CN117213932B - 一种用于室外大气检测的均匀采气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大气检测技术领域，具体公开了一种用于室外大气检测的均匀采气设备，包括：无人机本体，其底部通过螺栓定位安装有底座，且底座的底部等角度分布有进气通道，并且进气通道和底座的底部固定有缓冲防护机构；还包括：进气导流构件，其设置于所述底座的内部中间位置，对进气通道内流通的气体进行均匀的导向收集；均匀收集构件，设置于所述底座边侧设置的采气腔内，与进气导流构件同步应用，对大气检测进行独立的采气存储。该用于室外大气检测的均匀采气设备，能够高空作业，稳定的在不同区域高空进行均匀性大气采集，并对采集的大气进行分类独立存放。

Description

一种用于室外大气检测的均匀采气设备

技术领域

本发明涉及大气检测技术领域，具体为一种用于室外大气检测的均匀采气设备。

背景技术

大气检测是应用于气体环境污染问题的重要手段，通过对不同地域、区域化及阶梯化的大气气体中有害物质的检测探查，使得人们能够更加清楚的了解大气中空气环境质量，从而能够在不同地域、区域环境中，精准对位的实现大气环境的净化和加工处理，避免因大气环境质量问题造成的居民生活及动植物生产的不利影响。

在室内大气环境检测中，为了提高区域化环境中大气检测数值的精确性，需要对不同地域、不同高度的大气进行模块化的采集取样，使得大气检测的气体采样工作更加精确，不会造成大气检测时区域化精确性不足，导致该地区进行大气检测出现数值误差，影响最终大气检测数值报告的成型，而为了提高大气检测的气体采集效率及气体采集的均匀性，现有大气检测的气体采集工作一般利用无人机作业，达到不同地域、不同高空中的气体采样；

但是在利用无人机进行气体采集作业时，对大气检测的气体采样效率较差，单次作业不方便对不同地域和不同高空中的气体进行快速均匀的气体采样，并且对采样的气体收集稳定性较差，容易导致不同地域和不同高空中气体的混合，影响最终的大气检测数值报告形成的精确，而且在气体采集时，无人机因风力荷载问题飞行稳定性较差，长期应用因风力荷载导致的反作用力损害大。

针对上述问题，急需在原有大气检测采气设备的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于室外大气检测的均匀采气设备，以解决上述背景技术提出现有的大气检测采气设备利用无人机进行气体采集作业，单次作业不方便对不同地域和不同高空中的气体进行快速均匀的气体采样，并且对采样的气体收集稳定性较差，气体采集时，无人机因风力荷载问题飞行稳定性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于室外大气检测的均匀采气设备，包括：

无人机本体，其底部通过螺栓定位安装有底座，且底座的底部等角度分布有进气通道，并且进气通道和底座的底部固定有缓冲防护机构；

还包括：进气导流构件，其设置于所述底座的内部中间位置，对进气通道内流通的气体进行均匀的导向收集；

均匀收集构件，设置于所述底座边侧设置的采气腔内，与进气导流构件同步应用，对大气检测进行独立的采气存储。

优选的，所述进气通道内壁的底部和顶部均设置有倾斜式的放坡角度，且进气通道的末端进气口位于无人机本体的扇叶结构正下方，并且进气通道进气口的末端底部设置有朝向无人机本体的扇叶结构的弯曲弧度。

优选的，所述缓冲防护机构包括直接固定于底座底部的缓冲支架，缓冲支架中段由弹性件替代，且缓冲支架与进气通道之间固定有弹性绳，弹性绳的中间处固定有重力阻尼球。

优选的，所述进气导流构件包括底座内部中间处贯穿固定的通气腔，通气腔的边侧与进气通道的内部贯通，且通气腔外壁上等角度开设有气孔，并且通气腔外侧上转动式活动安装有外覆支架，外覆支架上设置有导气管，导气管与气孔位于同一水平面上。

