[发明专利]一种无人机大气生物颗粒采集装置及其方法

说明书

本发明公开了一种无人机大气生物颗粒采集装置及其方法，属于农业技术领域，该采集装置包括吊挂件、吊舱、采样工件、伸缩器、驱动器、张合机构和供电设施；吊挂件与伸缩器相连；张合机构由伞骨、伞杆、旋转件、导杆组成，伞骨与吊舱通过驱动器可转动的连接，导杆一端安装在吊舱上，另一端与套装在伞骨上的旋转件滑动连接，旋转件与伞骨通过螺纹旋接；采样工件设置在伞杆上；供电设施与伸缩器和驱动器分别电性连接。本发明通过在无人机上悬挂该采集装置对高空中的大气生物颗粒实施采样，有利于克服低空无法反应出大气生物颗粒扩散的局限性。本发明可准确、连续的完成大气中的生物颗粒采样操作，具有结构紧凑，采集高效、稳定、可靠的特点。

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种无人机大气生物颗粒采集装置及其方法。

背景技术

现有技术中，大气中生物颗粒的飘散一直是农业生态系统研究的关键性课题，是入侵物种扩散，生态种群变迁，花粉过敏源追溯等研究的关键技术。由于随风传播的生物颗粒，体重轻、体积小，传播高度、远度变化范围大，且本身大气的变化快，生物颗粒飘散采样一直是生物颗粒大气传播研究的掣肘。尽可能的捕捉到随大气飘散的生物颗粒，如花粉、种子等，增大有效采样的机会，就需要研发新型的采样工具。

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，而随着现代社会对环境污染的重视和对环境污染研究的不断加强，环境样品采集的需求不断增加。传统的环境样品采集主要分为人工携带采集仪的现场采集和固定点样品采集。这两种采集方式各有利弊，前者灵活性高，但人力成本和时间成本较高，同时采集精度底；后者虽然采集精度高，但固定投资较大，同时该采集方法需要占用土地和持续维护。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工作效率高的无人机大气生物颗粒采集装置及其方法，以克服低空无法反应出大气生物颗粒扩散的局限性，并可快速、准确、连续的完成大气中的生物颗粒采样操作。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种无人机大气生物颗粒采集装置，包括吊挂件、吊舱、采样工件以及设置在吊舱上的伸缩器、驱动器、张合机构和供电设施；所述吊挂件与伸缩器相连；所述张合机构呈伞状结构，由伞骨、伞杆、旋转件、导杆组成，伞骨背离伞杆的背离端与吊舱通过驱动器可转动的连接，导杆与伞骨相互平行，其一端安装在吊舱上，另一端与套装在伞骨上的旋转件滑动连接，旋转件与伞骨通过螺纹旋接；所述采样工件设置在伞杆的自由端；所述供电设施与伸缩器和驱动器分别电性连接。

进一步，所述采样工件通过转动器与伞杆可转动的连接，所述转动器与所述供电设施电性连接，所述伞骨通过齿轮副、涡轮蜗杆副或同步带与驱动器相连，所述转动器和驱动器采用电机。

进一步，所述伸缩器采用卷扬机。

进一步，所述供电设施设置在吊舱位于伸缩器和驱动器之间的区域，采用蓄电池。

进一步，所述伞骨在远离吊舱的一端还设置有与吊挂件相互钩挂的吊环，所述吊挂件采用吊钩。

进一步，所述采样工件由支架、可拆卸连接于该支架上的采样片组成，所述采样片设置为2-4个，呈环形分布，采用涂抹有粘附剂的显微镜玻片。

本发明还利用上述的无人机大气生物颗粒采集装置实施的采集方法，包括如下步骤：

S1、将采集装置安装在无人机上；

S2、根据待测地设置无人机的飞行高度；

S3、待无人机升空至指定高度后，通过伸缩器下放吊舱至待测高空点，并由驱动器打开张合机构；