CN206243471U - 一种水质采样用无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水质采样用无人机,包括机架、采样组件、样品存储瓶、升降机构，所述升降机构包括升降电机、齿轮和齿条，所述升降电机固定安装于机架，所述齿轮安装于升降电机的主轴，所述齿条通过安装柱竖直安装于机架，所述安装柱与机架滑动配合，且齿条与齿轮啮合；所述采样组件包括潜水泵、采样管、输送管、排液管以及注射头，所述潜水泵固定安装于安装柱的底端，采样管与潜水泵相连，输送管的一端与采样管相连，另一端与注射头相连，注射头伸入样品存储瓶内；排液管和每根输送管上设置有电磁阀。本采样无人机，能够在一定的范围内调整潜水泵的深度，实现对不同的水层进行取样，实用性更强。

Description

一种水质采样用无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，具体涉及一种水质采样用无人机。

背景技术

目前，无人机技术已经比较成熟地应用于植保领域，如利用无人机进行喷药、播种、施肥等作业，与人工作业相比，更加方便，危险系数小，植保效果更好。现有无人机的基本构造为：机架、蓄电池、控制器、电机和多个旋翼，每个旋翼由一个电机驱动，使用时利用遥控器或者输入控制器的程序控制电机的动作，从而调整旋翼的运行，实现无人机的直行、转向运动。

现有的水质采样用无人机请参照申请号为201620315411.4的实用新型专利，其包括无人机本体、电磁式泵吸装置和留样系统；所述无人机本体包括无人机螺旋桨、无人机主体、无人机驱动电机、脚架和无人机机臂；所述无人机机臂设置有四个，分别固定在无人机主体的四个支柱上；所述无人机螺旋桨与无人机驱动电机转动连接，所述无人机驱动电机固定设置在无人机机臂的一端；所述脚架设置有两个，且分别固定设置在无人机主体底面的两端；所述电磁式泵吸装置包括直动式电磁阀、插针、注水管、抽水泵和吸水管；所述直动式电磁阀通过电磁铁安装座固定在取样系统主体支架的内侧壁上端，直动式电磁阀的下方连接有插针，且直动式电磁阀与插针连通；所述注水管的一端与直动式电磁阀连接，另一端与抽水泵连接，且抽水泵固定设置在取样系统主体支架的外侧壁下方；所述吸水管与抽水泵连接；所述取样系统主体支架固定设置在无人机主体的下表面，且位于脚架之间；所述留样系统包括真空负压容器、位置感应磁铁、转盘下托板、转盘上压板、步进电机、霍尔传感器、转盘支架座、取样系统控制器、转动安装座和快速更换螺钉，且留样系统通过转盘支架座固定在取样系统主体支架的内部；所述转盘支架座的一端固定在取样系统主体支架的横梁上，另一端与转动安装座固定连接；所述转动安装座下方设置有转盘上压板和转盘下托板，且转盘上压板和转盘下托板均与转动安装座转动连接；所述转盘下托板上安装有真空负压容器，转盘上压板上开设有与真空负压容器相对应的通孔；所述真空负压容器和通孔均呈环状排列结构；所述位置感应磁铁固定设置在转盘上压板上表面，且位于环状排列结构的通孔内侧；所述步进电机设置在转盘上压板上方，且与转盘上压板转动连接；所述霍尔传感器位于位置感应磁铁的正上方，且霍尔传感器固定在转盘支架座上；所述取样系统控制器固定设置在取样系统主体支架侧面的横梁上；所述快速更换螺钉设置在转盘下托板底面的中间位置，且快速更换螺钉与转动安装座的转轴通过螺纹连接。由于无人机无法在水下运行，这种采样机只能够在水域表层进行采样，无法深入水体，应用受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够调节采样深度的水质采样用无人机。

本实用新型的目的是这样实现的：一种水质采样用无人机,包括机架、采样组件和多个样品存储瓶，所述机架的侧部设置有多根机臂，每根所述机臂的端部设置有飞行电机，所述飞行电机的主轴连接有旋翼，所述机架内设置有控制器，所述飞行电机与控制器电连接；

所述机架的底部设置有水平的置物板，所述置物板内设置有多个固定腔，每个固定腔中设置有一个样品存储瓶，所述样品存储瓶的瓶口设置有密封盖，所述密封盖上设置有排气管和进水孔；

还包括升降机构，所述升降机构包括升降电机、齿轮和齿条，所述升降电机固定安装于机架，所述齿轮安装于升降电机的主轴，所述齿条通过安装柱竖直安装于机架，所述安装柱与机架滑动配合，且齿条与齿轮啮合；