优选的，所述外覆支架与通气腔构成轴承连接的相对旋转结构，且外覆支架的上半部分设置为筒状结构，导气管设置于外覆支架的上半部分筒状结构上，并且外覆支架的上半部分筒状结构内壁与通气腔外壁为贴合滑动的密封结构，外覆支架的上半部分筒状结构内壁设置有密封内衬。

优选的，所述通气腔的顶部固定有电机，电机的输出轴末端贯穿至通气腔与进气通道的连通处上方，并固定有涡轮叶片，且电机位于通气腔上方的输出轴中段外壁上固定有主动齿轮；

导气管顶部外壁上安装有活动支座，两者滑动连接处固定有弹性件，且活动支座的顶部通过转轴转动安装有传动齿轮，传动齿轮与主动齿轮相互啮合。

优选的，所述活动支座与导气管的顶部外壁构成贯穿的卡合式滑动安装结构，活动支座与导气管轴向滑动安装设置，且活动支座的末端贯穿至导气管顶部外侧，并且活动支座的末端固定有永磁体。

优选的，所述均匀收集构件包括采气腔内侧中部贯穿固定的采取管，采取管位于底座内部的末端顶部固定有电磁体；

电磁体与采取管和采气腔三者一一对应分布，且电磁体与永磁体分为同一水平面内，并且采取管与导气管位于同一水平面内，而且采取管与导气管相对接的末端为相贴合的弧形设置，其弧形弧心位于外覆支架的旋转所在竖向中轴线上。

优选的，所述采气腔和气孔的个数相等，且采气腔上的采取管与气孔同轴设置，并且采气腔内的采取管末端通过弹性橡皮圈套设安装集气袋，集气袋与气球相同。

优选的，所述采气腔的外侧通过软磁条固定有隔离门帘，且采气腔的顶部贯通连接有泄压管的一端，泄压管的另一端连接至无人机本体内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于室外大气检测的均匀采气设备，能够高空作业，稳定的在不同区域高空进行均匀性大气采集，并对采集的大气进行分类独立存放，其具体内容如下：

1、只需要通过进气通道的分布安装设置，使得无人机本体在飞行时，大气气流通过进气通道在无人机内部流通，利用大气气流提高无人机飞行的稳定，同时进气通道的结构设置，能够对无人机本体飞行时螺旋桨叶片搅动的气流进行导向输送，使其能够在无人机相对静止飞行滞空时，同样进行大气的采集，并且缓冲支架及其上悬挂式安装的重力阻尼球设置，在进气通道内部通过气流流通导向输送时，对风力荷载带来的反作用振动外力，通过悬挂设置的重力阻尼球摆幅晃动，达到卸力的效果，能够有效防止在长期使用时，因风力荷载流通带来的振动导致该采气设备损坏；

2、通过与进气通道贯通连接的通气腔及其上的电机设置，在非外力施加作用下，活动支座在弹性件弹力作用下，使得活动支座上的传动齿轮和电机输出轴上的主动齿轮之间相互啮合，达到电机启动旋转时，利用传动齿轮和主动齿轮的相互啮合连接，改变外覆支架及其上导气管的导向角度，使得导气管能够对于不同的气孔和采取管，将外界大气环境中的气体集中输送至对应的采气腔及其内部的集气袋中，实现大气气体的采气收集，同时利用电磁体和永磁体之间的磁性吸附作用，可以调整活动支座和传动齿轮的定位安装位置，改变传动齿轮和主动齿轮之间的啮合状态，使导气管与气孔和采取管同轴对应导通气体时，电机正常使用，仅带动涡轮叶片转动进行气体的加压输送收集采气。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明仰视结构示意图；

