一种基于无人机的地质勘查设备及其方法与流程

本发明涉及但不限于地质勘查的，尤其涉及一种基于无人机的地质勘查设备及其方法。

背景技术：

1、无人机地质勘察设备是指搭载在无人机上的地质勘察设备，这类设备可以通过无人机快速、高效地完成地质勘查任务，获取各种地理信息数据，如地面高程、地形、地貌特征等，且可以通过搭载取样器的方式对土壤进行取样，以便进行分析和评估土壤化学和物理性质，了解土壤的水分和营养水平。

2、现有的无人机地质勘察设备在对土壤取样时，只能采取土地表面的土壤无法深入地表进行采样，表层土壤可能受到不同植被覆盖、水流、风力、动物活动等因素的影响，这些因素会导致表层土壤的物理、化学和生物特性在空间上存在很大的变化，因此仅仅采样土地表面的土壤无法全面反映整个土壤剖面的特征和变化，且传统的设备在采样时存在采样局限性，只能对一个地方的土壤进行采样，无法通过一次飞行，实现多次的采样收集并分开存放，从而影响对土壤采样的工作效率，因此需要对上述问题进行解决。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在无法深入地表进行采样，以及无法通过一次飞行，实现多次采样收集的问题，提出了一种基于无人机的地质勘查设备及其方法。

2、本技术的一方面，提供了一种基于无人机的地质勘查设备，其目的在于：可以深入土地下方对土壤进行采集，并提高土壤采集的效率，可以对不同地方的土壤进行采集，并分开存放。

3、本发明的技术方案为：一种基于无人机的地质勘查设备，包括无人机、设置于无人机下方的起落架、设置于起落架上的固定板、设置于固定板与起落架之间的拉绳，以及设置于固定板上的承载板，还包括采样单元、转动单元和安装单元；

4、所述采样单元设置于承载板上，用于对土壤进行采样；

5、所述采样单元包括：取样部件，设置于承载板上，用于对泥土进行取样；取样部件包括：设置于承载板上的安装架、设置于安装架上的伸缩气缸、设置于伸缩气缸底部的取样管、设置于承载板上的通过口一、设置于取样管上的滑动槽、设置于承载板底部的转动块、设置于转动块上的样本管、设置于样本管底部的通过口二、设置于样本管上的自复位铰链，以及设置于自复位铰链上的挡板；

6、推出部件，设置于取样管内，用于对取样管内的泥土样本进行推出；

7、所述转动单元设置于承载板上，用于切换样本管的位置；

8、所述安装单元设置于转动块上，用于对样本管进行固定安装。

9、采用上述技术方案，当需要对泥土采样时，可操控无人机降落在需要采样的地方，然后通过伸缩气缸推动取样管通过口一下降，然后再穿过样本管，然后再穿过样本管底部的通过口二，此时取样管将抵开挡板，插入泥土中对土壤进行采样。

10、进一步的，所述推动部件包括设置于取样管内的推动板、设置于推动板上的滑动块、设置于滑动块上的连接环，以及设置于通过口一上的阻挡架。

11、采用上述技术方案，当取样管完全插入泥土后，连接环也将与通过口二相抵接，此时滑动块将与滑动槽顶部相抵接，于是取样管将无法再继续下降，此时可操作伸缩气缸带领取样管收回，此时取样管将带着装满的土壤样本进行上升，当上升至完全进入样本管内时，自复位铰链将驱使挡板与通过口二闭合，此时取样管将继续上升，然后使连接环与阻挡架相抵接，在阻挡架的作用下，继续上升的取样管内的土壤样本将会被推动板推出，随之存放在样本管内，直至滑动块与滑动槽最底部相抵接，此时取样管将无法上升，此时取样管内的所有土壤样本将掉落至样本管内进行收集。

12、进一步的，所述连接环的直径小于通过口一、大于通过口二，且小于样本管口的直径。

13、采用上述技术方案，当取样管带着连接环上升至阻挡架位置时将被阻挡架拦截，从而取样管内的土壤将被推出。

14、进一步的，所述采样单元包括设置于安装架上的推动部件，以及设置于承载板上的止回部件。

15、采用上述技术方案，推动部件推动转动块转动，止回部件控制转动块只能单向转动。

16、进一步的，所述推动部件包括设置于安装架上的t形滑槽、设置于t形滑槽上的t型滑块、设置于t形滑块上的环套、设置于环套与伸缩气缸之间的弹性件一、设置于环套上的传动轴杆、设置于承载板上的转动柱、设置于转动柱上的传动槽，以及设置于转动柱底部的齿轮一。

17、采用上述技术方案，当取样管第一次采集完成上升至最顶部时，将会推动环套克服弹性件一的弹力，沿着t形滑槽上升至t形滑槽最顶部，此时传动轴杆将从传动槽底部移动至传动槽顶部，在此工作过程中转动柱将转动四分之一圈，同理齿轮一也将转动四分之一圈。

