CN113911381A - 一种监测大气参数的多旋翼无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种监测大气参数的多旋翼无人机，包括：机身、防护箱、盖板、主控制器、监测仪和多个机翼，多个机翼连接在机身周侧，且均匀分布；防护箱安装在机身底部，主控制器安装在防护箱上，盖板设置在防护箱底端的开口处，防护箱底端两侧的外壁上均安装有旋转电机，旋转电机的输出轴伸入防护箱内，并与盖板相连；监测仪固定安装在盖板上。本发明结构简单，使用方便，不仅能够方便完成大气参数的准确监测，而且在监测仪不使用时，能够对监测仪进行有效防护。

Description

一种监测大气参数的多旋翼无人机
技术领域
本发明属于无人机技术领域，更具体的说是涉及一种监测大气参数的多旋翼无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。随着无人机技术的发展，无人机在各个专业领域的便利性逐步显露出来，在大气参数监测方面的应用形成一个新的领域。现有的大气参数监测用无人机，在使用时，监测仪与无人机之间的固定往往通过螺钉固定在机身上，监测仪在不使用时，无法对监测仪进行有效防护，既容易造成对监测仪的灰尘污染，又存在碰撞产生损伤的问题。
因此，如何提供一种能够有效防护监测仪的监测大气参数的多旋翼无人机是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种监测大气参数的多旋翼无人机，结构简单，使用方便，不仅能够方便完成大气参数的准确监测，而且在监测仪不使用时，能够对监测仪进行有效防护。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种监测大气参数的多旋翼无人机，包括：机身、防护箱、盖板、主控制器、监测仪和多个机翼，其中，多个所述机翼连接在机身周侧，且均匀分布；所述防护箱安装在所述机身底部，所述主控制器安装在所述防护箱上，所述盖板设置在所述防护箱底端的开口处，所述防护箱底端两侧的外壁上均安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴伸入所述防护箱内，并与所述盖板相连；所述监测仪固定安装在所述盖板上。
优选的，所述监测仪包括采集模块、摄像装置、控制模块和存储模块，所述采集模块、所述摄像装置和所述存储模块均与所述控制模块电连接。
优选的，所述采集模块包括气体传感器组件、固定式微型传感器组件和圆形可插拔传感器组件；所述气体传感器组件包括CO传感器、H2S传感器、SO2传感器、NO2传感器、NO传感器、Cl2传感器、HCN传感器、NH3传感器、PH3传感器、ClO2传感器、HCL传感器和VOC传感器中的至少一种；所述固定式微型传感器组件包括温湿度传感器、小型光学颗粒物传感器和微型大量程非分散红外线二氧化碳传感器中的至少一种；所述圆形可插拔传感器组件包括电化学传感器和PID紫外光学检测VOC的传感器中的至少一种。
优选的，所述监测仪还包括无线通信模块，所述控制模块通过所述无线通信模块连接有远程监测中心。
优选的，所述机身顶部安装有防摔机构，所述机身内部设置有电源和电量检测模块，所述电源通过所述电量检测模块与所述主控制器相连，当电源电量低于设定值时，主控制器控制防摔机构动作。
优选的，所述防摔机构包括防护罩体、降落伞、防护罩盖和气体发生器，所述防护罩体固定在所述机身顶部，所述气体发生器设置在所述防护罩体内部，所述降落伞设置在所述防护罩体内，并通过伞绳与所述防护罩体相连；所述防护罩盖安装在所述降落伞顶部，并扣设在所述防护罩体顶部。
优选的，所述机翼包括连接臂、机臂、伺服电机和螺旋桨，所述连接臂一端与所述机身相连，另一端与所述机臂相连，所述机臂远离所述连接臂的一端与所述伺服电机相连，所述伺服电机的输出端与所述螺旋桨相连。
优选的，所述机臂的内径等于所述连接臂的外径，所述连接臂穿插在所述机臂内，并通过紧固件固定。
优选的，所述机身底端两侧均安装有支架。
优选的，所述支架包括固定杆、连接杆、套管、弹簧、三通接头和支撑杆，其中，所述固定杆与所述机身相连，所述连接杆一端与所述固定杆相连，另一端伸入所述套管内，所述套管一端与所述三通接头的一个接头相连，所述支撑杆穿插在所述三通接头的另两个接头内；所述弹簧套设在所述连接杆上，一端与所述固定杆相连，另一端与所述套管相连。
本发明的有益效果在于：
本发明结构简单，通过监测仪能够实时、准确的对大气参数进行监测；在监测仪不使用时，旋转电机带动盖板翻转使监测仪置于防护箱内部，能够对监测仪进行有效防护，在监测仪使用时，旋转电机带动盖板翻转使监测仪置于防护箱外侧，对大气参数进行监测，操作简单便捷。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的结构示意图。
图2附图为本发明防摔机构的结构示意图。
图3附图为本发明防摔机构打开时的状态图。
图4附图为本发明机翼的结构示意图。
图5附图为本发明支架的结构示意图。
图6附图为本发明监测仪的结构框图。
其中，图中：
