CN111964968B - 一种基于无人机的污泥采样设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的污泥采样设备，包括安装盘和固连在其顶部的安装筒，所述安装盘底部固连有采样装置；所述安装盘底部靠近其外缘的位置处设置有多个支撑装置。本发明通过在安装盘底部安装有支撑装置，浮力球受到水的浮力而带动挡杆移动，进而挡杆无法再对支撑腿阻挡，当支撑腿位于崎岖不平的位置时，支撑腿能够向远离主尖筒的方向偏转，进而多个支撑腿的支撑范围变大，防止发生侧翻，进而主尖筒能与污泥接触，污泥通过采样孔进入到主尖筒中，驱动气缸带动拉动杆向安装盘处移动，进而使竖直筒内有吸气的效果，将外界污泥向其尖筒内吸引，加快污泥采样效率，保证整体的稳定性，提高采样的效率。

Description

一种基于无人机的污泥采样设备

技术领域

本发明属于污泥采样设备技术领域，特别涉及一种基于无人机的污泥采样设备。

背景技术

污泥采样设备是属于人工采集水底或者是河水中污泥的一种人工采样工具，主要应用于环保，卫生防疫，自来水，化工等单位，而对于沼泽、湿地之类的地形情况，传统的采样方式通过人为驾驶船只到水体采样点进行采样，效率低，同时危险性较大，为了解决此类问题，设计一种基于无人机的污泥采样设备就显得非常有必要了。

由于现有的污泥采样设备都需要有支撑的机构，方便将其放置在地面上，当其进入到水底进行工作时，能够对整体起到支撑作用，但是如果遇到水底崎岖不平的情况或者需要采集岸边的污泥时，容易造成整体支撑不稳而发生侧翻的情况，采样端无法与污泥接触，影响污泥的采样工作，进而需要将整体提升后，调整位置进行二次施放，降低了采样的效率，鉴于此，本发明提供了一种基于无人机的污泥采样设备，其能够在遇到水底崎岖不平的情况时，保证整体的稳定性，提高采样的效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于无人机的污泥采样设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无人机的污泥采样设备，包括安装盘和固连在其顶部的安装筒，所述安装盘底部固连有采样装置；所述安装盘底部靠近其外缘的位置处设置有多个支撑装置，其中，

所述采样装置包括外筒，所述外筒内侧顶部安装有驱动气缸，所述驱动气缸底部设置有拉动杆，拉动杆底端位于外筒外侧，所述拉动杆外侧靠近其底部的位置处设置有竖直筒，所述竖直筒底部固连有主尖筒，所述主尖筒上开设有多个采样孔，所述竖直筒与外筒之间连接有多个竖直杆，竖直杆的长度为10-15cm；

所述支撑装置包括卡板，所述卡板上活动连接有支撑腿，支撑腿底部只能朝远离主尖筒的方向偏转；所述卡板上均插接有两个挡杆，挡杆倾斜设置，且挡杆顶端固连有浮力球，两个所述挡杆的底端固连有弹力绳。

进一步的，所述外筒外壁靠近其底部的位置处固连有横板，所述横板上插接有移动杆，移动杆底部固连有球面罩，所述球面罩顶部通过连接弹簧与横板固连，所述移动杆顶部固连有连接绳，连接绳底端贯穿横板并与支撑腿固连。

进一步的，所述支撑腿底部活动连接有增大板，所述增大板底面为一平面，增大板的厚度逐渐向增大板的端部方向变小。

进一步的，所述主尖筒底部固连有副尖筒，所述副尖筒顶部为一平面，且副尖筒的壁厚逐渐向其顶部变大。

进一步的，所述球面罩上贯穿设有贯穿孔，贯穿孔底端的所述球面罩上设置有封板，所述封板靠近球面罩的一面固连有插杆，插杆位于球面罩的壁厚内，且插杆通过二号弹簧与球面罩固连。

进一步的，所述移动杆表面喷涂有环氧地坪漆。

进一步的，多个所述支撑装置周向均布在安装盘的底面上，且卡板与安装盘固定连接。

进一步的，所述安装盘顶部为一球面，且安装盘表面喷涂有环氧树脂。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过在安装盘底部安装有支撑装置，浮力球受到水的浮力而带动挡杆移动，进而挡杆无法再对支撑腿阻挡，当支撑腿位于崎岖不平的位置时，支撑腿能够向远离主尖筒的方向偏转，进而多个支撑腿的支撑范围变大，防止发生侧翻，进而主尖筒能与污泥接触，污泥通过采样孔进入到主尖筒中，驱动气缸带动拉动杆向安装盘处移动，进而使竖直筒内有吸气的效果，将外界污泥向其尖筒内吸引，加快污泥采样效率，保证整体的稳定性，提高采样的效率；