18、进一步的，所述止回部件包括设置于承载板上的转轴、设置于转轴上的棘轮、设置于转轴外侧的壳套、设置于壳套上的安装槽、设置于安装槽上的弹性片，设置于壳套外侧的齿轮二，以及设置于承载板底部的限位件。

19、采用上述技术方案，当取样管上升推动转动柱将转动四分之一圈时，齿轮一也将传动齿轮二转动，此时棘轮将与弹性片相抵接，从而将推动转轴转动，从而将实现转动块转动四分之一圈，此时下一个空的样本管将切换至取样管下方。

20、进一步的，所述限位件包括设置于承载板底部的套管、设置于套管内的限位柱、设置于限位柱与套管之间的弹性件二，以及设置于转动块上的限位槽。

21、采用上述技术方案，当切换下一个空样本管切换至取样管下方时，限位柱也将受弹性件二的弹力与限位槽相抵接，此时当需要第二次取样时，取样管将会第二次下降取样，在此过程中弹性件一将推动环套下降至t形滑槽最底部位置，在这过程中，传动轴杆也将传动转动柱进行反方向转动，此时由于限位柱与限位槽受弹性件二的力处于抵接限位状态，且在转动柱反方向转动下，棘轮将可推开弹性片反向转动，于是此时转动柱将传动齿轮二与壳套空转。

22、进一步的，所述安装单元包括设置于转动块上的插槽、设置于插槽上方的伸缩槽、设置于伸缩槽上的限位杆、设置于限位杆上的抵板、设置于抵板与伸缩槽之间的弹性件三，和设置于样本管上的插接块，以及设置于插接块上插接槽。

23、采用上述技术方案，在对样本管进行安装时，可将样本管上的插块对准插槽插入即可，插块将推动限位杆上升，直斜切面与插接槽相插接，此时样本管将被固定在转动块上，当需要取下时只需拉动限位杆上升即可，此时限位杆将克服弹性件三的作用力上升，将解除对插块的限位，此时即可轻松取下样本管。

24、本技术的另一方面，提供了一种基于无人机的地质勘查设备的使用方法，其目的在于：便于对地表下方的土壤进行采集，并可多次采集并存放。

25、本发明的技术方案为：一种基于无人机的地质勘查设备的使用方法，包括以下步骤，

26、首先驱动无人机，使其飞至需要勘察取样的地方降落；

27、然后启动伸缩气缸，使伸缩气缸推动取样管穿过通过口与样本管，最终下降插入土壤内，对土壤进行取样；

28、然后启动伸缩气缸使取样管上升，当上升至完全进入样本管内时，自复位铰链将驱使挡板与通过口二闭合，上升过程中连接环将与阻挡架相抵接，在阻挡架的作用下，取样管内的土壤样本将会被推动板推出至样本管内存放；

29、当取样管第一次采集完成上升至最顶部时，将实现转动块转动四分之一圈，此时下一个空的样本管将切换至取样管下方，且在样本管下降第二次取样时限位柱与限位槽受弹性件二的力处于抵接限位状态，齿轮二与壳套将发生空转；

30、最终当对多地取样完成时，即可召回无人机，然后拉动限位杆即可轻松取下样本管。

31、采用上述技术方案，通过伸缩气缸的收缩，对取样管施加推力和拉力，然后完成对多处土壤的取样，和存储。

32、进一步的，取样管第一次采集完成上升至最顶部时，将会推动环套克服弹性件一的弹力，沿着t形滑槽上升至t形滑槽最顶部，此时传动轴杆将从传动槽底部移动至传动槽顶部，在此工作过程中转动柱将转动四分之一圈，从而驱动转动块转动四分之一圈。

33、采用上述技术方案，在取样管上升到顶部时将自动切换下一样本管至取样管底部。

34、本发明的有益效果：

35、1、通过伸缩气缸推动取样管穿过通过口一与样本管，下降至土壤深处，对土壤进行采样，然后取样完成后在上升，上升过程中自复位铰链将驱使挡板与通过口二闭合，然后连接环将与阻挡架相抵接，从而推动取样管内的所有土壤样本将掉落至样本管内进行收集，实现了对地表下方的土壤进行采集存放。

36、2、第一次采集完成后取样管上升至最顶部，在这一过程中将会传动转动块转动四分之一圈，此时下一个空的样本管将切换至取样管下方，即可实现第二次采集，且第二次采集取样管下降时弹性件一将推动环套下降至t形滑槽最底部位置，此时由于限位柱与限位槽受弹性件二的力处于抵接限位状态，转动柱将传动齿轮二与壳套空转，因此往复重复这一工作过程即实现了多次的采样，和样本的分开存放。

37、3、在对样本管进行安装时，可将样本管上的插块对准插槽插入即可，当需要取下时只需拉动限位杆即可轻松取下样本管，便于对样本管的安装拆卸。