CN213749197U - 无人机土壤自动采样器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土壤采集设备的技术领域，具体为一种无人机土壤自动采样器，包括无人机本体，无人机本体的内部设有腔室，腔室的顶部连接有伸缩机构，伸缩机构的底部连接有电机，电机的侧壁连接有滑轮结构，腔室的侧壁开设有竖向的限位槽，滑轮结构与限位槽滑动连接；电机的输出轴连接有钻头，腔室的底部设有开口，钻头远离电机的一端能够伸出开口；钻头的底部开设有储土腔，钻头的底部设有锯齿；储土腔的侧壁由顶部向底部设有螺旋叶片；钻头的侧壁开设有取土孔，取土孔的底部开设有连通储土腔的取土通道，取土孔的底部连接有封闭取土通道的盖板。采用本方案能够解决现有技术中钻头和电机在采样时容易出现晃动的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤采集设备的技术领域，具体为一种无人机土壤自动采样器。
背景技术
土壤采样是土壤检测过程中最重要的基础环节，现有的土壤采样通常是由采样人员携带采样工具，前往指定的采样点进行采样，再将采样的土壤样品带回进行土壤检测。但是由于部分采样点所在地的地形复杂，采样人员难以顺利到达采样点，同时也存在一定的风险，无法保障采样人员的人身安全。
因此为解决地形复杂区域的土壤采样，现有技术中结合无人机和土壤采样器，在无人机的底部连接伸缩机构，伸缩机构的底部连接电机，电机的输出轴连接钻头。采样人员通过控制无人机将土壤采样器送至采样点，在飞行状态下，伸缩机构处于收缩的状态。当到达采样点时，伸缩机构伸出向钻头施加朝向土壤的作用力，并启动电机带动钻头旋转，从而进行土壤采样。伸缩机构伸出至最远距离后，伸缩机构收缩，完成土壤采样。采样人员再通过控制无人机带回土壤采样器，将钻头中的土壤取出即可进行土壤检测。
但是采样过程中，土壤具有一定硬度，钻头向土壤施加作用力的同时，土壤对钻头也有反作用力，且由于钻头的转动，以及土壤各部分的硬度不同，土壤对钻头的反作用力不仅仅是在竖直方向上的作用力，而其他方向的作用力容易造成电机的晃动，晃动情况下伸缩机构仍对电机、钻头等施加向下的作用力，此时极易导致钻头、电机与伸缩机构的连接结构发生断裂。
实用新型内容
本实用新型意在提供一种无人机土壤自动采样器，以解决现有技术中钻头和电机在采样时容易出现晃动的技术问题。
本实用新型提供如下基础方案：
无人机土壤自动采样器，包括无人机本体，无人机本体的内部设有腔室，腔室的顶部连接有伸缩机构，伸缩机构的底部连接有电机，电机的侧壁连接有滑轮结构，腔室的侧壁开设有竖向的限位槽，滑轮结构与限位槽滑动连接；电机的输出轴连接有钻头，腔室的底部设有开口，钻头远离电机的一端能够伸出开口。
基础方案的有益效果：通过伸缩机构的伸缩带动电机上下移动，从而带动钻头上下移动，在进行土壤采样时，使得钻头向土壤施加向下的作用力，实现土壤采样。滑轮结构的设置，在土壤采样以及采样结束时，便于电机上下移动带动钻头移动。限位槽的设置，对滑轮结构的移动进行限制，从而对电机的移动进行限制，当电机出现晃动的时候，滑轮结构对腔室产生作用力，相应的无人机本体对滑轮结构产生反作用力，减小电机的晃动，从而保持电机、钻头的稳定运行。
进一步，伸缩机构为气缸，气缸包括活塞杆，活塞杆的自由端与电机连接。有益效果：气缸结构简单，其技术成熟，使用方便。
进一步，滑轮结构包括安装架以及安装在安装架上的滑轮，安装架与电机连接，滑轮与限位槽相抵。有益效果：安装架的设置，便于安装滑轮，实现滑轮的稳定连接，从而实现滑轮的稳定移动。
进一步，安装架套设在电机上，滑轮的数量不少于两个，滑轮围绕电机设置。有益效果：多个滑轮以及滑轮围绕电机的设置，使得电机的移动更加稳定。
进一步，钻头的底部开设有储土腔，钻头的底部设有锯齿。有益效果：锯齿的设置，便于对地面进行钻孔，从而进行土壤采样，储土腔的设置，用于容纳采样的土壤。
进一步，锯齿倾斜设置，锯齿的倾斜方向与钻头的旋转方向相同。有益效果：锯齿倾斜设置，在对地面进行钻孔时，便于向土壤施加作用力，实现快速钻孔，提高采样效率。
进一步，储土腔的侧壁由顶部向底部设有螺旋叶片。有益效果：螺旋叶片的设置，在进行土壤采样时，使得采样的土壤紧密接触，在无人机本体飞行过程，降低土壤的掉落量，保证采样量。
