CN114280032A - 一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，该基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，包括无人机载体、收线机构、八个机械臂和采样瓶组件。所述收线机构设置在无人机载体的底部，八个机械臂以收线机构为中心等角度设置在收线机构侧面。所述采样瓶组件与机械臂一一对应，所述采样瓶组件与机械臂可拆卸式卡接。该基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，通过设置的无人机载体、收线机构、八个机械臂和采样瓶组件相互配合。可以本发明具有悬浮在空中就可以进行水取样工作的功能，有效解决浮在水面上取样的局限性，同时还可以通过重力加速，使得取样器深入水下深处。方便人员进行深水取样工作。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测设备技术领域，具体为一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机。
背景技术
在水质监测过程中，由于人员地面水面监测较为麻烦复杂。因此通过和无人机与水质取样结合，这样一来，利用空中移动优势，可以无视地形和距离快速抵达取样点，方便人员的使用。
然而无人机的取样一般都是将无人机降落到水面上，再进行水样提取。但遇到水流湍急的情况，直接将无人机落在水面容易出现突发情况。而且其起飞也较为困难。同时无人机取样由于其体积有限，仅仅是在水面或者浅水层进行取样，并不能完成对于深水层处的水取样。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，包括无人机载体、收线机构、八个机械臂和采样瓶组件。所述收线机构设置在无人机载体的底部，八个机械臂以收线机构为中心等角度设置在收线机构侧面。所述采样瓶组件与机械臂一一对应，所述采样瓶组件与机械臂可拆卸式卡接。
优选的，所述采样瓶组件包括撞击头、壳体、浅层取样容腔、滑道槽、滑杆、接头和装有非牛顿流体的非牛顿流体箱。所述壳体与机械臂可拆卸式卡接，所述浮漂通过导线与收线机构相连，所述滑道槽设置在壳体侧面内壁上。所述滑杆设置在滑道槽内，所述滑杆一端与浮漂相连，另一端与接头相连。所述浮漂设置在壳体的顶部，所述接头与滑动配合在滑道槽内。所述非牛顿流体箱设置在壳体的底部，所述撞击头滑动配合在非牛顿流体箱内。所述撞击头与非牛顿流体相接触，所述接头位于非牛顿流体箱内并与插入非牛顿流体中。
优选的，所述采样瓶组件还包括浅层取样容腔、深层取样容腔、塞头、转动电机、套筒和活动杆。所述浅层取样容腔设置在壳体内，所述深层取样容腔设置在浅层取样容腔旁边。所述浅层取样容腔通过开口与深层取样容腔相通，所述套筒一端竖直设置在浅层取样容腔内，另一端穿过非牛顿流体箱和撞击头并延伸至撞击头外。所述活动杆插接在套筒内，所述塞头与浅层取样容腔的内壁紧密贴合。所述塞头与开口相对应。
优选的，所述采样瓶组件还包括导流扇叶，所述导流扇叶设置在浮漂的侧面。
优选的，所述机械臂包括转动电机、支臂、驱动电机、连接架和夹具。所述转动电机设置在收线机构，所述支臂与转动电机的输出端相连。所述连接架设置在支臂远离转动电机的一端上，所述驱动电机设置在连接架上。所述夹具与驱动电机联动连接，所述壳体与夹具可拆卸式卡接。
优选的，所述机械臂还包括转轮和主电机，所述主电机设置在支臂上。所述转轮设置在主电机的输出端上，所述转轮与壳体相接触。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机。具备以下有益效果：
1、该基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，通过设置的无人机载体、收线机构、八个机械臂和采样瓶组件相互配合。可以本发明具有悬浮在空中就可以进行水取样工作的功能，有效解决浮在水面上取样的局限性，同时还可以通过重力加速，使得取样器深入水下深处。方便人员进行深水取样工作。
附图说明
图1为本发明第一立体图；
图2为本发明第二立体图；
图3为本发明第一局部部件立体图；
图4为本发明第二局部部件立体图；
图5为本发明第三局部部件立体图。
图中：1无人机载体、2机械臂、3收线机构、4采样瓶组件、5驱动电机、6夹具、7壳体、8转轮、9连接架、10主电机、11支臂、12转动电机、13塞头、14撞击头、15导流扇叶、16浅层取样容腔、17深层取样容腔、18开口、19活动杆、20套筒、21非牛顿流体箱、22接头、23滑杆、24滑道槽、25浮漂。
