CN114414318A - 一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置 - Google Patents

一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置，包括无人机本体、吊舱、动力组件和真空采样组件；真空采样组件设置在吊舱中，主要包括真空采样容器，真空采样容器上设置有负压采样口，负压采样口上设置有密封塞，密封塞上设置有拉杆，拉杆上套设有弹簧，弹簧的两端分别端抵在密封塞和靠板上，靠板通过两侧的支架连接在真空采样容器，靠板上设置有导向孔，拉杆外端贯穿导向孔后与动力组件连接。本发明基于无人机平台的技术基础上采用真空负压原理对大气环境中空气样品进行采集，采集过程中快速高效、灵活性高；整个设备装配、拆卸方便快捷，能够适应于不同的工况情况下的作业，使得无人机在大气环境监测领域得到进一步的发展和突破。

Description

一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置
技术领域
本发明涉及大气环境质量监测领域，尤其涉及一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置。
背景技术
大气环境监测是对大气环境中污染物浓度观察、变化分析和环境影响测定的过程。大气污染监测是测定大气中污染物的种类及其浓度，并观察其时空分布和变化规律。随着工业化的发展，自然环境的破坏越来越严重，大气环境恶化很快，尤其是北方秋冬季灰霾频发，对公众的影响很大，为了能够对大气环境中的进行空气检测，急需一种能够对大气环境样品采集的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置，可以对大气环境中空气样品进行采集。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置，包括无人机本体、吊舱、动力组件和真空采样组件，所述吊舱设置在所述无人机本体的机腹部；所述动力组件设置在所述吊舱的端部；所述真空采样组件设置在所述吊舱中，所述真空采样组件包括真空采样容器，所述真空采样容器上设置有负压采样口，所述负压采样口上设置有密封塞，所述密封塞上设置有拉杆，所述拉杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端抵在所述密封塞上，另一端抵在靠板上，所述靠板通过两侧的支架连接在所述真空采样容器，所述靠板上设置有导向孔，所述拉杆外端贯穿所述导向孔后与所述动力组件连接。
进一步的，所述吊舱包括舱体，所述真空采样容器设置在所述舱体中，所述舱体的顶部设置有连接座，所述连接座与所述无人机本体的机腹部连接。
进一步的，所述舱体与所述真空采样容器均为圆筒形结构。
进一步的，所述负压采样口开设在所述真空采样容器的一端，所述真空采样容器的另一端设置有充放气管，所述充放气管上设置有气阀。
进一步的，所述靠板的底部设置有限位固定板，所述舱体的外壁上设置有连接板，所述限位固定板与所述连接板通过螺栓固定。
进一步的，所述动力组件包括舵机，所述舵机固定在所述连接座上，所述舵机的动力输出轴通过连杆组件带动所述拉杆向外侧滑动。
进一步的，所述连杆组件包括摆臂，所述摆臂固定在所述舵机的动力输出轴上，所述摆臂的摆动端铰接有滑套，所述滑套滑动套设在拨杆上，所述拨杆的下端与拨叉连接，所述拨叉呈门型结构，所述拨叉两竖直部的下端铰接在所述靠板上，且所述拨叉的两竖直部上设置有滑孔，所述滑孔中设置有拨轴，所述拨轴固定在所述拉杆上。
进一步的，所述无人机本体的机腹部设置有两个所述吊舱。
进一步的，两个所述吊舱之间设置有摄像装置，所述摄像装置设置在所述无人机本体上。
进一步的，所述无人机本体为多旋翼无人机。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明基于无人机平台的技术基础上采用真空负压原理对大气环境中空气样品进行采集，采集过程中快速高效、灵活性高；整个设备装配、拆卸方便快捷，能够适应于不同的工况情况下的作业，使得无人机在大气环境监测领域得到进一步的发展和突破。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例中基于无人机平台的大气环境样品采集装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中真空采样组件的结构示意图；
图3为本发明实施例中吊舱的结构示意图；
图4为本发明实施例中真空采样容器与舱体安装固定示意图；
图5为本发明实施例中动力组件的结构示意图。
附图标记说明：1、无人机本体；2、吊舱；201、舱体；201-1、连接板；202、连接座；3、动力组件；301、舵机；302、连杆组件；302-1、摆臂；302-2、拨杆；302-3、拨叉；302-4、滑孔；302-5、拨轴；302-6、滑套；4、真空采样组件；401、真空采样容器；402、负压采样口；403、密封塞；404、拉杆；405、弹簧；406、靠板；406-1、限位固定板；407、支架；408、导向孔；409、充放气管；410、气阀；5、摄像装置。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。
如图1所示，本实施例中公开了一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置，包括无人机本体1、吊舱2、动力组件3和真空采样组件4。吊舱2设置在无人机本体1的机腹部；动力组件3设置在吊舱2的端部；真空采样组件4设置在吊舱2中。
如图2所示，真空采样组件4包括真空采样容器401，真空采样容器401上设置有负压采样口402，负压采样口402上设置有密封塞403，密封塞403上设置有拉杆404，拉杆404上套设有弹簧405，弹簧405的一端抵在密封塞403上，另一端抵在靠板406上，靠板406通过两侧的支架407连接在真空采样容器401，靠板406上设置有导向孔408，拉杆404外端贯穿导向孔408后与动力组件3连接。
在自然状态下，通过密封塞403顶紧负压采样口402，使得真空采样容器401始终处于真空状态，采样时，通过动力组件3向外侧拉拉杆404，使得密封塞403与负压采样口402之间解除封堵密闭状态，外界气体在大气压力的作用下进入到真空采样容器401中后，动力组件3复位，密封塞403在弹簧405的作用下继续密封顶紧负压采样口402，这样就完成采样工作。