所述采样组件包括潜水泵、采样管、输送管、排液管以及注射头，所述潜水泵固定安装于安装柱的底端，所述采样管为软管且与潜水泵的出口相连，所述输送管和注射头均为多个，且每根输送管的一端与采样管相连，另一端与一注射头相连，所述注射头穿过密封盖的进水孔并伸入样品存储瓶内；排液管和每根输送管上设置有电磁阀；

所述升降电机、潜水泵以及各个电磁阀均与控制器电连接，控制器控制升降电机、潜水泵以及各个电磁阀的动作。

进一步地，所述机架底部的周边设置有多根支撑脚，每根支撑脚的底部设置有浮球。

进一步地，所述潜水泵的进水口设置有过滤罩。

进一步地，所述升降电机的底部设置有安装板，所述安装板的下表面设置有凸台；所述机架的顶部设置有安装座，所述安装座的上表面设置有凹槽，所述凹槽的底部设置有弹性减震垫，所述凸台位于凹槽内并与弹性减震垫压紧接触，所述安装板的四周通过螺栓与安装座相连。

进一步地，所述弹性减震垫包括上弹性钢板和下弹性钢板，所述上弹性钢板和下弹性钢板之间设置有多根竖直的弹簧。

本实用新型的有益效果是：采样时，控制器控制升降电机运行，齿轮带动齿条和安装柱向下运动，当潜水泵运动到设定的深度时，升降电机停止运行，潜水泵启动，将该深度的水抽至样品存储瓶。本采样无人机，能够在一定的范围内调整潜水泵的深度，实现对不同的水层进行取样，实用性更强。由于设置多个输送管，每根输送管上设置电磁阀，每根输送管与一样品存储瓶相通，每次采样时打开一根输送管上的电磁阀，能够在多个不同的位置进行采样并将样品分开存储，以便于对水质进行更全面的检测。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是升降电机的安装示意图；

附图标记：1—机架；2—机臂；3—飞行电机；4—旋翼；5—控制器；6—样品存储瓶；7—升降电机；8—齿轮；9—齿条；10—潜水泵；11—采样管；12—输送管；13—注射头；14—排液管；15—置物板；16—固定腔；17—排气管；18—电磁阀；19—支撑脚；20—浮球；21—过滤罩；22—安装柱；23—安装板；24—凸台；25—安装座；26—弹性减震垫；27—上弹性钢板；28—下弹性钢板；29—弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型的一种水质采样用无人机, 包括机架1、采样组件和多个样品存储瓶6，所述机架1的侧部设置有多根机臂2，每根所述机臂2的端部设置有飞行电机3，所述飞行电机3的主轴连接有旋翼4，所述机架1内设置有控制器5，所述飞行电机3与控制器5电连接；机架1、机臂2、电机3、旋翼4、控制器5采用现有技术，控制器5控制各个电机3的转动，实现对无人机飞行状态的调节。

所述机架1的底部设置有水平的置物板15，所述置物板15内设置有多个固定腔16，每个固定腔16中设置有一个样品存储瓶6，所述样品存储瓶6的瓶口设置有密封盖，所述密封盖上设置有排气管17和进水孔。样品存储瓶6放置于固定腔16即可，为了防止样品存储瓶6晃动，可在固定腔16内壁设置弹性层。采样时，样品存储瓶6内的空气通过排气管17排出，以保证水样品能够轻松进入样品存储瓶6中。

还包括升降机构，所述升降机构包括升降电机7、齿轮8和齿条9，所述升降电机7固定安装于机架1，所述齿轮8安装于升降电机7的主轴，所述齿条9通过安装柱22竖直安装于机架1，所述安装柱22与机架1滑动配合，且齿条9与齿轮8啮合。升降电机7转动时，齿轮8能够带动齿条9和安装柱22向下或向上移动，将潜水泵10运送到水下设定的深度。

所述采样组件包括潜水泵10、采样管11、输送管12、排液管14以及注射头13，所述潜水泵10固定安装于安装柱22的底端，所述采样管11为软管且与潜水泵10的出口相连，所述输送管12和注射头13均为多个，且每根输送管12的一端与采样管11相连，另一端与一注射头13相连，所述注射头13穿过密封盖的进水孔并伸入样品存储瓶6内；排液管14和每根输送管12上设置有电磁阀18。每个样品存储瓶6用于存储一个部位的水样，在取样时，控制器5控制一根输送管12上的电磁阀18打开，其余的电磁阀18关闭，使每次采集的水样流入不同的样品存储瓶6，得到多种水样对比检测分析，有利于提高水样检测精度。由于每次采样后，会有部分水样停留在采样管11和潜水泵10中，因此，在下一次采样前，开启排液管14上的电磁阀18，启动潜水泵10，先将前一个位置的水样排出，再关闭排液管14上的电磁阀18进行下一次的水样检测，以防止不同位置的水样混合而影响检测结果。

