[发明专利]一种水样自动取样无人机

说明书

本发明提供了一种水样自动取样无人机，机身下端设置有浮力底盘，机身内部设置有综合采样装置，样本采集器、光谱影像仪和信号接收控制盒，光谱影像仪设置在信号接收控制盒上，信号接收控制盒设置在样本采集器的下端，样本采集器和光谱影像仪均与信号接收控制盒电连接。其使用时，无人机可以通过多光谱影像预判水体基本状况，有效选择并定位采样点。无人机平台可以通过浮力底盘漂浮在被检测水域的水面上，同时浮力底盘展开可以拨开水面上的漂浮物，并利用综合采样装置对相关水域进行抽样，并将样品送到实验室进行进一步的检验。能够沿城市道路或河段同时对多个水域进行抽样，可以提高采样点选择的准确性、代表性，并有效降低成本提高效率。

技术领域

本发明实施例涉及无人机监测技术领域，具体涉及一种水样自动取样无人机。

背景技术

目前，我国各地方环境保护部门和水利部门采取的水质监测方法，主要是通过在定点水域内定剖面，并经过长的时间进行监测、采样与分析来实现，从而由此判断水质的情况。实际科研工作中，研究区域一般无固定的长期监测点，且需要沿河道水体大量采样。对于河道的采样一般是沿着河道或者乘船采样。这两种采样方法很难保证采样的代表性。沿着河道的采样点不能代表河道水质的真实情况，水体一般沿河道断面的空间变异性比较大，沿河岸的水体较浅，水质状况和河道中间差别较大。而乘船采样的实际问题主要表现在(1)采样成本较高，特别是对于河道水体水质的空间差异的较大，河道连同性较差，分散数公里的采样点使乘船采样的成本难以控制；(2)水质较差的河道一般是水网的末级河流，水深较浅不具备行船条件；(3)对于具备行船的河流和湖泊等水体，乘船采样的采样点一般也只能分布在船侧，行船对水体的扰动会对采样对象产生影响。此外，不论是乘船还人工沿河采样的方法往往会受到人力、物力以及气候水文条件的影响，采集的数据量不可能太多；而且成本高、速度慢且效率低下；并且对整个城市水体而言，这些测点数据只有局部和典型的代表意义，难以取得大范围水域水质参数的分布和变化情况，不能满足对水质实时、大尺度的监测评价要求。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种水样自动取样无人机，通过以解无人机进行采样的方法扩大采样的范围来解决现有技术中由于受到物力以及气候水文条件的影响而导致的采样过程中出现的成本高、速度慢以及效率低下的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明提供一种水样自动取样无人机，包括机壳、机身、综合采样装置和浮力底盘，机壳设置在机身上端，机身下端设置有浮力底盘，机身内部设置有综合采样装置；

综合采样装置包括样本采集器、光谱影像仪和信号接收控制盒，光谱影像仪设置在信号接收控制盒上，信号接收控制盒设置在样本采集器的下端，样本采集器和光谱影像仪均与信号接收控制盒电连接。

优选的，样本采集器包括蠕动泵、齿轮传动机构、同步电机和样品存放转盘，蠕动泵与齿轮传动机构的第一输出端传动连接，样品存放转盘与齿轮传动机构的第二输出端传动连接，同步电机与齿轮传动机构的输入端传动连接。

优选的，齿轮传动机构包括齿轮安装板、第一副齿轮、主齿轮、第二副齿轮、转盘支撑轴、主带轮和副带轮，副带轮与主带轮传动连接，同步电机与主齿轮传动连接，主带轮穿过齿轮安装板与第一副齿轮同轴设置，第一副齿轮与主齿轮传动连接，主齿轮与第二副齿轮传动连接，第二副齿轮与样品存放转盘传动连接，样品存放转盘转动设置在转盘支撑轴的首端，转盘支撑轴的尾端固定设置在齿轮安装板上，第二副齿轮与副带轮均转动设置在齿轮安装板上，蠕动泵传动连接副带轮。

优选的，主齿轮上设置定位挡销、无齿部分和有齿部分，定位挡销插设在无齿部分上，无齿部分与有齿部分首尾相连，第二副齿轮与第一副齿轮均和有齿部分啮合传动连接；

第二副齿轮与第一副齿轮结构相同，且第一副齿轮与第二副齿轮均设置有弧形缺口，第二副齿轮的弧形缺口与第一副齿轮的弧形缺口均和无齿部分相抵。