一种环境应急监测无人机的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种环境应急监测无人机，其包括机体和设于机体中部上方的螺旋桨，机体内设有电机和蓄电池，电机的输出轴与螺旋桨连接，所述机体上搭载有可编程控制器、无线接收器、导航定位系统、摄像头、空气采集分析装置、水质采集分析装置、气囊和无线发射器，所述气囊设置在机体下部的两外侧壁上，并由充气泵控制充气和排气，所述电机、无线接收器、摄像头、空气采集分析装置、水质采集分析装置、无线发射器和充气泵均分别与蓄电池和可编程控制器连接，所述可编程控制器与蓄电池连接，无线接收器与导航定位系统连接。
【专利说明】
一种环境应急监测无人机
技术领域
[0001]本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种环境应急监测无人机。
【背景技术】
[0002]无人机是利用无线电遥控或自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，随着科技的不断进步，无人机技术的发展越来越成熟，运用越来越广泛。无人机在国土监测、物流、环境监察等民用领域的应用日益得到重视，相关技术日渐成熟。目前，借助视频传输和航拍等技术，无人机在环境应急监测领域的应用越来越广。无人机环境监测主要集中在两方面，一是采用无人机对水污染范围、垃圾分布范围、烟囱废气排放状况等进行调查;二是通过搭载环境空气监测仪器，进行气体或颗粒物浓度监测。
[0003]针对上述问题，中国发明专利公开了专利号为CN201410390298的一种基于无人机的多流域水体质量综合监测与分析方法，其采用无人机巡航各流域单元，遥测流域周边图像数据，检测河道两岸的土壤参数，确认流域内水土流失状况；而专利号为CN201410390302的中国发明专利公布了一种基于无人机的水体富营养化检测与处理方法，其通过无人机航拍水面，根据水面颜色和水体透光系数推求叶绿素含量。然而，上述公开的无人机水质监测系统尚未搭载任何水质监测分析仪，其主要还是遥感技术的拓展应用，通过遥测图片的解译获取水土流失和水面污染等信息，然后发回地面上的控制中心进行流域水质检测分析;其次，上述无人机一旦落入水中，就会导致无人机的精密电子设备进水，从而造成无法挽回的损失，因此在进行水面悬停作业时，存在一定的安全隐患；最后，现有的无人机通常仅能用于采集水样监测或分析水质成分，或者仅能用于采集环境空气进行气体或颗粒物浓度监测，功能单一。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单，具有多种功能，可在水面降落，可用于采集空气和水质并进行检测分析的环境应急监测无人机。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种环境应急监测无人机，其包括机体和设于机体中部上方的螺旋桨，机体内设有电机和蓄电池，电机的输出轴与螺旋桨连接，所述机体上搭载有可编程控制器、无线接收器、导航定位系统、摄像头、空气采集分析装置、水质采集分析装置、气囊和无线发射器，所述气囊设置在机体下部的两外侧壁上，并由充气栗控制充气和排气，所述电机、无线接收器、摄像头、空气采集分析装置、水质采集分析装置、无线发射器和充气栗均分别与蓄电池和可编程控制器连接，所述可编程控制器与蓄电池连接，无线接收器与导航定位系统连接。
[0007]所述空气采集分析装置和水质采集分析装置均设置在机体中部，分别位于电机的两侧。
[0008]所述空气采集分析装置包括取样气管和空气分析仪，取样气管一端与空气分析仪连接，取样气管另一端固定在机体上表面用于采集空气。
[0009]所述取样气管另一端的端口处设有第一过滤网。该设计可以阻隔杂物进入取样气管。
[0010]所述水质采集分析装置包括水质分析仪和可收放的取样水管，取样水管一端与水质分析仪连接，取样水管另一端通过小型电动卷扬机可收放的固定在机体下表面用于采集水样。
[0011]所述取样水管另一端的端口处设有第二过滤网。该设计可以阻隔杂物进入取样水管。
