CN113371212B - 一种大气污染防治用无人机 - Google Patents

Abstract

一种大气污染防治用无人机，包括无人机主体，所述无人机主体的底部安装有检测主机，所述检测主机包括检测盒，所述检测盒内置有多个相互独立的流通通道，所述流通通道为密封空腔结构，每个流通通道的内部前端开设有进气孔、内部中部设有检测传感器、内部后端设有出气孔，各个流通通道内置的检测传感器所检测的气体种类均不同；每个流通通道的入口端均安装有封堵组件，所述进气孔位于封堵组件的外端，所述检测主机的底面垂直设有天线；本发明各个流通通道能够形成多个单独的检测通道，这可实现整个检测主机单次只有一个流通通道及其内部的检测传感器工作，保证检测精度，避免各个通道的气体相互干扰，同时也可降低检测传感器的工作个数。

Description

一种大气污染防治用无人机

技术领域

本发明属于无人机应用技术领域，特别涉及一种大气污染防治用无人机。

背景技术

大气污染具有“涉及区域范围较大、区域之间污染物传输量大、污染源种类多、污染因子相对复杂”等特点，传统环境监测方式很难确定污染发生的直接源头；因此，随着无人机行业的快速发展，无人机在大气环境治理的应用也越来越广泛；

现有的无人机在采集工业排放废气时，无人机需要进入到到烟气排放区内，使得烟气穿过检测主机，各个传感器开始检测，然而大量的烟气同时进入，会导致检测设备瞬时处理数据较多，数据处理设备功耗较大，传感检测系统运行稳定性不佳。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种大气污染防治用无人机，具体技术方案如下：

一种大气污染防治用无人机，包括无人机主体，所述无人机主体的底部安装有检测主机，所述检测主机包括检测盒，所述检测盒内置有多个相互独立的流通通道，所述流通通道为密封空腔结构，每个流通通道的内部前端开设有进气孔、内部中部设有检测传感器、内部后端设有出气孔，各个流通通道内置的检测传感器所检测的气体种类均不同；

每个流通通道的入口端均安装有封堵组件，所述进气孔位于封堵组件的外端，所述检测主机的底面垂直设有天线。

进一步的，多个所述流通通道之间均平行并列设置，各个流通通道之间通过第一隔板分开，各个第一隔板均垂直固定连接至第二隔板，所述第二隔板与检测盒之间形成独立的控制槽，所述控制槽的内部安装有控制主板。

进一步的，每个所述第一隔板侧壁开设有收纳槽，所述收纳槽的内部转动安装有封堵组件，所述封堵组件用以封堵流通通道的开口处。

进一步的，所述封堵组件包括封堵板和第一转动电机，所述封堵板转动安装于收纳槽内部，所述封堵板的底端连接第一转动电机，所述第一转动电机安装于检测盒的底面，所述第一转动电机用以带动封堵板转动开合。

进一步的，所述检测主机还包括夹持组件、浮动支撑组件，所述浮动支撑组件垂直对称设于检测盒的侧壁，所述浮动支撑组件的外端转动连接夹持组件，所述夹持组件抱箍夹持于无人机主体底部的支腿上。

进一步的，所述检测盒的底面一侧垂直设有天线，所述检测盒的底面垂直设有U型的第一支架，所述第一支架固定于天线的外壁中部。

进一步的，所述检测盒的底面另一侧安装有吸气机构，所述吸气机构用以将烟气传导至各个流通通道的进气孔处。

进一步的，所述吸气机构包括输气软管、吸气软管、盒体、排气扇、充气泵、收卷组件以及牵引绳，所述检测盒的底面另一侧垂直设有第二支架，所述盒体设于第二支架、第一支架之间，所述盒体的内部开设有L型的导气腔，所述导气腔的入口端连接吸气软管、出口端连接输气软管，所述输气软管的出口端连通至各个进气孔，所述盒体的底面垂直设有收卷组件，所述收卷组件的外壁缠绕有牵引绳，所述牵引绳的端部固定连接吸气软管的外端，所述收卷组件用以带动牵引绳、未充气的吸气软管收卷起来，所述吸气软管的内部中心处开设有导气通道，所述导气通道与导气腔连通，所述吸气软管的内部开设有环形封闭结构的充气通道，所述充气通道间隔设于导气通道的外部，所述盒体的内部底部安装有充气泵，所述充气泵的出口端连通三通阀，所述三通阀的出口端连通至充气通道，所述充气泵用以向充气通道内充气。

