一种阶梯型高度拼装结构的环境监测废气收集机构的制作方法

本发明涉及废气收集领域，具体为一种阶梯型高度拼装结构的环境监测废气收集机构。

背景技术：

1、在工业生产过程中，各种各样的有害物质被排放到大气中，造成了严重的空气污染，为了对空气污染进行治理，首先就需要对被污染的空气进行检测分析，了解其中的污染物成分，才能够以此为依据进行治理。

2、分析空气污染的第一步就是对空气进行采样，人工采样的范围十分有限，采样的效率低下，因此在现有技术中可以利用无人机进行空气采样，如公开号为cn211148206u的一种无人机机载空气采样装置。

3、但是该采样装置只能实现同时对同一高度的空气进行采样，无法同时对不同高度的空气样本进行分层采样，采样的效率有待提高。

4、除此之外现有技术中的无人机采样装置，其样本收集容器与机身的距离太近，如公开号为cn216747014u的一种基于无人机的空气采样装置，而无人机附近的气流受到无人机螺旋桨的影响，进而导致样本空气也受到影响，所采集的空气样本无法与自然环境中的空气保持一致，影响分析结果的参考价值。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种阶梯型高度拼装结构的环境监测废气收集机构，将采集试管开口朝下安装在固定框架内部，而固定框架则通过长短不一的安装板连接在伸展组件上，以此将采集试管呈阶梯状排列，因此能够同时采集不同高度的空气样本，以此实现分层采样，提高了采样的效率，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种阶梯型高度拼装结构的环境监测废气收集机构，包括无人机，所述无人机顶端安装有控制器，所述无人机两侧均设有伸展组件，所述伸展组件远离无人机的一端安装有采样组件，所述伸展组件能够调节采样组件与无人机之间的距离；

3、所述采样组件包括多个固定框架，所述固定框架内部设有采集试管，所述采集试管内部抽负压，用于采集空气样本，所述采集试管的开口朝下并在开口处塞有橡胶塞；

4、所述橡胶塞固定设在固定框架内部底端，所述橡胶塞内部固定设有贯穿橡胶塞的导气管，所述导气管底端延伸至固定框架底部，所述导气管上固定设有电磁阀，所述电磁阀通过d/a转换器设在控制器的输出端；

5、所述固定框架顶端固定设有与伸展组件相连接的安装板，各个固定框架上的安装板长度不同，所述安装板的长度由前向后依次增加，使得采集试管因此而呈阶梯状排列，所述采集试管能够收集不同高度的空气样本。

6、进一步的，所述固定框架内部顶端固定设有伸缩杆和弹簧，所述采集试管顶端套设有下压帽，所述下压帽内壁上固定设有起到缓冲作用的缓冲垫，所述伸缩杆、弹簧一端与下压帽顶端固定连接。

7、安装时，向上推动下压帽，使得伸缩杆、弹簧收缩，而后将采集试管开口朝下，套在橡胶塞外端，利用橡胶塞将采集试管密封，随后松开伸缩杆、弹簧，弹簧的弹力推动下压帽向下套在采集试管上，以此进一步固定采集试管，随后通过导气管抽出采集试管中的空气，使其内部负压，以便采集空气样本。

8、进一步的，所述伸展组件包括u型插杆，所述安装板顶端与u型插杆外端相连接，所述u型插杆两端均套设有套管，所述套管固定设在无人机上；

9、所述u型插杆内侧设有连接板，所述连接板两端均固定设在u型插杆上，两个套管之间设有第一电动推杆，所述第一电动推杆两端分别与无人机和连接板固定连接，所述第一电动推杆的伸缩控制u型插杆移动；

10、所述第一电动推杆通过d/a转换器设在控制器的输出端。

11、进一步的，所述无人机底端安装有拍摄组件，所述拍摄组件包括安装在无人机底端的摄像机，所述摄像机通过a/d转换器设在控制器的输入端，能够从高空中对污染情况进行拍摄；

12、所述拍摄组件还包括固定设在无人机底端的安装架，所述安装架底端安装有第二电机，所述安装架内部设有透明罩，所述透明罩将摄像机罩在其中，所述第二电机通过d/a转换器设在控制器的输出端；

13、所述第二电机的输出轴贯穿安装架并与透明罩固定连接，所述透明罩顶端固定设有与无人机相接触的密封圈，所述安装架两侧内壁上均固定设有起到清洁作用的棉擦，所述棉擦与透明罩外端相接触。

14、进一步的，所述无人机底端安装有清理组件，所述清理组件位于拍摄组件前侧；

15、所述清理组件包括固定设在无人机底端的两个立板，其中一个立板上安装有第一电机，所述第一电机通过d/a转换器设在控制器的输出端，两个立板之间设有驱动轴，所述驱动轴分别与两个立板通过轴承活动连接，所述第一电机的输出轴贯穿立板并与驱动轴一端固定连接，以此驱动驱动轴转动。

16、进一步的，所述驱动轴外端固定设有第二电动推杆，所述第二电动推杆通过d/a转换器设在控制器的输出端，所述第二电动推杆一端安装有分流筒；

17、所述分流筒两側均固定设有连接架，所述连接架一端通过转轴与第二电动推杆一端活动连接，能够使得分流筒的方向不变，始终竖直朝向地面；

18、所述分流筒顶端安装有风扇，通过风扇驱动空气流动而产生风力，所述分流筒外端固定设有多个支管，所述支管上安装有多个喷嘴。

19、进一步的，所述无人机底端通过电动滑轨安装有调节滑块，所述调节滑块底端固定设有固定板，所述固定板上固定设有插杆，所述第二电动推杆上固定设有挂环，在第二电动推杆处于收缩状态时，所述插杆插入挂环内部。

