一种用于采集水样的无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机领域，特别涉及一种用于采集水样的无人机。

背景技术：

无人机是无人驾驶飞机的简称，它的英文全名为Unmanned Aerial Vehicle，无人机是利用无线电遥控设备和自制的程序控制的不载人飞机，但有自动驾驶仪，被成为空中机器人。随着无人机技术的发展和成熟，无人机应用于各行各业，帮助人们解决实际生活问题，在这之中，有部分用于对水样进行采样检测，便于人们了解河流、水道的污染状况。

但是现有的无人机在采集水样后，为了保证后序的水样采样不受影响，无人机需要进行返航对水管清洗，导致无人机只能进行单次采样，若要确定河流各处的水样污染状况，需要进行多次采样，不仅操作繁琐，而且效率低下，进而降低了现有的水质采样无人机的实用性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于采集水样的无人机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于采集水样的无人机，包括主体、两个支脚、若干飞行机构和若干采样装置，所述飞行机构周向均匀分布在主体的外周，两个支脚分别固定在主体的两端的下方，所述采样装置均匀分布在主体的下方，所述主体内设有PLC；

所述采样装置包括伸缩机构、采样机构、升降板、采样管、抽液管、活塞、两个安装机构和两个侧板，所述采样机构、伸缩机构、升降板、安装机构、采样管和抽液管从上而下依次设置，两个侧板分别固定在采样管的两侧，所述侧板与安装机构一一对应，所述活塞设置在采样管内；

所述采样机构包括第一电机、轴承、第一驱动轴、线盘、拉线、拉钩、拉环和两个吊板，所述吊板固定在主体的下方，所述第一电机和轴承分别固定在两个吊板上，所述第一电机与PLC电连接，所述第一驱动轴位于第一电机和轴承之间，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述线盘套设在第一驱动轴上，所述拉线的一端设置在线盘上，所述拉线的另一端与拉钩连接，所述拉钩设置在拉环上，所述拉环固定在活塞的顶端；

所述安装机构包括竖板、托板、夹板、安装组件和若干安装杆，所述竖板的顶端固定在升降板的下方，所述托板固定在竖板的底端，所述托板和夹板分别位于侧板的下方和上方，所述安装杆固定在夹板的下方，所述安装杆穿过侧板和托板，所述安装组件包括固定板、弹簧和框架，所述固定板位于夹板的上方，所述固定板固定在竖板上，所述固定板通过弹簧与夹板连接，所述弹簧处于压缩状态，所述框架的形状为U形，所述框架的开口向下，所述框架的两端穿过固定板，所述框架的两端固定在夹板的上方。

作为优选，为了驱动升降板移动，所述伸缩机构包括驱动组件、伸缩架、滑环和滑轨，所述驱动组件与伸缩架的顶端连接，所述伸缩架的底端的两侧分别与滑环和升降板铰接，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在升降板上，所述滑环套设在滑轨上。

作为优选，为了驱动伸缩架伸缩，所述驱动组件包括第二电机、缓冲块、第二驱动轴和移动块，所述第二电机和缓冲块分别固定在两个吊板的底端，所述第二电机与PLC电连接，所述第二驱动轴位于第二电机与缓冲块之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述移动块套设在第二驱动轴上，所述移动块的与第二驱动轴的连接处设有与第二驱动轴匹配的螺纹，所述移动块和缓冲块分别与伸缩架的顶端的两侧铰接。

作为优选，为了检测升降板的升降距离，所述第二电机上设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。

作为优选，为了实现无人机的飞行功能，所述飞行机构包括侧杆、第三电机、第三驱动轴和两个旋翼，所述第三电机通过侧杆与主体固定连接，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，两个旋翼分别位于第三驱动轴的两侧。

作为优选，为了保证第三电机的驱动力，所述第三电机为直流伺服电机。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体的上方设有太阳能板。

作为优选，为了便于固定安装抽液管，所述固定板的上方设有固定单元，两个竖板之间设有挂杆，所述固定单元包括中心杆、连接杆、挂钩和两个插管，所述插管固定在框架的上方，所述中心杆的两端分别设置在两个插管内，所述中心杆通过连接杆与挂钩固定连接。

作为优选，为了加固固定板和托板与竖板之间的连接，所述固定板和托板均与竖板为一体成型结构。

作为优选，为了便于遥控操作设备运行，所述主体内设有天线，所述天线与PLC电连接。

本实用新型的有益效果是，该用于采集水样的无人机通过多个采样装置对多处进行采样，提高了采样效率，采样时，伸缩机构带动升降板下降后，由采样机构向上拉动活塞，将水样抽入采样管中，方便检测人员检测，不仅如此，通过安装机构方便了采样管的安装拆卸，使得水质采样检测更为便捷，与现有的安装机构相比，该安装机构操作方便，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的用于采集水样的无人机的结构示意图；