本发明的有益效果是：

各个流通通道能够形成多个单独的检测通道，这可实现整个检测主机单次只有一个流通通道及其内部的检测传感器工作，保证检测精度，避免各个通道的气体相互干扰，同时也可降低检测传感器的工作个数，降低设备能耗，降低数据处理器的瞬时数据处理量，保证整个数据处理过程能够稳定进行，避免电器设备死机、处理程序卡死。

附图说明

图1示出了本发明的大气污染防治用无人机的结构示意图；

图2示出了本发明的检测主机的内部截面结构示意图；

图3示出了本发明的第一隔板结构示意图；

图4示出了本发明的浮动支撑组件与夹持组件连接结构示意图；

图5示出了本发明的检测主机、吸气机构连接结构示意图；

图6示出了本发明的吸气机构连接结构示意图；

图中所示：1、无人机主体；2、支腿；21、支撑板；3、检测主机；31、检测盒；311、流通通道；3111、进气孔；3112、出气孔；312、第一隔板；3121、收纳槽；313、控制槽；314、第二隔板；32、夹持组件；33、封堵组件；331、封堵板；332、第一转动电机；34、检测传感器；35、控制主板；36、浮动支撑组件；4、吸气机构；41、输气软管；42、吸气软管；421、充气通道；422、导气通道；43、盒体；431、导气腔；44、排气扇；45、充气泵；451、三通阀；46、收卷组件；47、牵引绳；5、第一支架；6、天线；7、第二支架。

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。

实施例

如图1-图2所示，一种大气污染防治用无人机，包括无人机主体1，所述无人机主体1的底部安装有检测主机3，所述检测主机3包括检测盒31，所述检测盒31内置有多个相互独立的流通通道311，所述流通通道311为密封空腔结构，每个流通通道311的内部前端开设有进气孔3111、内部中部设有检测传感器34、内部后端设有出气孔3112，各个流通通道311内置的检测传感器34所检测的气体种类均不同；各个流通通道能够形成多个单独的检测通道，这可实现整个检测主机单次只有一个流通通道及其内部的检测传感器工作，保证检测精度，避免各个通道的气体相互干扰，同时也可降低检测传感器的工作个数，降低设备能耗，降低数据处理器的瞬时数据处理量，保证整个数据处理过程能够稳定进行，避免电器设备死机、处理程序卡死；

每个流通通道311的入口端均安装有封堵组件33，所述进气孔3111位于封堵组件33的外端，所述检测主机3的底面垂直设有天线6；天线朝下设置，可使得天线信号稳定向下传输，不受无人机旋流影响。

如图2所示，多个所述流通通道311之间均平行并列设置，各个流通通道311之间通过第一隔板312分开，各个第一隔板312均垂直固定连接至第二隔板314，所述第二隔板314与检测盒31之间形成独立的控制槽313，所述控制槽313的内部安装有控制主板35；控制主板上集成有数据处理器，第一隔板、第二隔板用以将检测盒划分为多个独立的腔室，控制板安装在独立的控制槽上，可避免大气污染控制主板。

如图3所示，每个所述第一隔板312侧壁开设有收纳槽3121，所述收纳槽3121的内部转动安装有封堵组件33，所述封堵组件33用以封堵流通通道311的开口处；封堵组件用以对各个流通通道进行单独开合控制。

所述封堵组件33包括封堵板331和第一转动电机332，所述封堵板331转动安装于收纳槽3121内部，所述封堵板331的底端连接第一转动电机332，所述第一转动电机332安装于检测盒31的底面，所述第一转动电机332用以带动封堵板331转动开合；收纳槽的设计，可使得转动收起的封堵板能够与第一隔板集成优化为一体，第一转动电机能够驱动封堵板转动。

如图4所示，所述检测主机3还包括夹持组件32、浮动支撑组件36，所述浮动支撑组件36垂直对称设于检测盒31的侧壁，所述浮动支撑组件36的外端转动连接夹持组件32，所述夹持组件32抱箍夹持于无人机主体1底部的支腿2上；两侧的支腿均有前中后三个支杆，夹持组件抱箍安装在中部的支杆上，浮动支撑组件包括滑杆、支撑管以及弹簧，支撑管垂直设于检测盒的侧壁，支撑管的内部滑动嵌入有滑杆，支撑管的内部安装有弹簧，浮动支撑组件能够实现弹性伸缩缓冲，避免无人机的抖动影响检测主体的稳定性；夹持组件与浮动支撑组件之间转动连接且连接处安装有螺钉；夹持组件包括两个转动连接的夹板，两个夹板之间通过锁紧螺钉固定；

