基于无人机的空气采样装置的制作方法

本实用新型涉及空气监测技术领域。具体地说是一种基于无人机的空气采样装置。

背景技术：

人们为了对空气重污染区内部空气污染物含量进行检测分析，通常需要穿着防化服进入污染区内进行空气样品采集。对于人体影响相对较小或者浓度较低的空气污染物，人们可以穿着防化服进入污染区进行空气采样。但是对于污染区面积较大且污染物为对人体影响较大、浓度较高的有害气体时，穿着防化服进行空气采样，不仅会对采样人员带来损坏，还会导致采样人员无法对污染中心区域进行采样(其原因在于采样人员携带的氧气量不足)。而对于地面路况较为复杂的污染区(化工厂爆炸形成的污染区)，采用遥控机器人进行采样，显然也无法满足对污染区中心地带进行采样的要求。

技术实现要素：

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于无人机的空气采样装置，利用无人机将空气采样机构运送到采样区并通过遥控空气采样机构进行无人采样，可以有效解决重污染区深处采样难以及污染物会对采样人员构成威胁的问题，同时可以有效避免重污染区地面不确定性给人工采样带来的麻烦。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

基于无人机的空气采样装置，包括无人机和空气采样机构，所述空气采样机构安装在所述无人机上并与控制器远程无线通信连接。

上述基于无人机的空气采样装置，所述空气采样机构包括承载板、空气采样筒、采样筒锁定构件和控制盒，所述空气采样筒包括柔性抗撕裂材料制密封筒和柱形弹簧，所述柱形弹簧设置在所述柔性抗撕裂材料制密封筒侧壁内且与所述柔性抗撕裂材料制密封筒同轴；所述采样筒锁定构件包括锁定筒、筒盖、锁定用连接片和锁定用电磁结构；所述承载板上板面通过安装板与所述无人机底部固定连接，所述承载板下板面上安装有所述锁定筒，所述锁定筒内设置有所述空气采样筒；所述筒盖一端通过铰接轴与所述锁定筒侧壁铰接，所述筒盖另一端通过所述锁定用连接片与安装在所述锁定筒侧壁上的锁定用电磁结构磁力连接；所述空气采样筒通过进气管与外界大气连通；当所述空气采样筒设置在所述锁定筒内且所述锁定用连接片与所述锁定用电磁结构磁力连接时，所述柱形弹簧处于压缩状态且所述空气采样筒内所填充的气体为惰性气体；所述控制器与所述控制盒远程无线通信连接，所述控制盒与所述锁定用电磁结构电连接。

上述基于无人机的空气采样装置，所述承载板上板面与所述无人机底部之间设有间隙，所述控制盒安装在所述承载板上板面上。

上述基于无人机的空气采样装置，所述控制盒包括盒体、控制电路板和电源模块，所述控制电路板和所述电源模块分别设置在所述盒体内；所述控制电路板上设置有控制用单片机、存储芯片和远程无线通信芯片，所述控制用单片机与所述存储芯片通信连接，所述控制用单片机通过所述远程无线通信芯片与所述控制器通信连接，所述控制用单片机分别与所述电源模块和所述锁定用电磁结构电连接。

上述基于无人机的空气采样装置，所述进气管上设有与所述控制盒电连接的电磁截止阀。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1.本实用新型利用无人机作为行动机构，将空气采样机构从空中运送至重污染区或对人体有严重损害气体的污染区进行无人采样，可以有效避免污染物对采样人员身体的损害，同时还可以节省采样时间。

2.利用柱形弹簧和柔性抗撕裂材料制筒体构成的空气采样筒可以有效降低无人机的负重，从而有利于减少无人机的能耗，便于利用无人机进行多个采样地点的采样。

附图说明

图1为本实用新型基于无人机的空气采样装置的结构示意图；

图2为本实用新型基于无人机的空气采样装置的空气采样筒的结构示意图。

图中：1-无人机；2-承载板；3-空气采样筒；4-锁定筒；5-筒盖；6-铰接轴；7-锁定用连接片；8-锁定用电磁结构；9-控制盒；10-安装板；11-进气管；12-柔性抗撕裂材料制密封筒；13-柱形弹簧；14-电磁截止阀。

