一种潮间带采样无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种潮间带采样无人机。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“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，机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，地面、舰艇上或母机 遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。传统上在通过无人机进行河流水样采集时，一般是通过在无人机起降架上吊设杯体进行水样采集，但是杯子在采样后由于无人机飞行的时候容易发生晃动和偏斜，很容易导致杯体中的水样从容器内洒落，影响后续的检测，同时晃动的杯子也会反过来将晃动力作用到无人机上影响其飞行的平稳。
3.现有技术提供了一些解决方案，例如专利us20220244145a1，该专利提供了一种采样无人机，该无人机的附件设备具有安装插脚，旋转夹具以及枢轴。枢轴夹用于将枢轴固定在适当的位置，枢轴可以在枢轴夹具内旋转，并固定在安装线束上，安装线束固定并旋转容器。在采集过程中，该设备能将采集到的样品固定在装置内，避免其发生晃动影响无人机飞行的平稳。但是，该发明未能实现到多种类样品采集的功能，在此，发明人认为还具有很大的改进空间。


技术实现要素：

4.为了实现能够同时采集水样及土壤的信息，并保持采样过程中飞行平稳不容易因样品重量影响而导致晃动的目的，本发明提供了一种潮间带采样无人机，该采样无人机包括飞行装置，飞行装置包括机体，机体侧面固定连接多个推进组件，推进组件下方固定连接有浮力组件，浮力组件包括提供浮力的第一浮体，第一浮体下方连接有摆动基体，机体下方固定连接有收卷装置，收卷装置下方连接有采样装置。
5.进一步地，飞行装置在工作过程中，收卷装置上的第一转轴转动，采样装置通过绳体与收卷装置连接，进而采样装置被下放进行采集工作，同时飞行装置在采集区域停靠悬浮于水面上，摆动基体在水流作用下摆动提供额外的支撑浮力避免飞行装置下沉。
6.本发明中，第一浮体上表面设置有第一连杆，第一连杆一端与推进组件固定连接，第一浮体下表面间隔布设多根第二连杆，第二连杆一端连接摆动基体，摆动基体左右两侧连接有多个摆动叶板，摆动叶板设置于靠近第二连杆下端的一侧。
7.进一步地，当飞行装置下方设置的采样装置没入水中时，容易产生较大的震荡，而增加设计了摆动基体，由于摆动基体呈方形环结构，且摆动基体端部做了弧形的结构设计，因此在采样装置入水前，摆动基体以及位于摆动基体两侧的摆动叶板优先入水，由于刚进入水中的阻力以及飞行装置基于摆动叶板的惯性力，促使摆动叶板在水中摆动，以此将飞行装置下方的水流方向扰乱，减少采样装置没入水中时产生的水花，避免过多的水花溅射到飞行装置上，此外采样装置受水流影响，会受到朝飞行装置运动方向相反的阻力，并且由
于采样装置与收卷装置采用绳体连接，收卷装置与飞行装置固定连接，采样装置向后拉扯容易产生飞行装置向前飞行时重心不稳而导致晃动的问题发生，因此设置摆动基体以及摆动叶板，通过干扰飞行装置下方水流的流动方向以及流速等，来避免这种问题的发生。
8.本发明中，收卷装置包括固定座，固定座外侧连接有多块圆形的固定板，固定板之间连接有第一转轴，第一转轴上环绕绳体，固定板侧面安装有第一电机，绳体一端连接有卡紧套，卡紧套下方固定连接有采样装置。