中部支杆的外壁设有支撑板21，支撑板能够从底部托起夹持组件，保证夹持组件的稳定性；

如图5所示，所述检测盒31的底面一侧垂直设有天线6，所述检测盒31的底面垂直设有U型的第一支架5，所述第一支架5固定于天线6的外壁中部；U型的第一支架能够对天线进行支撑定位，保证天线的稳定性，避免天线受到风力而折断。

如图5所示，所述检测盒31的底面另一侧安装有吸气机构4，所述吸气机构4用以将烟气传导至各个流通通道311的进气孔处；吸气机构能够将烟气传导至检测盒内。

如图6所示，所述吸气机构4包括输气软管41、吸气软管42、盒体43、排气扇44、充气泵45、收卷组件46以及牵引绳47，所述检测盒31的底面另一侧垂直设有第二支架7，所述盒体43设于第二支架7、第一支架5之间，所述盒体43的内部开设有L型的导气腔431，导气腔431的内部安装有排气扇44，所述导气腔431的入口端连接吸气软管42、出口端连接输气软管41，所述输气软管41的出口端连通至各个进气孔3111；吸气软管、输气软管设于检测盒的外壁，吸气软管可伸入到烟气排放区域的内部，这样可保证无人机在进行检测作业时，无需进入到烟气排放区域内，极大的提高了无人机的作业效率和安全性，从而避免烟气污染、弄脏无人机，也避免烟气的气流影响无人机的正常飞行，同时，烟气能见度有限，会遮挡摄像头，进而影响操作人员的正常操作；

导气腔中的排气扇可负压抽吸烟气，从而改变烟气的正常浮动通道，使得烟气能够通过吸气软管、输气软管传输至检测盒内；

所述盒体43的底面垂直设有收卷组件46，所述收卷组件46的外壁缠绕有牵引绳47，所述牵引绳47的端部固定连接吸气软管42的外端，所述收卷组件46用以带动牵引绳47、未充气的吸气软管42收卷起来；当没充气时，整个吸气软管为松憋状态，位于底部的收卷组件能够收卷牵引绳，进而能够带动外端的吸气软管逐步收卷到收卷组件上，牵引绳能够对吸气软管的外端进行控制；

收卷组件包括转动电机、收卷轮，转动电机可带动收卷轮正反转，进而收卷吸气软管、释放吸气软管；在上升状态，吸气软管收卷到收卷轮上，能够提高无人机上升稳定性，避免吸气软管对无人机的上升稳定性造成影响，吸气软管也不会缠绕到树杈、电线、建筑物上；

所述吸气软管42的内部中心处开设有导气通道422，所述导气通道422与导气腔431连通，所述吸气软管42的内部开设有环形封闭结构的充气通道421，所述充气通道421间隔设于导气通道422的外部，所述盒体43的内部底部安装有充气泵45，所述充气泵45的出口端连通三通阀451，所述三通阀451的出口端连通至充气通道421，所述充气泵45用以向充气通道421内充气；长条形的吸气软管能够被充气至膨胀长条状，且垂直分布在检测盒的侧部，这样可使得无人机与烟气排放区域间隔设置时，吸气软管可伸入到烟气排放区域内，实现吸气软管的自动收放，便于控制、调节；

伸长状态的吸气软管与牵引绳、收卷组件呈三角形分布；

当需要伸长吸气时，三通阀调节至出口与导气通道连通，充气泵将高压气体充入到充气通道内，使得吸气软管伸长；当需要收起时，三通阀调节至出口与泄气口连通，实现泄气；

中心的导气通道用以中心导流烟气，与充气通道相互独立分布。

本发明在实施时：

当需要对烟气进行采集处理时，操作人员控制无人机飞至烟气排放区域的一侧距离2m处，在升降时，未充气状态的吸气软管42、牵引绳47同步收卷到收卷轮上；各个封堵组件33同步转动对流通通道311进行封堵；

随后，无人机悬空停留，第二转动电机带动收卷轮转动下放牵引绳47、吸气软管42，当全部的吸气软管42均下放完毕后，三通阀调节至与充气通道421连通，充气泵45向充气通道421内充气，使得干瘪的吸气软管42被充气至膨胀、长条状态，吸气软管42垂直分布在盒体43的侧部，同时吸气软管42伸入到烟气排放区域内；