进一步，钻头的侧壁开设有取土孔，取土孔的底部开设有连通储土腔的取土通道，取土孔的底部连接有封闭取土通道的盖板。有益效果：取土孔和取土通道的设置，便于取出储土腔内的土壤样品，实现土壤检测。取土孔的设置，便于安装盖板，避免影响钻头的正常使用。盖板的设置，用于封闭取土通道，使得储土腔能够在采样时进行土壤的收集。
附图说明
图1为本实用新型无人机土壤自动采样器实施例的主视局部剖视图；
图2为本实用新型图1中A处放大半剖图；
图3为本实用新型无人机土壤自动采样器实施例的钻头局部剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：无人机本体1、伸缩机构2、安装架301、滑轮302、限位槽4、电机5、钻头6、盖板7、锯齿8、螺旋叶片9。
实施例
无人机土壤自动采样器，如附图1所示，包括无人机本体1，无人机本体1的上表面设有旋翼螺旋桨，用于提供升力，控制无人机本体1的上升、降落和飞行，无人机本体1及旋翼螺旋桨为现有技术，因此不再赘述。无人机本体1的内部设有腔室，腔室的底部设有开口。腔室的顶部连接有伸缩机构2，伸缩机构2可以为气缸、电控伸缩杆等实现伸缩控制的器件，在本实施例中伸缩机构2为气缸，气缸包括缸筒和活塞杆，缸筒通过螺钉与腔室的顶部固定连接。
伸缩机构2的底部连接有电机5，在本实施例中，活塞杆的自由端与电机5通过螺钉固定连接。电机5的侧壁连接有滑轮结构，滑轮结构包括安装架301以及安装在安装架301上的滑轮302，安装架301与电机5连接，腔室的侧壁开设有竖向的限位槽4，滑轮结构与限位槽4滑动连接。在本实施例中，安装架301套设在电机5上，且通过螺钉与电机5固定连接，滑轮302与限位槽4相抵，且滑轮302与限位槽4滚动连接。滑轮302的数量不少于两个，滑轮302围绕电机5设置。在本实施例中，滑轮302的数量为四个，四个滑轮302围绕电机5设置。
电机5的输出轴连接有钻头6，钻头6远离电机5的一端能够伸出开口。在本实施例中，电机5的输出轴与钻头6键连接。如附图2所示，钻头6的底部开设有储土腔，钻头6的侧壁开设有取土孔，取土孔的底部开设有连通储土腔的取土通道，取土通道的口径小于取土孔的孔径，取土孔的底部连接有封闭取土通道的盖板7，在本实施例中，盖板7通过螺钉与取土孔的底部可拆卸连接，盖板7远离取土孔的一侧与钻头6的侧壁形状匹配，即钻头6为圆柱体时，盖板7远离取土孔的一侧为弧形，其弧度与钻头6侧壁的弧度相同。
钻头6的底部设有锯齿8，锯齿8倾斜设置，锯齿8的倾斜方向与钻头6的旋转方向相同。在本实施例中，如附图3所示，钻头6的旋转方向为图中右侧向左侧旋转，即左侧向图内旋转，右侧向图外旋转，则锯齿8向左侧倾斜。储土腔的侧壁由顶部向底部设有螺旋叶片9，在本实施例中，如附图3所示，螺旋叶片9远离储土腔侧壁的一侧高于另一侧。
具体实施过程如下：初始状态下，电机5未启动，气缸处于收缩状态。当进行土壤采样时，采样人员通过控制旋翼螺旋桨使得无人机本体1飞行至采样点进行土壤采样，采样时，气缸控制活塞杆伸出，带动电机5向下滑动，滑轮302在限位槽4内向下滑动，保证电机5的稳定下滑。同时电机5启动，带动钻头6旋转，当钻头6底部的锯齿8与土壤接触时，倾斜的锯齿8便于向地面施加作用力，快速进行钻孔，钻孔过程中，土壤进入储土腔，实现土壤采样。当活塞杆伸缩至最大量时，或者伸出至设定的位移量时，气缸控制活塞杆收缩，带动电机5向上移动，滑轮302在限位槽4内向下滑动，将钻头6从土壤中带出。当活塞杆复位时，关闭电机5，此时土壤位于储土腔内，完成土壤采样，采样人员再通过控制旋翼螺旋桨使得无人机本体1返航。取出土壤样品时，通过螺钉打开盖板7，将储土腔内的土壤取出即可进行土壤检测。电机的启动及活塞杆的伸缩控制为现有技术，并非本申请的发明点，因此本申请不对其结构和控制进行赘述。
以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.无人机土壤自动采样器，包括无人机本体，其特征在于：无人机本体的内部设有腔室，腔室的顶部连接有伸缩机构，伸缩机构的底部连接有电机，电机的侧壁连接有滑轮结构，腔室的侧壁开设有竖向的限位槽，滑轮结构与限位槽滑动连接；电机的输出轴连接有钻头，腔室的底部设有开口，钻头远离电机的一端能够伸出开口。
