一种模块化气体取样无人机

1.本发明涉及空气采样技术领域,具体为一种模块化气体取样无人机。


背景技术：

2.随着全球大气污染愈发严重,我国各区域大气污染检测与治理的任务仍十分严峻。无人机具有实时全面监测、响应迅速、不受监测主体限制等优点,是进行大气突发事件污染源识别和污染性气体浓度监测的重要发展方向之一。
3.目前的无人机在进行高空气体取样时，存在取样罐内原本残余的气体会影响检测结果的问题,导致检测值误差过大；因此提出一种模块化气体取样无人机。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种模块化气体取样无人机,能够排除气体的干扰,能够有效提高气体样品取样的准确性。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：一种模块化气体取样无人机,包括无人机主体、模块化盒体和集气装置；所述模块化盒体安装于无人机主体底端,且与所述无人机主体采用同一电源供电；所述集气装置安装于模块化盒体内部,且集气装置包括取样管、选择性三通换气阀、集气瓶、单向电磁排气阀、电机、集气罐和连接管；所述取样管安装于选择性三通换气阀上；所述电机通过螺丝固定连接于模块化盒体侧面；所述集气罐安装于选择性三通换气阀下端,且集气罐内部安装有气体收集系统；所述气体收集系统包含橡胶活塞、固定轴、支撑架、连杆、滚动轴承、轴臂和转轴；所述支撑架与固定轴连接,且位于橡胶活塞下端；所述连杆上端连接固定轴,且连杆下端连接滚动轴承；所述轴臂一端安装有滚动轴承,另一端安装有转轴,且轴臂通过转轴与电机连接。
6.进一步,所述集气瓶有三个,且均匀分布于集气罐四周。
7.进一步,所述连接管有三根,分别连接选择性三通换气阀与集气瓶。
8.进一步,所述单向电磁排气阀有三个,分别位于集气瓶底部。
9.与现有技术相比,本发明的有益效果是：该模块化气体取样无人机,通过模块化盒体更换可实现气体、水质、土壤取样通用,便于操作,节约成本；集气装置内装有选择性三通换气阀,通过遥控器控制阀门开关可改变管路中气体的流动方向,将气体分别排入集气瓶；集气瓶底部安装单向电磁排气阀,通电即可向外排气,取样前先进行气体排空,不存在残留空气,使取样结果准确,具有较强的实用性。
附图说明
10.图1为本发明提出的一种模块化气体取样无人机进行气体取样时的整体结构示意图；图2为本发明提出的一种模块化气体取样无人机的整体结构侧视图；图3为本发明提出的一种模块化气体取样无人机的集气装置俯视图；
图4为本发明提出的一种模块化气体取样无人机的集气罐剖开后的结构示意图。
11.图中：1无人机主体、2模块化盒体、3取样管、4选择性三通换气阀、5集气瓶、6单向电磁排气阀、7电机、8集气罐、9连接管、10橡胶活塞、11固定轴、12支撑架、13连杆、14滚动轴承、15轴臂、16转轴。
具体实施方式
12.下面将结合本发明实施中的附图,对本发明实施中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
13.请参阅图1-4,本发明提供的一种实施例：一种模块化气体取样无人机,包括无人机主体1、模块化盒体2、取样管3、选择性三通换气阀4、集气瓶5、单向电磁排气阀6、电机7、集气罐8、连接管9、橡胶活塞10、固定轴11、支撑架12、连杆13、滚动轴承14、轴臂15、转轴16；所述模块化盒体2安装于无人机主体1底端，且与所述无人机主体1采用同一电源供电；所述集气装置安装于模块化盒体2内部,且集气装置包括取样管3、选择性三通换气阀4、集气瓶5、单向电磁排气阀6、电机7、集气罐8和连接管9；所述取样管3安装于选择性三通换气阀4上；所述电机7通过螺丝固定连接于模块化盒体2侧面；所述集气罐8安装于选择性三通