[发明专利]一种基于无人机水环境自动采样的装置

说明书

一种基于无人机水环境自动采样的装置包括：主体，用于容纳无人机导航、定位、图像采集和分析、高度和深度计算和调节、升降计算和控制、电源管理、数据存储、数据发射和接收的模块；旋翼，用于通过调节各个旋翼的电机的转速来改变螺旋桨的速度，控制无人机的姿态、行进方向、速度和空间位置；伸缩装置，根据计算的升降高度以及控制命令而使得采样容器上升或下降一定的距离；采样容器，用于根据预设的采样位置和深度，获取目标区域的水环境样本，并将水样密闭。其能够高效、及时、准确、高精度、低投入地获得水环境自动采样，便于提高水环境监控效率，加强对水环境污染源的控制力度或者对于不便于人工监控的水环境的监测。

技术领域

本发明涉及水环境监管领域，并且更具体而言，涉及一种基于无人机水环境自动采样的装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，水环境的污染和监测问题逐渐成为社会关注的焦点；另外由于水产养殖业的急速发展，对水环境的检测需求越来越大；此外，在“美丽中国”的建设中，各级机构需要定期获取湖泊、河流、水源地等的生化参数。在诸如以上所述的场景中，需要对水环境进行采样和分析。然而在实践中，以水环境污染和监测为例，往往采用人工监测和在线监测两种方式。其中，人工监测往往通过驾驶船只或快艇进入目标区域进行人工采样，然而采用这种方式采样周期长、劳动强度大、效率低、成本高、需要消耗大量人力物力，并且因为目标采样区域的复杂性(例如存在水面/水上漂浮物或障碍物，或者由于水面有对船只或快艇腐蚀的污染物，或者由于存在浅滩，或者由于存在水草，或者特别地，当目标采样区域存在环境放射性污染物或危险生物/化学品时)，进一步加剧了采样的难度，恶化了采样效果。在线监测是根据固定的在线监测站进行实时水环境监测，然而采用这种方式只能采集固定地域的水质情况，成本极高，不具备随机动态性且无法在大范围广泛应用。特别地，现有技术中的常规方式对水环境突变的监测存在迟滞性以及准确度和精度不高等缺点。

在航空电子技术飞速发展的今天，将无人机应用于水环境监测成为可能。无人机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机，其具有结构简单、体积小、重量轻、机动性好、飞行时间长、成本低、无需机场跑道、可多次回收重复使用等优点。无人机利用湖、河等平静水面作为起飞降落场地，或者悬停于水面上方。相对于传统水环境采样手段而言，无人机技术能够提供更多的便利和优势，有助于水环境采样监测的高效，提高了水环境采样监测精度和准确度。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基于无人机水环境自动采样的装置，其能够高效、及时、准确、高精度、低投入地获得水环境自动采样，具有较好的便捷性和广泛的现场适应能力，便于提高水环境监控效率，加强对水环境污染源的控制力度或者对于不便于人工监控的水环境的监测，以及对于有辐射性或腐蚀性的水环境的监测，提高了水环境监测的机动性、灵活性和应急监测能力，并且极大地减少了人力劳动和能源的浪费。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案为：一种基于无人机水环境自动采样的装置包括：主体，用于容纳无人机导航、定位、图像采集和分析、高度和深度计算和调节、升降计算和控制、电源管理、数据存储、数据发射和接收的模块；四个旋翼，用于通过调节各个旋翼的电机的转速来改变螺旋桨的速度，进而控制无人机的姿态、行进方向、速度和空间位置；伸缩装置，用于连接主体和采样容器，并且根据计算的升降高度以及控制命令而使得采样容器上升或下降一定的距离；以及采样容器，用于根据预设的采样位置和深度，获取目标区域的水环境样本，并将水样密闭，该采样容器或者是内壁涂覆或电镀有防腐蚀材料的金属采样容器，或者是外部安装有保护外壳的玻璃采样容器。