CN117782700A - 基于无人机的水体多点高效取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机水体取样技术领域，具体的说是基于无人机的水体多点高效取样装置，包括无人机本体，所述无人机本体上端四角处均固接有L型固定杆，所述L型固定杆远离无人机本体一端固接有防护架，所述防护架内腔设置有螺旋桨，且螺旋桨与无人机本体的驱动元件固接用于飞行，所述无人机本体下端固接有底板，所述底板下端固接有支撑架，所述支撑架外部安装有取样调节组件；解决了在通过无人机带动取样筒对水体进行取样时，由于无人机只能携带一个取样筒，导致无法同时对水体多点进行取样，而且采用胶带将取样筒与无人机进行捆绑固定，导致取样使用起来较为不便，并且无人机也容易出现浸水短路的情况。

Description

基于无人机的水体多点高效取样装置

技术领域

本发明属于无人机水体取样技术领域，具体的说是基于无人机的水体多点高效取样装置。

背景技术

为了对水体环境进行检测，常需要对水体进行取样，而通常情况下，由于水体环境待检测的水源地较远或在对一些湖泊河流，人员不便下去取样时，都会使用到无人机来带动取样管或取样筒对湖泊河流进行取样。

目前现有的基于无人机的水体多点高效取样装置，大多是将取样管或取样筒利用胶带或绳索与无人机底部的支架进行捆绑固定，再通过无人机带动取样管或取样筒移动到水体的上方，然后无人机向下移动带动取样管或取样筒浸入水体内部，并使水体灌入取样管或取样筒内部进行储存，然后再利用无人机带动取样管或取样筒进行返航收取，并对其更换新的取样管或取样筒再次进行取样。

上述现有技术中在通过无人机带动取样筒对水体进行取样时，由于无人机只能携带一个取样筒，导致无法同时对水体多点进行取样，而且采用胶带将取样筒与无人机进行捆绑固定，导致取样使用起来较为不便，并且无人机也容易出现浸水短路的情况。

为此，本发明提供基于无人机的水体多点高效取样装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，包括无人机本体，所述无人机本体上端四角处均固接有L型固定杆，所述L型固定杆远离无人机本体一端固接有防护架，所述防护架内腔设置有螺旋桨，且螺旋桨与无人机本体的驱动元件固接用于飞行，所述无人机本体下端固接有底板，所述底板下端固接有支撑架，所述支撑架外部安装有取样调节组件；

且取样调节组件包括有安装在支撑架外部的十字安装架，所述十字安装架内部滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆远离十字安装架一端固接有支撑块；

所述支撑块下端内部安装有插柱，所述插柱下端外部安装有取样筒，所述取样筒下端固接有橡胶底座，所述橡胶底座下端设置有进水口。

优选的，所述橡胶底座位于取样筒内腔一端固接有固定导管，所述固定导管内腔与进水口连通，所述取样筒上端设置有排水口，且排水口内腔设置有螺纹，所述排水口内腔螺纹连接有螺纹接头，所述螺纹接头远离排水口内腔一端固接有插柱。

优选的，所述无人机本体上端内腔安装有密封盖，所述密封盖上端四角处均固接有橡胶脚座，所述密封盖上端内部转动连接有把手，所述密封盖上端内部设置有收卷槽，所述收卷槽内腔设置有自锁组件。

优选的，所述自锁组件包括有转动在收卷槽内腔中的收卷柱，所述收卷柱外部固接有牵引绳，所述收卷柱一端与把手固接，所述密封盖外部设置有四个凹槽，四个所述凹槽内腔滑动连接有插块。

优选的，所述牵引绳远离收卷柱一端贯穿密封盖与插块固接，所述无人机本体内腔壁设置有四个插槽，所述凹槽内腔底部固接有弹簧，所述弹簧远离凹槽内腔底部一端与插块固接。

优选的，所述十字安装架下端内部设置有转动槽，所述转动槽内腔固接有四个隔板，四个所述隔板内部转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆位于转动槽内腔一端固接有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮啮合连接有传动锥齿轮。

优选的，所述十字安装架上端中部固接有密封罩，所述密封罩内腔设置有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿十字安装架，且位于转动槽内腔一端与传动锥齿轮固接，所述密封罩上端设置有接口。

优选的，所述十字安装架的四端内部均设置有收纳槽，所述伸缩杆滑动连接在收纳槽内腔中，所述伸缩杆位于收纳槽内腔一端设置有螺纹槽，且所述螺纹杆通过螺纹槽与伸缩杆螺纹连接。

