不同的分水器7内，从而降低了无人机1往返的次数，提高了本发明采水的效率，提高了本发明的可靠性及便捷性。集水瓶71的外表面刻画有识别标记，从而能够确保后续研究人员在将集水瓶71拆下后进行记录识别对应的不同的水样，从而提高了本发明的可靠性。

本实施例中，所述进水嘴72位于集水瓶71中心轴线的上方。

采用上述结构，能够便于水样流入集水瓶71内，且能够使得集水瓶71装载的更多，从而提高了本发明的可靠性。

本实施例中，所述转动盘5包括与固定套223相连的连接部53以及位于连接部53下方的转动部54，所述连接部53的外圆直径大于转动部54的外圆直径，所述分水器7设于转动部54内，所述连接部53的外圆周壁上设有斜齿531，所述壳体22相对转动盘5的周向方向上开设有与驱动腔相连通的沉孔，所述第一驱动器6包括设在沉孔顶部的第二驱动电机61与第二驱动电机61相连的传动轴62以及套设在传动轴62上的斜齿轮63，所述传动轴62位于沉孔内，斜齿轮63与连接部53上的斜齿531相啮合。

上述结构中，第二驱动电机61控制传动轴62带动斜齿轮63转动，通过斜齿轮63与转动盘5上的斜齿531进行啮合，从而驱动转动盘5进行转动，实现分水器7的切换，提高了本发明的便捷性及可靠性。通过设置沉孔能够便于第一驱动器6的安装，从而提高了本发明的稳定性。

本实施例中，所述第一驱动器6设有两组且相对壳体22呈对角设置。

上述结构中，通过设置两组第一驱动器6能够提高转动盘5转动的速度，从而提高了分水器7的切换效率，提高了本发明的工作效率。由于转动盘5呈圆形，因此，将两组第一驱动器6呈对角设置能够避免将其设在壳体22的长度方向或宽度方向上而需要对壳体22进行加长或加宽，从而能够减小壳体22的体积，降低了壳体22的质量，提高了无人机1飞行时的稳定性。

本实施例中，所述第二驱动器9采用电动推杆，且位于壳体22外侧。

采用上述结构，能够提高分水器7位移时的稳定性，从而提高了本发明的可靠性。

本实施例中，所述单向阀4包括与出水嘴2316螺接的第一阀体41、设在第一阀体41内第一球体42、密封座43、第一限位杆44、第一条形限位板45以及第二弹簧46，所述密封座43固定于第一阀体41内且与第一球体42适配密封，所述第一限位杆44与球体相固定且朝向出水嘴2316设置，所述第一条形限位板45与第一限位杆44的外圆周壁相固定，所述第二弹簧46两端分别抵于出水嘴2316端部以及第一条形限位板45的端面，所述第一限位杆44的直径小于出水嘴2316的内径，所述启闭机构8包括螺接在进水嘴72内的第二阀体81、第二球体82、第二限位杆83、第二条形限位板84以及第三弹簧85，所述第二阀体81的轴向方向上开设有进水口811，所述第二阀体81与进水嘴72连接的一端开设有与进水口811相连通且与第二球体82适配密封的通孔812，所述进水口811的直径大于通孔812的直径，所述进水嘴72朝向集水瓶71的一端内设有凸环721，所述第二限位杆83固定于第二球体82朝向凸环721的一侧，所述第二条形限位板84固定于第二限位杆83的外圆周壁上，所述第三弹簧85的两端分别抵于凸环721的端面上以及第二条形限位板84的端面上，所述第二限位杆83的直径小于凸环721的直径，所述第二球体82朝向出水嘴2316的一侧固设有驱动杆821，所述驱动杆821穿过通孔812朝向出水嘴2316延伸至进水嘴72外部，所述第二阀体81的外径小于第一阀体41的内径。