2、本发明通过安装盘的下压力挤压到支撑腿，进而支撑腿底端向远离主尖筒的发生偏转，支撑腿会拉动连接绳，连接绳拉动移动杆下移，移动杆下移时会推动球面罩下移，进而下移的球面罩能对污泥进行挤压，使污泥快速到达主尖筒处，进而会快速使污泥从采样孔进入，提高了采样的效率；

3、本发明通过增大板增大与水底的接触面积，进而能够防止支撑腿插入到污泥中，保证支撑腿端部能够偏转到较远处，有更大的支撑范围，保证支撑的效果，并且增大板的厚度逐渐向增大板的端部方向变小，在取样完成上移时，此种设置，能够降低增大板移动时的阻力。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明的立体示意图；

图2是本发明中图1的A部放大图；

图3是本发明中图1的B部放大图；

图4是本发明的主视图；

图5是本发明的采样装置的结构示意图；

图6是本发明的球面罩的剖视图。

图中：安装盘1、安装筒2、采样装置3、外筒31、驱动气缸32、拉动杆33、竖直筒34、主尖筒35、采样孔351、竖直杆36、支撑装置4、卡板41、支撑腿42、挡杆43、浮力球44、弹力绳45、横板5、移动杆6、球面罩7、连接绳8、增大板9、副尖筒10、贯穿孔11、封板12、插杆13、二号弹簧14。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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，本发明中前、后、左、右、上、下均是基于图4的视图方向。

实施例：

本发明提供了如图1-6所示的一种基于无人机的污泥采样设备，包括安装盘1和固连在其顶部的安装筒2，所述安装盘1底部固连有采样装置3；所述安装盘1底部靠近其外缘的位置处设置有多个支撑装置4，其中，

所述采样装置3包括外筒31，所述外筒31内侧顶部安装有驱动气缸32，所述驱动气缸32底部设置有拉动杆33，拉动杆33底端位于外筒31外侧，所述拉动杆33外侧靠近其底部的位置处设置有竖直筒34，所述竖直筒34底部固连有主尖筒35，所述主尖筒35上开设有多个采样孔351，所述竖直筒34与外筒31之间连接有多个竖直杆36，竖直杆36的长度为10-15cm；

所述支撑装置4包括卡板41，所述卡板41上活动连接有支撑腿42，支撑腿42底部只能朝远离主尖筒35的方向偏转；所述卡板41上均插接有两个挡杆43，挡杆43倾斜设置，且挡杆43顶端固连有浮力球44，两个所述挡杆43的底端固连有弹力绳45。

工作时，由于现有的污泥采样设备都需要有支撑的机构，方便将其放置在地面上，当其进入到水底进行工作时，能够对整体起到支撑作用，但是如果遇到水底崎岖不平的情况或者需要采集岸边的污泥时，容易造成整体支撑不稳而发生侧翻的情况，采样端无法与污泥接触，影响污泥的采样工作，进而需要将整体提升后，调整位置进行二次施放，降低了采样的效率，因此本发明主要解决的是如何在遇到水底崎岖不平的情况时，保证整体的稳定性，提高采样的效率；具体采取的措施及使用过程如下：通过在安装盘1底部安装有支撑装置4，在将整体施放到水中前，将本发明放在地面上，由于支撑腿42有挡杆43的阻挡，支撑板无法偏转，进而本发明能够稳定的放置在地面上，然后通过吊绳与无人机连接，无人机携带本发明进入到待采样区域，然后将本发明施放到水中，使本发明在水中慢慢下降，下降的过程中，浮力球44受到水的浮力而带动挡杆43移动，进而挡杆43无法再对支撑腿42阻挡，当支撑腿42位于崎岖不平的位置时，支撑腿42能够向远离主尖筒35的方向偏转，进而多个支撑腿42的支撑范围变大，防止发生侧翻，进而主尖筒35能与污泥接触，污泥通过采样孔351进入到主尖筒35中，通过无线信号控制驱动气缸32工作，驱动气缸32带动拉动杆33向安装盘1处移动，进而使竖直筒34内有吸气的效果，将外界污泥向其尖筒内吸引，加快污泥采样效率，保证整体的稳定性，提高采样的效率，采样完成后，再次通过无人机将本发明携带出水面，从连接杆处将污泥取出即可，正常采集时，主尖筒35进入到污泥中时，多个支撑腿42不再受到挡杆43的阻挡，能够向远离主尖筒35的方向偏转，不会对主尖筒35的采样造成干扰。