具体实施方式
本发明实施例提供一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，如图1-5所示，包括无人机载体1、收线机构3、八个机械臂2和采样瓶组件4。收线机构3设置在无人机载体1的底部，八个机械臂2以收线机构3为中心等角度设置在收线机构3侧面。采样瓶组件4与机械臂2一一对应，采样瓶组件4与机械臂2可拆卸式卡接。
采样瓶组件4包括撞击头14、壳体7、浅层取样容腔16、滑道槽24、滑杆23、接头22和装有非牛顿流体的非牛顿流体箱21。壳体7与机械臂2可拆卸式卡接，浮漂25通过导线与收线机构3相连，滑道槽24设置在壳体7侧面内壁上。滑杆23设置在滑道槽24内，滑杆23一端与浮漂25相连，另一端与接头22相连。浮漂25设置在壳体7的顶部，接头22与滑动配合在滑道槽24内。非牛顿流体箱21设置在壳体7的底部，撞击头14滑动配合在非牛顿流体箱21内。撞击头14与非牛顿流体相接触，接头22位于非牛顿流体箱21内并与插入非牛顿流体中。
通过设置的撞击头14、壳体7、浅层取样容腔16、滑道槽24、滑杆23、接头22和装有非牛顿流体的非牛顿流体箱21相互配合，撞击头14受到水的阻力迫使其向非牛顿流体箱21内移动，进而突然挤压非牛顿流体箱21内非牛顿流体，迫使其变成固体，进而将滑道槽24上的接头22同时凝固其中，因此浮漂25入水后，虽然受到水的浮力，但是由于粘有非牛顿流体的接头22无法进入滑道槽24中，进而卡住固定。有效防止浅层水挤入壳体7内，方便人员的使用。
采样瓶组件4还包括浅层取样容腔16、深层取样容腔17、塞头13、转动电机12、套筒20和活动杆19。浅层取样容腔16设置在壳体7内，深层取样容腔17设置在浅层取样容腔16旁边。浅层取样容腔16通过开口18与深层取样容腔17相通，套筒20一端竖直设置在浅层取样容腔16内，另一端穿过非牛顿流体箱21和撞击头14并延伸至撞击头14外。活动杆19插接在套筒20内，塞头13与浅层取样容腔16的内壁紧密贴合。塞头13与开口18相对应。
通过设置浅层取样容腔16、深层取样容腔17相互配合，可以在让本发明先对深层水进行取样，取样后利用快速上移进而带动水的压力，迫使塞头13将深层取样容腔17的开口堵住，这样在移动到浅层后，其浅层取样容腔16自动承装浅层水。方便人员的使用。
采样瓶组件4还包括导流扇叶15，导流扇叶15设置在浮漂25的侧面。
机械臂2包括转动电机12、支臂11、驱动电机5、连接架9和夹具6。转动电机12设置在收线机构3，支臂11与转动电机12的输出端相连。连接架9设置在支臂11远离转动电机12的一端上，驱动电机5设置在连接架9上。夹具6与驱动电机5联动连接，壳体7与夹具6可拆卸式卡接。
机械臂2还包括转轮8和主电机10，主电机10设置在支臂11上。转轮8设置在主电机10的输出端上，转轮8与壳体7相接触。
工作原理：使用时，首先通过带有的多个采样瓶组件4当成起落架，而当无人机需要浮在水面上时，可以通过支臂11转动，使得多个浮漂横向设置在无人机载体1周围，使得无人机载体1浮在水面上同时，利用主电机10带动转轮8，使得采样瓶组件4转动。进而让导流扇叶15在水中转动，使得其产生向指定方向移动的作用。
当需要在湍急水中进行深浅两层水取样时，可以让无人机载体1悬浮在上空，接着松开夹具6，迫使采样瓶组件4掉落，在重心调整和采样瓶组件4的调整下，竖直掉入水中，在与水接触时，此时撞击头14受到水的阻力迫使其向非牛顿流体箱21内移动，进而突然挤压非牛顿流体箱21内非牛顿流体，迫使其变成固体，进而将滑道槽24上的接头22同时凝固其中，因此浮漂25入水后，虽然受到水的浮力，但是由于粘有非牛顿流体的接头22无法进入滑道槽24中，进而卡住固定，当深入一段时间后，由于非牛顿流体在没有压力下变成液体，进而解放接头22，使得其进入滑道槽24，进而让浮漂25与壳体7分离。
此时水流入浅层取样容腔16中，同时通过塞头13也是浮起状，进而让水通过开口18进入深层取样容腔17内，当拉动采样瓶组件4上移时，其水压力口试塞头13下移，并卡在开口18上，此时深层取样容腔17完全密封，并移动到浅水层，此时浅层取样容腔16中充满水样品后直接拉出水面。
