CN212568088U - 一种无人机探矿用水样采集系统 - Google Patents
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Abstract
一种无人机探矿用水样采集系统，包含有无人机模块，还包含有水样采集模块；所述无人机模块的主体顶部铺设有太阳能电池所述安装架包含有至少一个安装架单元，所述安装架单元上安装有水样采集模块，所述水样采集模块，包含有微型水泵、输水管、滚筒、储水瓶，滚筒电连接于电机；所述微型水泵用于将水经由输水管泵入储水瓶中；所述微型水泵外部设置有保护套。本无人机探矿用水样采集系统拓宽了探矿过程中水样采集的空间范围，突破正常人工能达到的区域，能够快速准确地采集到所需水样。微型水泵设置有软质硅胶材质的保护套，能够防止微型水泵在降落过程或入水过程中磕碰到硬物产生损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及水样采集技术领域，更具体地说，特别涉及一种无人机探矿用水样采集系统。
背景技术
探矿工程有时也称勘探技术，一般泛指地质勘探工作中有关的工程技术。根据地质设计，在预定地点，利用钻探设备钻穿岩层，取得岩样、水样、土样等实物资料，并通过钻孔进行地下物理测量或地下水动态观测等，在探矿工程中应用最广。
其中，探矿过程中对水样的采集通常采用人工采集。人工采集对于人们不方便操作的区域，如空间窄的狭缝等受限于环境、地势等影响无法深入到特定区域进行水样采集，具有很大局限性。
实用新型内容
(1)技术问题
因此，如何解决现有探矿技术中受限于环境、地势等影响人工无法深入到特定区域进行水样采集的问题，成了本领域技术人员亟待解决的问题。
(2)技术方案
针对上述问题，本实用新型的内容是提供一种无人机探矿用水样采集系统。
一种无人机探矿用水样采集系统，包含有无人机模块，还包含有水样采集模块；
所述无人机模块的主体顶部铺设有太阳能电池，所述太阳能电池为无人机飞行提供电力；所述无人机模块的主体底部设置有螺栓孔，用于连接安装架；所述无人机模块自带由远程终端控制的采样控制器；
所述安装架包含有至少一个安装架单元，所述安装架单元上安装有水样采集模块，所述水样采集模块，包含有微型水泵、输水管、滚筒、储水瓶，滚筒电连接于电机；当安装架单元数量为至少两个上时，所述安装架单元从上至下体积依次减小；位于顶端的安装架单元设置有螺栓孔，螺栓孔的位置与无人机模块的螺栓孔位置对应，通过螺栓将安装架单元与无人机模块相连接；
所述安装架单元包含有顶面、底面和连接柱，所述顶面采用金属板，所述顶面通过螺栓固定连接有所述水样采集模块的电机，所述电机的输出轴朝下，电机的输出轴连接有滚筒，所述滚筒呈圆柱状，所述滚筒竖直设置，所述滚筒中心轴线的两端设置有第一连接轴、第二连接轴，所述第一连接轴通过螺栓固定连接于电机的输出轴；所述电机外侧设置有挡板，所述挡板平行于所述顶面，所述电机外壳嵌入所述挡板中央位置；所述第二连接轴转动连接于所述底面，所述底面采用金属板，所述底面与顶面形状相同，为圆形、正方形、椭圆形中的一种；所述底面的右侧设置有出管孔，所述输水管穿过出管孔连接于微型水泵；所述底面的左侧与出管孔相对应的位置设置有配重块；所述底面靠近配重块的位置设置有螺纹孔，用于连接储水瓶；所述储水瓶的瓶口螺纹与底面的螺纹孔匹配；所述底面上还设置有采样控制器，采样控制器控制与滚筒连接的电机的正转或倒转；所述顶面和底面采用至少三个连接柱连接，所述连接柱的两端与顶面、底面通过焊接连接；
所述输水管螺旋缠绕于滚筒上；所述输水管的一端伸入所述储水瓶中，所述输水管的另一端连接于所述微型水泵的出水端；当滚筒转动时，输水管缠绕于滚筒上，挡板和底面对输水管其阻挡作用，使得输水管不会缠绕到滚筒的外部；
相邻的安装架单元，位于上面安装架单元的底面与位于下面的安装架单元的顶面通过挂钩相连；所述挂钩的一端呈圆环状，另一端为勾形形状；所述挂钩设置有至少三个。位于上面安装架单元的底面焊接有铁钩，钩朝向安装架单元整体的外侧。位于下面的安装架单元的顶面与铁钩对应位置处焊接有挂环，挂环呈竖直设置。挂钩的圆环端挂于铁钩，挂钩的勾形端挂于位于下面安装架单元的挂环。
