CN112362397A - 一种环境检测用机械采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了环境检测设备技术领域的一种环境检测用机械采样装置，包括用于飞行的无人机座和采样座，所述采样座的顶部一侧与所述无人机座的底部一侧相固定，所述采样座的前端一侧中间安装有摄像采集单元，所述采样座的左右两侧分别通过安装柱固定连接有机架，所述采样座的底部一侧插接输送筒，所述输送筒的中部套设有蜗杆，所述采样座的内腔中部开设有采样室。本发明的采样装置可以便于实现对一些危险环境中的水陆空无人采样工作；而且在对土壤采样工作时，通过利用机架与插杆之间的配合，可以防止无人机座的跟随转动，影响取样效率；通过利用充气气囊的使用，不仅可以作为液体取样时的悬浮支撑，还可以实现本装置的气体取样工作。

Description

一种环境检测用机械采样装置

技术领域

本发明实施例涉及环境检测设备技术领域，尤其涉及一种环境检测用机械采样装置。

背景技术

环境样品采样为环境分析而进行的环境样品采集过程。根据不同的目的利用不同的方法来采集样品,使之具有代表性。

现有的环境监测采样工作时，常通过人工采样的方式来完成采样工作，当采样环境危及生命安全时，不便于采样工作的进行，而且通过常规的无人采样机器设备也只能够实现较短距离的采样工作，并且一种采样设备只能采集一种类型的样本，例如土壤等固态样本、水等液态样本或空气等气态样本，十分不便。

基于此，本发明设计了一种环境检测用机械采样装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置，以解决背景技术中提及的技术问题。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，包括用于飞行的无人机座和采样座，所述采样座的顶部一侧与所述无人机座的底部一侧相固定，所述采样座的前端一侧中间安装有摄像采集单元，所述采样座的左右两侧分别通过安装柱固定连接有机架，所述采样座的底部一侧插接输送筒，所述输送筒的中部套设有蜗杆，所述采样座的内腔中部开设有采样室，所述采样室的顶部中间固定有第一电机，所述第一电机的动力输出端与所述蜗杆的顶端相固定，所述输送筒的顶端高度低于所述蜗杆的顶端高度，所述采样室的侧表面镶嵌固定有第一气泵，所述第一气泵的一端通过排气接头与所述采样室相连通，所述无人机座的顶部一侧开设有排气口，所述第一气泵通过第一导气通道与所述排气口相连通，所述采样座的底部一侧安装有与所述采样室底部一侧相对应的电磁阀门。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，所述蜗杆的下端延伸出所述输送筒的底部外侧，且所述机架的底部一侧高于所述蜗杆的下端一侧。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，所述无人机座包括机体、安装在所述机体顶部一侧的驱动器、安装在所述驱动器动力输出端上的螺旋桨、用于给设备供电的储能电池以及用于远程操控的控制芯，所述控制芯位于所述储能电池的底部一侧，所述储能电池镶嵌固定在所述机体的上表面中间。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，所述排气口的顶部内腔固定有防尘网，位于所述排气口下方一侧的所述第一导气通道上安装有用于气体向所述排气口单向排放的单向阀。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，所述摄像采集单元包括转动座、固定在所述转动座中部的摄像探头、从动齿轮、主动齿轮以及正反转电机，所述从动齿轮、主动齿轮以及正反转电机均位于所述采样座的内腔中，所述正反转电机的动力输出端与所述主动齿轮相连接，所述主动齿轮的一侧与所述从动齿轮相互啮合，所述从动齿轮的一侧与所述转动座的一侧底部相固定。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，相邻两组所述机架之间通过第一转动销活动连接有充气气囊，所述采样座的内腔固定安装有第二气泵，所述第二气泵的一端通过导气管与所述充气气囊相连通，所述第二气泵的另一端通过第二导气通道与所述第一导气通道相连通。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，远离所述第一转动销一侧的所述充气气囊端表面固定有第二转动销，所述第二转动销上可转动连接有铰接杆，所述机架的侧表面固定有第三转动销，所述铰接杆的另一端与所述第三转动销可转动连接。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，所述机架的外侧下端固定有插座，所述插座的底部一侧固定有插杆。