图2是本实用新型的用于采集水样的无人机的采样装置的结构示意图；

图3是本实用新型的用于采集水样的无人机的伸缩机构的结构示意图；

图4是本实用新型的用于采集水样的无人机的安装机构的结构示意图；

图中：1.主体，2.支脚，3.升降板，4.采样管，5.抽液管，6.活塞，7.侧板，8.第一电机，9.轴承，10.第一驱动轴，11.线盘，12.拉线，13.拉钩，14. 吊板，15.竖板，16.托板，17.夹板，18.安装杆，19.固定板，20.弹簧，21.框架，22.伸缩架，23.滑环，24.滑轨，25.第二电机，26.缓冲块，27.第二驱动轴，28.移动块，29.距离传感器，30.侧杆，31.第三电机，32.第三驱动轴，33. 旋翼，34.太阳能板，35.挂杆，36.中心杆，37.连接杆，38.挂钩，39.插管， 40.拉环。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，一种用于采集水样的无人机，包括主体1、两个支脚2、若干飞行机构和若干采样装置，所述飞行机构周向均匀分布在主体1的外周，两个支脚2分别固定在主体1的两端的下方，所述采样装置均匀分布在主体1的下方，所述主体1内设有PLC；

该无人机在执行采集水样的任务过程中，通过飞行机构带动主体1悬浮在河流的上方，利用主体1下方的采集装置，可对河流的多个位置一次性采集多处水样，从而提高了采样效率。

如图2所示，所述采样装置包括伸缩机构、采样机构、升降板3、采样管4、抽液管5、活塞6、两个安装机构和两个侧板7，所述采样机构、伸缩机构、升降板3、安装机构、采样管4和抽液管5从上而下依次设置，两个侧板7分别固定在采样管4的两侧，所述侧板7与安装机构一一对应，所述活塞6设置在采样管4内；

所述采样机构包括第一电机8、轴承9、第一驱动轴10、线盘11、拉线12、拉钩13、拉环40和两个吊板14，所述吊板14固定在主体1的下方，所述第一电机8和轴承9分别固定在两个吊板14上，所述第一电机8与PLC电连接，所述第一驱动轴10位于第一电机8和轴承9之间，所述第一电机8与第一驱动轴 10传动连接，所述线盘11套设在第一驱动轴10上，所述拉线12的一端设置在线盘11上，所述拉线12的另一端与拉钩13连接，所述拉钩13设置在拉环40 上，所述拉环40固定在活塞6的顶端；

当需要进行采样时，由伸缩机构带动升降板3下降，通过伸缩机构控制升降板3的下降高度后，而后由PLC控制第一电机8启动，带动第一驱动轴10旋转，使得线盘11转动，收紧拉线12，拉线12带动拉钩13向上移动，使得拉钩 13拉住拉环40，进而带动活塞6在采样管4内向上移动，通过抽液管5将河流中的水样抽入至采样管4中，在进行多次采样后，无人机返回至河岸，检测人员通过安装机构可进行抽液管5的便捷的安装拆卸，通过取下抽液管5，可将采集的水样进行检测，方便检测人员了解河流污染状况。

如图4所示，所述安装机构包括竖板15、托板16、夹板17、安装组件和若干安装杆18，所述竖板15的顶端固定在升降板3的下方，所述托板16固定在竖板15的底端，所述托板16和夹板17分别位于侧板7的下方和上方，所述安装杆18固定在夹板17的下方，所述安装杆18穿过侧板7和托板16，所述安装组件包括固定板19、弹簧20和框架21，所述固定板19位于夹板17的上方，所述固定板19固定在竖板15上，所述固定板19通过弹簧20与夹板17连接，所述弹簧20处于压缩状态，所述框架21的形状为U形，所述框架21的开口向下，所述框架21的两端穿过固定板19，所述框架21的两端固定在夹板17的上方。

竖板15用以固定夹板17、固定板19和托板16，在将采集完成的采样管4 取下时，仅需向上拉动框架21，使得夹板17向上移动，夹板17脱离托板16和侧板7后，即可将采样管4取下，在仅需安装时，向上拉动框架21，使得弹簧 20受压缩，同时安装杆18脱离托板16后，将采样管4上的侧板7放置在夹板 17和托板16之间，而后松开框架21，受压缩的弹簧20为恢复形变，推动框架 21向下移动，使得夹板17下方的安装杆18穿过侧板7和托板16，从而固定住侧板7，进而固定了采样管4，使得采样管4的安装拆卸更为方便快捷。

