一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，包括机身，机身四周均布连接有四个机臂，每个机臂的另一端均安装有电机，电机上连接有螺旋桨；机身的下部开有收纳槽，收纳槽内铰接有水质监测仪，收纳槽的顶部开设有伸缩孔，伸缩孔内滑动穿设有伸缩挡块，机身的下部还固定设有扭簧座，扭簧座上穿设有扭簧；机身的上部设有电池模块、飞行控制模块、监测分析模块、数据传输模块和收纳控制模块。本实用新型提供的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，水质监测仪可收纳于收纳槽内，延缓了传感器老化、保持了高灵敏度，也避免了水质监测仪触碰障碍物而受到损坏，同时该收纳结构使机身紧凑更利于飞行，操作简便智能、监测精准。
【专利说明】
一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机
技术领域
[0001]本实用新型属于水质监测仪技术领域，具体涉及一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机。
【背景技术】
[0002]水质监测是水资源管理和污染控制的主要手段之一，目的在于监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，为采取污染治理对策提供依据，也为评价水质状况、预测预报提供基础数据。现有技术中，建立多个水质监测站能够实现自动连续监测，但施工造价昂贵，因此目前的水质监测最常用的方式还是通过人工方式实地进行，由工作人员现场采集被监测水体、并由现场仪器对被监测水体进行数据在线分析，或者使用先进的便携式多参数水质监测仪对水体进行直接监测分析。该种人工监测方式的弊端是，仍然需要工作人员到达岸边展开监测作业，工作人员劳动强度大，尤其在野外工作环境恶劣，同时工作人员在岸边或水草边还有安全隐患。
[0003]由此结合当下发展迅速的无人机技术，我们很容易想到将水质监测仪器集成到无人机上进行遥控作业。但是在目前现有技术的无人机上直接加装水质监测仪，会导致无人机体积增大不利于飞行，同时水质监测仪始终裸露在外不仅会加速仪器上的传感器老化、灵敏度降低，还容易在环境复杂的水域因挂到水草、树枝等障碍物而受到损坏。
【发明内容】
[0004]鉴于上述诸多不足之处，本实用新型的目的在于提供一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案:
[0006]—种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，包括机身，所述机身四周均布连接有四个机臂，每个所述机臂的另一端均安装有电机，所述电机上连接有螺旋桨；
[0007]所述机身的下部开有收纳槽，所述收纳槽内一端铰接有水质监测仪，所述收纳槽的顶部还开设有伸缩孔，所述伸缩孔内滑动穿设有伸缩挡块，所述机身的下部还固设有扭簧座，所述扭簧座上穿设有扭簧，所述扭簧的一只扭簧脚抵靠在所述机身的下部，另一只扭簧脚抵靠在所述水质监测仪的一侧，所述水质监测仪的另一侧抵靠于伸缩挡块；
[0008]所述机身的上部设有电池模块、飞行控制模块、监测分析模块、数据传输模块和收纳控制模块，所述电池模块用于给所述电机、水质监测仪、飞行控制模块、监测分析模块、数据传输模块和收纳控制模块供电，所述飞行控制模块通过数据传输模块接收并执行地面的手控终端发出的指令、用于控制飞行状态，所述监测分析模块用于处理水质监测仪获取的水质数据、并将该数据通过数据传输模块传送给地面的手控终端，所述收纳控制模块通过数据传输模块接收并执行地面的手控终端发出的指令、用于控制所述伸缩挡块7的伸缩长度从而调节水质监测仪的转动角度。
[0009]进一步地，每个所述机臂上设有与所述电机转子同轴线的防撞圈，所述防撞圈用于保护所述螺旋桨。
[0010]进一步地，所述防撞圈上开有一个与所述机臂适配的卡槽。
[0011]优选地，所述电机为无刷电机。
[0012]优选地，所述水质监测仪为多参数水质监测仪。
[0013]具体地，所述水质监测仪包括ROX光学溶解氧传感器、BGA蓝绿藻传感器、浊度传感器、叶绿素传感器和罗丹明传感器。
[0014]进一步地，所述伸缩挡块的自由端设有滚轮，所述滚轮抵靠于所述水质监测仪。
[0015]进一步地，所述机身下部还设有起落架。
[0016]具体地，所述手控终端为专用控制器或智能手机或笔记本电脑。
[0017]具体地，所述专用控制器的上部设有显示屏，下部设有按键、进退拨片、转向拨片和升降拨片。
[0018]本实用新型的有益效果在于:
[0019]本实用新型提供的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，在不进行水质监测时，水质监测仪一直收纳于收纳槽内，延缓了传感器老化、保持了高灵敏度，也避免了水质监测仪触碰障碍物而受到损坏，同时该收纳结构使机身紧凑更利于飞行;在进行水质监测时，水质监测仪伸入水面的深度可以精确控制，操作简便智能、监测精准。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例的立体不意图一；