图3为本发明进气通道安装分布结构示意图；

图4为本发明进气通道剖面结构示意图；

图5为本发明底座内部结构示意图；

图6为本发明外覆支架安装拆分结构示意图；

图7为本发明传动齿轮安装结构示意图；

图8为本发明活动支座和传动齿轮安装结构示意图；

图9为本发明涡轮叶片分布结构示意图；

图10为本发明隔离门帘安装结构示意图；

图11为本发明隔离门帘分布结构示意图；

图12为本发明采气腔内部结构示意图。

图中：1、无人机本体；2、底座；3、进气通道；4、缓冲支架；5、弹性绳；6、重力阻尼球；7、通气腔；8、气孔；9、外覆支架；10、导气管；11、电机；12、涡轮叶片；13、主动齿轮；14、活动支座；15、传动齿轮；16、永磁体；17、采气腔；18、采取管；19、电磁体；20、隔离门帘；21、泄压管。

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。

实施例一：请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种用于室外大气检测的均匀采气设备，包括：

无人机本体1，其底部通过螺栓定位安装有底座2，且底座2的底部等角度分布有进气通道3，并且进气通道3和底座2的底部固定有缓冲防护机构；进气通道3内壁的底部和顶部均设置有倾斜式的放坡角度，且进气通道3的末端进气口位于无人机本体1的扇叶结构正下方，并且进气通道3进气口的末端底部设置有朝向无人机本体1的扇叶结构的弯曲弧度；

采用如图3-4所示，内壁倾斜及进气口的末端设有弧度的进气通道3设置，能够稳定的实现气体在无人机本体1底部底座2内的流通，通过大气气流作用，维持无人机本体1飞行的稳定状态，同时无人机本体1的螺旋桨叶片在旋转时，其带动气流向下输送，使得无人机本体1在滞后后，气流通过进气通道3仍能够稳定导向至底座2内，便于该采气设备在滞后状态下大气检测气体采样；

又如图2所示，缓冲防护机构包括直接固定于底座2底部的缓冲支架4，缓冲支架4中段由弹性件替代，且缓冲支架4与进气通道3之间固定有弹性绳5，弹性绳5的中间处固定有重力阻尼球6；上述技术方案中的进气通道3，在能够进行气流的导向流通时，由于气流由风力荷载带来，气流在通过进气通道3内部时，也会在气流振荡的作用下，造成进气通道3整体的风力荷载反作用力下的振动，而通过弹性绳5和缓冲支架4安装的重力阻尼球6，形成进气通道3使得的阻尼结构，在进气通道3因气流作用发生振动时快速的对振动外力进行卸载，达到保护该采气设备，延长其使用寿命的问题。

实施例二：参阅图5-图9，本发明在实施例一的基础上，还公开了均匀采气设备的进气导流构件，其设置于底座2的内部中间位置，对进气通道3内流通的气体进行均匀的导向收集；进气导流构件包括底座2内部中间处贯穿固定的通气腔7，通气腔7的边侧与进气通道3的内部贯通，且通气腔7外壁上等角度开设有气孔8，并且通气腔7外侧上转动式活动安装有外覆支架9，外覆支架9上设置有导气管10，导气管10与气孔8位于同一水平面上；

通过通气腔7的设置，其对进气通道3内流通的大气气流进行导向处理，气流在通过气孔8和外覆支架9的作用，可以通过导气管10排放，导气管10与不同位置的气孔8对应贯通，能够改变通气腔7内气流的排出导向方向；

而又如图6-图8所示，外覆支架9与通气腔7构成轴承连接的相对旋转结构，且外覆支架9的上半部分设置为筒状结构，导气管10设置于外覆支架9的上半部分筒状结构上，并且外覆支架9的上半部分筒状结构内壁与通气腔7外壁为贴合滑动的密封结构，外覆支架9的上半部分筒状结构内壁设置有密封内衬；通气腔7的顶部固定有电机11，电机11的输出轴末端贯穿至通气腔7与进气通道3的连通处上方，并固定有涡轮叶片12，且电机11位于通气腔7上方的输出轴中段外壁上固定有主动齿轮13；导气管10顶部外壁上安装有活动支座14，两者滑动连接处固定有弹性件，且活动支座14的顶部通过转轴转动安装有传动齿轮15，传动齿轮15与主动齿轮13相互啮合；活动支座14与导气管10的顶部外壁构成贯穿的卡合式滑动安装结构，活动支座14与导气管10轴向滑动安装设置，且活动支座14的末端贯穿至导气管10顶部外侧，并且活动支座14的末端固定有永磁体16；