[0012]所述取样水管另一端设有重锤。
[0013]所述蓄电池和摄像头均为两个，均分别设置在机体的前部和尾部。
[0014]所述无线接收器、无线发射器和可编程控制器均与地面上设有的控制终端连接。
[0015]所述控制终端为计算机或者手持遥控器。
[0016]本实用新型采用以上技术方案，在可编程控制器内输入采集空气和采集水质的位置坐标信息，可编程控制器将该些坐标信息传递给导航定位系统，从而自动控制无人机飞向目标区域，同时，开启机体前部和尾部的摄像头进行同步视频监控;在经过采集空气目标区域时，通过取样气管吸取空气至空气分析仪，空气分析仪对气体成分、气体或颗粒物浓度等进行检测分析，并及时将空气检测结果数据信息传递给可编程控制器，通过与可编程控制器连接的无线发射器实时将该空气检测结果数据信息发送回地面上设有的控制终端;在采集水样时，可编程控制器控制充气栗向机体两侧的气囊充气，无人机通过充满气的气囊浮在水面上，可编程控制器控制卷扬机放长取样水管，取样水管另一端在重锤的作用下浸入水中，并抽吸水样至水质分析仪进行检测分析，水质分析仪及时将水质检测结果数据信息传递给可编程控制器，通过与可编程控制器连接的无线发射器实时将该水质检测结果数据信息发送回地面上设有的控制终端;在离开水面后，可编程控制器控制充气栗向机体两侧的气囊排气，排完气的气囊收至机体两外侧壁上;期间，地面上的操作者可根据无线发射器发回的摄像头的同步视频监控信息，通过计算机或者手持遥控器向无线接收器发出控制信号，无线接收器将该控制信号传递给可编程控制器，从而通过可编程控制器控制无人机进行各种动作;气囊的设计，还可以在无人机紧急降落或意外掉落时，通过可编程控制器控制充气栗向气囊充气，充气打开的气囊可以起到缓冲作用，大大减少无人机因为撞击和冲击造成损坏。本实用新型设计合理，结构简单，具有多种功能，可在水面上降落，可用于采集空气和水质并及时进行检测分析，具有获得检测结果数据信息及时的优点。
【附图说明】
[0017]现结合附图对本实用新型作进一步阐述:
[0018]图1为本实用新型环境应急监测无人机在气囊充气状态下的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型环境应急监测无人机在气囊排气状态下的结构示意图；
[0020]图3为本实用新型环境应急监测无人机的电路连接示意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1-3之一所示，本实用新型包括机体I和设于机体I中部上方的螺旋桨11，机体I内设有电机12和蓄电池13，电机12的输出轴与螺旋桨11连接，所述机体I上搭载有可编程控制器14、无线接收器15、导航定位系统16、摄像头2、空气采集分析装置3、水质采集分析装置4、气囊51和无线发射器17，所述气囊51设置在机体I下部的两外侧壁上，并由充气栗52控制充气和排气，所述电机12、无线接收器15、摄像头2、空气采集分析装置3、水质采集分析装置4、无线发射器17和充气栗52均分别与蓄电池13和可编程控制器14连接，所述可编程控制器14与蓄电池13连接，无线接收器15与导航定位系统16连接。
[0022]所述空气采集分析装置3和水质采集分析装置4均设置在机体I中部，分别位于电机12的两侧。
[0023]所述空气采集分析装置3包括取样气管31和空气分析仪32，取样气管31—端与空气分析仪32连接，取样气管31另一端固定在机体I上表面用于采集空气。
[0024]所述取样气管31另一端的端口处设有第一过滤网(图中未示出)。该设计可以阻隔杂物进入取样气管。
[0025]所述水质采集分析装置4包括水质分析仪42和可收放的取样水管41，取样水管41一端与水质分析仪42连接，取样水管41另一端通过小型电动卷扬机可收放的固定在机体I下表面用于采集水样。
[0026]所述取样水管41另一端的端口处设有第二过滤网(图中未示出)。该设计可以阻隔杂物进入取样水管。
[0027]所述取样水管41另一端设有重锤(图中未标注)。
[0028]所述蓄电池13和摄像头2均为两个，均分别设置在机体I的前部和尾部。
