一種用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無人機采樣裝置，尤其涉及一種用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會對環(huán)境污染的重視和對環(huán)境污染研究的不斷加強，環(huán)境樣品采集的需求不斷增加。傳統(tǒng)的環(huán)境樣品采集主要分為人工攜帶采集儀的現(xiàn)場采集和固定點樣品采集。這兩種采集方式各有利弊，前者靈活性高，但人力成本和時間成本較高，同時采集精度底；后者雖然采集精度高，但固定投資較大，同時該采集方法需要占用土地和持續(xù)維護。對于普通的科學研究團隊來說這兩種樣品采集方式均成本過高，且當采集地為危險環(huán)境時，人工采集有較大風險。近年來，旋翼無人機得到了快速的發(fā)展，我國也開放了低空飛行權(quán)限，這些都使得無人機的使用越來越廣泛了。無人機在環(huán)境監(jiān)測方面已經(jīng)有較多的嘗試，無人機的低成本和易操作性也可以滿足了一般科研團隊和環(huán)境保護監(jiān)測部門對環(huán)境樣品采集的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種輕便、結(jié)構(gòu)簡單、易操控的用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙。
[0004]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]—種用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，包括無人機控制系統(tǒng)和懸掛在無人機上的樣品采集裝置，所述樣品采集裝置包括吊艙殼體和置于吊艙殼體內(nèi)的負壓采樣器，該負壓采樣器具有一伸出吊艙殼體之外的采集臂6，在負壓采樣器的負壓作用下，通過采集臂6將樣品抽吸至負壓采樣管內(nèi)。
[0006]所述負壓采樣器包括:轉(zhuǎn)盤3、轉(zhuǎn)盤3的驅(qū)動機構(gòu)、設(shè)置在轉(zhuǎn)盤3中心的采集針4和以采集針4為中心向四周呈放射狀分布在轉(zhuǎn)盤3上的多個負壓采樣管2 ;所述采集針4安裝在采集臂6的上端部；當轉(zhuǎn)盤3每轉(zhuǎn)動一個檔位時，采集針4連通一個負壓采樣管2，并在負壓采樣管2的負壓作用下，樣品通過采集臂6被吸入負壓采樣管2內(nèi)儲存。采樣管2由避光聚四氟乙烯筒體和高緊密度密封泡沫組成。
[0007]采集臂6為多節(jié)伸縮結(jié)構(gòu)，通過采集臂伸縮控制裝置實現(xiàn)采集臂6的伸縮，采集臂6的下端部安裝用于濾除空氣或水中雜質(zhì)的過濾遮流罩7。
[0008]所述吊艙殼體包括一個上殼體I和一個與上殼體I扣合的下殼體5。
[0009]驅(qū)動機構(gòu)包括電機和控制電機轉(zhuǎn)動與停止的控制系統(tǒng)。
[0010]一種采集水體或空氣樣品的方法，步驟如下:
[0011](I)首先在基地將吊艙殼體懸掛于無人機上；
[0012](2)通過無人機控制系統(tǒng)預先設(shè)定采樣計劃；
[0013](3)啟動無人機到達制定地點、高度；通過無人機控制系統(tǒng)啟動采集臂伸縮控制裝置，使采集臂6自動伸出下殼體5 ;
[0014](4)無人機控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)盤3的驅(qū)動機構(gòu)使轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)動一個檔位，此時采集針4接通負壓采樣管2，水體樣品或者空氣樣品在負壓抽吸作用下被吸入負壓采樣管2內(nèi)并儲存；完成一個樣品米集；
[0015](5)重復步驟(4)，完成下一個樣品采集；
[0016](6)完成采樣后，采集臂伸縮控制裝置控制采集臂6收縮至下殼體5內(nèi)，采集結(jié)束；通過無人機控制系統(tǒng)，使無人機返回基地。
[0017]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0018]本實用新型充分利用了無人機智能飛行的平臺，實現(xiàn)了環(huán)境樣品采樣的自動化，能突破樣品采集的時間和地域限制，可以在危險環(huán)境下完成樣品采集。吊艙采用了負壓采樣器，包括轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動機構(gòu)、設(shè)置在轉(zhuǎn)盤中心的采集針和以采集針為中心向四周呈放射狀分布在轉(zhuǎn)盤上的多個負壓采樣管；采集針安裝在采集臂的上端部；當轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動一個檔位時，采集針連通一個負壓采樣管，并在負壓采樣管的負壓作用下，樣品通過采集臂被吸入負壓采樣管內(nèi)儲存。具有結(jié)構(gòu)簡單，輕便、操控方便靈活等優(yōu)點，無人機一次飛行，可對多個相同或者不相同的樣品進行采集，避免了現(xiàn)有采樣器使用采樣栗提供動力，結(jié)構(gòu)復雜操控不靈活等缺點，大大降低了機械故障，減輕了無人機負重，使樣品的采集更加精準、經(jīng)濟、簡易。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型所述樣品采集裝置的裝配示意圖。
[0020]圖2為圖1中樣品采集裝置懸掛在無人機上的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。
[0022]實施例