上述结构中，所述第二弹簧46的压缩比大于第三弹簧85的压缩比。第二驱动器9推动集水瓶71带动进水嘴72朝向出水嘴2316位移，驱动杆821穿过密封座43与第一球体42相抵，使得第二球体82朝向集气瓶位移，使其与通孔812相分离，第三弹簧85通过第二条形限位板84与凸环721的挤压呈压缩状态，第二驱动器9继续推动集气瓶，使得驱动杆821推动第一球体42朝向出水嘴2316位移，使其与密封座43相分离，第二弹簧46通过第一条形限位板45与出水嘴2316的挤压呈压缩状态，第二驱动器9驱动集气瓶到达位移的最大行程，从而使得筒体231内腔通过出水嘴2316、第一阀体41、第二阀体81以及进水嘴72与集水瓶71内腔相连通，集水瓶71内的压力小于筒体231内腔的压力，从而使得水样流入至集水瓶71内，当集水瓶71内的水样装载至极限后，第二驱动器9复位，集水瓶71及进水嘴72通过第一弹簧521的弹性力进行复位，第一球体42通过第二弹簧46的弹性力复位后与密封座43适配密封，第二球体82通过第三弹簧85的弹性力复位后与通孔812适配密封，采水器23进行下一次采水，第一驱动器6控制转动盘5转动，进行分水器7的切换。第二阀体81的外径小于第一阀体41的内径能够便于第二阀体81的端部位移至第一阀体41内，从而能够便于水样流入第二阀体81内，提高了本发明的可靠性。通过第二弹簧46采用大的压缩比，能够使得采水器23在水层比较深的地方，水的压强不会推动第一球体42位移而使的筒体231内进入其它水层的水样，从而提高了本发明的可靠性。