1-机身；2-防护箱；3-盖板；5-监测仪；6-多个机翼；7-旋转电机；8-防摔机构；9-防护罩体；10-降落伞；11-防护罩盖；12-气体发生器；13-伞绳；14-连接臂；15-机臂；16-伺服电机；17-螺旋桨；18-紧固件；19-支架；20-固定杆；21-连接杆；22-套管；23-弹簧；24-三通接头；25-支撑杆。
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。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。
请参阅附图1，本发明提供了一种监测大气参数的多旋翼无人机，包括：机身1、防护箱2、盖板3、主控制器、监测仪5和多个机翼6，其中，多个机翼6连接在机身1周侧，且均匀分布；防护箱2安装在机身1底部，主控制器安装在防护箱2上，盖板3设置在防护箱1底端的开口处，防护箱2底端两侧的外壁上均安装有旋转电机7，旋转电机7的输出轴伸入防护箱2内，并与盖板3相连；监测仪5固定安装在盖板3上。盖板3的尺寸大小等于防护箱开口的尺寸大小，从而在监测仪5置于防护箱2内部时，能够大大减少粉尘、湿气的进入，从而对监测仪5起到较好的防护作用。
参考附图6，监测仪5包括采集模块、摄像装置、控制模块和存储模块，采集模块、摄像装置和存储模块均与控制模块电连接；通过采集模块可采集大气中的多种环境参数，摄像装置用于采集大气环境的视频数据，控制模块接收到多种环境参数与视频数据后，通过存储模块进行数据存储，以便于后续的调取与查看。
采集模块包括气体传感器组件、固定式微型传感器组件和圆形可插拔传感器组件；气体传感器组件包括CO传感器、H2S传感器、SO2传感器、NO2传感器、NO传感器、Cl2传感器、HCN传感器、NH3传感器、PH3传感器、ClO2传感器、HCL传感器和VOC传感器中的至少一种；固定式微型传感器组件包括温湿度传感器、小型光学颗粒物传感器和微型大量程非分散红外线二氧化碳传感器中的至少一种；圆形可插拔传感器组件包括电化学传感器和PID紫外光学检测VOC的传感器中的至少一种。当检测大气环境质量时，需要小量程高灵敏度电化学传感器，按照国家标准，选择小量程高灵敏度的一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧传感器，外加VOC传感器；当监测大气污染气体时，可选择相应气体的电化学传感器进行组合，选择适当大于国家标准中排放浓度限值的量程。因此，本发明既可监测大气环境质量，也可以监测大气污染物排放浓度。通过多种传感器对大气中多项数据进行监测，使得数据更加全面。
本实施例中，监测仪5还包括定位模块，定位模块与控制模块电连接，通过定位模块能够对无人机进行精确定位，从而能够使人们快速了解无人机所处地理位置处的大气参数。
本实施例中，监测仪5还包括无线通信模块，控制模块通过无线通信模块连接有远程监测中心，通过无线通信模块可将监测仪采集的多种环境参数、视频数据及无人机的地理位置信息传输至远程监测中心，便于人们及时了解大气环境。无线通信模块可以采用公网无线传输，如GPRS、3G、4G、WIFI等网络连接方式，或使用专网无线传输，如WIFI或ZigBee等通讯方式。
参考附图2和图3，机身1顶部安装有防摔机构8，机身1内部设置有电源和电量检测模块，电源通过电量检测模块与主控制器相连，当电源电量低于设定值时，主控制器控制防摔机构8动作。电量检测模块用于检测电源的剩余电量，当电源剩余电量低于5％时，主控制器控制防摔机构8打开，避免无人机断电后直接坠落损坏的问题。
防摔机构8包括防护罩体9、降落伞10、防护罩盖11和气体发生器12，防护罩体9固定在机身1顶部，气体发生器12设置在防护罩体9内部，并与主控制器电连接，降落伞10设置在防护罩体9内，并通过伞绳13与防护罩体9相连，伞绳13设置有多个，呈环形阵列分布，防护罩盖11安装在降落伞10顶部，并扣设在防护罩体9顶部。当电源剩余电量低于5％时，主控制器控制气体发生器12快速产生大量气体，大量气体推动降落伞10向上移动，使防护罩盖11与防护罩体9脱离，降落伞10快速弹出，避免无人机断电后直接坠落损坏的问题，解决了现有的监测大气参数的多旋翼无人机难以在断电后平稳着陆的问题。
参考附图4，机翼6包括连接臂14、机臂15、伺服电机16和螺旋桨17，连接臂14一端与机身1相连，另一端与机臂15相连，机臂15远离连接臂14的一端与伺服电机16相连，伺服电机16的输出端与螺旋桨17相连。机臂15的内径等于连接臂14的外径，连接臂14穿插在机臂15内，并通过紧固件18固定。紧固件18包括直线段和两个弯折段，两个弯折段分别铰接在直线段的两端，直线段的长度略大于机臂的外径。连接臂与机臂上均设置有大小形状相同的条形孔。将连接臂14与机臂15连接时，首先将连接臂14穿插在机臂15内，将连接臂14上的条形孔与机臂15上的条形孔对齐，然后将紧固件18依次贯穿连接臂14与机臂15的条形孔，再将弯折段向机臂15方向弯折，从而实现连接臂14与机臂15的紧固连接，便于机翼6的拆卸与安装，在不使用时，方便存放，节省存放空间。