本发明实施例提供一种环境检测用机械采样装置。在一种可行的方案中，所述充气气囊的底部一侧均匀布置有凸起气室，所述凸起气室与所述充气气囊的内腔相互连通。

基于上述方案可知，本发明的采样装置可以便于实现对一些危险环境中的水陆空无人采样工作；而且在对土壤采样工作时，通过利用机架与插杆之间的配合，可以防止无人机座的跟随转动，影响取样效率；通过利用充气气囊的使用，不仅可以作为液体取样时的悬浮支撑，还可以实现本装置的气体取样工作。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1的顶部一侧结构示意图；

图3为本发明图1的底部一侧结构示意图；

图4为本发明图1中A-A的剖视图；

图5为本发明图3中位于摄像采集单元一侧的局部剖视图。

图中标号：

1、无人机座；2、采样座；3、摄像采集单元；4、安装柱；5、机架；6、输送筒；7、蜗杆；8、采样室；9、第一电机；10、第一气泵；11、排气接头；12、排气口；13、第一导气通道；14、电磁阀门；15、机体；16、驱动器；17、螺旋桨；18、储能电池；19、控制芯；20、防尘网；21、单向阀；22、转动座；23、摄像探头；24、从动齿轮；25、主动齿轮；26、正反转电机；27、第一转动销；28、充气气囊；29、第二气泵；30、导气管；31、第二导气通道；32、第二转动销；33、铰接杆；34、第三转动销；35、插座；36、插杆；37、凸起气室。

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、完整地描述，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作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置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。

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，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1-5为本发明实施例一中的一种环境检测用机械采样装置；包括用于飞行的无人机座1和采样座2，所述采样座2的顶部一侧与所述无人机座1的底部一侧相固定，所述采样座2的前端一侧中间安装有摄像采集单元3，所述采样座2的左右两侧分别通过安装柱4固定连接有机架5，所述采样座2的底部一侧插接输送筒6，所述输送筒6的中部套设有蜗杆7，所述采样座2的内腔中部开设有采样室8，所述采样室8的顶部中间固定有第一电机9，所述第一电机9的动力输出端与所述蜗杆7的顶端相固定，所述输送筒6的顶端高度低于所述蜗杆7的顶端高度，所述采样室8的侧表面镶嵌固定有第一气泵10，所述第一气泵10的一端通过排气接头11与所述采样室8相连通，所述无人机座1的顶部一侧开设有排气口12，所述第一气泵10通过第一导气通道13与所述排气口12相连通，所述采样座2的底部一侧安装有与所述采样室8底部一侧相对应的电磁阀门14。

通过上述内容不难发现，在使用本发明的采样装置对环境样本进行采样工作时，可以同时实现对土壤、空气以及液体的远程控制采样工作。

在远程控制过程中，可以通过远程输入给无人机座1控制信号，通过摄像采集单元3观测无人机座1飞行时的前方视角，从而在避开障碍物的前提下，控制无人机座1搭载采样座2到达指定采样地点进行环境采样工作。

在进行土壤采样的过程中，如图4所示，无人机座1以及采样座2会通过机架5降落至采样点位置处，通过远程控制第一电机9工作，将动力输出给蜗杆7转动，通过蜗杆7下端钻取采样点的土壤，并通过蜗杆7上的蜗槽将采样土壤通过输送筒6送至采样室8中进行存储，并且在无人机座1搭载采样座2返航后，可以通过控制电磁阀门14打开，取出采样土壤，而且为了防止土壤在采样过程中，土壤堵塞排气接头11，可以在排气接头11上安装过滤隔网等手段来进行防堵处理，在此不做公开。

在进行液体采样工作例如水质采样时，可以通过控制无人机座1降落在水面上，此时输送筒6会下降至水面以下，通过控制第一气泵10工作，抽取采样室8中的剩余气体，并通过第一导气通道13连接的排气口12进行排放工作，使得采样室8内部压强增大，将水样抽入至采样室8中，而且为了更好的水样在输送筒6中上移至采样室8中，可以同时打开第一电机9工作，通过蜗杆7的转动将水样快速输送至采样室8中，并且在无人机座1返航后，通过控制电磁阀门14打开，轻松取出水样。