所述升降电机7、潜水泵10以及各个电磁阀18均与控制器5电连接，控制器5控制升降电机7、潜水泵10以及各个电磁阀18的动作。将采样位置、深度、飞行路线等信息编程，再将程序输入控制器5即可。

采样时，控制器5控制升降电机7运行，齿轮8带动齿条9和安装柱22向下运动，当潜水泵10运动到设定的深度时，升降电机7停止运行，潜水泵10启动，将位于该深度的水抽至样品存储瓶6。本采样无人机，能够在一定的范围内调整潜水泵10的深度，实现对不同的水层进行取样，实用性更强。

采样时，无人机停留在水面，为了增加浮力，保持平衡，所述机架1底部的周边设置有多根支撑脚19，每根支撑脚19的底部设置有浮球20。

为了防止水中的水草等大体积杂质进入潜水泵10，所述潜水泵10的进水口设置有过滤罩21。

升降电机7工作时会产生震动，影响机身的平衡，为了减弱震动，所述升降电机7的底部设置有安装板23，所述安装板23的下表面设置有凸台24；所述机架1的顶部设置有安装座25，所述安装座25的上表面设置有凹槽，所述凹槽的底部设置有弹性减震垫26，所述凸台24位于凹槽内并与弹性减震垫26压紧接触，所述安装板23的四周通过螺栓与安装座25相连。

进一步地，所述弹性减震垫26包括上弹性钢板27和下弹性钢板28，所述上弹性钢板27和下弹性钢板28之间设置有多根竖直的弹簧29。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水质采样用无人机, 包括机架（1）、采样组件和多个样品存储瓶（6），所述机架（1）的侧部设置有多根机臂（2），每根所述机臂（2）的端部设置有飞行电机（3），所述飞行电机（3）的主轴连接有旋翼（4），所述机架（1）内设置有控制器（5），所述飞行电机（3）与控制器（5）电连接；其特征在于：

所述机架（1）的底部设置有水平的置物板（15），所述置物板（15）内设置有多个固定腔（16），每个固定腔（16）中设置有一个样品存储瓶（6），所述样品存储瓶（6）的瓶口设置有密封盖，所述密封盖上设置有排气管（17）和进水孔；

还包括升降机构，所述升降机构包括升降电机（7）、齿轮（8）和齿条（9），所述升降电机（7）固定安装于机架（1），所述齿轮（8）安装于升降电机（7）的主轴，所述齿条（9）通过安装柱（22）竖直安装于机架（1），所述安装柱（22）与机架（1）滑动配合，且齿条（9）与齿轮（8）啮合；

所述采样组件包括潜水泵（10）、采样管（11）、输送管（12）、排液管（14）以及注射头（13），所述潜水泵（10）固定安装于安装柱（22）的底端，所述采样管（11）为软管且与潜水泵（10）的出口相连，所述输送管（12）和注射头（13）均为多个，且每根输送管（12）的一端与采样管（11）相连，另一端与一注射头（13）相连，所述注射头（13）穿过密封盖的进水孔并伸入样品存储瓶（6）内；排液管（14）和每根输送管（12）上设置有电磁阀（18）；

所述升降电机（7）、潜水泵（10）以及各个电磁阀（18）均与控制器（5）电连接，控制器（5）控制升降电机（7）、潜水泵（10）以及各个电磁阀（18）的动作。

2.根据权利要求1所述的一种水质采样用无人机，其特征在于：所述机架（1）底部的周边设置有多根支撑脚（19），每根支撑脚（19）的底部设置有浮球（20）。

3.根据权利要求1所述的一种水质采样用无人机，其特征在于：所述潜水泵（10）的进水口设置有过滤罩（21）。

4.根据权利要求1所述的一种水质采样用无人机，其特征在于：所述升降电机（7）的底部设置有安装板（23），所述安装板（23）的下表面设置有凸台（24）；所述机架（1）的顶部设置有安装座（25），所述安装座（25）的上表面设置有凹槽，所述凹槽的底部设置有弹性减震垫（26），所述凸台（24）位于凹槽内并与弹性减震垫（26）压紧接触，所述安装板（23）的四周通过螺栓与安装座（25）相连。

5.根据权利要求4所述的一种水质采样用无人机，其特征在于：所述弹性减震垫（26）包括上弹性钢板（27）和下弹性钢板（28），所述上弹性钢板（27）和下弹性钢板（28）之间设置有多根竖直的弹簧（29）。