[发明专利]基于无人机的自主定点定深式水体采样系统及其方法

摘要

本发明为一种基于无人机的自主定点定深式水体采样系统及其方法，所述系统搭载于无人机平台，以任务设备控制器为核心，由抽水管线、释放机构、水流控制装置、储水袋、抛管机构等部分共同组成。释放机构根据指令释放抽水管线；抽水管线底部装有测量水深的压力变送器；通过控制无人机的位置与高度，精确控制抽水口的位置和深度；通过水流控制装置实现自动的管路清洗与疏通、水样采集与排放；紧急情况下可通过抛管机构抛离管线，保证无人机飞行安全。通过任务控制器的集中控制，本发明可以自主对多个不同地点、不同深度的采样点进行精确的定点、定深采样，并可自动对采水设备进行清洗和疏通，实现高效、高精度、安全可靠的自动化采水作业。

主权项

1.一种基于无人机的自主定点定深式水体采样系统，其特征在于：包括搭载在无人机平台上，用于控制采水设备的任务设备控制器；用于测量水深和采样的抽水管线；用于施放抽水管线的释放机构；用于管路清洗与疏通、水体采样与排放的水流控制装置；用于存储水体样本的多个储水袋及紧急情况下用于抛弃抽水管线、保证飞行安全的抛管机构；/n所述抽水管线包括过滤器、压力变送器、管路和线缆；过滤器用于滤除水中的杂质，防止管路被堵塞；压力变送器测量抽水口处的压力值，经线缆传送至任务设备控制器，所述的管路与线缆使用胶带或扎带固定在一起；/n所述水流控制装置包括第一并联单元和第二并联单元，所述的第一并联单元包括相互并联的支路一和支路二，第二并联单元包括相互并联的一条排水/进气管和N条采样管，N为储水袋的个数，每条采样管上均设有一个阀门和一个储水袋；其中支路一和支路二上均至少设有一个阀门，一个流量计和一个水泵，第一并联单元一端与抽水管相连，另一端与第二并联单元相连，任务设备控制器控制水泵转速和水阀开关；其中并联的支路一和支路二的流向相反，支路一的流向为从抽水管流至第二并联单元；/n所述抛管机构由自脱落式连接器、抛管舵机及吊挂绳索组成；抽水管线与水流控制装置通过自脱落式连接器连接，在重力作用下，连接器可自行脱落；吊挂绳索一端固定在抽水管线靠近连接器处，另一端连接一个吊环，吊环吊挂在抛管舵机的销轴上；正常情况下，抽水管线的重力通过绳索和吊环，传递到抛管舵机的销轴上；当任务设备控制器检测到抽水管线发生缠绕，威胁到无人机飞行安全时，控制器通过PWM信号控制抛管舵机发生动作，带动销轴移动，吊环从销轴上脱落，重力施加在自脱落式连接器上，使连接器脱落，抽水管线与无人机分离，落入水中或地面。/n