所述微型水泵用于放入待采样的水中，将水经由输水管泵入储水瓶中；所述微型水泵外部设置有保护套；所述保护套为半球形网架球，所述保护套包含有第一球套、第二球套，所述第一球套和第二球套相接触的一侧通过合页连接，所述第一球套和第二球套相接触的另一侧通过卡扣可开闭连接；所述保护套中心为球形空缺，所述保护套中心放置有所述微型水泵；
所述输水管经由滚筒呈螺旋状；
所述输水管螺旋缠绕于滚筒上，所述滚筒固定连接于电机的输出端，所述滚筒呈圆柱状。
进一步的，所述微型水泵采用12V直流微型电动潜水泵，纯铜电机，无碳刷，不污染水体，扬程为5m，流量不大于20ml/s。所述微型水泵自带过滤网罩，可过滤水中的较大杂物。
进一步的，所述保护套采用软质硅胶材质，用于防止微型水泵在降落过程或入水过程中磕碰到硬物产生损坏。
进一步的，所述输水管采用PVC软管，所述输水管以PVC为主要原材料，内嵌高强度涤纶纤维增强线，具有柔软、透明耐压、耐油耐酸碱、经久耐用等诸多特性。
进一步的，所述太阳能电池还为电机提供电力。
进一步的，所述储水瓶设置有瓶塞，所述瓶塞设置有插有液位探测器，所述瓶塞还设置有溢流孔。
进一步的，所述电机的外侧设置有硅胶垫，用于缓解电机运行时对挡板的震动。
进一步的，所述第二连接轴为圆柱状，所述第二连接轴底部设置有弧形凹槽一，与其对应的底面设置有弧形凹槽二，所述弧形凹槽一或弧形凹槽二直径相同；弧形凹槽一和弧形凹槽二中放置有一圈钢珠，当滚筒转动时，第二连接轴在钢珠和润滑剂作用下转动；所述钢珠的直径小于弧形凹槽一或弧形凹槽二直径1-3mm。
进一步的，所述电机外壳设置有螺栓孔，所述挡板的靠近电机处设置有连接片，连接片垂直于挡板，连接片与挡板为一体结构，连接片设置有孔，连接片通过螺栓固定于电机外壳。
进一步的，所述太阳能电池采用铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓薄膜太阳能电池。
(3)有益效果
①本无人机探矿用水样采集系统拓宽了探矿过程中水样采集的空间范围，突破正常人工能达到的区域，能够快速准确地采集到所需水样。
②微型水泵设置有软质硅胶材质的保护套，能够防止微型水泵在降落过程或入水过程中磕碰到硬物产生损坏。
③本无人机探矿用水样采集系统能够依据待取水样的个数设置有对应数量的安装架单元及水样采集模块，依据实际情况进行安装架单元及水样采集模块的数量增减，既能够满足采样需求，又对无人机不造成额外的负重负担。
附图说明
图1是本无人机探矿用水样采集系统整体结构示意图；
图2是水样采集模块结构示意图；
图3是挡板结构示意图；
图4是滚筒与电机、滚筒与底面连接结构示意图；
图5是图4中A处放大结构示意图；
图6是保护套结构示意图；
图7是保护套结构示意图。
图中：1是无人机模块，2是安装架单元，21是顶面，211是挂环，22是底面，221是弧形凹槽二，222是铁钩；23是连接柱，24是出管孔；3是微型水泵，4是输水管，5是滚筒，51是第一连接轴，52是第二连接轴，521是弧形凹槽一，522是钢珠；6是储水瓶，7是电机，8是挡板，81是连接片，9是配重块，10是挂钩，11是保护套，111是第一球套，112是第二球套，113是合页，114是卡扣；12是采样控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-图7所示，一种无人机探矿用水样采集系统，包含有无人机模块，还包含有水样采集模块；
所述无人机模块1的主体顶部铺设有太阳能电池，采用铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓薄膜太阳能电池，这类的薄膜太阳能电池光电转化效率高，重量轻，适于用于无人机。该太阳能电池将太阳能转化为电能储存在蓄电池组中，太阳能电池为无人机飞行提供电力，同时为水样采集模块的电机供电。
所述无人机模块自带由远程终端控制的采样控制器；所述无人机模块1的主体底部设置有螺栓孔，用于连接安装架；所述安装架包含有至少一个安装架单元2，所述安装架单元上安装有水样采集模块，所述水样采集模块，包含有微型水泵3、输水管4、滚筒5、储水瓶6，滚筒电连接于电机7；当安装架单元数量为两个或两个以上时，所述安装架单元从上至下体积依次减小。