优选的，所述支撑块下端设置有插孔，所述插孔内腔壁固接有多个固定条，且固定条在插孔内腔壁上倾斜设置，所述插孔内腔壁位于多个所述固定条之间设置有U型固定块，所述插孔内腔底部固接有微型弹簧，所述底板下端中部设置有信号接口，且信号接口通过转接头与接口电性连接。

优选的，所述十字安装架上端两侧均固接有固定板，所述固定板内腔转动连接有双向螺纹杆，所述双向螺纹杆外部螺纹连接有两个滑块，两个所述滑块上端固接有半圆夹块，所述半圆夹块内腔设置有橡胶齿条，所述固定板内部设置有微型电机，且微型电机通过输出轴与双向螺纹杆固接。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，在对水体进行取样时，无人机本体通过信号接口转接头配合接口为伺服电机供电，然后利用伺服电机的输出轴驱动传动锥齿轮转动，并使传动锥齿轮啮合传动从动锥齿轮转动，同时从动锥齿轮带动螺纹杆转动，进而使螺纹杆配合螺纹槽螺纹传动伸缩杆在收纳槽内腔中移动，而在伸缩杆远离收纳槽内腔中时，推动支撑块进行移动，同时支撑块利用插孔配合插柱带动取样筒进行移动，提高取样筒之间的间距，以便于对水体多点进行同时取样，解决了现有基于无人机的水体多点高效取样装置在通过无人机带动取样筒对水体进行取样时，由于无人机只能携带一个取样筒，导致无法同时对水体多点进行取样的麻烦。

2.本发明所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，通过握住把手拿起无人机本体，然后将无人机本体利用支撑架插入半圆夹块之间，同时利用微型电机的输出轴驱动双向螺纹杆转动，并使双向螺纹杆在转动过程中，螺纹传动滑块滑动在固定板内腔中相互靠近，同时滑块带动半圆夹块对支撑架进行夹持固定，从而对十字安装架进行安装固定，而且半圆夹块内腔设置有橡胶齿条，进而能够保证十字安装架能够与支撑架安装固定的稳定性，解决了现有基于无人机的水体多点高效取样装置大多采用胶带将取样筒与无人机进行捆绑固定，然后通过无人机带动取样筒对水体进行取样，导致使用时较为不便的情况。

3.本发明所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，在对水体进行取样时，通过控制无人机本体驱动十字安装架向下进行移动，同时十字安装架带动取样筒向下移动，并使取样筒插入所需取样水体内部，而在随着取样筒持续插入所需取样水体内部，所需取样水体则通过进水口进入固定导管内腔中，而在整个取样筒插入所需取样水体内部后，所需取样水体通过固定导管的上端流入取样筒内腔中进行储存，而且此种取样筒在收取完水体后，能够防止在无人机飞行过程中出现洒出的情况，提高了样品的储存。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明主视整体结构示意图；

图2是本发明取样筒安装结构示意图；

图3是本发明无人机本体半剖结构示意图；

图4是本发明仰视立体结构示意图；

图5是本发明十字安装架半剖结构示意图；

图6是本发明图5中A区域放大结构示意图；

图7是本发明取样筒整体半剖结构示意图；

图8是本发明支撑块半剖放大结构示意图；

图中：1、无人机本体；2、密封盖；3、防护架；4、L型固定杆；5、螺旋桨；6、橡胶脚座；7、把手；8、底板；9、支撑架；10、十字安装架；11、取样筒；12、橡胶底座；13、进水口；14、固定导管；15、插柱；16、转动槽；17、隔板；18、收纳槽；19、螺纹杆；20、伸缩杆；21、螺纹槽；22、支撑块；23、固定板；24、滑块；25、半圆夹块；26、双向螺纹杆；27、密封罩；28、接口；29、伺服电机；30、从动锥齿轮；31、传动锥齿轮；32、卡块；33、插孔；34、固定条；35、U型固定块；36、信号接口；37、凹槽；38、弹簧；39、插块；40、插槽；41、牵引绳；42、收卷柱；43、收卷槽；44、排水口；45、螺纹接头。

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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：

基于无人机的水体多点高效取样装置，包括无人机本体1，无人机本体1上端四角处均固接有L型固定杆4，L型固定杆4远离无人机本体1一端固接有防护架3，防护架3内腔设置有螺旋桨5，且螺旋桨5与无人机本体1的驱动元件固接用于飞行，无人机本体1下端固接有底板8，底板8下端固接有支撑架9，支撑架9外部安装有取样调节组件；

