CN112485072A - 一种可以自动取样的空气检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空气检测技术领域，尤其是一种可以自动取样的空气检测设备，针对现有的空气检测用取样设备的取样范围狭小，只能对井口正下侧的空气环境进行检测和取样，对于地下井道深处位置难以检测和取样的技术问题，现提出以下方案，包括空气检测组件，还包括上下两端分别连接有旋翼和落地支架的无人机本体，无人机本体下端固定连接有检测取样一体盒，检测取样一体盒侧端设置有取样孔，检测取样一体盒内侧设置有齿轮机构、第二平齿轮和取样组件。本发明通过将检测取样一体盒与无人机相结合，可实现大范围的空气检测和取样，使用更加灵活方便，且通过取样组件的设置，可实现多处空气的自动分类取样，取样效率高，取样质量好。

Description

一种可以自动取样的空气检测设备
技术领域
本发明涉及空气检测技术领域，尤其涉及一种可以自动取样的空气检测设备。
背景技术
空气取样器广泛适用于大气环境监测、地下施工、卫生防疫、劳动保护、科研等单位使用，也可与有关仪器配套使用。通过对采样气体分析，以了解环境被有害气体污染的程度，并向有关主管部门提供污染的实际情况，以采取对策，从而保障人们有个健康的生活环境。
井道内施工，为了施工人员在井道内的施工安全，都会先对井道内的空气进行取样检测，而现有的技术中，都是人直接下井道内对空气进行取样，而容易发生危险，井道深的话，人下去需要花费大量时间，因此亟需研发一种无需人直接下井道进行空气取样，而不容易发生危险，还无需花费大量时间即可将井道内的空气收集到的地下井道的空气检测用取样设备。
经检索，中国专利申请号为CN201711227537.1的专利，公开了一种地下井道的空气检测用取样设备，通过升降装置，无需人直接下到井道内对空气进行取样，达到了无需人直接下井道进行空气取样，而不容易发生危险，还无需花费大量时间即可将井道内的空气收集到的效果。但是上述空气检测用取样设备的取样范围狭小，只能对井口正下侧的空气环境进行检测和取样，对于地下井道深处位置难以检测和取样；另外，现有的空气检测设备不便于分类取样，难以满足多处采样对比的需求。
发明内容
基于现有的空气检测用取样设备的取样范围狭小，只能对井口正下侧的空气环境进行检测和取样，对于地下井道深处位置难以检测和取样；另外，现有的空气检测设备不便于分类取样，难以满足多处采样对比的需求的技术问题，本发明提出了一种可以自动取样的空气检测设备。
本发明提出的一种可以自动取样的空气检测设备，包括空气检测组件，还包括上下两端分别连接有旋翼和落地支架的无人机本体，所述落地支架下半部分包裹有防磨套,所述无人机本体下端固定连接有检测取样一体盒，所述检测取样一体盒侧端设置有取样孔，所述空气检测组件固定连接于检测取样一体盒的内顶端，所述检测取样一体盒内侧设置有齿轮机构、第二平齿轮和取样组件，所述取样组件自上而下依次包括第二密封盘、分类取样盘和第一密封盘，所述第二密封盘和第一密封盘均与检测取样一体盒内壁固定连接，所述分类取样盘贴合于第二密封盘与第一密封盘之间，且分类取样盘上设置有多个围绕其中心圆形分布的取样孔，所述第一密封盘和第二密封盘上分别对应取样孔设置有一个出气孔和进气孔，且进气孔与出气孔始终在一条垂直线上，所述第二平齿轮上端与检测取样一体盒内顶端轴承连接，所述检测取样一体盒内顶端固定连接有微型电动机，所述微型电动机的输出端通过齿轮机构驱动第二平齿轮转动，所述第二平齿轮下端贯穿第二密封盘并与分类取样盘固定连接。