如图2所示，所述安装架单元2包含有顶面21、底面22和连接柱23，所述顶面22采用金属板，所述顶面22通过螺栓固定连接有所述水样采集模块的电机7，电机外壳的顶端设置有螺栓孔，用于固定于顶面。所述电机7的输出轴竖直朝下，电机的输出轴连接有滚筒5，滚筒呈圆柱状，滚筒竖直设置，所述滚筒5中心轴线的两端设置有第一连接轴51、第二连接轴52，所述第一连接轴51通过螺栓固定连接于电机7的输出轴；所述电机外侧设置有挡板8，所述挡板8平行于所述顶面21，所述电机7外壳嵌入所述挡板中央位置，电机的外侧设置有硅胶垫，用于缓解电机运行时对挡板的震动；电机外壳设置有螺栓孔，挡板8的靠近电机处设置有连接片81，如图3所示，连接片81垂直于挡板8，连接片81与挡板8为一体结构，连接片81设置有孔，连接片81通过螺栓固定于电机外壳。如图4所示，滚筒的第二连接轴52转动连接于底面22，第二连接轴为圆柱状，所述第二连接轴底部设置有弧形凹槽一521，与其对应的底面设置有弧形凹槽二221，所述弧形凹槽一或弧形凹槽二直径相同；弧形凹槽一和弧形凹槽二中放置有一圈钢珠522，当滚筒转动时，第二连接轴在钢珠和润滑剂作用下转动；所述钢珠的直径小于弧形凹槽一或弧形凹槽二直径1-3mm。底面22采用金属板，底面与顶面形状相同，为圆形、正方形、椭圆形中的一种，但不限于上述形状。底面的右侧设置有出管孔24，所述输水管4穿过出管孔24连接于微型水泵3；所述底面的左侧与出管孔相对应的位置设置有配重块9；所述底面靠近配重块的位置设置有螺纹孔，用于连接储水瓶；所述储水瓶的瓶口螺纹与底面的螺纹孔匹配；所述底面22上还设置有采样控制器12，采样控制器与电机电连接，采样控制器控制与滚筒连接的电机的正转或倒转，进而带动滚筒正转或倒转，最终控制输水管的收放；所述顶面21和底面22采用至少三个连接柱23连接，所述连接柱的两端与顶面、底面通过焊接连接。
所述输水管4螺旋缠绕于滚筒5上；所述输水管4的一端伸入所述储水瓶6中，输水管4的另一端连接于微型水泵3的出水端。所述输水管经由滚筒呈螺旋状；所述输水管螺旋缠绕于滚筒上。当滚筒转动时，输水管缠绕于滚筒上，挡板和底面对输水管其阻挡作用，使得输水管不会缠绕到滚筒的外部。
位于顶端的安装架单元的顶面设置有螺栓孔，螺栓孔的位置与无人机模块的螺栓孔位置对应，通过螺栓将安装架单元与无人机模块固定连接；
相邻的安装架单元，位于上面安装架单元的底面与位于下面的安装架单元的顶面通过挂钩10相连；所述挂钩的一端呈圆环状，另一端为勾形形状；所述挂钩设置有至少三个。位于上面安装架单元的底面焊接有铁钩222，钩朝向安装架单元整体的外侧。位于下面的安装架单元的顶面与铁钩对应位置处焊接有挂环211，挂环呈竖直设置。挂钩的圆环端挂于铁钩，挂钩的勾形端挂于位于下面安装架单元的挂环。
所述微型水泵3外部设置有保护套11，如图6、图7所示；所述保护套为半球形网架球，所述保护套包含有第一球套111、第二球套112，所述第一球套111和第二球套112相接触的一侧通过合页113连接，所述第一球套和第二球套相接触的另一侧通过卡扣114可开闭连接；所述保护套11中心为球形空缺，所述保护套11中心放置有所述微型水泵3；
在本实用新型的一个实施例中，顶面和底面均为正方形，顶面与底面采用四个连接柱进行连接，挂钩设置有四个。
对于相邻的安装架单元，位于上面的安装架单元的顶面比位于下面的安装架单元的顶面尺寸大2-6cm，位于上面的安装架单元的出管孔在位于下面的安装架单元的底面边缘的外侧，用于保证在输水管上升或下降过程中不受下面安装架单元的影响。
如此设计，可依据待取水样的个数设置有对应数量的安装架单元及水样采集模块，依据实际情况进行安装架单元及水样采集模块的数量增减，既能够满足采样需求，又对无人机不造成额外的负重负担。
同时，安装架单元的边沿作圆角处理，若微型水泵及其保护套不慎碰到安装架单元的某个位置，也不会挂到，圆角处理也不会影响书输水管的正常上升或下降。
在本实用新型的一个实施例中，所述微型水泵采用12V直流微型电动潜水泵，纯铜电机，无碳刷，不污染水体，扬程为5m，流量不大于20ml/s。所述微型水泵自带过滤网罩，可过滤水中的较大杂物。
