本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水面標(biāo)定裝置及其方法。

背景技術(shù)：

目前環(huán)保地表水水樣采集普遍采用人工采集，采集過(guò)程復(fù)雜、具有一定的危險(xiǎn)性。極少數(shù)采用無(wú)人機(jī)或機(jī)器輔助采集，但只是簡(jiǎn)單加載傳統(tǒng)設(shè)備，缺少專用設(shè)備，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)性采集。

要通過(guò)無(wú)人機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)性在預(yù)定水域進(jìn)行采樣，首先要確定采樣深度，因此本發(fā)明的目的提供一種可以對(duì)無(wú)人機(jī)的基準(zhǔn)高度進(jìn)行標(biāo)定，確定無(wú)人機(jī)作業(yè)高度的標(biāo)定裝置及其標(biāo)定方法，采集水面信息，從而確定采樣深度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行水樣采集，本發(fā)明提供了一種水面標(biāo)定裝置及其方法，在采樣前對(duì)無(wú)人機(jī)的基準(zhǔn)高度進(jìn)行標(biāo)定，從而確定無(wú)人機(jī)的作業(yè)高度和采樣深度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種水面標(biāo)定組件，其特征在于，包括：

外殼，所述外殼具有上端開(kāi)口、下端開(kāi)口和內(nèi)腔，所述內(nèi)腔分別與上端開(kāi)口和下端開(kāi)口連通；

傳感器容器，所述傳感器容器固定在所述內(nèi)腔中，所述傳感器容器包括側(cè)壁和底板，所述側(cè)壁的上端為敞口，所述底板固定連接在側(cè)壁的下端，所述底板上開(kāi)設(shè)有進(jìn)水孔；

浮標(biāo)傳感器，所述浮標(biāo)傳感器放置在所述底板上，所述浮標(biāo)傳感器包括浮體和導(dǎo)電片，所述導(dǎo)電片固定在所述浮體的上部；

導(dǎo)電端子，所述浮標(biāo)傳感器的上方設(shè)置有二個(gè)導(dǎo)電端子，所述二個(gè)導(dǎo)電端子豎直下降時(shí)將同時(shí)與所述導(dǎo)電片接觸；

導(dǎo)線，一個(gè)所述導(dǎo)線的上端連接有電源，下端與一個(gè)所述導(dǎo)電端子連接；另一個(gè)所述導(dǎo)線的上端連接有用于產(chǎn)生開(kāi)關(guān)量信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器，下端與另一個(gè)所述導(dǎo)電端子連接，二個(gè)所述導(dǎo)線受到導(dǎo)電端子的拉力呈豎直狀態(tài)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與所述信號(hào)發(fā)生器連接。

作為優(yōu)選，所述傳感器容器的數(shù)量為二個(gè)，二個(gè)所述底板的上表面位于同一水平面內(nèi)。

本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定裝置，包括所述的水面標(biāo)定組件，所述水面標(biāo)定裝置還包括牽引電機(jī)、牽引線和采樣控制芯片，所述牽引電機(jī)分別與所述采樣控制芯片和電源連接，所述牽引電機(jī)的輸出軸與所述牽引線的上端連接，所述牽引線的下端與所述外殼固定連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與所述采樣控制芯片連接。

本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定方法，通過(guò)配置有所述的水面標(biāo)定裝置的無(wú)人機(jī)來(lái)完成，包括以下步驟：

S1、控制所述無(wú)人機(jī)飛抵預(yù)定水域并在水面上方懸停；

S2、控制牽引電機(jī)下放牽引線，所述外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢下降；水從進(jìn)水孔進(jìn)入傳感器容器中，浮體漂浮在水面上；

S3、控制無(wú)人機(jī)緩慢下降，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢下降，當(dāng)二個(gè)所述導(dǎo)電端子同時(shí)接觸到導(dǎo)電片時(shí)，所述電源、導(dǎo)線、導(dǎo)電端子、導(dǎo)電片以及信號(hào)發(fā)生器形成的回路導(dǎo)通，所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)送至采樣控制芯片，所述采樣控制芯片接收到所述數(shù)字信號(hào)后控制無(wú)人機(jī)停止下降；

S4、控制無(wú)人機(jī)緩慢上升，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢上升，當(dāng)所述導(dǎo)電端子脫離所述導(dǎo)電片時(shí)，二個(gè)所述導(dǎo)電端子之間斷開(kāi)，所述信號(hào)發(fā)生器停止發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，記錄此時(shí)無(wú)人機(jī)的高度數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，完成標(biāo)定。

其次，還包括步驟S5、標(biāo)定完成后，控制牽引電機(jī)收取牽引線，所述外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢上升。