在改变通气腔7内气流的排出导向方向时，可以直接通过电机11的使用，带动其输出轴上的主动齿轮13和涡轮叶片12旋转，由于弹性件作用，弹性件推动活动支座14和传动齿轮15朝向主动齿轮13移动，且传动齿轮15和主动齿轮13相互啮合，在电机11带动主动齿轮13旋转时，通过传动齿轮15和主动齿轮13啮合传动，外覆支架9在通气腔7的外侧转动，使得外覆支架9上的导气管10与通气腔7上不同的气孔8对应，改变导气管10的导向方向，使得对应不同的采取管18，完成大气气流的导向输送及独立收集。

实施例三：在实施例一和实施例二的基础上，本发明还公开了采气设备的均匀收集构件，其设置于底座2边侧设置的采气腔17内，与进气导流构件同步应用，对大气检测进行独立的采气存储；均匀收集构件包括采气腔17内侧中部贯穿固定的采取管18，采取管18位于底座2内部的末端顶部固定有电磁体19；电磁体19与采取管18和采气腔17三者一一对应分布，且电磁体19与永磁体16分为同一水平面内，并且采取管18与导气管10位于同一水平面内，而且采取管18与导气管10相对接的末端为相贴合的弧形设置，其弧形弧心位于外覆支架9的旋转所在竖向中轴线上；

采用如图7和图8所示，均匀收集构件，在通过改变导气管10的定位朝向对应不同的采取管18，完成大气气流的导向输送时；利用电磁体19和活动支座14末端的永磁体16磁性吸附连接作用，当导气管10和采取管18相互同轴对应时，利用磁性吸附作用，使得活动支座14带着传动齿轮15远离主动齿轮13运动，解除传动齿轮15和主动齿轮13的啮合状态，此时主动齿轮13的旋转不再与传动齿轮15啮合，此时外覆支架9相对静止，使得导气管10和采取管18稳定对接，完全气体的独立收集处理；并且电机11持续启动仅带动涡轮叶片12旋转，实现气体的加压导流输送；

同时又如图10-图12所示，采气腔17和气孔8的个数相等，且采气腔17上的采取管18与气孔8同轴设置，并且采气腔17内的采取管18末端通过弹性橡皮圈套设安装集气袋，集气袋与气球相同；采气腔17的外侧通过软磁条固定有隔离门帘20，且采气腔17的顶部贯通连接有泄压管21的一端，泄压管21的另一端连接至无人机本体1内部；

通过集气袋和弹性橡皮圈组合，对采取管18内排出的大气气体进行收集，完成大气检测时不同区域中气体的独立收集处理；隔离门帘20的设置，对采气腔17内部空间进行隔离，外力无人机在飞行时的气压压迫集气袋，影响其气体采集作业，同时在集气袋膨胀胀大时，采气腔17内的气体通过泄压管21排出，方便集气袋膨胀作业，并且泄压管21与无人机本体1内部连通，利用无人机使用的产热，对泄压管21和采气腔17内的气体进行加热，使采气腔17内气体质量更轻，集气袋膨胀作业更加快捷稳定。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于室外大气检测的均匀采气设备，包括：

无人机本体（1），其底部通过螺栓定位安装有底座（2），且底座（2）的底部等角度分布有进气通道（3），并且进气通道（3）和底座（2）的底部固定有缓冲防护机构；

其特征在于，还包括：

所述缓冲防护机构包括直接固定于底座（2）底部的缓冲支架（4），缓冲支架（4）中段由弹性件替代，且缓冲支架（4）与进气通道（3）之间固定有弹性绳（5），弹性绳（5）的中间处固定有重力阻尼球（6）；