换气阀4下端,且集气罐8内部安装有气体收集系统；所述气体收集系统包含橡胶活塞10、固定轴11、支撑架12、连杆13、滚动轴承14、轴臂15和转轴16；所述支撑架12与固定轴11连接,且位于橡胶活塞10下端；所述连杆13上端连接固定轴11,且连杆13下端连接滚动轴承14；所述轴臂15一端安装有滚动轴承14,另一端安装有转轴16,且轴臂15通过转轴16与电机7连接；所述集气瓶5有三个,且均匀分布于集气罐8四周；所述连接管9有三根,分别连接选择性三通换气阀4与集气瓶5；所述单向电磁排气阀4有三个,分别位于集气瓶5底部。
14.本发明中,当需要对高空气体进行取样时，远程控制无人机主体1飞到指定高度后，打开单向电磁排气阀6，控制电机7工作使转轴16转动，通过轴臂15带动滚动轴承14工作，使连杆13带动橡胶活塞10上下运动，气体通过取样管3进入选择性三通换气阀4经连接管9进入集气瓶5，计时排空集气瓶5内残留的气体，关闭单向电磁排气阀6，关闭选择性三通换气阀4,气体样品进入集气瓶5；该模块化气体取样无人机,可收集指定高度气体样品并排除空气杂质,使取样结果准确,节约取样时间,便于操作,可实现性强。
15.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种模块化气体取样无人机,其特征在于,包括无人机主体(1)、模块化盒体(2)和集气装置；所述模块化盒体(2)安装于无人机主体(1)底端,且与所述无人机主体(1)采用同一电源供电；所述集气装置安装于模块化盒体(2)内部,且集气装置包括取样管(3)、选择性三通换气阀(4)、集气瓶(5)、单向电磁排气阀(6)、电机(7)、集气罐(8)和连接管(9)；所述取样管(3)安装于选择性三通换气阀(4)上；所述电机(7)通过螺丝固定连接于模块化盒体(2)侧面；所述集气罐(8)安装于选择性三通换气阀(4)下端,且集气罐(8)内部安装有气体收集系统；所述气体收集系统包含橡胶活塞(10)、固定轴(11)、支撑架(12)、连杆(13)、滚动轴承(14)、轴臂(15)和转轴(16)；所述支撑架(12)与固定轴(11)连接,且位于橡胶活塞(10)下端；所述连杆(13)上端连接固定轴(11),且连杆(13)下端连接滚动轴承(14)；所述轴臂(15)一端安装有滚动轴承(14),另一端安装有转轴(16),且轴臂(15)通过转轴(16)与电机(7)连接。2.根据权利要求1所述的一种模块化气体取样无人机,其特征在于,所述集气瓶(5)有三个,且均匀分布于集气罐(8)四周。3.根据权利要求1所述的一种模块化气体取样无人机,其特征在于,所述连接管(9)有三根,分别连接选择性三通换气阀(4)与集气瓶(5)。4.根据权利要求1所述的一种模块化气体取样无人机,其特征在于,所述单向电磁排气阀(4)有三个,分别位于集气瓶(5)底部。

技术总结
本发明公开了一种模块化气体取样无人机，包括无人机主体，模块化盒体，集气装置。所述模块化盒体可在同一无人机上进行安装和更换，用以实现气体、水质、土壤三种物体的取样。所述集气装置安装于模块化盒体内，可实现气体取样。所述集气装置与所述无人机主体采用同一电源供电，且包含取样管，集气瓶，单向电磁排气阀，连接管，选择性三通换气阀，集气罐和电机。所述集气罐包含橡胶活塞，固定轴，支撑架，连杆，滚动轴承，轴臂，转轴。所述橡胶活塞通过连杆与轴臂连接，通过电机带动轴臂转动实现橡胶活塞上下运动，从而实现气体吸入和排出。该模块化气体取样无人机，可收集指定高度气体样品并排除空气杂质，使取样结果准确，便于操作，可实现性强。强。强。


技术研发人员：苏冰清 丁凡倬 张继晓
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2022/1/14