且取样调节组件包括有安装在支撑架9外部的十字安装架10，十字安装架10内部滑动连接有伸缩杆20，伸缩杆20远离十字安装架10一端固接有支撑块22；

支撑块22下端内部安装有插柱15，插柱15下端外部安装有取样筒11，取样筒11下端固接有橡胶底座12，橡胶底座12下端设置有进水口13。

如图2和图7所示，橡胶底座12位于取样筒11内腔一端固接有固定导管14，固定导管14内腔与进水口13连通，取样筒11上端设置有排水口44，且排水口44内腔设置有螺纹，排水口44内腔螺纹连接有螺纹接头45，螺纹接头45远离排水口44内腔一端固接有插柱15。

具体的，在对水体进行取样时，通过控制无人机本体1驱动十字安装架10向下进行移动，同时十字安装架10带动取样筒11向下移动，并使取样筒11插入所需取样水体内部，而在随着取样筒11持续插入所需取样水体内部，所需取样水体则通过进水口13进入固定导管14内腔中，而在整个取样筒11插入所需取样水体内部后，所需取样水体通过固定导管14的上端流入取样筒11内腔中进行储存，而且此种取样筒11在收取完水体后，能够防止在无人机飞行过程中出现洒出的情况，提高了样品的储存。

如图1至图3所示，无人机本体1上端内腔安装有密封盖2，密封盖2上端四角处均固接有橡胶脚座6，密封盖2上端内部转动连接有把手7，密封盖2上端内部设置有收卷槽43，收卷槽43内腔设置有自锁组件。

如图1至图3所示，自锁组件包括有转动在收卷槽43内腔中的收卷柱42，收卷柱42外部固接有牵引绳41，收卷柱42一端与把手7固接，密封盖2外部设置有四个凹槽37，四个凹槽37内腔滑动连接有插块39。

如图1至图3所示，牵引绳41远离收卷柱42一端贯穿密封盖2与插块39固接，无人机本体1内腔壁设置有四个插槽40，凹槽37内腔底部固接有弹簧38，弹簧38远离凹槽37内腔底部一端与插块39固接。

具体的，在对无人机本体1进行更换电池或检修时，通过驱动把手7转动，同时把手7带动收卷柱42转动，并使收卷柱42带动牵引绳41进行转动收卷，而且牵引绳41在收卷过程中，拉动插块39挤压弹簧38收纳在凹槽37内腔中，然后再利用把手7拉动密封盖2打开无人机本体1内腔，从而便于对无人机本体1进行更换电池或检修，提高无人机取样时的实用性。

如图2、图5和图6所示，十字安装架10下端内部设置有转动槽16，转动槽16内腔固接有四个隔板17，四个隔板17内部转动连接有螺纹杆19，螺纹杆19位于转动槽16内腔一端固接有从动锥齿轮30，从动锥齿轮30啮合连接有传动锥齿轮31。

如图2、图5和图6所示，十字安装架10上端中部固接有密封罩27，密封罩27内腔设置有伺服电机29，伺服电机29的输出轴贯穿十字安装架10，且位于转动槽16内腔一端与传动锥齿轮31固接，密封罩27上端设置有接口28。

如图2、图5和图6所示，十字安装架10的四端内部均设置有收纳槽18，伸缩杆20滑动连接在收纳槽18内腔中，伸缩杆20位于收纳槽18内腔一端设置有螺纹槽21，且螺纹杆19通过螺纹槽21与伸缩杆20螺纹连接。

具体的，在对水体进行取样时，无人机本体1通过信号接口36转接头配合接口28为伺服电机29供电，然后利用伺服电机29的输出轴驱动传动锥齿轮31转动，并使传动锥齿轮31啮合传动从动锥齿轮30转动，同时从动锥齿轮30带动螺纹杆19转动，进而使螺纹杆19配合螺纹槽21螺纹传动伸缩杆20在收纳槽18内腔中移动，而在伸缩杆20远离收纳槽18内腔中时，推动支撑块22进行移动，同时支撑块22利用插孔33配合插柱15带动取样筒11进行移动，提高取样筒11之间的间距，以便于对水体多点进行同时取样，解决了现有基于无人机的水体多点高效取样装置在通过无人机带动取样筒对水体进行取样时，由于无人机只能携带一个取样筒，导致无法同时对水体多点进行取样的麻烦。

如图2、图4和图8所示，支撑块22下端设置有插孔33，插孔33内腔壁固接有多个固定条34，且固定条34在插孔33内腔壁上倾斜设置，插孔33内腔壁位于多个固定条34之间设置有U型固定块35，插孔33内腔底部固接有微型弹簧，底板8下端中部设置有信号接口36，且信号接口36通过转接头与接口28电性连接。