进气导流构件，其设置于所述底座（2）的内部中间位置，对进气通道（3）内流通的气体进行均匀的导向收集；所述进气导流构件包括底座（2）内部中间处贯穿固定的通气腔（7），通气腔（7）的边侧与进气通道（3）的内部贯通，且通气腔（7）外壁上等角度开设有气孔（8），并且通气腔（7）外侧上转动式活动安装有外覆支架（9），外覆支架（9）上设置有导气管（10），导气管（10）与气孔（8）位于同一水平面上；导气管（10）顶部外壁上安装有活动支座（14）；

所述活动支座（14）与导气管（10）的顶部外壁构成贯穿的卡合式滑动安装结构，两者滑动连接处固定有弹性件，活动支座（14）与导气管（10）轴向滑动安装设置，且活动支座（14）的末端贯穿至导气管（10）顶部外侧，并且活动支座（14）的末端固定有永磁体（16）；

均匀收集构件，设置于所述底座（2）边侧设置的采气腔（17）内，与进气导流构件同步应用，对大气检测进行独立的采气存储；所述均匀收集构件包括采气腔（17）内侧中部贯穿固定的采取管（18），采取管（18）位于底座（2）内部的末端顶部固定有电磁体（19）；

电磁体（19）与采取管（18）和采气腔（17）三者一一对应分布，且电磁体（19）与永磁体（16）分为同一水平面内，并且采取管（18）与导气管（10）位于同一水平面内，而且采取管（18）与导气管（10）相对接的末端为相贴合的弧形设置，其弧形弧心位于外覆支架（9）的旋转所在竖向中轴线上。

2.根据权利要求1所述的一种用于室外大气检测的均匀采气设备，其特征在于：所述进气通道（3）内壁的底部和顶部均设置有倾斜式的放坡角度，且进气通道（3）的末端进气口位于无人机本体（1）的扇叶结构正下方，并且进气通道（3）进气口的末端底部设置有朝向无人机本体（1）的扇叶结构的弯曲弧度。

3.根据权利要求1所述的一种用于室外大气检测的均匀采气设备，其特征在于：所述外覆支架（9）与通气腔（7）构成轴承连接的相对旋转结构，且外覆支架（9）的上半部分设置为筒状结构，导气管（10）设置于外覆支架（9）的上半部分筒状结构上，并且外覆支架（9）的上半部分筒状结构内壁与通气腔（7）外壁为贴合滑动的密封结构，外覆支架（9）的上半部分筒状结构内壁设置有密封内衬。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于室外大气检测的均匀采气设备，其特征在于：所述通气腔（7）的顶部固定有电机（11），电机（11）的输出轴末端贯穿至通气腔（7）与进气通道（3）的连通处上方，并固定有涡轮叶片（12），且电机（11）位于通气腔（7）上方的输出轴中段外壁上固定有主动齿轮（13）；

活动支座（14）的顶部通过转轴转动安装有传动齿轮（15），传动齿轮（15）与主动齿轮（13）相互啮合。

5.根据权利要求1所述的一种用于室外大气检测的均匀采气设备，其特征在于：所述采气腔（17）和气孔（8）的个数相等，且采气腔（17）上的采取管（18）与气孔（8）同轴设置，并且采气腔（17）内的采取管（18）末端通过弹性橡皮圈套设安装集气袋，集气袋与气球相同。

6.根据权利要求5所述的一种用于室外大气检测的均匀采气设备，其特征在于：所述采气腔（17）的外侧通过软磁条固定有隔离门帘（20），且采气腔（17）的顶部贯通连接有泄压管（21）的一端，泄压管（21）的另一端连接至无人机本体（1）内部。