[0021]图2为本实用新型实施例的立体示意图二；
[0022]图3为图2中I处的局部放大图；
[0023]图4为本实用新型实施例的专用控制器的立体示意图。
[0024]附图标记:I机身、2机臂、3电机、4螺旋桨、5防撞圈、6水质监测仪、7伸缩挡块、8扭簧座、9扭簧、10起落架、11收纳槽、12伸缩孔、20专用控制器、21电池模块、22飞行控制模块、23监测分析模块、24数据传输模块、25收纳控制模块、51卡槽、71滚轮、201显示屏、202按键、203进退拨片、204转向拨片、205升降拨片。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0026]如图1-4所示，一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，包括机身I，机身I四周均布连接有四个机臂2，每个机臂2的另一端均安装有电机3，电机3上连接有螺旋桨4，每个机臂2上设有与电机3转子同轴线的防撞圈5，防撞圈5用于保护螺旋桨4，这样在飞行过程中，螺旋桨4就不会因为旋转过程中击打到水草、树枝等障碍物而变形或折断。防撞圈5优选采用轻质的弹性材料制成，加上它的结构圆滑，碰撞到障碍物后也能立即弹开，而不会使得本实用新型的水质监测无人机被碰撞损坏。
[0027]如图2、3所示，机身I的下部开有收纳槽11，收纳槽11内一端铰接有水质监测仪6，收纳槽11的顶部还开设有伸缩孔12，伸缩孔12内滑动穿设有伸缩挡块7，机身I的下部还固设有扭簧座8，扭簧座8上穿设有扭簧9，扭簧9的一只扭簧脚抵靠在机身I的下部，另一只扭簧脚抵靠在水质监测仪6的一侧，水质监测仪6的另一侧抵靠于伸缩挡块7的自由端。伸缩挡块7由机身I内部的步进电机驱动其上下运动，当伸缩挡块7伸缩时，其自由端会顶着水质监测仪6绕铰接点转动，使水质监测仪6能收纳于收纳槽11内，也能从收纳槽11内伸出而接触水面。当需要水质监测仪6在水面上一边前行一边动态监测时，可能会挂到水草、树枝等障碍物，此时本实用新型的水质监测无人机向前飞行的牵引力就会克服扭簧9的预张紧力，从而使铰接在机身I的下部的水质监测仪6向后转动，实现水质监测仪6向上抬起而越过水草、树枝等障碍物，使得本实用新型的水质监测无人机能够继续向前飞行，之后水质监测仪6在扭簧9的预张紧力作用下回位、恢复压靠在伸缩挡块7—侧的状态。在水质监测仪6不参与工作的飞行状态时，水质监测仪6—直收纳于收纳槽11内，这样能延缓仪器上的传感器老化、保持高灵敏度，也不会因挂到水草、树枝等障碍物而受到损坏。此外水质监测仪6通过转动收纳于收纳槽11，而不是通过增加机身I的高度使水质监测仪6可伸缩地收纳于机身I，减小了机身I的体积，更利于飞行。
[0028]如图1所示，机身I的上部设有电池模块21、飞行控制模块22、监测分析模块23、数据传输模块24和收纳控制模块25，电池模块21用于给电机3、水质监测仪6、飞行控制模块22、监测分析模块23、数据传输模块24和收纳控制模块25供电，飞行控制模块22通过数据传输模块24接收并执行地面的手控终端发出的指令、用于控制飞行状态，监测分析模块23用于处理水质监测仪6获取的水质数据、并将该数据通过数据传输模块24传送给地面的手控终端，收纳控制模块25通过数据传输模块24接收并执行地面的手控终端发出的指令、用于控制伸缩挡块7的伸缩长度从而调节水质监测仪6的转动角度。
[0029]进一步地，为了便于拆装，防撞圈5上开有一个与机臂2适配的卡槽51。
[0030]电机3优选使用无刷电机，它具有响应灵敏、使用寿命长的优点，能够实现无级变频调速，这样就可以迅速及时地调整飞行姿态，且能够长时间不间断飞行。
[0031]作为优选，水质监测仪7选用维赛YSI6600V2-4型的多参数水质监测仪，它包括ROX光学溶解氧传感器、BGA蓝绿藻传感器、浊度传感器、叶绿素传感器和罗丹明传感器，可直接投放入水体里进行原位测量，随时掌握水体的真实状况，所有传感器均自带清洁刷TM，消除气泡和沾污，有效延长维护周期，监测的数据长期稳定可靠。
[0032]进一步地，伸缩挡块7的自由端设有滚轮71，滚轮71抵靠于水质监测仪6，这样可以减小伸缩挡块7伸出时的阻力，减小磨损，从而延长使用寿命。
[0033]进一步地，机身I下部还设有两个对称设置的起落架10。
[0034]如图4所示，手控终端为与本实用新型的水质监测无人机配套的专用控制器20，在它的上部设有显示屏201，下部设有按键202、进退拨片203、转向拨片204和升降拨片205，显示屏201用于显示通过水质监测仪6实时监测到的水质数据，还用于显示各种飞行参数，按键202用于输入指令或数据的查询等操作，进退拨片203用于控制本实用新型的水质监测无人机的前进后退，转向拨片204用于控制本实用新型的水质监测无人机的左右转向，升降拨片205用于控制本实用新型的水质监测无人机的上升下降，以满足按要求及时调整飞行姿态。手控终端也可以为安装有专用软件的智能手机或笔记本电脑，该专用软件与本实用新型的水质监测无人机配套。