20、当第二电动推杆收缩在无人机底部时，通过电动滑轨驱动调节滑块移动，进而带动固定板和插杆移动，使得插杆插入挂环内部，以此固定第二电动推杆，当第二电动推杆需要移动时，电动滑轨驱动调节滑块反向移动，将插杆与挂环分离。

21、进一步的，所述无人机底端安装有两个支撑架，所述支撑架的前后两端均安装有遥控车，所述遥控车能够带动无人机在地面移动，所述遥控车d/a转换器设在控制器的输出端。

22、进一步的，所述控制器的连接端设有终端，所述终端通过a/d转换器向控制器传输信号并且通过d/a转换器接收控制器发出的信号，终端可以是计算机或者手机等智能电子设备，能够接收并发送信号。

23、本发明还包括该阶梯型高度拼装结构的环境监测废气收集机构的收集方法，具体步骤如下：

24、步骤一：在初始状态下，伸展组件处于收缩状态，清理组件整体也折叠在无人机的底部，起飞前打开第一电机，由第一电机驱动第二电动推杆转动，使得第二电动推杆由无人机底部转动至无人机正前方，随后第二电动推杆伸长，向前推动分流筒移动，使得分流筒远离无人机，随后打开风扇，将外部空气吹入分流筒中，进入分流筒中的空气随后进入支管中，并最终通过喷嘴向下吹出，以此将无人机前方地面上的尘土吹散，随后清理组件折叠收起，由遥控车带动无人机整体移动至无人机前方已经清理过的位置，随后将清理组件折叠收起；

25、步骤二：然后无人机起飞，将采样组件运输至高空中，同时打开位于无人机底部的摄像机，通过摄像机对空中的景象进行拍摄，并将图像传回终端，以此在空中监控空气的污染情况，在拍摄过程中，还可以打开第二电机，驱动透明罩旋转，由于摄像机被罩在透明罩内部，在透过透明罩进行拍摄的同时，空气中的灰尘也不会沾染到摄像机上，而转动透明罩则能够使得透明罩在转动过程中与棉擦发生摩擦，时刻清理透明罩上的灰尘，避免灰尘遮挡视线；

26、步骤三：在拍摄的同时在空中对空气样本进行采样，采样时，控制第一电动推杆伸长，第一电动推杆推动连接板，进而推动u型插杆，使得u型插杆一端从套管中抽出，u型插杆被推动而移动后，带动采样组件移动，使得采样组件逐渐远离无人机；

27、步骤四：当采样组件远离无人机后，打开导气管上的电磁阀，在负压作用下，外部空气则通过导气管而被吸入采集试管中，导气管打开十秒后，关闭电磁阀，即可完成对空气样本的采集，且由于各个采集试管呈阶梯状排列，因此能够同时采集不同高度的空气样本，采集完毕后，伸展组件带动采样组件向回移动至初始位置；

28、步骤五：完成采集任务后，控制无人机降落，在降落至靠近地面是，再次以相同方式控制清理组件，使得第二电动推杆转动而展开，但并非转动至无人机前侧，而是将第二电动推杆转动至竖直向下的位置，由于分流筒通过连接架和转轴与第二电动推杆一端活动连接，因此无论第二电动推杆如何转动，分流筒及喷嘴始终竖直向下，分流筒转动至无人机正下方并靠近地面，通过风扇驱动空气流动而产生风力，喷嘴吹出的空气以相同的方式吹散地面的尘土，待清理完毕后，清理组件回到初始状态，无人机降落至清理后的地面上。

29、与现有技术相比，本发明提供了一种阶梯型高度拼装结构的环境监测废气收集机构，具备以下有益效果：

30、1、通过将采集试管开口朝下安装在固定框架内部，而固定框架则通过长短不一的安装板连接在伸展组件上，以此将采集试管呈阶梯状排列，无人机搭载阶梯状排列的试管飞行至不同的高度，在到达相应高度后，各个试管能够在这一高度范围对高度再次细分，并在这一高度范围内采集不同高度的空气样本，以此实现分层采样，提高了采样的效率和精度。

31、2、由于采样组件安装在伸展组件一端，而伸长第一电动推杆则能够推动连接板和u型插杆，u型插杆被推动而移动后，带动采样组件移动，使得采样组件逐渐远离无人机，以此能够减小采样过程中无人机的螺旋桨对空气样本的影响，使得采集的空气样本更加自然、更具有参考意义。

32、3、通过在无人机底端安装摄像机，以此从空中拍摄污染情况，而摄像机被罩在透明罩内部，通过第二电机驱动透明罩在拍摄过程中转动，并与棉擦摩擦，避免灰尘遮挡视线，在进行拍摄的同时，减小灰尘对摄像机的影响。

33、4、在无人机的底端安装有清理组件，第二电动推杆能够转动并向前方或下方展开，展开后还能够伸长，以此推动分流筒远离无人机，并通过风扇产生风力，风力通过喷嘴吹向地面，在起飞和降落前清理地面的灰尘，避免起降时螺旋桨激起地面的尘土，减小尘土对无人机的不良影响。