取水无人机及取水系统的制作方法

1.本技术涉及无人机领域，尤其是涉及一种取水无人机及取水系统。


背景技术：

2.随着国内经济的高速发展，环境保护问题越来越受到人们的重视，而其中关于水资源的环境监测保护是其中的重中之重。水域的水样采集是水资源环境监测工作的重要工作任务，以往需要租船行驶到水域的中心位置，于工抛投取水桶到水下进行水样采集。但这种方式存在不方便、效率低、不精确的问题。
3.对此，现有可以利用无人机的灵活性进行取水，即无人机取水是通过携带的取水器进行取水，无人机首先到达预定的采水点，然后通过控制系统计算取水器的下放距离，并根据计算的下方距离下放取水器进入水源中取水，取水完成后，将取水器拉出水面回收。
4.但是，现有的无人机取水过程中，携带的取水器(例如，取水罐)，质量大，平衡度难控制，且取水量不可调节。


技术实现要素：

5.本技术的目的是在于提供一种取水无人机及取水系统，从而解决了现有的无人机取水过程中，携带的取水器，质量大，平衡度难控制，且取水量不可调节的问题。
6.根据本技术第一方面提供了一种取水无人机，所述取水无人机包括主体部、集线器以及水管，所述集线器连接于所述主体部，所述水管绕设于所述集线器的外侧部，所述水管的一端用于连接外部泵，所述集线器能够带动所述水管的另一端下放至水源中。
7.在上述任意技术方案中，进一步地，所述取水无人机还包括限位机构，所述限位机构包括第一端和第二端，所述限位机构的第一端连接于所述主体部的底部，所述限位机构的第二端能够接触所述水管，所述集线器设置于所述限位机构的第二端的底部。
8.在上述任意技术方案中，进一步地，所述限位机构包括两个第一连接件、第二连接件、两个第三连接件、第四连接件、弹簧以及限位部，两个所述第一连接件与两个所述第三连接件一一对应，任一所述第一连接件包括第一端和第二端，任一所述第三连接件包括第一端和第二端，任一所述第一连接件的第一端连接于所述主体部的底部，任一所述第一连接件的第二端与对应的所述第三连接件的第一端转动连接，所述第二连接件连接在两个所述第一连接件的两个内侧部的之间，所述第四连接件连接在两个所述第三连接件的两个内侧部之间，所述限位部套设于所述第四连接件，并接触所述水管，所述弹簧连接于所述第二连接件与所述第四连接件。
9.在上述任意技术方案中，进一步地，所述集线器包括两个圆台，两个所述圆台的两个顶面面对设置，所述两个圆台的侧面共同限定有夹持部，所述水管绕设于所述夹持部，所述限位部形成为板件，所述限位部面对所述集线器的一侧形成有凸起部，所述凸起部接触所述水管。
10.在上述任意技术方案中，进一步地，所述取水无人机还包括距离检测器和控制系
统，所述距离检测器设置于所述主体部的底部，用于获取所述无人机到所述水源的表面的距离信息，所述控制系统接收来自于所述距离检测器发送的所述距离信息并计算所述集线器下放所述水管的长度信息，所述控制系统根据所述长度信息控制所述集线器下放所述水管。
11.在上述任意技术方案中，进一步地，所述取水无人机还包括伺服电机和框架，所述框架连接于所述主体部的底部，并容纳所述伺服电机、集线器以及限位机构，所述伺服电机包括驱动轴和本体，所述本体连接于所述框架的内侧部，所述集线器包括供所述驱动轴连接的轴孔，所述控制系统根据所述长度信息控制所述伺服电机驱动所述集线器旋转以下放所述水管。
12.在上述任意技术方案中，进一步地，所述控制系统包括深度检测模块，所述深度检测模块用于获取所述水管的下降深度信息，所述控制系统根据所述下降深度信息，调整所述取水无人机的位姿以及所述水管的下放长度。
13.在上述任意技术方案中，进一步地，所述取水无人机还包括定位模块，所述定位模块预先存储有航线和取水点，所述控制系统能够控制所述取水无人机根据所述航线前往所述取水点，所述取水无人机还包括视觉模块，所述视觉模块连接于所述主体部的底部，用于获取飞行路径上的障碍物的图像信息，所述控制系统接收来自于所述视觉模块发送的图像信息，并对所述取水无人机的位姿进行调整。
14.根据本技术第二方面提供了一种取水系统，取水系统包括如上所述的取水无人机。
15.在上述任意技术方案中，进一步地，所述取水系统还包括泵和环境检测模块，所述环境检测模块用于获取所述取水无人机的图像信息，所述控制系统接收来自于所述环境检测模块发送的图像信息，并对所述取水无人机的位姿进行调整。
16.根据本技术的取水无人机，取水无人机包括主体部、集线器以及水管，其中，集线器连接于主体部，水管绕设于集线器的外侧部，水管的一端用于连接外部泵，集线器能够带动水管的另一端下放至水源中。也就是说，通过本技术的取水无人机取水时，首先控制无人机携带取水管飞往至取水点，然后集线器带动水管下放至水源中，岸边的工作人员可以开启泵(泵可以放置在岸边)，通过水管吸取水源，以完成取水，上述取水过程，相对于现有的通过取水罐取水，取水无人机取水完毕后不仅无需携带很大质量的水，影响飞行，且取水量可以任意调节。