9.进一步地，固定板一侧设置的第一电机工作，可使得第一转轴发生转动进而下放绳体带动采集装置运动至适当的区域。同时下放采集装置以及收起采集装置提供的转速不一致，目的是为了减少采集装置在上下移动的过程中产生的晃动，同时利用卡紧套与采集装置上方的第一柱体卡接的结构以扩大受力的支撑面，减少采集装置绕着绳体摆动的幅度。
10.本发明中，采样装置包括第一承载板，第一承载板上表面设置有泵体，泵体一侧设置有第一柱体，第一柱体与卡紧套连接，泵体上表面连接有输水管，输水管输出端连接有取水管道，取水管道设置于泵体左右两侧。
11.本发明中，取水管道一端开设通孔，取水管道内设置有储水囊，储水囊一侧与输水管输出端连接，储水囊一侧抵接有推板，推板一侧固定连接有推杆，推板另一侧固定连接有多根弹簧，推杆一端固定连接有端盖，端盖套设在取水管道的通孔内。
12.进一步地，采集装置工作时，泵体内预先存储有水体，泵体工作将水体通过输水管输送至储水囊中，使得储水囊膨胀，进而使得与储水囊抵接的推板被迫向外推动端盖，使待采水样流入取水管道中，由于弹簧以及推板与取水管道内采用过渡配合的方式，使得推板不易发生倾倒，在完成水样采集工作后，飞行装置需收回采集装置，同时飞行装置跋升数个高度使得取水管道完全脱离水面后，泵体工作将储水囊中的水收回，进而弹簧复位使端盖重新盖回取水管道的一端。值得一提的是，该复位操作不能在水中进行，水中阻力较大易使端盖复位失败导致水样在后续飞行运输过程中从取水管道中洒出。
13.本发明中，承载板下方固定连接多根伸缩杆，伸缩杆底部固定连接第二承载板，第二承载板下表面设置有多个第二电机，第二电机输出端连接有搅拌轴，搅拌轴上环绕布设辊体。
14.进一步地，采集装置到达预定位置后，第二电机开始工作，第二电机控制伸缩杆运动，伸缩杆伸长，将搅拌轴向下输送并穿过第三承载板上的孔洞，设置在搅拌轴上的辊体被带动旋转进而将土壤采集至辊体上。
15.本发明中，第一承载板下方固定连接有保护壳体，保护壳体一侧开口，保护壳体中部配合设置有第二承载板，第二承载板可相对于保护壳体上下移动，保护壳体靠近下端面一侧设置有第三承载板，第三承载板上开设有多个孔洞，孔洞与搅拌轴对应，第三承载板内部设置有第二转轴，第二转轴一端与保护壳体固定连接，第二转轴设置于第三承载板中心。
16.进一步地，采集装置在下放过程中，首先是第三承载板碰撞至土壤表层，接着收卷装置再工作使采集装置收回一小段距离，设置第三承载板能够起到保护搅拌轴的目的，此时第二电机工作，伸缩杆工作，同时搅拌轴带动辊体转动，在伸缩杆伸长以及搅拌轴转动的过程中，容易引发采集装置晃动，在第三承载板处安装有第二转轴，在采集装置发生晃动时，第三承载板能够相应转动，避免搅拌轴在下降过程中发生磕碰，同时第三承载板上开设
的孔洞使得采集装置在下放或升起的时候能够迅速充入水或排出水，避免采集装置在取样过程中产生位移或装置倾倒的问题发生。
17.本发明中，收卷装置工作可下放采样装置，采样装置下放过程中不与浮力组件触碰。
18.本发明与现有技术相比，其效果在于：设置有摆动基体，摆动基体可在水流作用下摆动提供额外的支撑浮力避免飞行装置下沉，同时摆动基体两侧设置的摆动叶片能够改变水流原本的流向与流速，减少采集装置入水产生的水花，提高飞行装置的稳定性；同时还设置有采集装置，采集装置包括取水管道以及搅拌轴和辊体，能够同时采集水样以及土壤样本，并且在搅拌轴周围配设有保护壳体等，避免取样过程中装置震动使取样位置产生位移或装置倾倒等。
附图说明
19.图1为本发明所涉及的潮间带采样无人机的结构示意图；图2为本发明所涉及的卸下采集装置的无人机的结构示意图；图3为本发明所涉及的收卷装置与采集装置连接结构示意图；图4为本发明所涉及的采集装置结构示意图；图5为本发明所涉及的取水管道结构示意图；图6为本发明所涉及的采集装置工作示意图。