真空采样组件4在使用前，通过外部的真空泵对真空采样容器401内部进行抽真空，因此在本实施例中，真空采样容器401上设置有充放气管409，充放气管409上设置有气阀410。
如图3所示，吊舱2包括舱体201，真空采样容器401设置在舱体201中，舱体201的顶部设置有连接座202，连接座202与无人机本体1的机腹通过螺栓连接。
由于真空采样容器401需要放置在舱体201中，因此，舱体201与真空采样容器401的外形形状相同，在本实施例中，舱体201与真空采样容器401均为圆筒形结构，可从舱体201的后部对真空采样容器401上充放气管409进行充放气操作。
基于圆筒形结构的真空采样容器401，负压采样口402开设在真空采样容器401的一端，充放气管409设置在真空采样容器401的另一端。
为了能够将真空采样容器401固定在舱体201，如图4所示，在靠板406的底部设置有限位固定板406-1，舱体201的外壁上设置有连接板201-1，当真空采样容器401放置在舱体201中后，限位固定板406-1抵在连接板201-1上，并且二者通过螺栓固定。
如图5所示，动力组件3包括舵机301，舵机301安装固定在连接座202的端部，舵机301的动力输出轴通过连杆组件302带动拉杆404向外侧滑动。
在本实施例中，连杆组件302包括摆臂302-1，摆臂302-1固定在舵机301的动力输出轴上，摆臂302-1的摆动端铰接有滑套302-6，滑套302-6滑动套设在拨杆302-2上，拨杆302-2的下端与拨叉302-3固定连接，拨叉302-3呈门型结构，拨叉302-3两竖直部的下端铰接在靠板406上，且拨叉302-3的两竖直部上设置有滑孔302-4，滑孔302-4中设置有拨轴302-5，拨轴302-5固定在拉杆404上。
动力组件3工作时，舵机301通过驱动摆臂302-1摆动，进而带动拨叉302-3围绕下方的铰接轴摆动，拨叉302-3转动的同时通过滑孔302-4中带动拨轴302-5向外侧拉伸拉杆404，进而实现密封塞403与负压采样口402之间解除封堵密闭状态。
在本实施例例中，无人机本体1为多旋翼无人机，无人机本体1的机腹部设置有两个吊舱2，两个吊舱2之间设置有摄像装置5，摄像装置5设置在无人机本体1上。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于，包括：
无人机本体(1)；
吊舱(2)，所述吊舱(2)设置在所述无人机本体(1)的机腹部；
动力组件(3)，所述动力组件(3)设置在所述吊舱(2)的端部；
真空采样组件(4)，所述真空采样组件(4)设置在所述吊舱(2)中，所述真空采样组件(4)包括真空采样容器(401)，所述真空采样容器(401)上设置有负压采样口(402)，所述负压采样口(402)上设置有密封塞(403)，所述密封塞(403)上设置有拉杆(404)，所述拉杆(404)上套设有弹簧(405)，所述弹簧(405)的一端抵在所述密封塞(403)上，另一端抵在靠板(406)上，所述靠板(406)通过两侧的支架(407)连接在所述真空采样容器(401)，所述靠板(406)上设置有导向孔(408)，所述拉杆(404)外端贯穿所述导向孔(408)后与所述动力组件(3)连接。
2.根据权利要求1所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述吊舱(2)包括舱体(201)，所述真空采样容器(401)设置在所述舱体(201)中，所述舱体(201)的顶部设置有连接座(202)，所述连接座(202)与所述无人机本体(1)的机腹部连接。
3.根据权利要求2所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述舱体(201)与所述真空采样容器(401)均为圆筒形结构。
4.根据权利要求3所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述负压采样口(402)开设在所述真空采样容器(401)的一端，所述真空采样容器(401)的另一端设置有充放气管(409)，所述充放气管(409)上设置有气阀(410)。
5.根据权利要求2所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述靠板(406)的底部设置有限位固定板(406-1)，所述舱体(201)的外壁上设置有连接板(201-1)，所述限位固定板(406-1)与所述连接板(201-1)通过螺栓固定。
6.根据权利要求2所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述动力组件(3)包括舵机(301)，所述舵机(301)固定在所述连接座(202)上，所述舵机(301)的动力输出轴通过连杆组件(302)带动所述拉杆(404)向外侧滑动。
7.根据权利要求6所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述连杆组件(302)包括摆臂(302-1)，所述摆臂(302-1)固定在所述舵机(301)的动力输出轴上，所述摆臂(302-1)的摆动端铰接有滑套(302-6)，所述滑套(302-6)滑动套设在拨杆(302-2)上，所述拨杆(302-2)的下端与拨叉(302-3)连接，所述拨叉(302-3)呈门型结构，所述拨叉(302-3)两竖直部的下端铰接在所述靠板(406)上，且所述拨叉(302-3)的两竖直部上设置有滑孔(302-4)，所述滑孔(302-4)中设置有拨轴(302-5)，所述拨轴(302-5)固定在所述拉杆(404)上。
8.根据权利要求1所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述无人机本体(1)的机腹部设置有两个所述吊舱(2)。
9.根据权利要求1所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：两个所述吊舱(2)之间设置有摄像装置(5)，所述摄像装置(5)设置在所述无人机本体(1)上。
10.根据权利要求1所述的基于无人机平台的大气环境样品采集装置，其特征在于：所述无人机本体(1)为多旋翼无人机。
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