17.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1示出根据本技术的实施例的取水无人机的整体结构示意图；
20.图2示出根据本技术的实施例的取水无人机的部分结构示意图；
21.图3示出根据本技术的实施例的限位机构、集线器以及伺服电机的结构示意图。
22.图标：100-主体部；200-集线器；300-限位机构；301-第一连接件；302-第二连接件；303-第三连接件；304-第四连接件；305-弹簧；306-限位部；307-凸起部；400-伺服电机；500-视觉模块；600-框架。
具体实施方式
23.提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本技术的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。
24.这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。
25.在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。
26.如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。
27.尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
28.为了易于描述，在这里可使用诸如“在
……
之上”、“上部”、“在
……
之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在
……
之上”根据装置的空间方位而包括“在
……
之上”和“在
……
之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。
29.在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
30.由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。
31.这里所描述的示例的特征可按照在理解本技术的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本技术的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。
32.本技术提供了一种取水无人机，从而解决了现有的无人机取水过程中，携带的取水器，质量大，平衡度难控制，且取水量不可调节的问题。
33.在本技术提出之前，现有的无人机取水过程中，携带的取水器(例如，取水罐)，质量大，平衡度难控制，且取水量不可调节。
34.鉴于此，根据本技术第一方面提供了一种取水无人机，取水无人机包括主体部100、集线器200以及水管(水管可以是软质的吸水管)，其中，集线器200连接于主体部100，水管绕设于集线器200的外侧部，水管的一端用于连接外部泵，集线器200能够带动水管的另一端下放至水源中。也就是说，通过本技术的取水无人机取水时，首先控制无人机携带取水管飞往至取水点，然后集线器200带动水管下放至水源中，岸边的工作人员可以开启泵(泵可以放置在岸边)，通过水管吸取水源，以完成取水，上述取水过程，相对于现有的通过取水罐取水，取水无人机取水完毕后不仅无需携带很大质量的水，影响飞行，且取水量可以任意调节。在下文中将详细描述取水无人机的具体结构以及工作过程。
35.作为示例，如图1至图3所示，集线器200可以形成为大致的哑铃状，例如集线器200可以包括两个圆台，两个圆台的两个顶面面对设置，两个圆台的侧面共同限定有夹持部，水管绕设于夹持部，这里，水管可以绕设于夹持部的半圈或多半圈(即水管可以挂在夹持部上)。