20.附图标记说明：1-飞行装置；11-机体；12-推进组件；2-浮力组件；21-第一浮体；22-第一连杆；23-第二连杆；24-摆动基体；25-摆动叶板；3-收卷装置；31-固定座；32-固定板；33-第一转轴；34-第一电机；35-卡紧套；4-采集装置；41-第一柱体；42-取水管道；421-储水囊；422-弹簧；423-推板；424-推杆；425-端盖；43-泵体；44-输水管；45-第一承载板；46-伸缩杆；47-第二承载板；48-第二电机；481-搅拌轴；482-辊体；49-保护壳体；491-第三承载板；492-第二转轴；493-孔洞。
具体实施方式
21.实施例1：参考图1-图2所示，本发明提供了一种潮间带采样无人机，该采样无人机包括飞行装置1，飞行装置1包括机体11，机体11侧面固定连接多个推进组件12，推进组件12下方固定连接有浮力组件2，浮力组件2包括提供浮力的第一浮体21，第一浮体21下方连接有摆动基体24，机体11下方固定连接有收卷装置3，收卷装置3下方连接有采样装置4。
22.参考图3所示，进一步地，飞行装置1在工作过程中，收卷装置3上的第一转轴33转动，采样装置4通过绳体与收卷装置3连接，进而采样装置4被下放进行采集工作，同时飞行装置1在采集区域停靠悬浮于水面上，摆动基体24在水流作用下摆动提供额外的支撑浮力避免飞行装置1下沉。
23.参考图2所示，本发明中，第一浮体21上表面设置有第一连杆22，第一连杆22一端与推进组件12固定连接，第一浮体21下表面间隔布设多根第二连杆23，第二连杆23一端连接摆动基体24，摆动基体24左右两侧连接有多个摆动叶板25，摆动叶板25设置于靠近第二连杆23下端的一侧。
24.进一步地，当飞行装置1下方设置的采样装置4没入水中时，容易产生较大的震荡，而增加设计了摆动基体24，由于摆动基体24呈方形环结构，且摆动基体24端部做了弧形的结构设计，因此在采样装置4入水前，摆动基体24以及位于摆动基体24两侧的摆动叶板25优先入水，由于刚进入水中的阻力以及飞行装置1基于摆动叶板25的惯性力，促使摆动叶板25在水中摆动，以此将飞行装置1下方的水流方向扰乱，减少采样装置4没入水中时产生的水花，避免过多的水花溅射到飞行装置1上，此外采样装置4受水流影响，会受到朝飞行装置1运动方向相反的阻力，并且由于采样装置4与收卷装置3采用绳体连接，收卷装置3与飞行装置1固定连接，采样装置4向后拉扯容易产生飞行装置1向前飞行时重心不稳而导致晃动的问题发生，因此设置摆动基体24以及摆动叶板25，通过干扰飞行装置1下方水流的流动方向以及流速等，来避免这种问题的发生。
25.实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，参考附图3所示，本发明中，收卷装置3包括固定座31，固定座31外侧连接有多块圆形的固定板32，固定板32之间连接有第一转轴33，第一转轴33上环绕绳体，固定板32侧面安装有第一电机34，绳体一端连接有卡紧套35，卡紧套35下方固定连接有采样装置4。
26.进一步地，固定板32一侧设置的第一电机34工作，可使得第一转轴33发生转动进而下放绳体带动采集装置4运动至适当的区域。同时下放采集装置4以及收起采集装置4提供的转速不一致，目的是为了减少采集装置4在上下移动的过程中产生的晃动，同时利用卡紧套35与采集装置4上方的第一柱体41卡接的结构以扩大受力的支撑面，减少采集装置4绕着绳体摆动的幅度。
27.实施例3：本实施例与实施例1的区别在于，参考附图4，图5所示，本发明中，采样装置4包括第一承载板45，第一承载板45上表面设置有泵体43，泵体43一侧设置有第一柱体41，第一柱体41与卡紧套35连接，泵体43上表面连接有输水管44，输水管44输出端连接有取水管道42，取水管道42设置于泵体43左右两侧。
