[发明专利]一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置

说明书

本发明提供一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，涉及无人机与水质监测交叉领域，所述一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置包括多旋翼无人机、采水装置、地面控制站。其特征在于：所述地面控制站用于规划航线，发出采集指令，实时显示采水任务进度及采样点周围环境状态；所述多旋翼无人机下方设置采水装置，利用直流减速电机控制直立式采水器进入水域中进行水样采集，通过调整水浸式传感器与直立式采水器的距离确定采样位置，从而实现定深定量采集水样。本装置结构简单，操作方便，为水样采集提供了便利，有效的提高了水样采集的效率。

技术领域

本发明涉及一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，属于无人机与水质监测交叉领域。

技术背景

近年来，由于人类活动的影响，地表水资源污染越来越严重。在水环境治理工作中，为了查明地表水环境的现状，常常需要对河流湖库等水域进行定深取样。

目前我国的水质监测领域主要依靠人工监测和无人船监测以及用卫星进行遥感拍摄来完成，人工监测需要实地采样，周期长，工作效率低，需要消耗大量人力物力；无人船监测在水面受到严重污染或有大量漂浮物时也会使无人船受到阻碍和污染，在水域环境上有一定的局限性；卫星遥感拍摄分辨率比较低，受大气影响比较严重。而基于无人机的水体样品自动采集系统采用多旋翼无人机作为搭载平台，具有良好的稳定性和操控性，定位准确，起降灵活，安全性高。该方法不受障碍物和地形条件的限制，且节省人力物力，有助于环境采样的高效化、精确化和信息化，弥补方法的不足。目前公开号为CN 106885712A的专利公开了“一种基于无人机的水质采样器”其通过在无人机的下方设置采样机构，利用第一电机控制采样机构进入到湖泊中进行水样采集，采集完成后利用第二电机控制堵头向下运动，将采集到水样的采样试管进行密封，防止在移动过程中发生泼洒，实现了对湖泊中水样的自动采集，不再需要工作人员乘船去采集水样，有效的减轻了工作人员的劳动强度，为湖泊水样采集带来了便利；但其在实际应用有一些不足，如：无法精准的在地面站进行采水任务规划以及实时监控水样采集状态，无法保证用标准的采样器进行精确的定深采集；无法保证采集的水样不受污染，影响真实的水质参数。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明设计了一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置。该装置能实现在地面站进行采水任务规划和采集任务发送并实时显示采样水域周围环境、当前采样点距离水面深度，实现根据水样采集技术规程准确定深采集。水样采集的规范性、准确性得到保证，极大地提高采水效率。

为实现上述技术目的，本发明公开了一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置，所述一种基于多旋翼无人机的定深水质采样装置包括多旋翼无人机、采水装置、地面控制站。所述多旋翼无人机包括机身、传动系统、飞行控制器、GPS、罗盘、电池、发射机。

所述无人机下方固定4个安装支柱(13)；所述安装支柱连接可拆卸平台(12)与无人机形成容纳腔；所述采水装置由直立式采水器、采样点位置控制装置、摄像设备(14)；所述采样点位置控制装置由单片机(6)、直流减速电机(1)、连接垫片(2)、绕线滚轮(3)、轴承(4)、安装支架(5)、水浸式传感器弹簧电缆线(7)、连接绳(8)、电机正反转模块(9)、电池(10)、防水罩(11)、水浸式传感器(15)、直立式采水器(16)组成；所述直流减速电机(1)通过连接垫片(2)、轴承(4)、支架(5)连接绕线滚轮(3)固定在可拆卸安装平台(12)上；所述连接绳一段缠绕在绕线滚轮(3)，另一端通过可拆卸平台上的通孔连接直立式采水器(16)；所述单片机(6)和防水罩(11)固定在可拆卸安装平台上，电机正反转模块(9)和电池(10)固定在防水罩(11)下方；所述水浸式传感器(15)连接在直立式采水器的连接绳(8)上，利用水浸式传感器弹簧电缆线(7)连接到单片机(6)上；所述摄像设备固定在可拆卸安装平台底部。所述地面控制站包括电脑和移动通讯设备。

作为本发明改进的技术方案，控制电路板单片机上设置有无线通讯模块，所述直流减速电机、电机正反转模块、电池、摄像设备分别与所述单片机连接。