[发明专利]基于无人机平台的抛投式取液装置

说明书

本发明提供了一种基于无人机平台的抛投式取液装置，其包括无人机和抛投式取液器；所述无人机包括无人机主架和抓取装置；所述抓取装置包括伸缩杆、机械爪以及旋转杆；所述抛投式取液器主要包括浮子、外框架、集液仓、缓冲配重仓及线盒等附属部件。相较于传统人工采样，本装置单次采样人工成本低，样品实时性强；相较于长时间悬停抽取采样的无人机采样装置，本装置对无人机平衡能力、续航能力、负重能力等性能要求较低，且结构简单，装置制造成本低，所取样品代表性高。同时，该抛投式结构设计，只需投下取液装置，间隔一定时间再去抛投点夹取取液装置即可，过程简单，对无人机性能要求不高，可实施性较强。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种基于无人机平台的抛投式取液装置。

背景技术

水质的检测通常需要在不同水域、不同水深处进行定量取样。目前，常规的采样方法是携带定位设备乘坐水上交通工具进行人工采样，采样工具一般为便携式蠕动泵，采样过程繁琐，极大耗费人力物力。无人机采样具有工作效率高、实时性强、节约采样成本等优点，在水样采集中的应用越来越受到重视。目前利用无人机进行水样采集是一个较热门的研究，但是多数研究偏向于无人机长时间悬停抽取采样，忽略水面上方空气密度波动较大和风浪等因素，对无人机长时间悬停水面采样发生侧翻的可能性考虑不足，采样深度的稳定性也会受到上述因素的影响；多数设计的设备结构复杂，对无人机性能要求较高。

申请号为CN201621096532.0的实用新型专利公开了一种无人机采样装置。该装置包括无人飞行器、采样瓶、置物架以及卷扬机构，所述采样瓶置放在所述置物架的下方，所述置物架与所述采样瓶可拆卸连接，所述置物架的顶部设置有防水电磁铁，所述采样瓶的瓶塞上安装有铁片，所述防水电磁铁与所述铁片对应设置，所述置物架与所述卷扬机构连接。

申请号为CN201810878900.4的发明专利公开了一种无人水质取样检测系统及方法。该系统包括无人机、控制箱、拉线和取样筒。其中控制箱内设置有电池、电路控制模块、升降电机、电机支架和卷筒；还设计了一种取样筒，顶部无盖，底部为圆锥形，内部包含传感器组、水压计、密封电机以及密封盖，通过控制密封电机打开关闭密封盖来实现水质的取样。

申请号为CN201920467605.X的实用新型专利公开了一种适用于开放水域的取水装置。该装置包括无人机、与无人机匹配的无线电遥控器、安装于无人机底部的装配式取水装置；所述装配式取水装置包括从上往下依次设置的盖子、若干储水腔体、进水腔体、若干配重块，所述进水腔体内设有底层板、带有限位杆的浮块、限位板，所述底层板中部设有与浮块相匹配的进水口，所述限位板上还设有若干过水孔，所述浮块置于进水口处，其顶部的限位杆可在限位板的通孔内上下移动。

但是，上述悬停抽取式的采样装置存在如下缺陷：在进行采样作业时无人机需要保持在某一固定高度以确保样品采集高度的准确性，但随着样品的积累，无人机的负重会逐渐增加，无人机因此需要不断调整自生的平衡能力，对无人机控制调节性能要求较高；且液体流动性较强，水面有风浪时储液箱内未满的液体会加剧无人机的晃动，且无人机在水面风浪较大的情况下不易长时间悬停。同时，无人机还需要携带防水电磁设备，增加了无人机负重，且增加了无人机防护及维护成本。而无人机抛投式取样装置只需投下取样器，间隔一段时间再去抛投点夹取取样器即可，过程简单，对无人机性能要求不高，可实施性较强。有鉴于此，有必要设计一种改进的基于无人机的抛投式取液装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机平台的抛投式取液装置。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种基于无人机平台的抛投式取液装置，其包括无人机和抛投式取液器；

所述无人机包括无人机主架和固定连接于所述无人机主架下方且用于抓取和抛投所述抛投式取液器的抓取装置；

所述抓取装置包括一端与所述无人机主架固定连接的伸缩杆、安装在所述伸缩杆上的机械爪以及套设于所述伸缩杆内部并用于调节所述机械爪爪指间距和驱动所述机械爪旋转的旋转杆；