2.根据权利要求1所述的无人机土壤自动采样器，其特征在于：伸缩机构为气缸，气缸包括活塞杆，活塞杆的自由端与电机连接。
3.根据权利要求1所述的无人机土壤自动采样器，其特征在于：滑轮结构包括安装架以及安装在安装架上的滑轮，安装架与电机连接，滑轮与限位槽相抵。
4.根据权利要求3所述的无人机土壤自动采样器，其特征在于：安装架套设在电机上，滑轮的数量不少于两个，滑轮围绕电机设置。
5.根据权利要求1所述的无人机土壤自动采样器，其特征在于：钻头的底部开设有储土腔，钻头的底部设有锯齿。
6.根据权利要求5所述的无人机土壤自动采样器，其特征在于：锯齿倾斜设置，锯齿的倾斜方向与钻头的旋转方向相同。
7.根据权利要求5所述的无人机土壤自动采样器，其特征在于：储土腔的侧壁由顶部向底部设有螺旋叶片。
8.根据权利要求5所述的无人机土壤自动采样器，其特征在于：钻头的侧壁开设有取土孔，取土孔的底部开设有连通储土腔的取土通道，取土孔的底部连接有封闭取土通道的盖板。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202023347047.5U CN213749197U (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 无人机土壤自动采样器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202023347047.5U CN213749197U (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 无人机土壤自动采样器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202023347047.5U Active CN213749197U (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 无人机土壤自动采样器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN213749197U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210641U1 (ru) * | 2021-11-29 | 2022-04-25 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко" Министерства обороны Российской Федерации | Устройство для дистанционного отбора проб грунта с использованием беспилотного летательного аппарата коптерного типа |
| RU2790164C1 (ru) * | 2022-01-11 | 2023-02-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Пробоотборник грунта для беспилотного летательного аппарата вертолётного типа |
| CN116223088A (zh) * | 2023-05-09 | 2023-06-06 | 安徽农业大学 | 一种禽舍粪便长距离采样装置 |
| CN117232890A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-15 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种土壤污染治理用无人机采样装置 |
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2020
- 2020-12-31 CN CN202023347047.5U patent/CN213749197U/zh active Active
Cited By (6)
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