如图3所示，所述伸缩机构包括驱动组件、伸缩架22、滑环23和滑轨24，所述驱动组件与伸缩架22的顶端连接，所述伸缩架22的底端的两侧分别与滑环23和升降板3铰接，所述滑轨24的形状为U形，所述滑轨24的两端固定在升降板3上，所述滑环23套设在滑轨24上。

驱动组件作用在伸缩架22的顶端，所述伸缩架22的顶端发生伸缩，带动伸缩架22底端的滑环23在滑轨24上滑动，同时伸缩架22的长度发生变化，从而驱动升降板3进行升降。

作为优选，为了驱动伸缩架22伸缩，所述驱动组件包括第二电机25、缓冲块26、第二驱动轴27和移动块28，所述第二电机25和缓冲块26分别固定在两个吊板14的底端，所述第二电机25与PLC电连接，所述第二驱动轴27位于第二电机25与缓冲块26之间，所述第二电机25与第二驱动轴27传动连接，所述移动块28套设在第二驱动轴27上，所述移动块28的与第二驱动轴27的连接处设有与第二驱动轴27匹配的螺纹，所述移动块28和缓冲块26分别与伸缩架22的顶端的两侧铰接。

PLC控制第二电机25启动，带动第二驱动轴27旋转，使得第二驱动轴27 通过螺纹作用在移动块28上，移动块28沿着第二驱动轴27的轴线进行移动，从而改变了移动块28与轴承9之间的距离，使得伸缩架22发生伸缩。

作为优选，为了检测升降板3的升降距离，所述第二电机25上设有距离传感器29，所述距离传感器29与PLC电连接。利用距离传感器29检测第二电机 25与移动块28的距离，并将距离反馈给PLC，PLC根据距离数据可确定移动块 28的位置，进而确定了升降板3的高度位置。

如图1所示，所述飞行机构包括侧杆30、第三电机31、第三驱动轴32和两个旋翼33，所述第三电机31通过侧杆30与主体1固定连接，所述第三电机 31与PLC电连接，所述第三电机31与第三驱动轴32传动连接，两个旋翼33分别位于第三驱动轴32的两侧。

侧杆30用于固定第三电机31启动，PLC控制第三电机31启动，带动第三驱动轴32旋转，带动旋翼33转动，产生向下的气流，用以支撑主体1悬空，从而实现无人机的飞行功能。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三电机31的驱动力，所述第三电机31为直流伺服电机。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体1的上方设有太阳能板34。通过太阳能板34可进行光伏发电，提供设备飞行的能源，从而加强了设备的续航能力。

如图4所示，所述固定板19的上方设有固定单元，两个竖板15之间设有挂杆35，所述固定单元包括中心杆36、连接杆37、挂钩38和两个插管39，所述插管39固定在框架21的上方，所述中心杆36的两端分别设置在两个插管39 内，所述中心杆36通过连接杆37与挂钩38固定连接。

固定单元中，中心杆36的两端分别设置在两个插管39内，从而方便了中心杆36的转动，通过连接杆37将挂钩38转动至中心杆36的上方，而后向上拉动挂钩38，使得挂钩38挂在挂杆35上，从而固定了框架21的位置，进而固定了夹板17的位置，方便了采样管4的拆装。

作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加固固定板19和托板16 与竖板15之间的连接，所述固定板19和托板16均与竖板15为一体成型结构。

作为优选，为了便于遥控操作设备运行，所述主体1内设有天线，所述天线与PLC电连接。通过天线可收发信号，检测人员通过遥控设备将无线信号发送给天线，天线将接收的信号传递给PLC，使PLC根据信号内容进行相应的操作，从而方便了遥控操作设备运行。

该用于采集水样的无人机在运行过程中，通过飞行机构将主体1带至河流的上方，由驱动组件作用在伸缩架22上，使得升降板3下降后，PLC控制第一电机8启动，带动活塞6向上移动，通过抽液管5将待测水样抽入采样管4内，如此可进行多处水样采集，从而提高了采样效率，不仅如此，采样完成后，通过安装组件方便夹板17向上移动，使得安装杆18脱离托板16和侧板7，便于检测人员取下采样管4进行检测，当需要安装采样管4时，仅需将侧板7放于托板16和侧板7之间，利用压缩的弹簧20使得夹板17向下移动，使安装杆18 依次穿过侧板7和托板16，即可通过固定侧板7完成对采样管4的安装，使得采样管4的装卸更为方便快捷。

与现有技术相比，该用于采集水样的无人机通过多个采样装置对多处进行采样，提高了采样效率，采样时，伸缩机构带动升降板3下降后，由采样机构向上拉动活塞6，将水样抽入采样管4中，方便检测人员检测，不仅如此，通过安装机构方便了采样管4的安装拆卸，使得水质采样检测更为便捷，与现有的安装机构相比，该安装机构操作方便，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。