具体实施方式

如图1～2所示，本实用新型基于无人机的空气采样装置，包括无人机1和空气采样机构，所述空气采样机构安装在所述无人机1上并与控制器远程无线通信连接。

其中，所述空气采样机构包括承载板2、空气采样筒3、采样筒锁定构件和控制盒9，所述空气采样筒3包括柔性抗撕裂材料制密封筒12和柱形弹簧13，所述柱形弹簧13设置在所述柔性抗撕裂材料制密封筒12侧壁内且与所述柔性抗撕裂材料制密封筒12同轴；所述采样筒锁定构件包括锁定筒4、筒盖5、锁定用连接片7和锁定用电磁结构8；所述承载板2上板面通过安装板10与所述无人机1底部固定连接，所述承载板2下板面上安装有所述锁定筒4，所述锁定筒4内设置有所述空气采样筒3；所述筒盖5一端通过铰接轴6与所述锁定筒4侧壁铰接，所述筒盖5另一端通过所述锁定用连接片7与安装在所述锁定筒4侧壁上的锁定用电磁结构8磁力连接；所述空气采样筒3通过进气管11与外界大气连通；当所述空气采样筒3设置在所述锁定筒4内且所述锁定用连接片7与所述锁定用电磁结构8磁力连接时，所述柱形弹簧13处于压缩状态且所述空气采样筒3内所填充的气体为惰性气体；所述控制器与所述控制盒9远程无线通信连接，所述控制盒9与所述锁定用电磁结构8电连接。所述控制盒9包括盒体、控制电路板和电源模块，所述控制电路板和所述电源模块分别设置在所述盒体内；所述控制电路板上设置有控制用单片机、存储芯片和远程无线通信芯片，所述控制用单片机与所述存储芯片通信连接，所述控制用单片机通过所述远程无线通信芯片与所述控制器通信连接，所述控制用单片机分别与所述电源模块和所述锁定用电磁结构8电连接。所述进气管11上设有与所述控制盒9电连接的电磁截止阀14。本实施例中，所述柔性抗撕裂材料制密封筒12为乳胶制密封筒12。

本实施例中，所述承载板2上板面与所述无人机1底部之间设有间隙，所述控制盒9安装在所述承载板2上板面上。为了便于对所述空气采样筒3的安装与固定，本实施例中，将所述进气管11安装在所述承载板2上且使所述进气管11出气端与所述空气采样筒3内部流体导通连接。这样可以根据采样量多少和所述空气采样筒3的大小来调整所述承载板2上安装所述空气采样筒3的数量，从而在所述承载板2上设置多大个所述空气采样筒3可以采集多个地点的空气样品。

使用本实用新型时，将所述空气采样筒3内充满惰性气体，然后将所述空气采样筒3压缩，接着将空气采样筒3放入所述锁定筒4内并进行固定，然后将所述锁定用连接片7与所述锁定用电磁结构8通过磁力连接，然后启动所述无人机1，通过无人机1遥控器使所述无人机1飞抵采样区，然后通过所述控制器向所述空气采样机构发送采样指令，所述控制盒9接收到采样指令后，先断开所述锁定用电磁结构8的通电，使得所述锁定用连接片7与所述锁定用电磁结构8分离，从而使所述筒盖5在所述柱形弹簧13的弹力作用下打开，然后所述柔性抗撕裂材料制密封筒12形状开始恢复，接着所述控制盒9打开所述电磁截止阀14，使得外界空气经过所述进气管11进入所述空气采样筒3的内部空间。而当采样时间达到预设采样时间时，通过所述控制器向所述空气采样机构发送停止采样指令，此时，所述控制盒9关闭所述电磁截止阀14，将外界大气与所述空气采样筒3内部空间的连通气路截断，进而避免所述无人机1将所述空气采样筒3运送出污染区时所述空气采样筒3内的气样扩散出去。

本实用新型有效拓展了无人机在环境监控上的运用，同时有利于减少有害气体对采样人员的侵害，尤其是避免一些可以通过皮肤进入人体的气体对采样人员的侵害，同时利用无人机的空中作业，可以避开地面阻挡物，从而节省采样时间，并且提高采样的纵深，提高大面积重污染区采样的便捷性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。