一种新型海洋环境监测用无人机采样装置的制作方法

1.本发明属于浅海泥沙取样装置领域，具体地说是一种新型海洋环境监测用无人机采样装置。


背景技术：

2.为了对浅海的环境进行监测，需要对浅海的泥沙进行取样分析，目前对浅海的取样一般是人工开船到达取样点进行取样，操作者需要下海，然后通过取样装置进行取样，取样过程复杂，时间周期长，且取样成本高。


技术实现要素：

3.本发明提供一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，用以解决现有技术中的缺陷。
4.本发明通过以下技术方案予以实现：一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，包括无人机，所述无人机下端安装有安装板，安装板下方设置有支撑架，支撑架呈十字型，支撑架上端安装有第一电机，第一电机的输出轴竖直朝下，第一电机的输出轴底部固定有圆板，圆板的轴线和第一电机输出轴的轴线同轴，支撑架左右两侧对称固定有竖杆，竖杆顶部固定有横板，第一电机通过吊装机构吊装在安装板下方，吊装机构安装在安装板的底面中部，支撑架的顶面上靠近支撑架的前后左右四个侧面上固定有第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴竖直朝上，第二伺服电机的输出轴上固定有螺旋桨，支撑架底面上安装有固定机构，支撑架可通过固定机构固定在海底，支撑架上安装有电源和可防水的视频传输装置，圆板的底部外圈上圆形阵列有多块弹簧片，多块弹簧片相互围拢形成一个竖直朝下的圆台形的圆框，圆板的底面上圆框内设置有呈圆台状的弹性布，圆台状的弹性布的顶底面均设置为开口，弹性布的底部圆形阵列有多个密封块，密封块呈三角块状，弹簧片的内侧面固定在弹性布的外圈上，初始时圆框的顶部直径小于圆框的底部直径，弹簧片下端固定有切割刀片，圆框的底部外圈上圆形阵列有多个第一圆环，圆框底部外圈上第一圆环上方圆形阵列有多个第二圆环，圆板上端靠近圆板左右两侧面位置横向固定有第三伺服电机，第三伺服电机的输出轴向远离圆板方向延伸，第三伺服电机的输出轴上固定有第一卷筒，第一拉绳中部从多个第一圆环内穿过，第一拉绳首尾两端均缠绕固定在圆板左侧的第一卷筒的外圈上，第二拉绳中部从多个第二圆环内穿过，第二拉绳的首尾两端均缠绕固定在圆板右侧的第一卷筒的外圈上，电源可为第一电机、第二伺服电机、第三伺服电机和固定机构供电，第一电机、第二伺服电机和第三伺服电机均可防水。
5.如上所述的一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，所述的吊装机构包括第四伺服电机、第二卷筒、连接绳，第四伺服电机横向固定在安装板的底面中部，第四伺服电机的输出轴上固定有第二卷筒，连接绳一端缠绕固定在第二卷筒的外圈上，连接绳另一端固定在第一电机上，无人机上的电可输送给第四伺服电机。
6.如上所述的一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，所述的固定机构包括四根电动伸缩杆和四根插杆，支撑架上靠近支撑架前后左右四个侧边位置均竖直固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆的固定部固定在支撑架的底面上，电动伸缩杆的活动部竖直朝下，电动伸缩杆的活动部底部竖直固定有插杆，电源可为电动伸缩杆供电，电动伸缩杆可防水。