28.参考附图5所示，本发明中，取水管道42一端开设通孔，取水管道42内设置有储水囊421，储水囊421一侧与输水管44输出端连接，储水囊421一侧抵接有推板423，推板423一侧固定连接有推杆424，推板423另一侧固定连接有多根弹簧422，推杆424一端固定连接有端盖425，端盖425套设在通孔内。
29.参考附图4，图6所示，进一步地，采集装置4工作时，泵体43内预先存储有水体，泵体43工作将水体通过输水管44输送至储水囊421中，使得储水囊421膨胀，进而使得与储水囊421抵接的推板423被迫向外推动端盖425，使待采水样流入取水管道42中，由于弹簧422以及推板423与取水管道42内采用过渡配合的方式，使得推板423不易发生倾倒，在完成水样采集工作后，飞行装置1需收回采集装置4，同时飞行装置1跋升数个高度使得取水管道42完全脱离水面后，泵体43工作将储水囊421中的水收回，进而弹簧422复位使端盖425重新盖回取水管道42的一端。值得一提的是，该复位操作不能在水中进行，水中阻力较大易使端盖425复位失败导致水样在后续飞行运输过程中从取水管道42中洒出。
30.参考图6所示，本发明中，承载板45下方固定连接多根伸缩杆46，伸缩杆46底部固定连接第二承载板47，第二承载板47下表面设置有多个第二电机48，第二电机48输出端连
接有搅拌轴481，搅拌轴481上环绕布设辊体482。
31.进一步地，采集装置4到达预定位置后，第二电机48开始工作，第二电机48控制伸缩杆46运动，伸缩杆46伸长，将搅拌轴481向下输送并穿过第三承载板491上的孔洞493，设置在搅拌轴481上的辊体482被带动旋转进而将土壤采集至辊体482上。
32.本发明中，第一承载板45下方固定连接有保护壳体49，保护壳体49一侧开口，保护壳体49中部配合设置有第二承载板47，第二承载板47可相对于保护壳体49上下移动，保护壳体49靠近下端面一侧设置有第三承载板491，第三承载板491上开设有多个孔洞493，孔洞493与搅拌轴481对应，第三承载板491内部设置有第二转轴492，第二转轴492一端与保护壳体49固定连接，第二转轴492设置于第三承载板491中心。
33.参考图6所示，进一步地，采集装置4在下放过程中，首先是第三承载板491碰撞至土壤表层，接着收卷装置3再工作使采集装置4收回一小段距离，设置第三承载板491能够起到保护搅拌轴481的目的，此时第二电机48工作，伸缩杆46工作，同时搅拌轴481带动辊体482转动，在伸缩杆46伸长以及搅拌轴481转动的过程中，容易引发采集装置4晃动，在第三承载板491处安装有第二转轴492，在采集装置4发生晃动时，第三承载板491能够相应转动，避免搅拌轴481在下降过程中发生磕碰，同时第三承载板491上开设的孔洞493使得采集装置4在下放或升起的时候能够迅速充入水或排出水，避免采集装置4在取样过程中产生位移或装置倾倒的问题发生。
34.本发明中，收卷装置3工作可下放采样装置4，采样装置4下放过程中不与浮力组件2触碰。
