一种基于无人机的水样采集装置的制作方法

本实用新型涉及无人机应用技术领域，具体涉及一种基于无人机的水样采集装置。

背景技术：

水质采样是水质监测的关键环节之一，常规的水质采样手段有人工采样和水质站自动采样，人工采样受限于环境、地势等影响无法深入到特定水域进行水样采集，而水质站自动采样亦只能测定单个点位的水质数据，无法准确了解整个水域的水质情况，具有很大局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于无人机的水样采集装置，通过在无人机下方加载采样器和多个储样瓶，用以实现连续、多次采样，从而达到安全高效进行水质采样的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于无人机的水样采集装置，包括线盘组件、固定基座、支撑座、储样瓶和采样器；

所述线盘组件设于无人机中心盘内部，线盘组件包括缠绕有连接线的线盘和横向放置的第一电机，第一电机的中心轴与线盘中心孔固定连接，所述连接线可沿设于无人机中心盘底部的第一输线孔向下延伸；

所述固定基座设于无人机中心盘下方，固定基座底部向上开设有圆形凹槽，圆形凹槽侧壁设有卡槽，且在圆形凹槽顶部向上开设有用于连接线伸缩的第二输线孔；

所述支撑座设于固定基座下方，支撑座呈上端开口、内部中空的圆柱腔体形状，圆柱腔体底面中心向下开设有通孔，且圆柱腔体底面沿通孔周向开设有若干定位槽；

所述储样瓶设于定位槽内，储样瓶邻近通孔中心线的侧面突出设有进样口，进样口外侧对称设有导向槽；

所述采样器包括顶盖和器身，所述顶盖上端与连接线连接，其外侧设有位置传感器和可与卡槽活动配合的弹簧伸缩销，位置传感器设于弹簧伸缩销上方，且顶盖内部竖向设有第二电机，第二电机的中心轴与器身底部固定连接，所述器身内部设有水腔，水腔下方设有进出水控制组件，进出水控制组件一端与水腔底部连通，其另一端与设于器身下部外壁的导孔连通，所述导孔内设有可沿导向槽滑动后与进样口对接的导管。

进一步地，所述固定基座和支撑座之间设有环形卡盘，环形卡盘上端与固定基座底部连接，其下端与支撑座的顶端连接，所述环形卡盘底面向上开设有若干环形凹槽，储样瓶上端设于环形凹槽内。

进一步地，所述进样口内设有隔离膜，所述隔离膜上设有十字开口，此设计的目的在于避免当导孔未与进样口对接时，外界的杂质如水汽、粉尘等进入到储样瓶内。

进一步地，所述器身底部向上开设有条形孔，条形孔内固定设有定位销，第二电机的中心轴向下延伸至条形孔内并与定位销固定连接。

进一步地，所述进出水控制组件包括进出水管道和磁性套件，所述进出水管道一端与水腔底部连通，其另一端与导孔连通，所述导孔对应的器身外壁向内开设有异形槽，所述磁性套件竖向设于异形槽内用于遮蔽导孔，且磁性套件与电控开关相连接，所述电控开关设于条形孔侧壁。

进一步地，所述磁性套件包括电磁铁、弹簧和铁件，所述电磁铁固定设于异形槽下端，且电磁铁与电控开关电连接，所述弹簧一端与异形槽上端固定连接，其另一端与铁件连接，所述铁件设于电磁铁正上方。

相比于现有技术，本实用新型所述的一种基于无人机的水样采集装置，具有如下有益效果：

本实用新型通过采用线盘组件控制采样器的上升和下降，可对采样区域和深度进行有效控制，极大提高了水质采样的精确性和稳定性。

本实用新型通过在无人机下方固定设置多个储样瓶，可便于无人机一次性采集多个区域的样品后再返回，极大提高了水质采样的时效性。

本实用新型通过将储样瓶均匀设置在支撑座内，并通过旋转采样器将不同水样转移到对应的储样瓶内，由此实现了多个水样的快速、精确采集，并在最大程度上提升了无人机的利用率。