7.如上所述的一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，所述的圆板上靠近圆板前后侧面位置对称设置有第三伺服电机，第三伺服电机的输出轴上固定有第一卷筒，圆框的底部外圈上第二圆环上方圆形阵列有多个第三圆环，圆框的底部外圈上第三圆环上方圆形阵列有多个第四圆环，第三拉绳中部从多个第三圆环内穿过，第三拉绳的首尾两端均缠绕固定在圆板前侧的第一卷筒的外圈上，第四拉绳中部从多个第四圆环内穿过，第四拉绳的首尾两端均缠绕固定在圆板后侧的第一卷筒的外圈上。
8.如上所述的一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，所述的圆板采用透明的材料制造。
9.本发明的优点是：操作者手中拿有远程控制装置，远程控制装置可对本发明进行远程控制；当需要对浅海进行取样时，首先操作者通过操控远程控制装置，将无人机开动至待取样点上方，启动四个第三伺服电机，第三伺服电机正转，第一拉绳、第二拉绳、第三拉绳和第四拉绳的首尾两端分别绕卷在对应的第一卷筒上，圆框的底部逐步聚拢，直至多个密封块相互紧贴，使得圆框内的空腔密封，启动四个第二伺服电机，第二伺服电机带动螺旋桨旋转，通过控制吊装机构，使得第一电机以及其旁边的零部件伸入浅海内，圆框的底部聚拢呈尖角状，同时在螺旋桨的作用下，可使得第一电机以及其旁边的零部件下潜的速度更快，启动电动伸缩杆，四根电动伸缩杆伸长，第一电机以及其旁边的零部件继续下潜，直至四根插杆与浅海的泥沙接触，通过固定机构将第一电机以及其旁边的零部件固定在浅海的泥沙内，启动视频传输装置，视频传输装置所拍摄的视频可实时传输到操作者的手机上，便于操作者进行操作，启动四个第三伺服电机，第三伺服电机反转，第一拉绳、第二拉绳、第三拉绳和第四拉绳部分从对应的第一卷筒的外圈上旋出，弹簧片逐步复位，直至圆框呈圆管状，启动第一电机，第一电机带动圆板和切割刀片转动，切割刀片对浅海的泥沙进行切割，同时启动电动伸缩杆，电动伸缩杆收缩，圆板和切割刀片逐步向下运动，被切割下的泥沙持续深入弹性布内，一定时间后，取样完成，启动四个第三伺服电机，第三伺服电机正转，圆框底部再次聚拢呈尖角状，多个密封块相互紧贴，取样的泥沙被完全包裹在圆框内的弹性布内，启动第二伺服电机，螺旋桨反向旋转，启动吊装机构，第一电机以及其上的零部件向上运动，直至横板顶面与安装板底面贴合，横板与安装板底面贴合，能有效防止无人机在飞行过程中，第一电机以及其上的零部件晃动，造成无人机无法正常飞行；当需要将弹性布内的泥沙取出时，启动四个第三伺服电机，第三伺服电机反转，第一拉绳、第二拉绳、第三拉绳和第四拉绳部分从对应的第一卷筒的外圈上旋出，泥沙持续从圆框的底部掉出，弹簧片逐步复位，直至圆框呈圆台状，圆框的底部直径大于圆框的顶部直径，便于操作者对圆框的内壁进行清洗；一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，结构简单，使用方便，通过无人机进行取样，取样流程简单，取样时间周期短，圆框的形状可变化，当圆框底部呈尖角状时，可提高本发明的下潜速度，当圆框呈圆台状时，能方便操作者进行清洗，便于下次取样。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本发明的结构示意图；图2为图1的ⅰ部位的局部放大示意图；图3为图1的a-a方向剖视放大图；图4为图3的ⅱ部位的局部放大示意图；图5为圆框底部聚拢呈尖角状时的使用状态图的放大图；图6为安装架的正面放大示意图；图7为弹簧片的正面放大示意图；图8为图5的b-b方向剖视放大图。
具体实施方式
12.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