所述外筒31外壁靠近其底部的位置处固连有横板5，所述横板5上插接有移动杆6，移动杆6底部固连有球面罩7，所述球面罩7顶部通过连接弹簧与横板5固连，所述移动杆6顶部固连有连接绳8，连接绳8底端贯穿横板5并与支撑腿42固连；在岸边或者崎岖的水底取样时，安装盘1接触到水底并有倾斜的趋势时，安装盘1的下压力会挤压到支撑腿42，进而支撑腿42底端向远离主尖筒35的发生偏转，支撑腿42会拉动连接绳8，连接绳8拉动移动杆6下移，移动杆6下移时会推动球面罩7下移，进而下移的球面罩7能对污泥进行挤压，使污泥快速到达主尖筒35处，进而会快速使污泥从采样孔351进入，提高了采样的效率。

所述支撑腿42底部活动连接有增大板9，所述增大板9底面为一平面，增大板9的厚度逐渐向增大板9的端部方向变小；支撑腿42底部的增大板9能够在支撑腿42受到安装盘1倾斜时的下压力推动时，增大板9能够增大与水底的接触面积，进而能够防止支撑腿42插入到污泥中，保证支撑腿42端部能够偏转到较远处，有更大的支撑范围，保证支撑的效果，并且增大板9的厚度逐渐向增大板9的端部方向变小，在取样完成上移时，此种设置，能够降低增大板9移动时的阻力。

所述主尖筒35底部固连有副尖筒10，所述副尖筒10顶部为一平面，且副尖筒10的壁厚逐渐向其顶部变大；主尖筒35在插入到污泥中时，由于主尖筒35底部有副尖筒10，副尖筒10顶端在偏转时能够污泥的阻挡，进而能够提高整体发生倾斜的阻力，进而能够保证主尖筒35的稳定性。

所述球面罩7上贯穿设有贯穿孔11，贯穿孔11底端的所述球面罩7上设置有封板12，所述封板12靠近球面罩7的一面固连有插杆13，插杆13位于球面罩7的壁厚内，且插杆13通过二号弹簧14与球面罩7固连；在球面罩7进入污泥中的过程中，封板12对贯穿孔11起到封堵作用，防止污泥进入到球面罩7内部，如果球面罩7全部进入到污泥中，此时污泥从球面罩7顶部进入，在取样完成将球面罩7从污泥中拉出后，球面罩7内的污泥会从贯穿孔11内移出球面罩7，不会有较多的污泥残留，进而能够保证上升时的阻力较小，也可以将封板12固定在球面罩7上，此时球面罩7内部可以有污泥残留，进而一次可以采样到较多的污泥。

所述移动杆6表面喷涂有环氧地坪漆；移动杆6由于需要与横板5摩擦，因此在移动杆6表面喷涂有环氧地坪漆，提高移动杆6的使用寿命。

多个所述支撑装置4周向均布在安装盘1的底面上，且卡板41与安装盘1固定连接；保证支撑装置4对安装盘1支撑时的力较为平均，并且使卡板41与安装盘1固定连接，保证对支撑装置4的稳定性。

所述安装盘1顶部为一球面，且安装盘1表面喷涂有环氧树脂；安装盘1顶部为一球面，降低上升时的阻力，并且安装盘1表面喷涂有环氧树脂，保证安装盘1不易被水腐蚀，提高安装盘1的使用寿命。