优选地，所述齿轮机构包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮和第一平齿轮，所述第一锥形齿轮与微型电动机的输出轴固定连接，所述第二锥形齿轮固定连接于第一平齿轮上端并与第一锥形齿轮相啮合，所述第一平齿轮下端与第二密封盘轴承连接并与第二平齿轮相啮合。
优选地，所述第一锥形齿轮的轴心与取样孔的轴心相重合，所述第一锥形齿轮远离微型电动机的端部固定连接有第一孔刷，且第一孔刷贴合于取样孔内壁。
优选地，所述第一平齿轮的轴心与进气孔的轴心相重合，所述第一平齿轮远离第二锥形齿轮的端部固定连接有第二孔刷，且第二孔刷贴合于进气孔内壁。
优选地，所述第一密封盘下端固定连接有防护壳，且防护壳内侧设置有风机，所述风机的出气端连接有出气管道，且出气管道贯穿防护壳并延伸至防护壳外侧。
优选地，所述取样孔上下孔口处分别固定连接有第一弹性密封片和第二弹性密封片，所述第一弹性密封片和第二弹性密封片侧端均粘接有软质磁吸片。
优选地，所述无人机本体侧端固定连接有四个缓冲部件，且四个缓冲部件与四个旋翼间隔分布。
优选地，所述缓冲部件自然状态下的端部位于旋翼的外接圆外侧，所述缓冲部件包括缓冲座、压缩弹簧和缓冲翼，所述缓冲座与无人机本体侧端固定连接，所述缓冲座远离无人机本体的端部设置有供缓冲翼滑动的滑槽，所述缓冲翼通过压缩弹簧固定连接于滑槽的内侧。
优选地，所述缓冲翼远离缓冲座的端部设置有球形槽，且球形槽中活动连接有减震球。
优选地，所述滑槽内底端固定连接有压力传感器，所述压缩弹簧与压力传感器固定连接。
本发明中的有益效果为：
1、该可以自动取样的空气检测设备，通过设置的检测取样一体盒，并将检测取样一体盒与无人机相结合，可实现大范围的空气检测和取样，使用更加灵活方便，且通过取样组件的设置，可实现多处空气的自动分类取样，取样效率高，取样质量好。
2、该可以自动取样的空气检测设备，通过在第一锥形齿轮远离微型电动机的端部固定连接第一孔刷，在第一平齿轮远离第二锥形齿轮的端部固定连接第二孔刷，微型电动机驱动第一锥形齿轮转动，其带着第一孔刷清洁取样孔内壁的同时，还通过啮合作用驱动第二锥形齿轮和第一平齿轮转动，从而带着第二孔刷清洁进气孔内壁，可有效防止堵塞。
3、该可以自动取样的空气检测设备，通过在第一密封盘下端固定连接防护壳，且防护壳内侧设置有风机，风机的出气端连接有出气管道，且出气管道贯穿防护壳并延伸至防护壳外侧，利用风机将外部空气与检测取样一体盒内侧的空气进行快速交换，从而实现快速检测和取样。
4、该可以自动取样的空气检测设备，通过在取样孔上下孔口处分别固定连接有第一弹性密封片和第二弹性密封片，第一弹性密封片和第二弹性密封片侧端均粘接有软质磁吸片，可保证第一弹性密封片和第二弹性密封片稳定的密封性，防止取得的气体样本与外界空气发生对流交换。
5、该可以自动取样的空气检测设备，通过在无人机本体侧端固定连接包括缓冲翼、减震球、压缩弹簧和压力传感器的四个缓冲部件，在无人机带着检测取样一体盒在地下井道到处飞行检测取样过程中，会频繁碰撞到井壁，减震球具有较好的滚动作用，减轻撞击，且减震球与井壁接触时可配合压缩弹簧起到较好的缓冲效果；当受到强烈撞击时，压力传感器检测到压力值超过人工预设阈值后，通过内设控制器自动调整整个机体的稳定，保持其稳定飞行，从而稳定进行空气检测和取样。
附图说明
图1为本发明提出的一种可以自动取样的空气检测设备的正面结构示意图；
图2为图1中局部的结构示意图；
图3为本发明提出的一种可以自动取样的空气检测设备的立体图；
图4为本发明提出的一种可以自动取样的空气检测设备的取样组件的结构示意图；
图5为本发明提出的一种可以自动取样的空气检测设备的缓冲部件的结构示意图；
图6为本发明提出的一种可以自动取样的空气检测设备的弹性密封片的结构示意图。