随后开始吸气动作，先打开其中一个封堵板331，第一转动电机332带动封堵板331转动收入到收纳槽3121内，启动排气扇44，烟气通过导气通道422、导气腔431、输气软管41排出至进气孔3111，然后烟气在只进入到打开状态的流通通道311内，其内部的检测传感器34会检测烟气中的有害气体浓度，检测传感器检测到的数据传输至控制主板35，然后再通过无线模块传输至地面人员的电脑上，实时采集储存；

当一个气体检测完毕后，另几个封堵组件33再依次单独开合；实现各个有害气体的单独采集；

采集完毕后，三通阀451调节至泄压口，使得充气通道421内的气体流出，吸气软管42转变为干瘪状态，然后转动电机带动收卷轮转动，收卷轮带动牵引绳收起，进而带动吸气软管收卷到收卷轮上，实现自动收起。

需要说明的是，在本文中，如若存在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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上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 (5)

1.一种大气污染防治用无人机，其特征在于：包括无人机主体（1），所述无人机主体（1）的底部安装有检测主机（3），所述检测主机（3）包括检测盒（31），所述检测盒（31）内置有多个相互独立的流通通道（311），所述流通通道（311）为密封空腔结构，每个流通通道（311）的内部前端开设有进气孔（3111）、内部中部设有检测传感器（34）、内部后端设有出气孔（3112），各个流通通道（311）内置的检测传感器（34）所检测的气体种类均不同；

每个流通通道（311）的入口端均安装有封堵组件（33），所述进气孔（3111）位于封堵组件（33）的外端，所述检测主机（3）的底面垂直设有天线（6）；

所述检测盒（31）的底面垂直设有U型的第一支架（5）；

所述检测盒（31）的底面另一侧安装有吸气机构（4），所述吸气机构（4）用以将烟气传导至各个流通通道（311）的进气孔处；

所述吸气机构（4）包括输气软管（41）、吸气软管（42）、盒体（43）、排气扇（44）、充气泵（45）、收卷组件（46）以及牵引绳（47），所述检测盒（31）的底面另一侧垂直设有第二支架（7），所述盒体（43）设于第二支架（7）、第一支架（5）之间，所述盒体（43）的内部开设有L型的导气腔（431），所述导气腔（431）的入口端连接吸气软管（42）、出口端连接输气软管（41），所述输气软管（41）的出口端连通至各个进气孔（3111），所述盒体（43）的底面垂直设有收卷组件（46），所述收卷组件（46）的外壁缠绕有牵引绳（47），所述牵引绳（47）的端部固定连接吸气软管（42）的外端，所述收卷组件（46）用以带动牵引绳（47）、未充气的吸气软管（42）收卷起来，所述吸气软管（42）的内部中心处开设有导气通道（422），所述导气通道（422）与导气腔（431）连通，所述吸气软管（42）的内部开设有环形封闭结构的充气通道（421），所述充气通道（421）间隔设于导气通道（422）的外部，所述盒体（43）的内部底部安装有充气泵（45），所述充气泵（45）的出口端连通三通阀（451），所述三通阀（451）的出口端连通至充气通道（421），所述充气泵（45）用以向充气通道（421）内充气。

2.根据权利要求1所述的一种大气污染防治用无人机，其特征在于：多个所述流通通道（311）之间均平行并列设置，各个流通通道（311）之间通过第一隔板（312）分开，各个第一隔板（312）均垂直固定连接至第二隔板（314），所述第二隔板（314）与检测盒（31）之间形成独立的控制槽（313），所述控制槽（313）的内部安装有控制主板（35）。

3.根据权利要求2所述的一种大气污染防治用无人机，其特征在于：每个所述第一隔板（312）侧壁开设有收纳槽（3121），所述收纳槽（3121）的内部转动安装有封堵组件（33），所述封堵组件（33）用以封堵流通通道（311）的开口处。

4.根据权利要求3所述的一种大气污染防治用无人机，其特征在于：所述封堵组件（33）包括封堵板（331）和第一转动电机（332），所述封堵板（331）转动安装于收纳槽（3121）内部，所述封堵板（331）的底端连接第一转动电机（332），所述第一转动电机（332）安装于检测盒（31）的底面，所述第一转动电机（332）用以带动封堵板（331）转动开合。

5.根据权利要求4所述的一种大气污染防治用无人机，其特征在于：所述检测主机（3）还包括夹持组件（32）、浮动支撑组件（36），所述浮动支撑组件（36）垂直对称设于检测盒（31）的侧壁，所述浮动支撑组件（36）的外端转动连接夹持组件（32），所述夹持组件（32）抱箍夹持于无人机主体（1）底部的支腿（2）上。