35.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种潮间带采样无人机，包括飞行装置（1），其特征在于，所述飞行装置（1）包括机体（11），所述机体（11）侧面固定连接多个推进组件（12），所述推进组件（12）下方固定连接有浮力组件（2），所述浮力组件（2）包括提供浮力的第一浮体（21），所述第一浮体（21）下方连接有摆动基体（24），所述机体（11）下方固定连接有收卷装置（3），所述收卷装置（3）下方连接有采样装置（4）。2.根据权利要求1所述的一种潮间带采样无人机，其特征在于，所述第一浮体（21）上表面设置有第一连杆（22），所述第一连杆（22）一端与推进组件（12）固定连接，所述第一浮体（21）下表面间隔布设多根第二连杆（23），所述第二连杆（23）一端连接摆动基体（24），所述摆动基体（24）左右两侧连接有多个摆动叶板（25）。3.根据权利要求1所述的一种潮间带采样无人机，其特征在于，所述收卷装置（3）包括固定座（31），所述固定座（31）外侧连接有多块圆形的固定板（32），所述固定板（32）之间连接有第一转轴（33），所述第一转轴（33）上环绕绳体，所述固定板（32）侧面安装有第一电机（34），所述绳体一端连接有卡紧套（35），所述卡紧套（35）下方固定连接有采样装置（4）。4.根据权利要求3所述的一种潮间带采样无人机，其特征在于，所述采样装置（4）包括第一承载板（45），所述第一承载板（45）上表面设置有泵体（43），所述泵体（43）一侧设置有第一柱体（41），所述第一柱体（41）与卡紧套（35）连接，所述泵体（43）上表面连接有输水管（44），所述输水管（44）输出端连接有取水管道（42），所述取水管道（42）设置于泵体（43）左右两侧。5.根据权利要求4所述的一种潮间带采样无人机，其特征在于，所述取水管道（42）一端开设通孔，所述取水管道（42）内设置有储水囊（421），所述储水囊（421）一侧与所述输水管（44）输出端连接，所述储水囊（421）一侧抵接有推板（423），所述推板（423）一侧固定连接有推杆（424），所述推板（423）另一侧固定连接有多根弹簧（422），所述推杆（424）一端固定连接有端盖（425），所述端盖（425）套设在取水管道（42）的通孔内。6.根据权利要求4所述的一种潮间带采样无人机，其特征在于，所述承载板（45）下方固定连接多根伸缩杆（46），所述伸缩杆（46）底部固定连接第二承载板（47），所述第二承载板（47）下表面设置有多个第二电机（48），所述第二电机（48）输出端连接有搅拌轴（481），所述搅拌轴（481）上环绕布设辊体（482）。7.根据权利要求6所述的一种潮间带采样无人机，其特征在于，所述第一承载板（45）下方固定连接有保护壳体（49），所述保护壳体（49）一侧开口，所述保护壳体（49）中部配合设置有第二承载板（47），所述第二承载板（47）可相对于保护壳体（49）上下移动，所述保护壳体（49）靠近下端面一侧设置有第三承载板（491），所述第三承载板（491）上开设有多个孔洞（493），所述孔洞（493）与所述搅拌轴（481）对应，所述第三承载板（491）内部设置有第二转轴（492），所述第二转轴（492）一端与保护壳体（49）固定连接。

技术总结
本发明提供了一种潮间带采样无人机，涉及无人机技术领域。本发明包括飞行装置，飞行装置包括机体，机体侧面固定连接多个推进组件，推进组件下方设有摆动基体，摆动基体可在水流作用下摆动提供额外的支撑浮力避免飞行装置下沉，同时摆动基体两侧设置的摆动叶片能够改变水流原本的流向与流速，减少采集装置入水产生的水花，提高飞行装置的稳定性。机体下方固定连接有收卷装置，收卷装置下方连接有采样装置。采集装置包括取水管道以及搅拌轴和辊体，能够同时采集水样以及土壤样本，并且在搅拌轴周围配设有保护壳体等，避免取样过程中装置震动使取样位置产生位移或装置倾倒等。动使取样位置产生位移或装置倾倒等。动使取样位置产生位移或装置倾倒等。


技术研发人员：于培松 张海峰 张偲
受保护的技术使用者：自然资源部第二海洋研究所
技术研发日：2023.09.13
技术公布日：2023/10/20