具体的，在需要对水体进行取样前，通过将无人机本体1进行翻转，同时利用橡胶脚座6与地面接触对无人机本体1进行支撑，然后将插柱15插入插孔33内腔中，同时插柱15利用螺纹接头45配合排水口44预先与取样筒11安装固定，而在将插柱15插入插孔33内腔中时，插柱15则带动卡块32滑入插孔33内腔中，同时卡块32滑动在固定条34外部，继而使插柱15发生转动，然后再利用插孔33内腔底部的微型弹簧弹起插柱15，并使插柱15带动卡块32插入U型固定块35内腔中进行卡合固定，进而提高了取样筒11安装拆取的便捷性，解决了现有基于无人机的水体多点高效取样装置在对水体进行取样前，由于无法对无人机进行快速安装拆卸取样筒，导致在使用无人机取样水体时，不够便捷的情况。

如图2至图5所示，十字安装架10上端两侧均固接有固定板23，固定板23内腔转动连接有双向螺纹杆26，双向螺纹杆26外部螺纹连接有两个滑块24，两个滑块24上端固接有半圆夹块25，半圆夹块25内腔设置有橡胶齿条，固定板23内部设置有微型电机，且微型电机通过输出轴与双向螺纹杆26固接。

具体的，通过握住把手7拿起无人机本体1，然后将无人机本体1利用支撑架9插入半圆夹块25之间，同时利用微型电机的输出轴驱动双向螺纹杆26转动，并使双向螺纹杆26在转动过程中，螺纹传动滑块24滑动在固定板23内腔中相互靠近，同时滑块24带动半圆夹块25对支撑架9进行夹持固定，从而对十字安装架10进行安装固定，而且半圆夹块25内腔设置有橡胶齿条，进而能够保证十字安装架10能够与支撑架9安装固定的稳定性，解决了现有基于无人机的水体多点高效取样装置大多采用胶带将取样筒与无人机进行捆绑固定，然后通过无人机带动取样筒对水体进行取样，导致使用时较为不便的情况。

工作原理，通过握住把手7拿起无人机本体1，然后将无人机本体1利用支撑架9插入半圆夹块25之间，同时利用微型电机的输出轴驱动双向螺纹杆26转动，并使双向螺纹杆26在转动过程中，螺纹传动滑块24滑动在固定板23内腔中相互靠近，同时滑块24带动半圆夹块25对支撑架9进行夹持固定，从而对十字安装架10进行安装固定，而且半圆夹块25内腔设置有橡胶齿条，进而能够保证十字安装架10能够与支撑架9安装固定的稳定性；

而在需要对水体进行取样前，通过将无人机本体1进行翻转，同时利用橡胶脚座6与地面接触对无人机本体1进行支撑，然后将插柱15插入插孔33内腔中，同时插柱15利用螺纹接头45配合排水口44预先与取样筒11安装固定，而在将插柱15插入插孔33内腔中时，插柱15则带动卡块32滑入插孔33内腔中，同时卡块32滑动在固定条34外部，继而使插柱15发生转动，然后再利用插孔33内腔底部的微型弹簧弹起插柱15，并使插柱15带动卡块32插入U型固定块35内腔中进行卡合固定，进而提高了取样筒11安装拆取的便捷性；

而在对水体进行取样时，通过控制无人机本体1驱动十字安装架10向下进行移动，同时十字安装架10带动取样筒11向下移动，并使取样筒11插入所需取样水体内部，而在随着取样筒11持续插入所需取样水体内部，所需取样水体则通过进水口13进入固定导管14内腔中，而在整个取样筒11插入所需取样水体内部后，所需取样水体通过固定导管14的上端流入取样筒11内腔中进行储存，而且此种取样筒11在收取完水体后，能够防止在无人机飞行过程中出现洒出的情况，提高了样品的储存；

而在对水体进行取样时，无人机本体1通过信号接口36转接头配合接口28为伺服电机29供电，然后利用伺服电机29的输出轴驱动传动锥齿轮31转动，并使传动锥齿轮31啮合传动从动锥齿轮30转动，同时从动锥齿轮30带动螺纹杆19转动，进而使螺纹杆19配合螺纹槽21螺纹传动伸缩杆20在收纳槽18内腔中移动，而在伸缩杆20远离收纳槽18内腔中时，推动支撑块22进行移动，同时支撑块22利用插孔33配合插柱15带动取样筒11进行移动，提高取样筒11之间的间距，以便于对水体多点进行同时取样，解决了现有基于无人机的水体多点高效取样装置在通过无人机带动取样筒对水体进行取样时，由于无人机只能携带一个取样筒，导致无法同时对水体多点进行取样的麻烦。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：包括无人机本体（1），所述无人机本体（1）上端四角处均固接有L型固定杆（4），所述L型固定杆（4）远离无人机本体（1）一端固接有防护架（3），所述防护架（3）内腔设置有螺旋桨（5），且螺旋桨（5）与无人机本体（1）的驱动元件固接用于飞行，所述无人机本体（1）下端固接有底板（8），所述底板（8）下端固接有支撑架（9），所述支撑架（9）外部安装有取样调节组件；