参考附图5，机身1底端两侧均安装有支架19。支架19包括固定杆20、连接杆21、套管22、弹簧23、三通接头24和支撑杆25，其中，固定杆20与机身1相连，连接杆21一端与固定杆20相连，另一端伸入套管22内，套管22一端与三通接头24的一个接头相连，支撑杆25穿插在三通接头24的另两个接头内，且支撑杆25上可套设防滑耐磨套；弹簧23套设在连接杆21上，一端与固定杆20相连，另一端与套管22相连。套管22靠近弹簧23的一端设置有卡环，避免连接杆21抽出。
当多旋翼无人机着陆时，支撑杆25与地面接触后，地面的冲击作用会沿着套管22向机身1传递，当冲击传递到弹簧23位置处时，固定杆20和套管22会挤压弹簧23，弹簧23会衰减来自地面的冲击，连接杆21一端穿插在套管22内，另一端与固定杆20相连，所以连接杆21会在套管22内随着弹簧23的变形来回稳定运动，弹簧23的形变根据多旋翼无人机的重量，然后结合弹簧23的刚度来确定，这样通过弹簧23的形变衰减来自地面的冲击，较少冲击传递到机身1，起到一定程度的减震效果，能够帮助无人机平稳落地。
本发明结构简单，通过监测仪能够实时、准确的对大气参数进行监测；在监测仪不使用时，旋转电机带动盖板翻转使监测仪置于防护箱内部，能够对监测仪进行有效防护，在监测仪使用时，旋转电机带动盖板翻转使监测仪置于防护箱外侧，对大气参数进行监测，操作简单便捷。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，包括：机身、防护箱、盖板、主控制器、监测仪和多个机翼，其中，多个所述机翼连接在机身周侧，且均匀分布；所述防护箱安装在所述机身底部，所述主控制器安装在所述防护箱上，所述盖板设置在所述防护箱底端的开口处，所述防护箱底端两侧的外壁上均安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴伸入所述防护箱内，并与所述盖板相连；所述监测仪固定安装在所述盖板上。
2.根据权利要求1所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述监测仪包括采集模块、摄像装置、控制模块和存储模块，所述采集模块、所述摄像装置和所述存储模块均与所述控制模块电连接。
3.根据权利要求2所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述采集模块包括气体传感器组件、固定式微型传感器组件和圆形可插拔传感器组件；所述气体传感器组件包括CO传感器、H2S传感器、SO2传感器、NO2传感器、NO传感器、Cl2传感器、HCN传感器、NH3传感器、PH3传感器、ClO2传感器、HCL传感器和VOC传感器中的至少一种；所述固定式微型传感器组件包括温湿度传感器、小型光学颗粒物传感器和微型大量程非分散红外线二氧化碳传感器中的至少一种；所述圆形可插拔传感器组件包括电化学传感器和PID紫外光学检测VOC的传感器中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述监测仪还包括无线通信模块，所述控制模块通过所述无线通信模块连接有远程监测中心。
5.根据权利要求1所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述机身顶部安装有防摔机构，所述机身内部设置有电源和电量检测模块，所述电源通过所述电量检测模块与所述主控制器相连，当电源电量低于设定值时，主控制器控制防摔机构动作。
6.根据权利要求5所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述防摔机构包括防护罩体、降落伞、防护罩盖和气体发生器，所述防护罩体固定在所述机身顶部，所述气体发生器设置在所述防护罩体内部，所述降落伞设置在所述防护罩体内，并通过伞绳与所述防护罩体相连；所述防护罩盖安装在所述降落伞顶部，并扣设在所述防护罩体顶部。
7.根据权利要求1所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述机翼包括连接臂、机臂、伺服电机和螺旋桨，所述连接臂一端与所述机身相连，另一端与所述机臂相连，所述机臂远离所述连接臂的一端与所述伺服电机相连，所述伺服电机的输出端与所述螺旋桨相连。
8.根据权利要求7所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述机臂的内径等于所述连接臂的外径，所述连接臂穿插在所述机臂内，并通过紧固件固定。
9.根据权利要求1所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述机身底端两侧均安装有支架。
10.根据权利要求9所述的一种监测大气参数的多旋翼无人机，其特征在于，所述支架包括固定杆、连接杆、套管、弹簧、三通接头和支撑杆，其中，所述固定杆与所述机身相连，所述连接杆一端与所述固定杆相连，另一端伸入所述套管内，所述套管一端与所述三通接头的一个接头相连，所述支撑杆穿插在所述三通接头的另两个接头内；所述弹簧套设在所述连接杆上，一端与所述固定杆相连，另一端与所述套管相连。
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