本發(fā)明的有益效果是，這種水面標(biāo)定裝置在下方到預(yù)定水域中時(shí)，水進(jìn)入傳感器容器中后，浮標(biāo)傳感器漂浮在水面上，無(wú)人機(jī)的緩慢下降帶動(dòng)導(dǎo)電端子同步下降，二個(gè)導(dǎo)電端子同時(shí)接觸導(dǎo)電片的時(shí)候，回路導(dǎo)通，信號(hào)發(fā)生器發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，無(wú)人機(jī)停止下降并隨后緩慢上升，導(dǎo)電端子隨之上升并與導(dǎo)電片脫離，無(wú)人機(jī)停止上升并記錄此時(shí)無(wú)人機(jī)的高度數(shù)據(jù)，這種裝置作為無(wú)人機(jī)采樣系統(tǒng)的一部分，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，整體重量較少，適應(yīng)無(wú)人機(jī)的裝載，利用浮標(biāo)傳感器和信號(hào)發(fā)生回路，可以降低接觸不良，形成的誤判的幾率，還可以在江河等具有一定波浪的水域進(jìn)行標(biāo)定。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的水面標(biāo)定組件的最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1、外殼，2、傳感器容器，3、浮標(biāo)傳感器，4、導(dǎo)電端子，5、導(dǎo)線，6、電源，7、信號(hào)發(fā)生器，8、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。

圖2是本發(fā)明的水面標(biāo)定方法的最優(yōu)實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書(shū)的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種水面標(biāo)定組件，包括：

外殼1，外殼1具有上端開(kāi)口、下端開(kāi)口和內(nèi)腔，內(nèi)腔分別與上端開(kāi)口和下端開(kāi)口連通，在此實(shí)施例中外殼1為中空?qǐng)A柱形；

傳感器容器2，傳感器容器2固定在內(nèi)腔中，傳感器容器2包括側(cè)壁和底板，側(cè)壁的上端為敞口，底板固定連接在側(cè)壁的下端，底板上開(kāi)設(shè)有進(jìn)水孔；外殼1和傳感器容器2在放入水中時(shí)需要下沉，所以可以在外殼1上設(shè)置配重塊，或者在選擇外殼1和傳感器容器2的材質(zhì)時(shí)，是它們實(shí)體的平均密度大于水的密度為佳；

浮標(biāo)傳感器3，浮標(biāo)傳感器3放置在底板上，浮標(biāo)傳感器3包括浮體和導(dǎo)電片，導(dǎo)電片固定在浮體的上部，底板的進(jìn)水孔可以是一個(gè)較大的孔，孔的大小不足以讓浮標(biāo)傳感器3穿過(guò)，或者底板為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，上面分布的網(wǎng)孔就是進(jìn)水孔；

導(dǎo)電端子4，浮標(biāo)傳感器3的上方設(shè)置有二個(gè)導(dǎo)電端子4，二個(gè)導(dǎo)電端子4豎直下降時(shí)將同時(shí)與導(dǎo)電片接觸；

導(dǎo)線5，一個(gè)導(dǎo)線5的上端連接有電源6，下端與一個(gè)導(dǎo)電端子4連接；另一個(gè)導(dǎo)線5的上端連接有用于產(chǎn)生開(kāi)關(guān)量信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器7，下端與另一個(gè)導(dǎo)電端子4連接，二個(gè)導(dǎo)線5受到導(dǎo)電端子4的拉力呈豎直狀態(tài)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片8，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片8與信號(hào)發(fā)生器7連接；

上述的一個(gè)傳感器容器2、一個(gè)浮標(biāo)傳感器3、二個(gè)導(dǎo)電端子4、二個(gè)導(dǎo)線5、一個(gè)信號(hào)發(fā)生器7、一個(gè)電源6以及一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片8組成的機(jī)構(gòu)一共有兩組，其中兩個(gè)傳感器容器2的底板的上表面位于同一水平面內(nèi)；設(shè)置兩組機(jī)構(gòu)的目的是防止其中一組發(fā)生故障時(shí)，另外一組可以正常運(yùn)作，保證標(biāo)定工作可以有效、準(zhǔn)確的進(jìn)行。

本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定裝置，包括水面標(biāo)定組件、牽引電機(jī)、牽引線和采樣控制芯片，牽引電機(jī)分別與采樣控制芯片和電源連接，牽引電機(jī)的輸出軸與牽引線的上端連接，牽引線的下端與外殼固定連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與采樣控制芯片連接。

如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種水面標(biāo)定方法，通過(guò)配置有水面標(biāo)定裝置的無(wú)人機(jī)來(lái)完成，包括以下步驟：

S1、控制無(wú)人機(jī)飛抵預(yù)定水域并在水面上方懸停；

S2、控制牽引電機(jī)下放牽引線，外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢下降；水從進(jìn)水孔進(jìn)入傳感器容器中，浮體漂浮在水面上；

S3、控制無(wú)人機(jī)緩慢下降，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢下降，當(dāng)二個(gè)導(dǎo)電端子同時(shí)接觸到導(dǎo)電片時(shí)，電源、導(dǎo)線、導(dǎo)電端子、導(dǎo)電片以及信號(hào)發(fā)生器形成的回路導(dǎo)通，信號(hào)發(fā)生器發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)送至采樣控制芯片，采樣控制芯片接收到數(shù)字信號(hào)后控制無(wú)人機(jī)停止下降；

S4、控制無(wú)人機(jī)緩慢上升，導(dǎo)線和導(dǎo)電端子也同步緩慢上升，當(dāng)導(dǎo)電端子脫離導(dǎo)電片時(shí)，二個(gè)導(dǎo)電端子之間斷開(kāi)，信號(hào)發(fā)生器停止發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，記錄此時(shí)無(wú)人機(jī)的高度數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，完成標(biāo)定。

S5、標(biāo)定完成后，控制牽引電機(jī)收取牽引線，外殼、傳感器容器以及浮標(biāo)傳感器緩慢上升。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)所述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。