13.一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，如图所示，包括无人机1，所述无人机1下端安装有安装板2，安装板2下方设置有支撑架3，支撑架3呈十字型，支撑架3上端安装有第一电机4，第一电机4的输出轴竖直朝下，第一电机4的输出轴底部固定有圆板5，圆板5的轴线和第一电机4输出轴的轴线同轴，支撑架3左右两侧对称固定有竖杆6，竖杆6顶部固定有横板7，第一电机4通过吊装机构吊装在安装板2下方，吊装机构安装在安装板2的底面中部，支撑架3的顶面上靠近支撑架3的前后左右四个侧面上固定有第二伺服电机10，第二伺服电机10的输出轴竖直朝上，第二伺服电机10的输出轴上固定有螺旋桨11，支撑架3底面上安装有固定机构，支撑架3可通过固定机构固定在海底，支撑架3上安装有电源12和可防水的视频传输装置26，圆板5的底部外圈上圆形阵列有多块弹簧片13，多块弹簧片13相互围拢形成一个竖直朝下的圆台形的圆框，圆板5的底面上圆框内设置有呈圆台状的弹性布21，圆台状的弹性布21的顶底面均设置为开口，弹性布21的底部圆形阵列有多个密封块22，密封块22呈三角块状，弹簧片13的内侧面固定在弹性布21的外圈上，初始时圆框的顶部直径小于圆框的底部直径，弹簧片13下端固定有切割刀片14，圆框的底部外圈上圆形阵列有多个第一圆环15，圆框底部外圈上第一圆环15上方圆形阵列有多个第二圆环16，圆板5上端靠近圆板5左右两侧面位置横向固定有第三伺服电机17，第三伺服电机17的输出轴向远离圆板5方向延伸，第三伺服电机17的输出轴上固定有第一卷筒18，第一拉绳19中部从多个第一圆环15内穿过，第一拉绳19首尾两端均缠绕固定在圆板5左侧的第一卷筒18的外圈上，第二拉绳20中部从多个第二圆环16内穿过，第二拉绳20的首尾两端均缠绕固定在圆板5右侧的第一卷筒18的外圈上，电源12可为第一电机4、第二伺服电机10、第三伺服电机17和固定机构供电，第一电机4、第二伺服电机10和第三伺服电机17均可防水。操作者手中拿有远程控制装置，远程控制装置可对本发明进行远程控制；当需要对浅海进行取样时，首先操作者通过操控远程控制装置，将无人机1开动至待取样点上方，启动四个第三伺服电机17，第三伺服电机17正转，第一拉绳19、第二拉绳20、第三拉绳29和第四拉绳30的首尾两端分别绕卷在对应的第一卷筒18上，圆框的底部逐步聚拢，直至多个密封块22相互紧贴，使得圆框内的空腔
密封，启动四个第二伺服电机10，第二伺服电机10带动螺旋桨11旋转，通过控制吊装机构，使得第一电机4以及其旁边的零部件伸入浅海内，圆框的底部聚拢呈尖角状，同时在螺旋桨11的作用下，可使得第一电机4以及其旁边的零部件下潜的速度更快，启动电动伸缩杆8，四根电动伸缩杆8伸长，第一电机4以及其旁边的零部件继续下潜，直至四根插杆9与浅海的泥沙接触，通过固定机构将第一电机4以及其旁边的零部件固定在浅海的泥沙内，启动视频传输装置26，视频传输装置26所拍摄的视频可实时传输到操作者的手机上，便于操作者进行操作，启动四个第三伺服电机17，第三伺服电机17反转，第一拉绳19、第二拉绳20、第三拉绳29和第四拉绳30部分从对应的第一卷筒18的外圈上旋出，弹簧片13逐步复位，直至圆框呈圆管状，启动第一电机4，第一电机4带动圆板5和切割刀片14转动，切割刀片14对浅海的泥沙进行切割，同时启动电动伸缩杆8，电动伸缩杆8收缩，圆板5和切割刀片14逐步向下运动，被切割下的泥沙持续深入弹性布21内，一定时间后，取样完成，启动四个第三伺服电机17