在本实用新型的一个实施例中，所述保护套采用软质硅胶材质，用于防止微型水泵在降落过程或入水过程中磕碰到硬物产生损坏。
在本实用新型的一个实施例中，所述输水管采用PVC软管，所述输水管以PVC为主要原材料，内嵌高强度涤纶纤维增强线，具有柔软、透明耐压、耐油耐酸碱、经久耐用等诸多特性。
在本实用新型的一个实施例中，所述储水瓶设置有瓶塞，所述瓶塞设置有插有液位探测器，所述瓶塞还设置有溢流孔，储水瓶中的空气和水可从溢流管流出。储水瓶的容积可选0.5L、1L、1.5L或2.0L。
利用本无人机探矿用水样采集系统进行水样采集，可依据需要采集水样的数量安装对应数量的安装架单元，安装后对挂钩位置可采用系绳进行捆绑加固，后期拆装时直接剪断系绳，取下挂钩即可。
采用本无人机探矿用水样采集系统，无人机在远程终端控制下，挂载水样采集模块到达目标采样点上空的适当高度进行悬停，通过远程终端发射指令到采样控制器，采样控制器控制滚筒自动将输水管下放，直到微型水泵沉入水中，采样控制器控制微型水泵启动，开始抽取水样，水样通过输水管进入储水瓶中，储水瓶中的空气以及多余的水样通过溢流孔流排出。当储水瓶中的水样液面到底液位探测器的设定位时，液位探测器传输数据到无人机远程终端，远程终端控制采样控制器，采样控制器关停微型潜水泵，滚筒回卷输水管后，无人机携带水样采集模块返航。
在采样过程中，微型水泵设置有软质硅胶材质的保护套，能够防止微型水泵在降落过程或入水过程中磕碰到硬物产生损坏。
本实用新型不局限于上述实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的产品。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本实用新型的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种无人机探矿用水样采集系统，包含有无人机模块，其特征在于：还包含有水样采集模块；
所述无人机模块的主体顶部铺设有太阳能电池，所述太阳能电池为无人机飞行提供电力；所述无人机模块的主体底部设置有螺栓孔，用于连接安装架；所述无人机模块自带由远程终端控制的采样控制器；
所述安装架包含有至少一个安装架单元，所述安装架单元上安装有水样采集模块，所述水样采集模块，包含有微型水泵、输水管、滚筒、储水瓶，滚筒电连接于电机；当安装架单元数量为至少两个时，所述安装架单元从上至下体积依次减小；位于顶端的安装架单元设置有螺栓孔，螺栓孔的位置与无人机模块的螺栓孔位置对应，通过螺栓将安装架单元与无人机模块相连接；
所述安装架单元包含有顶面、底面和连接柱，所述顶面采用金属板，所述顶面通过螺栓固定连接有所述水样采集模块的电机，所述电机的输出轴朝下，电机的输出轴连接有滚筒，所述滚筒呈圆柱状，滚筒呈竖直设置，所述滚筒中心轴线的两端设置有第一连接轴、第二连接轴，所述第一连接轴通过螺栓固定连接于电机的输出轴；所述电机外侧设置有挡板，所述挡板平行于所述顶面，所述电机外壳嵌入所述挡板中央位置；所述第二连接轴转动连接于所述底面，所述底面采用金属板，所述底面与顶面形状相同，为圆形、正方形、椭圆形中的一种；所述底面的右侧设置有出管孔，所述输水管穿过出管孔连接于微型水泵；所述底面的左侧与出管孔相对应的位置设置有配重块；所述底面靠近配重块的位置设置有螺纹孔，用于连接储水瓶；所述储水瓶的瓶口螺纹与底面的螺纹孔匹配；所述底面上还设置有采样控制器，采样控制器控制与滚筒连接的电机的正转或倒转；所述顶面和底面采用至少三个连接柱连接，所述连接柱的两端与顶面、底面通过焊接连接；
所述输水管螺旋缠绕于滚筒上；所述输水管的一端伸入所述储水瓶中，所述输水管的另一端连接于所述微型水泵的出水端；当滚筒转动时，输水管缠绕于滚筒上，挡板和底面对输水管其阻挡作用，使得输水管不会缠绕到滚筒的外部；
相邻的安装架单元，位于上面安装架单元的底面与位于下面的安装架单元的顶面通过挂钩相连；所述挂钩的一端呈圆环状，另一端为勾形形状；所述挂钩设置有至少三个；位于上面安装架单元的底面焊接有铁钩，钩朝向安装架单元整体的外侧；位于下面的安装架单元的顶面与铁钩对应位置处焊接有挂环，挂环呈竖直设置；挂钩的圆环端挂于铁钩，挂钩的勾形端挂于位于下面安装架单元的挂环；