36.在本技术的实施例中，如图2(为了更好的示意出取水无人机框架600内部的结构，图2隐藏了框架600)和图3(为了更好的示意出取水无人机框架600内部的机构，图3隐藏了框架600和主体部100)所示，取水无人机还可以包括限位机构300，限位机构300包括第一端和第二端，限位机构300的第一端连接于主体部100的底部，限位机构300的第二端能够接触水管，集线器200设置于限位机构300的第二端的底部，这里，限位机构300的第二端能够接触水管(抵着水管)，以增加水管与集线器200和限位机构300第二端之间的摩檫力，可以保证水管的流畅下放或收缩，防止水管在集线器200表面原地运动(即没有下放或收缩距离)，作为示例，如图3所示，限位机构300可以包括两个第一连接件301(大致的长方体板件)、第二连接件302(杆件)、两个第三连接件303(大致的s形板件)、第四连接件304(杆件)、弹簧305以及限位部306，两个第一连接件301与两个第三连接件303一一对应，任一第一连接件301包括第一端和第二端，任一第三连接件303包括第一端和第二端，任一第一连接件301的第一端连接于主体部100的底部，任一第一连接件301的第二端与对应的第三连接件303的第一端转动连接，例如通过销轴连接，第二连接件302连接在两个第一连接件301的两个内侧部的之间，第四连接件304连接在两个第三连接件303的两个内侧部之间，限位部306(限位部306可以根据两个第三连接件303的形状设计，例如设计成s形)套设于第四连接件304，且外侧部贴合两个第三连接件303的内侧部，限位部306面对集线器200的一侧接触水管，例如，如图3所示，限位部306面对集线器200的一侧形成有凸起部307，凸起部307接触水管，为了增大摩檫力，限位部306面对集线器200的一侧可以形成有两个凸起部307。此外，两个第
一连接件301与两个第三连接件303之间的夹角可以略大于90度，弹簧305可以连接于第二连接件与第四连接件304之间，方便调整以及保持二者之间的夹角。
37.在本技术的实施例中，取水无人机还包括定位模块(定位模块可以是rtk模块-real-time kinematic)和控制系统，定位模块可以根据需求预先存储有航线和取水点，控制系统能够控制取水无人机根据航线前往取水点，取水无人机还可以包括视觉模块500，视觉模块500连接于主体部100的底部，用于获取飞行路径上的障碍物的图像信息，控制系统接收来自于视觉模块500发送的图像信息，并对取水无人机的位姿进行调整，例如躲避障碍物。
38.此外，取水无人机还可以包括距离检测器(距离检测器可以是超声波检测模块)和控制系统，距离检测器设置于主体部100的底部，用于获取无人机到水源表面的距离信息，当无人机到达取水点时，距离检测器获取无人机到水源表面的距离信息，控制系统接收来自于距离检测器发送的距离信息并计算集线器200下放水管的长度信息，控制系统根据长度信息控制集线器200下放水管。
39.作为示例，控制系统可以根据长度信息控制伺服电机400驱动集线器200旋转以下放水管，在本技术的实施例中，取水无人机还可以包括伺服电机400和框架600，框架600连接于主体部100的底部，并容纳伺服电机400、集线器200以及限位机构，伺服电机400包括驱动轴和本体，本体连接于框架600的内侧部，集线器200包括供驱动轴连接的轴孔，控制系统根据长度信息控制伺服电机400驱动集线器200旋转以下放水管。
40.此外，控制系统可以包括深度检测模块，深度检测模块用于获取水管的下降深度信息，当伺服电机400驱动集线器200旋转下放水管至水源后，深度检测模块用于获取水管的下降深度信息，控制系统根据下降深度信息，调整取水无人机的位姿以及水管的下放长度，调整完成后，岸边的工作人员可以开启泵，通过水管吸取水源，以完成取水。
41.根据本技术的第二方面提供了一种取水系统，取水系统包括如上所述的取水无人机。取水系统还可以包括泵和环境检测模块，环境检测模块用于获取取水无人机的图像信息，这里，环境检测模块可以放置在岸边，例如放置在泵的附近，控制系统接收来自于环境检测模块发送的图像信息，并对取水无人机的位姿进行调整，例如获取的图像信息表明取水无人机的水管位置有错误，可以直接控制无人机返航。
42.根据本技术的取水无人机，取水无人机包括主体部、集线器以及水管，其中，集线器连接于主体部，水管绕设于集线器的外侧部，水管的一端用于连接外部泵，集线器能够带动水管的另一端下放至水源中。也就是说，通过本技术的取水无人机取水时，首先控制无人机携带取水管飞往至取水点，然后集线器带动水管下放至水源中，岸边的工作人员可以开启泵(泵可以放置在岸边)，通过水管吸取水源，以完成取水，上述取水过程，相对于现有的通过取水罐取水，取水无人机取水完毕后不仅无需携带很大质量的水，影响飞行，且取水量可以任意调节。
43.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使
相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。