图中：1无人机本体、2旋翼、3缓冲翼、4减震球、5落地支架、6防磨套、7检测取样一体盒、8防护壳、9缓冲座、10压力传感器、11压缩弹簧、12滑槽、13出气管道、14风机、15第一密封盘、16分类取样盘、17第二密封盘、18第二平齿轮、19进气孔、20取样孔、21出气孔、22微型电动机、23第一锥形齿轮、24取样孔、25第一孔刷、26第二锥形齿轮、27第一平齿轮、28第二孔刷、29第一弹性密封片、30第二弹性密封片、31空气检测组件。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
实施例1
参照图1-6，一种可以自动取样的空气检测设备，包括空气检测组件31，还包括上下两端分别连接有旋翼2和落地支架5的无人机本体1，落地支架5下半部分包裹有防磨套6,无人机本体1下端固定连接有检测取样一体盒7，检测取样一体盒7侧端设置有取样孔24，空气检测组件31固定连接于检测取样一体盒7的内顶端，检测取样一体盒7内侧设置有齿轮机构、第二平齿轮18和取样组件，取样组件自上而下依次包括第二密封盘17、分类取样盘16和第一密封盘15，第二密封盘17和第一密封盘15均与检测取样一体盒7内壁固定连接，分类取样盘16贴合于第二密封盘17与第一密封盘15之间，且分类取样盘16上设置有多个围绕其中心圆形分布的取样孔20，第一密封盘15和第二密封盘17上分别对应取样孔20设置有一个出气孔21和进气孔19，且进气孔19与出气孔21始终在一条垂直线上，第二平齿轮18上端与检测取样一体盒7内顶端轴承连接，检测取样一体盒7内顶端固定连接有微型电动机22，微型电动机22的输出端通过齿轮机构驱动第二平齿轮18转动，第二平齿轮18下端贯穿第二密封盘17并与分类取样盘16固定连接；空气检测组件31对周围空气进行实时检测，微型电动机22通过齿轮机构驱动第二平齿轮18转动，第二平齿轮18带着分类取样盘16转动，使得分类取样盘16上的取样孔20对准第一密封盘15和第二密封盘17上的出气孔21和进气孔19，气体经过取样孔20处时被截取储存起来供后期进一步检测比较。
本发明中，齿轮机构包括第一锥形齿轮23、第二锥形齿轮26和第一平齿轮27，第一锥形齿轮23与微型电动机22的输出轴固定连接，第二锥形齿轮26固定连接于第一平齿轮27上端并与第一锥形齿轮23相啮合，第一平齿轮27下端与第二密封盘17轴承连接并与第二平齿轮18相啮合，微型电动机22驱动第一锥形齿轮23转动，第一锥形齿轮23通过第二锥形齿轮26和第一平齿轮27驱动第二平齿轮18转动，第二平齿轮18带着分类取样盘16转动，使得分类取样盘16上的取样孔20对准第一密封盘15和第二密封盘17上的出气孔21和进气孔19，气体经过取样孔20处时被截取储存起来供后期进一步检测比较。
其中，第一锥形齿轮23的轴心与取样孔24的轴心相重合，第一锥形齿轮23远离微型电动机22的端部固定连接有第一孔刷25，且第一孔刷25贴合于取样孔24内壁，第一平齿轮27的轴心与进气孔19的轴心相重合，第一平齿轮27远离第二锥形齿轮26的端部固定连接有第二孔刷28，且第二孔刷28贴合于进气孔19内壁，微型电动机22驱动第一锥形齿轮23转动，其带着第一孔刷25清洁取样孔24内壁的同时，还通过啮合作用驱动第二锥形齿轮26和第一平齿轮27转动，从而带着第二孔刷28清洁进气孔19内壁，可有效防止堵塞。
其中，第一密封盘15下端固定连接有防护壳8，且防护壳8内侧设置有风机14，风机14的出气端连接有出气管道13，且出气管道13贯穿防护壳8并延伸至防护壳8外侧，利用风机14将外部空气与检测取样一体盒7内侧的空气进行快速交换，从而实现快速检测和取样。