所述微型水泵用于将水经由输水管泵入储水瓶中；所述微型水泵外部设置有保护套；所述保护套为半球形网架球，所述保护套包含有第一球套、第二球套，所述第一球套和第二球套相接触的一侧通过合页连接，所述第一球套和第二球套相接触的另一侧通过卡扣可开闭连接；所述保护套中心为球形空缺，所述保护套中心放置有所述微型水泵；
所述输水管经由滚筒呈螺旋状。
2.根据权利要求1所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述微型水泵采用12V直流微型电动潜水泵，纯铜电机，无碳刷，不污染水体，扬程为5m，流量不大于20ml/s；所述微型水泵自带过滤网罩。
3.根据权利要求2所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述保护套采用软质硅胶材质，用于防止微型水泵在降落过程或入水过程中磕碰到硬物产生损坏。
4.根据权利要求3所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述输水管采用PVC软管。
5.根据权利要求4所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述太阳能电池还为电机提供电力。
6.根据权利要求5所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述储水瓶设置有瓶塞，所述瓶塞设置有插有液位探测器，所述瓶塞还设置有溢流孔。
7.根据权利要求6所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述电机的外侧设置有硅胶垫，用于缓解电机运行时对挡板的震动。
8.根据权利要求7所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述第二连接轴为圆柱状，所述第二连接轴底部设置有弧形凹槽一，与其对应的底面设置有弧形凹槽二，所述弧形凹槽一或弧形凹槽二直径相同；弧形凹槽一和弧形凹槽二中放置有一圈钢珠，当滚筒转动时，第二连接轴在钢珠和润滑剂作用下转动；所述钢珠的直径小于弧形凹槽一或弧形凹槽二直径1-3mm。
9.根据权利要求8所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述电机外壳设置有螺栓孔，所述挡板的靠近电机处设置有连接片，连接片垂直于挡板，连接片与挡板为一体结构，连接片设置有孔，连接片通过螺栓固定于电机外壳。
10.根据权利要求9所述的一种无人机探矿用水样采集系统，其特征在于：所述太阳能电池采用铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓薄膜太阳能电池。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021303926.5U CN212568088U (zh) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 一种无人机探矿用水样采集系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114162341A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-11 | 日照职业技术学院 | 一种可调式无人机摄影测量安装平台 |
-
2020
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| CN114162341A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-11 | 日照职业技术学院 | 一种可调式无人机摄影测量安装平台 |
| CN114162341B (zh) * | 2021-12-17 | 2023-08-04 | 日照职业技术学院 | 一种可调式无人机摄影测量安装平台 |
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