本实施例中，所述挡板2313设有两个，且呈十字交叉设置。

采用上述结构，能够更好地对“T”型阻挡部件2312进行限位，防止其歪斜而无法对圆形孔洞2311进行密封，从而提高了本发明的可靠性及稳定性。

本实施例中，所述壳体22底部设有弹性垫。

采用上述结构，能够在无人机1降落时防止壳体22产生磨损，延长了壳体22的使用寿命，从而提高了本发明的可靠性。

本实施例中，所述壳体22相对第二驱动器9的一侧设有备用电源。

采用上述结构，能够避免无人机1长时间悬浮在水域上而导致电量不足的情况出现，且能够通过设置备用电源与第二驱动器9相对称，提高了壳体22的平衡性，从而提高了无人机1的稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无人机水体采样设备，其特征在于：包括无人机以及固定在无人机底部的采样机构，所述无人机包括主控制模块、信号传输模块、信息采集模块、定位模块以及供电模块，所述主控制模块用于控制无人机以及采样机构的动作，所述信号传输模块用于接收操作命令信号，所述信息采集模块用于摄影、摄像对指定水域的环境进行记录，所述定位模块用于定位无人机的位置，所述供电模块用于无人机及采样机构的供电，所述采样机构包括与无人机相固定的固定盖、与固定盖相连的壳体以及设在壳体内的采水器，所述壳体的中心处开设有贯穿孔，所述采水器位于贯穿孔内，所述壳体顶部设有用于控制采水器进入水中的驱动机构，所述驱动机构包括转动轴、分别固定于转动轴两端的固定块以及第一驱动电机，所述转动轴上套设有绕线轮，所述绕线轮上缠绕有与采水器相连的连接绳，所述采水器包括顶部呈开口的筒体以及与筒体相连的筒盖，所述筒盖上开设有若干个过水孔，所述连接绳固定于筒盖的中心处，所述筒体底部的中心处开设有圆形孔洞，所述筒体内位于圆形孔洞处设有“T”型阻挡部件，所述“T”型阻挡部件包括圆形挡片和固设于圆形挡片下方的限位柱，所述限位柱的横截面直径小于圆形孔洞的直径，圆形挡片的直径大于圆形孔洞的直径，且圆形挡片的直径小于筒体的内径，所述筒体内位于圆形挡片上方设有与筒体内壁相连的挡板，所述挡板上方设有与筒体内壁相适配的配重环，所述筒体的内壁上位于配重环上方开设有环形沟槽，所述环形沟槽内设有用于防止配重环位移的弹性卡环，所述筒体底部设有用于罩设在圆形孔洞外部的过滤网罩，所述筒体的外壁上设有出水嘴，所述出水嘴上螺接有单向阀，所述壳体内设有安装腔，所述安装腔内设有与贯穿孔螺接的固定套，所述采水器位于固定套内，所述固定套底部开设有与出水嘴相适配的开口槽，所述固定套的外圆周壁上设有位于安装腔顶壁下方的挡环，所述固定套上位于挡环与安装腔顶壁之间套设有转动盘，所述转动盘与固定套之间通过轴承相连，所述转动盘的底部与贯穿孔相对应的位置处开设有凹槽，所述壳体上设有用于驱动转动盘转动的第一驱动器，所述转动盘的外圆周壁上与出水嘴位于同一水平面的位置处开设有安装孔，所述安装孔内设有分水器，所述分水器包括位于安装孔内的集水瓶以及与集水瓶相连通且贯穿安装孔至凹槽内的进水嘴，所述进水嘴前端设有用于开启单向阀与集水瓶相连通的启闭机构，所述分水器设有若干个且相对转动盘中心周向设置，其中与出水嘴相对应的分水器的外侧设有用于推动分水器朝向出水嘴位移的第二驱动器，所述进水嘴位于安装孔内的一端套设有两端分别与集水瓶端面及安装孔内壁相抵的第一弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种无人机水体采样设备，其特征在于：所述转动盘包括与固定套相连的连接部以及位于连接部下方的转动部，所述连接部的外圆直径大于转动部的外圆直径，所述分水器设于转动部内，所述连接部的外圆周壁上设有斜齿，所述壳体相对转动盘的周向方向上开设有与驱动腔相连通的沉孔，所述第一驱动器包括设在沉孔顶部的第二驱动电机与第二驱动电机相连的传动轴以及套设在传动轴上的斜齿轮，所述传动轴位于沉孔内，斜齿轮与连接部上的斜齿相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种无人机水体采样设备，其特征在于：所述第一驱动器设有两组且相对壳体呈对角设置。

4.根据权利要求2所述的一种无人机水体采样设备，其特征在于：所述第二驱动器采用电动推杆，且位于壳体外侧。

5.根据权利要求2所述的一种无人机水体采样设备，其特征在于：所述单向阀包括与出水嘴螺接的第一阀体、设在第一阀体内第一球体、密封座、第一限位杆、第一条形限位板以及第二弹簧，所述密封座固定于第一阀体内且与第一球体适配密封，所述第一限位杆与球体相固定且朝向出水嘴设置，所述第一条形限位板与第一限位杆的外圆周壁相固定，所述第二弹簧两端分别抵于出水嘴端部以及第一条形限位板的端面，所述第一限位杆的直径小于出水嘴的内径，所述启闭机构包括螺接在进水嘴内的第二阀体、第二球体、第二限位杆、第二条形限位板以及第三弹簧，所述第二阀体的轴向方向上开设有进水口，所述第二阀体与进水嘴连接的一端开设有与进水口相连通且与第二球体适配密封的通孔，所述进水口的直径大于通孔的直径，所述进水嘴朝向集水瓶的一端内设有凸环，所述第二限位杆固定于第二球体朝向凸环的一侧，所述第二条形限位板固定于第二限位杆的外圆周壁上，所述第三弹簧的两端分别抵于凸环的端面上以及第二条形限位板的端面上，所述第二限位杆的直径小于凸环的直径，所述第二球体朝向出水嘴的一侧固设有驱动杆，所述驱动杆穿过通孔朝向出水嘴延伸至进水嘴外部，所述第二阀体的外径小于第一阀体的内径。

6.根据权利要求1所述的一种无人机水体采样设备，其特征在于：所述挡板设有两个，且呈十字交叉设置。

7.根据权利要求1所述的一种无人机水体采样设备，其特征在于：所述壳体底部设有弹性垫。

Images