在进行气体采集工作时，可以通过控制无人机座1飞行至指定位置处，可以在采样室8中再增加一组电磁阀门，来制造一个密闭空间，在采样过程中，可以通过利用第一电机9转动带动蜗杆7旋转，或通过第一气泵10工作，将采样室8的空气彻底排空，即采样室8中充满的为采样气体，再通过制造的密闭空间将电磁阀门关闭来保存气体，将保存气体运输至工作人员所在位置后进行取样工作。

可选地，所述蜗杆7的下端延伸出所述输送筒6的底部外侧，且所述机架5的底部一侧高于所述蜗杆7的下端一侧。值得说明的是，在本实施例中，通过下端延伸出输送筒6底部一侧的蜗杆7，可以便于实现蜗杆7在取土样时的钻土工作。

此外，所述无人机座1包括机体15、安装在所述机体15顶部一侧的驱动器16、安装在所述驱动器16动力输出端上的螺旋桨17、用于给设备供电的储能电池18以及用于远程操控的控制芯19，所述控制芯19位于所述储能电池18的底部一侧，所述储能电池18镶嵌固定在所述机体15的上表面中间；通过利用储能电池18可以实现对设备的供电工作，而且此储能电池18可以为太阳能光伏充电电池等，在此不做公开，通过利用机架15上的驱动器16转动，并在控制芯19接收到远程控制信号后，控制螺旋桨17调整飞行姿势到达指定采样点。

再具体地说，所述排气口12的顶部内腔固定有防尘网20，位于所述排气口12下方一侧的所述第一导气通道13上安装有用于气体向所述排气口12单向排放的单向阀21，如图4所示，通过利用排气口12可以实现排气操作，但是当飞行位置存在较大的粉尘颗粒等时，可以通过防尘网20进行防尘作用，并且在雨天使用时，可以通过利用单向阀21来防止雨水进入至第一到期通道13内，进而影响设备的正常使用。

进一步的，所述摄像采集单元3包括转动座22、固定在所述转动座22中部的摄像探头23、从动齿轮24、主动齿轮25以及正反转电机26，所述从动齿轮24、主动齿轮25以及正反转电机26均位于所述采样座2的内腔中，所述正反转电机26的动力输出端与所述主动齿轮25相连接，所述主动齿轮25的一侧与所述从动齿轮24相互啮合，所述从动齿轮24的一侧与所述转动座22的一侧底部相固定，在进行摄像采集工作时，为了方便查看各个方位的视角，可以通过控制正反转电机26转动，通过主动齿轮25带动从动齿轮24转动，从动齿轮24转动时会带动转动座22发生一定位置的偏转，从而实现对摄像探头23的拍摄方向进行远程调节工作。

优选的，相邻两组所述机架5之间通过第一转动销27活动连接有充气气囊28，所述采样座2的内腔固定安装有第二气泵29，所述第二气泵29的一端通过导气管30与所述充气气囊28相连通，所述第二气泵29的另一端通过第二导气通道31与所述第一导气通道13相连通；需要说明的是，此部分的充气气囊28可以作为两种用途使用，即为在水上取样时的悬浮气囊或为气体采样使用。

在利用充气气囊28作为悬浮气囊使用时，可以通过控制第二气泵29工作，将空气通过排气口12沿第二到期通道31输送至导气管30中，并且送入至充气气囊28中，从而增大了无人机座1和采样座2落在水面上的浮力，轻松采样。

在利用充气气囊28作为气体采样使用时，可以通过第二气泵29将到达指定采样点的空气抽入至充气气囊28中，并且在返航时，控制排气采样工作。

更进一步的，远离所述第一转动销27一侧的所述充气气囊28端表面固定有第二转动销32，所述第二转动销32上可转动连接有铰接杆33，所述机架5的侧表面固定有第三转动销34，所述铰接杆33的另一端与所述第三转动销34可转动连接；在充气气囊28进行充气操作时，随着充气气囊28的膨胀，会带动铰接杆33跟随转动，调整充气膨胀朝向指定位置进行。