其中，取样孔20上下孔口处分别固定连接有第一弹性密封片29和第二弹性密封片30，第一弹性密封片29和第二弹性密封片30侧端均粘接有软质磁吸片，可保证第一弹性密封片29和第二弹性密封片30稳定的密封性，防止取得的气体样本与外界空气发生对流交换。
本发明使用时：利用风机14将外部空气与检测取样一体盒7内侧的空气进行快速交换，空气检测组件31对周围空气进行实时快速检测，微型电动机22驱动第一锥形齿轮23转动，第一锥形齿轮23通过第二锥形齿轮26和第一平齿轮27驱动第二平齿轮18转动，第二平齿轮18带着分类取样盘16转动，使得分类取样盘16上的取样孔20对准第一密封盘15和第二密封盘17上的出气孔21和进气孔19，气体经过取样孔20处时吹开第一弹性密封片29和第二弹性密封片30，气体流经过程中被截取储存起来供后期进一步检测比较，当取样后的取样孔20转至被第一密封盘15和第二密封盘17密封状态下时，第一弹性密封片29和第二弹性密封片30结合软质磁吸片可进一步防止取得的气体样本与外界空气发生对流交换，提高取样质量；微型电动机22继续驱动分类取样盘16转动，进行下一处空气的取样，实现分类取样；取样时，微型电动机22驱动第一锥形齿轮23转动，其带着第一孔刷25清洁取样孔24内壁的同时，还通过啮合作用驱动第二锥形齿轮26和第一平齿轮27转动，从而带着第二孔刷28清洁进气孔19内壁，可有效防止堵塞。
实施例2
参照图1和图5，一种可以自动取样的空气检测设备，本实施例相较于实施例1，还包括无人机本体1侧端固定连接的四个缓冲部件，且四个缓冲部件与四个旋翼2间隔分布，缓冲部件自然状态下的端部位于旋翼2的外接圆外侧，缓冲部件包括缓冲座9、压缩弹簧11和缓冲翼3，缓冲座9与无人机本体1侧端固定连接，缓冲座9远离无人机本体1的端部设置有供缓冲翼3滑动的滑槽12，缓冲翼3通过压缩弹簧11固定连接于滑槽12的内侧，压缩弹簧11和缓冲翼3的设置可减小在无人机带着检测取样一体盒7在地下井道到处飞行检测取样过程中发生碰撞造成的撞伤。
本发明中，缓冲翼3远离缓冲座9的端部设置有球形槽，且球形槽中活动连接有减震球4，无人机带着检测取样一体盒7在地下井道到处飞行检测取样过程中，会频繁碰撞到井壁，减震球4具有较好的滚动作用，减轻撞击，且减震球4与井壁接触时可配合压缩弹簧11起到较好的缓冲效果。
其中，滑槽12内底端固定连接有压力传感器10，压缩弹簧11与压力传感器10固定连接。
本发明使用时：在无人机带着检测取样一体盒7在地下井道到处飞行检测取样过程中，会频繁碰撞到井壁，减震球4具有较好的滚动作用，减轻撞击，且减震球4与井壁接触时可配合压缩弹簧11起到较好的缓冲效果；当受到强烈撞击时，压力传感器10检测到压力值超过人工预设阈值后，通过内设控制器自动调整整个机体的稳定，保持其稳定飞行，从而稳定进行空气检测和取样。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可以自动取样的空气检测设备，包括空气检测组件(31)，其特征在于，还包括上下两端分别连接有旋翼(2)和落地支架(5)的无人机本体(1)，所述落地支架(5)下半部分包裹有防磨套(6),所述无人机本体(1)下端固定连接有检测取样一体盒(7)，所述检测取样一体盒(7)侧端设置有取样孔(24)，所述空气检测组件(31)固定连接于检测取样一体盒(7)的内顶端，所述检测取样一体盒(7)内侧设置有齿轮机构、第二平齿轮(18)和取样组件，所述取样组件自上而下依次包括第二密封盘(17)、分类取样盘(16)和第一密封盘(15)，所述第二密封盘(17)和第一密封盘(15)均与检测取样一体盒(7)内壁固定连接，所述分类取样盘(16)贴合于第二密封盘(17)与第一密封盘(15)之间，且分类取样盘(16)上设置有多个围绕其中心圆形分布的取样孔(20)，所述第一密封盘(15