本实用新型通过采用电机带动采样器的器身部分进行旋转，可精确有效地确定器身旋转设定的角度，进而确保不同水样移至对应的储样瓶中。

附图说明

图1为本实用新型一种基于无人机的水样采集装置的外观结构示意图；

图2为采样器的内部结构示意图；

图3为图2中a区域的局部放大示意图。

附图标记说明：1-线盘组件、101-线盘、102-第一电机、2-固定基座、3-支撑座、4-储样瓶、5-采样器、501-顶盖、502-器身、6-连接线、7-第一输线孔、8-圆形凹槽、9-卡槽、10-第二输线孔、11-通孔、12-定位槽、13-进样口、14-弹簧伸缩销、15-第二电机、16-水腔、17-进出水控制组件、1701-进出水管道、1702-磁性套件、18-导管、19-环形卡盘、20-环形凹槽、21-隔离膜、22-条形孔、23-定位销、24-异形槽、25-电控开关、26-电磁铁、27-弹簧、28-铁件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1和图2所示，本实用新型的一个实施例是，一种基于无人机的水样采集装置，包括线盘组件1、固定基座2、支撑座3、储样瓶4和采样器5；所述线盘组件1设于无人机中心盘内部，优选的，设于无人机中心盘底面内壁的中心位置，线盘组件1包括缠绕有连接线6的线盘101和横向放置的第一电机102，第一电机102的中心轴与线盘101中心孔固定连接，所述连接线6可沿设于无人机中心盘底部的第一输线孔7向下延伸，通过控制第一电机102的正反转，即可实现连接线6的伸展和收缩；所述固定基座2顶部与无人机中心盘底部固定连接，沿固定基座2底面向上开设有圆形凹槽8，圆形凹槽8侧壁上开设有卡槽9，且在圆形凹槽8顶部向上开设有用于连接线6伸缩的第二输线孔10，第二输线孔10和第一输线孔7位于同一中心线上；所述支撑座3设于固定基座2下方，支撑座3上端开口、内部呈圆柱腔体形状，圆柱腔体的底面中心位置向下开设有通孔11，且圆柱腔体底面沿通孔11周向还开设有定位槽12，定位槽12的数量为4～8个，可根据水样采集的实际需求进行配备；所述储样瓶4设于定位槽12内，储样瓶4邻近通孔11中心线的侧壁沿通孔11径向向外开设有进样口13，且进样口13外侧对称设有导向槽；所述采样器5包括顶盖501和器身502，所述顶盖501上端与连接线6连接，其外侧设有位置传感器和可与卡槽9活动配合的弹簧伸缩销14，位置传感器设于弹簧伸缩销14上方，且顶盖501内部竖向设有第二电机15，第二电机15的中心轴与器身502底部固定连接，所述器身502内部设有水腔16，水腔16下方设有进出水控制组件17，进出水控制组件17一端与水腔16底部连通，其另一端与设于器身502下部外壁的导孔连通，所述导孔内设有可与进样口13对接的导管18。

进一步地，参考图1所示，本实用新型的第二个实施例是，所述固定基座2和支撑座3之间设有环形卡盘19，环形卡盘19上端与固定基座2底部连接，其下端与支撑座3的顶端连接，所述环形卡盘19底面向上开设有若干环形凹槽20，储样瓶4上端设于环形凹槽20内，此设计的目的在于，进一步对储样瓶4进行位置固定，以避免在无人机飞行以及在外界风力作用时，发生储样瓶4倾斜，水样随之外流的情形，同时通过对储样瓶4两端同步固定，可进一步确保当器身502旋转时，器身502上的导管18可精确对准进样口13，从而确保采集的水样完全留入到储样瓶4内，同时，为避免在导管18未与进样口13对接时，外界的杂质如水气、粉尘等进入到储样瓶4内，在进样口13内增设有隔离膜21，隔离膜12选用弹性较强的硅胶材料，且在其上设有十字开口，从而便于导管18沿导向槽滑动后快速进入到进样口13内。

进一步地，参考图1和图2所示，本实用新型的另一个实施例是，在以上基础之上，在器身502底部向上开设一条形孔22，条形孔22内固定设有定位销23，定位销23在外力作用下只能沿条形孔22上下移动而不能横向位移，所述第二电机15的中心轴向下延伸至条形孔22内并与定位销23固定连接。

更进一步地，参考图1至图3所示，本实用新型还有一个实施例是，所述进出水控制组件17包括进出水管道1701和磁性套件1702，所述进出水管道1701一端与水腔16底部连通，其另一端与导孔连通，所述导孔对应的器身502外壁向内开设有异形槽24，所述磁性套件1702竖向设于异形槽24内用于遮蔽导孔，所述磁性套件1702包括电磁铁26、弹簧27和铁件28，所述电磁铁26固定设于异形槽24下端，且电磁铁26与电控开关25电连接，所述弹簧27一端与异形槽24上端固定连接，其另一端与铁件28连接，所述铁件28设于电磁铁26正上方，优选的，所述所述电控开关25设于条形孔22侧壁。

本实用新型所述的一种基于无人机的水样采样装置，在无人机中心盘内设有一控制器和同时为控制器、无人机、第一电机102、弹簧伸缩销14、第二电机15和电磁铁26提供不同大小动力的锂电池，所述位置传感器、电控开关25均与控制器电连接。当控制器接受到任务指令时，无人机飞往指定的位置，控制器发出指令使弹簧伸缩销14收缩，同时第一电机102正向转动，确保采样器5下降到设定的水位深度后停止，待水样经由导管18充满水腔16后，电控开关25打开，使得电磁铁26通电，在电磁铁26磁力作用下，铁件28被紧紧吸附在电磁铁26上，从而关闭导孔，由此完成水样采集，随后，第一电机102反向转动，带动采样器5向上移动，当位置传感器探测到顶盖501到达设定的弹簧伸缩销14与卡槽9水平对齐位置时，第一电机102停止转动，弹簧伸缩销14向外伸展至卡槽9内，控制器向第二电机15发送相关指令，第二电机15带动器身502转动，转至设定角度后，导管18伸入到对应的储样瓶4上设置的进样口13内，控制器进一步控制电控开关25关闭，电磁铁26断电后失去磁力，铁件28在弹簧27作用下与电磁铁26分开，水腔16内的水留入到对应储样瓶4内，待水样留完后，继续重复上述操作步骤，直至每个储样瓶4都装有对应水样后，无人机返航，工作人员将储样瓶4逐一取下，完成水样采集。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。