综上所述，该基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，通过设置的无人机载体1、收线机构3、八个机械臂2和采样瓶组件4相互配合。可以本发明具有悬浮在空中就可以进行水取样工作的功能，有效解决浮在水面上取样的局限性，同时还可以通过重力加速，使得取样器深入水下深处。方便人员进行深水取样工作。
Claims (6)
1.一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，其特征在于：包括无人机载体(1)、收线机构(3)、八个机械臂(2)和采样瓶组件(4)，所述收线机构(3)设置在无人机载体(1)的底部，八个机械臂(2)以收线机构(3)为中心等角度设置在收线机构(3)侧面，所述采样瓶组件(4)与机械臂(2)一一对应，所述采样瓶组件(4)与机械臂(2)可拆卸式卡接。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，其特征在于：所述采样瓶组件(4)包括撞击头(14)、壳体(7)、浅层取样容腔(16)、滑道槽(24)、滑杆(23)、接头(22)和装有非牛顿流体的非牛顿流体箱(21)，所述壳体(7)与机械臂(2)可拆卸式卡接，所述浮漂(25)通过导线与收线机构(3)相连，所述滑道槽(24)设置在壳体(7)侧面内壁上，所述滑杆(23)设置在滑道槽(24)内，所述滑杆(23)一端与浮漂(25)相连，另一端与接头(22)相连，所述浮漂(25)设置在壳体(7)的顶部，所述接头(22)与滑动配合在滑道槽(24)内，所述非牛顿流体箱(21)设置在壳体(7)的底部，所述撞击头(14)滑动配合在非牛顿流体箱(21)内，所述撞击头(14)与非牛顿流体相接触，所述接头(22)位于非牛顿流体箱(21)内并与插入非牛顿流体中。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，其特征在于：所述采样瓶组件(4)还包括浅层取样容腔(16)、深层取样容腔(17)、塞头(13)、转动电机(12)、套筒(20)和活动杆(19)，所述浅层取样容腔(16)设置在壳体(7)内，所述深层取样容腔(17)设置在浅层取样容腔(16)旁边，所述浅层取样容腔(16)通过开口(18)与深层取样容腔(17)相通，所述套筒(20)一端竖直设置在浅层取样容腔(16)内，另一端穿过非牛顿流体箱(21)和撞击头(14)并延伸至撞击头(14)外，所述活动杆(19)插接在套筒(20)内，所述塞头(13)与浅层取样容腔(16)的内壁紧密贴合，所述塞头(13)与开口(18)相对应。
4.根据权利要求3所述的一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，其特征在于：所述采样瓶组件(4)还包括导流扇叶(15)，所述导流扇叶(15)设置在浮漂(25)的侧面。
5.根据权利要求4所述的一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，其特征在于：所述机械臂(2)包括转动电机(12)、支臂(11)、驱动电机(5)、连接架(9)和夹具(6)，所述转动电机(12)设置在收线机构(3)，所述支臂(11)与转动电机(12)的输出端相连，所述连接架(9)设置在支臂(11)远离转动电机(12)的一端上，所述驱动电机(5)设置在连接架(9)上，所述夹具(6)与驱动电机(5)联动连接，所述壳体(7)与夹具(6)可拆卸式卡接。
6.根据权利要求5所述的一种基于激光诱导击穿光谱技术的水质检测无人机，其特征在于：所述机械臂(2)还包括转轮(8)和主电机(10)，所述主电机(10)设置在支臂(11)上，所述转轮(8)设置在主电机(10)的输出端上，所述转轮(8)与壳体(7)相接触。
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| CN117091886A (zh) * | 2023-10-20 | 2023-11-21 | 四川省绵阳生态环境监测中心站 | 一种山地土壤自动采样系统 |
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2021
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| CN116593226B (zh) * | 2023-07-14 | 2023-10-13 | 哈尔滨学院 | 一种用于建模的污染物分布立体监测装置 |
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