还有，所述机架5的外侧下端固定有插座35，所述插座35的底部一侧固定有插杆36；在进行土壤取样的过程中，在无人机座1控制下落后，可以通过利用插座35连接的插杆36插入至地面，防止蜗杆7在转动钻取土样时，无人机座1跟随转动。

接着，所述充气气囊28的底部一侧均匀布置有凸起气室37，所述凸起气室37与所述充气气囊28的内腔相互连通，通过利用凸起气室37，可以增大充气气囊28的内腔存储空间以及减少漂浮在水面上时的移动性。

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“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。

而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (9)

1.一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，包括用于飞行的无人机座(1)和采样座(2)，所述采样座(2)的顶部一侧与所述无人机座(1)的底部一侧相固定，所述采样座(2)的前端一侧中间安装有摄像采集单元(3)，所述采样座(2)的左右两侧分别通过安装柱(4)固定连接有机架(5)，所述采样座(2)的底部一侧插接输送筒(6)，所述输送筒(6)的中部套设有蜗杆(7)，所述采样座(2)的内腔中部开设有采样室(8)，所述采样室(8)的顶部中间固定有第一电机(9)，所述第一电机(9)的动力输出端与所述蜗杆(7)的顶端相固定，所述输送筒(6)的顶端高度低于所述蜗杆(7)的顶端高度，所述采样室(8)的侧表面镶嵌固定有第一气泵(10)，所述第一气泵(10)的一端通过排气接头(11)与所述采样室(8)相连通，所述无人机座(1)的顶部一侧开设有排气口(12)，所述第一气泵(10)通过第一导气通道(13)与所述排气口(12)相连通，所述采样座(2)的底部一侧安装有与所述采样室(8)底部一侧相对应的电磁阀门(14)。

2.根据权利要求1所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，所述蜗杆(7)的下端延伸出所述输送筒(6)的底部外侧，且所述机架(5)的底部一侧高于所述蜗杆(7)的下端一侧。

3.根据权利要求1所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，所述无人机座(1)包括机体(15)、安装在所述机体(15)顶部一侧的驱动器(16)、安装在所述驱动器(16)动力输出端上的螺旋桨(17)、用于给设备供电的储能电池(18)以及用于远程操控的控制芯(19)，所述控制芯(19)位于所述储能电池(18)的底部一侧，所述储能电池(18)镶嵌固定在所述机体(15)的上表面中间。

4.根据权利要求1所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，所述排气口(12)的顶部内腔固定有防尘网(20)，位于所述排气口(12)下方一侧的所述第一导气通道(13)上安装有用于气体向所述排气口(12)单向排放的单向阀(21)。

5.根据权利要求1所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，所述摄像采集单元(3)包括转动座(22)、固定在所述转动座(22)中部的摄像探头(23)、从动齿轮(24)、主动齿轮(25)以及正反转电机(26)，所述从动齿轮(24)、主动齿轮(25)以及正反转电机(26)均位于所述采样座(2)的内腔中，所述正反转电机(26)的动力输出端与所述主动齿轮(25)相连接，所述主动齿轮(25)的一侧与所述从动齿轮(24)相互啮合，所述从动齿轮(24)的一侧与所述转动座(22)的一侧底部相固定。

6.根据权利要求1所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，相邻两组所述机架(5)之间通过第一转动销(27)活动连接有充气气囊(28)，所述采样座(2)的内腔固定安装有第二气泵(29)，所述第二气泵(29)的一端通过导气管(30)与所述充气气囊(28)相连通，所述第二气泵(29)的另一端通过第二导气通道(31)与所述第一导气通道(13)相连通。

7.根据权利要求6所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，远离所述第一转动销(27)一侧的所述充气气囊(28)端表面固定有第二转动销(32)，所述第二转动销(32)上可转动连接有铰接杆(33)，所述机架(5)的侧表面固定有第三转动销(34)，所述铰接杆(33)的另一端与所述第三转动销(34)可转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，所述机架(5)的外侧下端固定有插座(35)，所述插座(35)的底部一侧固定有插杆(36)。

9.根据权利要求6所述的一种环境检测用机械采样装置，其特征在于，所述充气气囊(28)的底部一侧均匀布置有凸起气室(37)，所述凸起气室(37)与所述充气气囊(28)的内腔相互连通。

Images