且取样调节组件包括有安装在支撑架（9）外部的十字安装架（10），所述十字安装架（10）内部滑动连接有伸缩杆（20），所述伸缩杆（20）远离十字安装架（10）一端固接有支撑块（22）；

所述支撑块（22）下端内部安装有插柱（15），所述插柱（15）下端外部安装有取样筒（11），所述取样筒（11）下端固接有橡胶底座（12），所述橡胶底座（12）下端设置有进水口（13）。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述橡胶底座（12）位于取样筒（11）内腔一端固接有固定导管（14），所述固定导管（14）内腔与进水口（13）连通，所述取样筒（11）上端设置有排水口（44），且排水口（44）内腔设置有螺纹，所述排水口（44）内腔螺纹连接有螺纹接头（45），所述螺纹接头（45）远离排水口（44）内腔一端固接有插柱（15）。

3.根据权利要求1所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述无人机本体（1）上端内腔安装有密封盖（2），所述密封盖（2）上端四角处均固接有橡胶脚座（6），所述密封盖（2）上端内部转动连接有把手（7），所述密封盖（2）上端内部设置有收卷槽（43），所述收卷槽（43）内腔设置有自锁组件。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述自锁组件包括有转动在收卷槽（43）内腔中的收卷柱（42），所述收卷柱（42）外部固接有牵引绳（41），所述收卷柱（42）一端与把手（7）固接，所述密封盖（2）外部设置有四个凹槽（37），四个所述凹槽（37）内腔滑动连接有插块（39）。

5.根据权利要求4所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述牵引绳（41）远离收卷柱（42）一端贯穿密封盖（2）与插块（39）固接，所述无人机本体（1）内腔壁设置有四个插槽（40），所述凹槽（37）内腔底部固接有弹簧（38），所述弹簧（38）远离凹槽（37）内腔底部一端与插块（39）固接。

6.根据权利要求1所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述十字安装架（10）下端内部设置有转动槽（16），所述转动槽（16）内腔固接有四个隔板（17），四个所述隔板（17）内部转动连接有螺纹杆（19），所述螺纹杆（19）位于转动槽（16）内腔一端固接有从动锥齿轮（30），所述从动锥齿轮（30）啮合连接有传动锥齿轮（31）。

7.根据权利要求6所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述十字安装架（10）上端中部固接有密封罩（27），所述密封罩（27）内腔设置有伺服电机（29），所述伺服电机（29）的输出轴贯穿十字安装架（10），且位于转动槽（16）内腔一端与传动锥齿轮（31）固接，所述密封罩（27）上端设置有接口（28）。

8.根据权利要求7所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述十字安装架（10）的四端内部均设置有收纳槽（18），所述伸缩杆（20）滑动连接在收纳槽（18）内腔中，所述伸缩杆（20）位于收纳槽（18）内腔一端设置有螺纹槽（21），且所述螺纹杆（19）通过螺纹槽（21）与伸缩杆（20）螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述支撑块（22）下端设置有插孔（33），所述插孔（33）内腔壁固接有多个固定条（34），且固定条（34）在插孔（33）内腔壁上倾斜设置，所述插孔（33）内腔壁位于多个所述固定条（34）之间设置有U型固定块（35），所述插孔（33）内腔底部固接有微型弹簧，所述底板（8）下端中部设置有信号接口（36），且信号接口（36）通过转接头与接口（28）电性连接。

10.根据权利要求1所述的基于无人机的水体多点高效取样装置，其特征在于：所述十字安装架（10）上端两侧均固接有固定板（23），所述固定板（23）内腔转动连接有双向螺纹杆（26），所述双向螺纹杆（26）外部螺纹连接有两个滑块（24），两个所述滑块（24）上端固接有半圆夹块（25），所述半圆夹块（25）内腔设置有橡胶齿条，所述固定板（23）内部设置有微型电机，且微型电机通过输出轴与双向螺纹杆（26）固接。