，第三伺服电机17正转，圆框底部再次聚拢呈尖角状，多个密封块22相互紧贴，取样的泥沙被完全包裹在圆框内的弹性布21内，启动第二伺服电机10，螺旋桨11反向旋转，启动吊装机构，第一电机4以及其上的零部件向上运动，直至横板7顶面与安装板2底面贴合，横板7与安装板2底面贴合，能有效防止无人机1在飞行过程中，第一电机4以及其上的零部件晃动，造成无人机1无法正常飞行；当需要将弹性布21内的泥沙取出时，启动四个第三伺服电机17，第三伺服电机17反转，第一拉绳19、第二拉绳20、第三拉绳29和第四拉绳30部分从对应的第一卷筒18的外圈上旋出，泥沙持续从圆框的底部掉出，弹簧片13逐步复位，直至圆框呈圆台状，圆框的底部直径大于圆框的顶部直径，便于操作者对圆框的内壁进行清洗；一种新型海洋环境监测用无人机采样装置，结构简单，使用方便，通过无人机进行取样，取样流程简单，取样时间周期短，圆框的形状可变化，当圆框底部呈尖角状时，可提高本发明的下潜速度，当圆框呈圆台状时，能方便操作者进行清洗，便于下次取样。
14.具体而言，如图所示，本实施例所述的吊装机构包括第四伺服电机23、第二卷筒24、连接绳25，第四伺服电机23横向固定在安装板2的底面中部，第四伺服电机23的输出轴上固定有第二卷筒24，连接绳25一端缠绕固定在第二卷筒24的外圈上，连接绳25另一端固定在第一电机4上，无人机1上的电可输送给第四伺服电机23。当需要使用吊装机构将支撑架3向上吊起时，启动第四伺服电机23，第四伺服电机23带动第二卷筒24转动，连接绳25持续绕卷在第二卷筒24的外圈上，第一电机4以及第一电机4上的其他零部件跟随连接绳25一同向上运动；当需要使用吊装机构将第一电机4以及第一电机4上的其他零部件向下输送时，反向操作即可；吊装机构，结构简单，使用方便。
15.具体的，如图所示，本实施例所述的固定机构包括四根电动伸缩杆8和四根插杆9，支撑架3上靠近支撑架3前后左右四个侧边位置均竖直固定有电动伸缩杆8，电动伸缩杆8的固定部固定在支撑架3的底面上，电动伸缩杆8的活动部竖直朝下，电动伸缩杆8的活动部底部竖直固定有插杆9，电源12可为电动伸缩杆8供电，电动伸缩杆8可防水。在对海底的泥沙进行取样时，启动四个第二伺服电机10，第二伺服电机10的输出轴转动并带动螺旋桨11正向旋转，启动四根电动伸缩杆8，电动伸缩杆8伸长并推动插杆9向下运动，插杆9部分插入海底的泥沙内，螺旋桨11推动插杆9持续伸入泥沙内，直至插杆9无法继续运动，此时第一电机4以及第一电机4上的其他零部件通过固定机构固定在海底内；固定机构，结构简单，使用方便。
16.进一步的，如图所示，本实施例所述的圆板5上靠近圆板5前后侧面位置对称设置有第三伺服电机17，第三伺服电机17的输出轴上固定有第一卷筒18，圆框的底部外圈上第二圆环16上方圆形阵列有多个第三圆环27，圆框的底部外圈上第三圆环27上方圆形阵列有多个第四圆环28，第三拉绳29中部从多个第三圆环27内穿过，第三拉绳29的首尾两端均缠绕固定在圆板5前侧的第一卷筒18的外圈上，第四拉绳30中部从多个第四圆环28内穿过，第四拉绳30的首尾两端均缠绕固定在圆板5后侧的第一卷筒18的外圈上。在启动圆板5左右两侧的第三伺服电机17，使得圆框底部聚拢时，可同时启动圆板5前后两个第三伺服电机17，使得圆框底部聚拢的效果更好。
17.更进一步的，由于透明材料透光，本实施例所述的圆板5采用透明的材料制造。可使得可防水的视频传输装置26更清楚的看到海底的实时情况。
18.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。