[0035]作业时，岸边的作业人员肉眼观察该水质监测无人机飞行的实际环境以及查看该水质监测无人机的GPS定位数据，通过操纵进退拨片203、转向拨片204和升降拨片205，使本实用新型的水质监测无人机到达目标水域，并使该水质监测无人机缓慢下降直至接近水面，然后保持该水质监测无人机处于悬停状态;然后通过按键精准控制伸缩挡块7伸出长度，伸缩挡块7的自由端会顶着水质监测仪6绕铰接点转动相应的一定角度，使水质监测仪6从收纳槽11内伸出而接触水面，并且水质监测仪6伸入的深度可以通过按键精确控制;监测分析模块23处理水质监测仪6获取的水质数据、并将该数据通过数据传输模块24传送给地面的专用控制器20，此时作业人员能够从显示屏201上读取监测到各项水质数据，同时还能查看到该监测点的GPS定位数据，这样就能准确评价该水域的水质状况，通过控制该水质监测无人机的飞行可以轻松增加多个GPS定位的监测点，也为准确得到水质污染的预测预报提供了有力依据。
[0036]本实用新型提供的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，在不进行水质监测时，水质监测仪一直收纳于收纳槽内，延缓了传感器老化、保持了高灵敏度，也避免了水质监测仪触碰障碍物而受到损坏，同时该收纳结构使机身紧凑更利于飞行;在进行水质监测时，水质监测仪伸入水面的深度可以精确控制，操作简便智能、监测精准。
[0037]上述【具体实施方式】只是示例性的，是为了更好使本领域的技术人员能够理解和实施本实用新型，不能理解为是对本实用新型保护范围的限制。只要是基于本实用新型所揭示的精神所作的任何等同改变或修饰，均落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，包括机身(I)，所述机身(I)四周均布连接有四个机臂(2)，每个所述机臂(2)的另一端均安装有电机(3)，所述电机(3)上连接有螺旋桨(4); 所述机身(I)的下部开有收纳槽(U)，所述收纳槽(11)内一端铰接有水质监测仪(6)，所述收纳槽(11)的顶部还开设有伸缩孔(12)，所述伸缩孔(12)内滑动穿设有伸缩挡块(7)，所述机身(I)的下部还固设有扭簧座(8)，所述扭簧座(8)上穿设有扭簧(9)，所述扭簧(9)的一只扭簧脚抵靠在所述机身(I)的下部，另一只扭簧脚抵靠在所述水质监测仪(6)的一侧，所述水质监测仪(6)的另一侧抵靠于伸缩挡块(7); 所述机身(I)的上部设有电池模块(21)、飞行控制模块(22)、监测分析模块(23)、数据传输模块(24)和收纳控制模块(25)，所述电池模块(21)用于给所述电机(3)、水质监测仪(6)、飞行控制模块(22)、监测分析模块(23)、数据传输模块(24)和收纳控制模块(25)供电，所述飞行控制模块(22)通过数据传输模块(24)接收并执行地面的手控终端发出的指令、用于控制飞行状态，所述监测分析模块(23)用于处理水质监测仪(6)获取的水质数据、并将该数据通过数据传输模块(24)传送给地面的手控终端，所述收纳控制模块(25)通过数据传输模块(24)接收并执行地面的手控终端发出的指令、用于控制所述伸缩挡块(7)的伸缩长度从而调节水质监测仪(6)的转动角度。2.根据权利要求1所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，每个所述机臂(2)上设有与所述电机(3)转子同轴线的防撞圈(5)，所述防撞圈(5)用于保护所述螺旋桨(4)。3.根据权利要求2所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述防撞圈(5)上开有一个与所述机臂(2)适配的卡槽(51)。4.根据权利要求1所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述电机(3)为无刷电机。5.根据权利要求1所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述水质监测仪(6)为多参数水质监测仪。6.根据权利要求5所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述水质监测仪(6)包括ROX光学溶解氧传感器、BGA蓝绿藻传感器、浊度传感器、叶绿素传感器和罗丹明传感器。7.根据权利要求1所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述伸缩挡块(7)的自由端设有滚轮(71)，所述滚轮(71)抵靠于所述水质监测仪(6)。8.根据权利要求1所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述机身(I)下部还设有起落架(10)。9.根据权利要求1所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述手控终端为专用控制器(20)或智能手机或笔记本电脑。10.根据权利要求9所述的一种能收纳水质监测仪的水质监测无人机，其特征在于，所述专用控制器(20)的上部设有显示屏(201)，下部设有按键(202)、进退拨片(203)、转向拨片(204)和升降拨片(205)。
【文档编号】B64C27/08GK205661657SQ201620578933
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】刘恩生
【申请人】安徽农业大学