)和第二密封盘(17)上分别对应取样孔(20)设置有一个出气孔(21)和进气孔(19)，且进气孔(19)与出气孔(21)始终在一条垂直线上，所述第二平齿轮(18)上端与检测取样一体盒(7)内顶端轴承连接，所述检测取样一体盒(7)内顶端固定连接有微型电动机(22)，所述微型电动机(22)的输出端通过齿轮机构驱动第二平齿轮(18)转动，所述第二平齿轮(18)下端贯穿第二密封盘(17)并与分类取样盘(16)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述齿轮机构包括第一锥形齿轮(23)、第二锥形齿轮(26)和第一平齿轮(27)，所述第一锥形齿轮(23)与微型电动机(22)的输出轴固定连接，所述第二锥形齿轮(26)固定连接于第一平齿轮(27)上端并与第一锥形齿轮(23)相啮合，所述第一平齿轮(27)下端与第二密封盘(17)轴承连接并与第二平齿轮(18)相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述第一锥形齿轮(23)的轴心与取样孔(24)的轴心相重合，所述第一锥形齿轮(23)远离微型电动机(22)的端部固定连接有第一孔刷(25)，且第一孔刷(25)贴合于取样孔(24)内壁。
4.根据权利要求2所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述第一平齿轮(27)的轴心与进气孔(19)的轴心相重合，所述第一平齿轮(27)远离第二锥形齿轮(26)的端部固定连接有第二孔刷(28)，且第二孔刷(28)贴合于进气孔(19)内壁。
5.根据权利要求2所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述第一密封盘(15)下端固定连接有防护壳(8)，且防护壳(8)内侧设置有风机(14)，所述风机(14)的出气端连接有出气管道(13)，且出气管道(13)贯穿防护壳(8)并延伸至防护壳(8)外侧。
6.根据权利要求5所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述取样孔(20)上下孔口处分别固定连接有第一弹性密封片(29)和第二弹性密封片(30)，所述第一弹性密封片(29)和第二弹性密封片(30)侧端均粘接有软质磁吸片。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述无人机本体(1)侧端固定连接有四个缓冲部件，且四个缓冲部件与四个旋翼(2)间隔分布。
8.根据权利要求7所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述缓冲部件自然状态下的端部位于旋翼(2)的外接圆外侧，所述缓冲部件包括缓冲座(9)、压缩弹簧(11)和缓冲翼(3)，所述缓冲座(9)与无人机本体(1)侧端固定连接，所述缓冲座(9)远离无人机本体(1)的端部设置有供缓冲翼(3)滑动的滑槽(12)，所述缓冲翼(3)通过压缩弹簧(11)固定连接于滑槽(12)的内侧。
9.根据权利要求8所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述缓冲翼(3)远离缓冲座(9)的端部设置有球形槽，且球形槽中活动连接有减震球(4)。
10.根据权利要求9所述的一种可以自动取样的空气检测设备，其特征在于，所述滑槽(12)内底端固定连接有压力传感器(10)，所述压缩弹簧(11)与压力传感器(10)固定连接。
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