本工作原理：由于现有的污泥采样设备都需要有支撑的机构，方便将其放置在地面上，当其进入到水底进行工作时，能够对整体起到支撑作用，但是如果遇到水底崎岖不平的情况或者需要采集岸边的污泥时，容易造成整体支撑不稳而发生侧翻的情况，采样端无法与污泥接触，影响污泥的采样工作，进而需要将整体提升后，调整位置进行二次施放，降低了采样的效率，因此本发明主要解决的是如何在遇到水底崎岖不平的情况时，保证整体的稳定性，提高采样的效率；具体采取的措施及使用过程如下：通过在安装盘1底部安装有支撑装置4，在将整体施放到水中前，将本发明放在地面上，由于支撑腿42有挡杆43的阻挡，支撑板无法偏转，进而本发明能够稳定的放置在地面上，然后通过吊绳与无人机连接，无人机携带本发明进入到待采样区域，然后将本发明施放到水中，使本发明在水中慢慢下降，下降的过程中，浮力球44受到水的浮力而带动挡杆43移动，进而挡杆43无法再对支撑腿42阻挡，当支撑腿42位于崎岖不平的位置时，支撑腿42能够向远离主尖筒35的方向偏转，进而多个支撑腿42的支撑范围变大，防止发生侧翻，进而主尖筒35能与污泥接触，污泥通过采样孔351进入到主尖筒35中，通过无线信号控制驱动气缸32工作，驱动气缸32带动拉动杆33向安装盘1处移动，进而使竖直筒34内有吸气的效果，将外界污泥向其尖筒内吸引，加快污泥采样效率，保证整体的稳定性，提高采样的效率，采样完成后，再次通过无人机将本发明携带出水面，从连接杆处将污泥取出即可，正常采集时，主尖筒35进入到污泥中时，多个支撑腿42不再受到挡杆43的阻挡，能够向远离主尖筒35的方向偏转，不会对主尖筒35的采样造成干扰。

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：其依然可以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 (6)

1.一种基于无人机的污泥采样设备，包括安装盘（1）和固连在其顶部的安装筒（2），其特征在于：所述安装盘（1）底部固连有采样装置（3）；所述安装盘（1）底部靠近其外缘的位置处设置有多个支撑装置（4），其中，

所述采样装置（3）包括外筒（31），所述外筒（31）内侧顶部安装有驱动气缸（32），所述驱动气缸（32）底部设置有拉动杆（33），拉动杆（33）底端位于外筒（31）外侧，所述拉动杆（33）外侧靠近其底部的位置处设置有竖直筒（34），所述竖直筒（34）底部固连有主尖筒（35），所述主尖筒（35）上开设有多个采样孔（351），所述竖直筒（34）与外筒（31）之间连接有多个竖直杆（36），竖直杆（36）的长度为10-15cm；

所述支撑装置（4）包括卡板（41），所述卡板（41）底部设有凹槽，所述卡板（41）的凹槽内活动连接有支撑腿（42），支撑腿（42）底部只能朝远离主尖筒（35）的方向偏转；所述卡板（41）的两侧均插接有挡杆（43），挡杆（43）倾斜设置，且挡杆（43）顶端固连有浮力球（44），两个所述挡杆（43）的底端均朝向凹槽且固连有弹力绳（45）；

所述外筒（31）外壁靠近其底部的位置处固连有横板（5），所述横板（5）上插接有移动杆（6），移动杆（6）底部固连有球面罩（7），所述球面罩（7）顶部通过连接弹簧与横板（5）固连，所述移动杆（6）顶部固连有连接绳（8），连接绳（8）底端贯穿横板（5）并与支撑腿（42）固连；

多个所述支撑装置（4）周向均布在安装盘（1）的底面上，且卡板（41）与安装盘（1）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的污泥采样设备，其特征在于：所述支撑腿（42）底部活动连接有增大板（9），所述增大板（9）底面为一平面，增大板（9）的厚度逐渐向增大板（9）的端部方向变小。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的污泥采样设备，其特征在于：所述主尖筒（35）底部固连有副尖筒（10），所述副尖筒（10）顶部为一平面，且副尖筒（10）的壁厚逐渐向其顶部变大。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的污泥采样设备，其特征在于：所述球面罩（7）上贯穿设有贯穿孔（11），贯穿孔（11）底端的所述球面罩（7）上设置有封板（12），所述封板（12）靠近球面罩（7）的一面固连有插杆（13），插杆（13）位于球面罩（7）的壁厚内，且插杆（13）通过二号弹簧（14）与球面罩（7）固连。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的污泥采样设备，其特征在于：所述移动杆（6）表面喷涂有环氧地坪漆。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的污泥采样设备，其特征在于：所述安装盘（1）顶部为一球面，且安装盘（1）表面喷涂有环氧树脂。