[0023]如圖1、2所示。本實用新型用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，包括無人機控制系統(tǒng)和懸掛在無人機上的樣品采集裝置，所述樣品采集裝置包括吊艙殼體和置于吊艙殼體內(nèi)的負壓采樣器，該負壓采樣器具有一伸出吊艙殼體之外的采集臂6，在負壓采樣器的負壓作用下，通過采集臂6將樣品抽吸至負壓采樣管內(nèi)。
[0024]所述負壓采樣器包括:轉(zhuǎn)盤3、轉(zhuǎn)盤3的驅(qū)動機構(gòu)、設(shè)置在轉(zhuǎn)盤3中心的采集針4和以采集針4為中心向四周呈放射狀分布在轉(zhuǎn)盤3上的多個負壓采樣管2 ;所述采集針4安裝在采集臂6的上端部；當轉(zhuǎn)盤3每轉(zhuǎn)動一個檔位時，采集針4連通一個負壓采樣管2，并在負壓采樣管2的負壓作用下，樣品通過采集臂6被吸入負壓采樣管2內(nèi)儲存。該轉(zhuǎn)盤3的驅(qū)動機構(gòu)包括電機和控制電機轉(zhuǎn)動與停止的控制系統(tǒng)。
[0025]所述采集臂6為多節(jié)伸縮結(jié)構(gòu)，通過采集臂伸縮控制裝置實現(xiàn)采集臂6的伸縮，采集臂6的下端部安裝用于濾除空氣或水中雜質(zhì)的過濾遮流罩7。在采集空氣樣品時，可以避免無人機懸停時導致氣流變化影響采集樣品的代表性；在采集水體樣品時，采集臂6可以采集不同深度水層的樣品，同時避免水流導致的采集偏差。
[0026]所述吊艙殼體包括一個上殼體I和一個與上殼體I扣合的下殼體5。
[0027]本實用新型所述采集裝置的通訊接口與無人機控制系統(tǒng)連接，由無人機向其提供控制、通訊和電力。
[0028]本實用新型采集水體或空氣樣品時，可通過如下步驟實現(xiàn):
[0029](I)首先在基地將吊艙殼體懸掛于無人機上；
[0030](2)通過無人機控制系統(tǒng)預先設(shè)定采樣計劃，如時間、地點等參數(shù)；
[0031](3)啟動無人機到達制定地點、高度；通過無人機控制系統(tǒng)啟動采集臂伸縮控制裝置，使采集臂6自動伸出下殼體5 ;
[0032](4)無人機控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)盤3的驅(qū)動機構(gòu)使轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)動一個檔位，此時采集針4接通負壓采樣管2，水體樣品或者空氣樣品在負壓抽吸作用下被吸入負壓采樣管2內(nèi)并儲存；完成一個樣品米集；
[0033](5)重復步驟(4)，完成下一個樣品采集；
[0034](6)完成采樣后，采集臂伸縮控制裝置控制采集臂6收縮至下殼體5內(nèi)，采集結(jié)束；通過無人機控制系統(tǒng)，使無人機返回基地。
[0035]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
[0036]本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，包括無人機控制系統(tǒng)和懸掛在無人機上的樣品采集裝置，其特征在于，所述樣品采集裝置包括吊艙殼體和置于吊艙殼體內(nèi)的負壓采樣器，該負壓采樣器具有一伸出吊艙殼體之外的采集臂(6)，在負壓采樣器的負壓作用下，通過采集臂(6)將樣品抽吸至負壓采樣管內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，其特征在于，所述負壓采樣器包括:轉(zhuǎn)盤(3)、轉(zhuǎn)盤(3)的驅(qū)動機構(gòu)、設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(3)中心的采集針(4)和以采集針(4)為中心向四周呈放射狀分布在轉(zhuǎn)盤(3)上的多個負壓采樣管(2);所述采集針(4)安裝在采集臂出)的上端部；當轉(zhuǎn)盤(3)每轉(zhuǎn)動一個檔位時，采集針(4)連通一個負壓采樣管(2)，并在負壓采樣管(2)的負壓作用下，樣品通過采集臂(6)被吸入負壓采樣管(2)內(nèi)儲存。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，其特征在于，所述:采集臂(6)為多節(jié)伸縮結(jié)構(gòu)，通過采集臂伸縮控制裝置實現(xiàn)采集臂(6)的伸縮，采集臂(6)的下端部安裝用于濾除空氣或水中雜質(zhì)的過濾遮流罩(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，其特征在于，所述吊艙殼體包括一個上殼體(1)和一個與上殼體(1)扣合的下殼體(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，其特征在于，所述:驅(qū)動機構(gòu)包括電機和控制電機轉(zhuǎn)動與停止的控制系統(tǒng)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于環(huán)境樣品采集的無人機吊艙，包括無人機控制系統(tǒng)和懸掛在無人機上的樣品采集裝置，樣品采集裝置包括吊艙殼體和置于吊艙殼體內(nèi)的負壓采樣器，該負壓采樣器具有一伸出吊艙殼體之外的采集臂，在負壓采樣器的負壓作用下，通過采集臂將樣品抽吸至負壓采樣管內(nèi)。具有結(jié)構(gòu)簡單，輕便、操控方便靈活等優(yōu)點，無人機一次飛行，可對多個相同或者不相同的樣品進行采集，避免了現(xiàn)有采樣器使用采樣泵提供動力，結(jié)構(gòu)復雜操控不靈活等缺點，大大降低了機械故障，減輕了無人機負重，使樣品的采集更加精準、經(jīng)濟、簡易。
【IPC分類】G01N1/14, G01N1/24
【公開號】CN205067146
【申請?zhí)枴緾N201520780916
【發(fā)明人】牛曉君, 魏愛書
【申請人】華南理工大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月9日