[0029]所述无线接收器15、无线发射器17和可编程控制器14均与地面上设有的控制终端连接。
[0030]所述控制终端为计算机或者手持遥控器。
[0031]本实用新型采用以上技术方案，在可编程控制器14内输入采集空气和采集水质的位置坐标信息，可编程控制器14将该些坐标信息传递给导航定位系统16，从而自动控制无人机飞向目标区域，同时，开启机体I前部和尾部的摄像头2进行同步视频监控;在经过采集空气目标区域时，通过取样气管31吸取空气至空气分析仪32，空气分析仪32对气体成分、气体或颗粒物浓度等进行检测分析，并及时将空气检测结果数据信息传递给可编程控制器14，通过与可编程控制器14连接的无线发射器17实时将该空气检测结果数据信息发送回地面上设有的控制终端;在采集水样时，可编程控制器14控制充气栗52向机体I两侧的气囊51充气，无人机通过充满气的气囊51浮在水面上，可编程控制器14控制卷扬机放长取样水管41，取样水管41另一端在重锤的作用下浸入水中，并抽吸水样至水质分析仪42进行检测分析，水质分析仪42及时将水质检测结果数据信息传递给可编程控制器14，通过与可编程控制器14连接的无线发射器17实时将该水质检测结果数据信息发送回地面上设有的控制终端;在离开水面后，可编程控制器14控制充气栗52向机体I两侧的气囊51排气，排完气的气囊51收至机体I两外侧壁上；期间，地面上的操作者可根据无线发射器17发回的摄像头2的同步视频监控信息，通过计算机或者手持遥控器向无线接收器15发出控制信号，无线接收器15将该控制信号传递给可编程控制器14，从而通过可编程控制器14控制无人机进行各种动作;气囊51的设计，还可以在无人机紧急降落或意外掉落时，通过可编程控制器14控制充气栗52向气囊51充气，充气打开的气囊51可以起到缓冲作用，大大减少无人机因为撞击和冲击造成损坏。本实用新型设计合理，结构简单，具有多种功能，可在水面上降落，可用于采集空气和水质并及时进行检测分析，具有获得检测结果数据信息及时的优点。
[0032]以上描述不应对本实用新型的保护范围有任何限定。
【主权项】
1.一种环境应急监测无人机，包括机体和设于机体中部上方的螺旋桨，机体内设有电机和蓄电池，电机的输出轴与螺旋桨连接，其特征在于:所述机体上搭载有可编程控制器、无线接收器、导航定位系统、摄像头、空气采集分析装置、水质采集分析装置、气囊和无线发射器，所述气囊设置在机体下部的两外侧壁上，并由充气栗控制充气和排气，所述电机、无线接收器、摄像头、空气采集分析装置、水质采集分析装置、无线发射器和充气栗均分别与蓄电池和可编程控制器连接，所述可编程控制器与蓄电池连接，无线接收器与导航定位系统连接。2.根据权利要求1所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述空气采集分析装置和水质采集分析装置均设置在机体中部，分别位于电机的两侧。3.根据权利要求1或2所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述空气采集分析装置包括取样气管和空气分析仪，取样气管一端与空气分析仪连接，取样气管另一端固定在机体上表面用于采集空气。4.根据权利要求3所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述取样气管另一端的端口处设有第一过滤网。5.根据权利要求1或2所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述水质采集分析装置包括水质分析仪和可收放的取样水管，取样水管一端与水质分析仪连接，取样水管另一端通过小型电动卷扬机可收放的固定在机体下表面用于采集水样。6.根据权利要求5所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述取样水管另一端的端口处设有第二过滤网。7.根据权利要求5所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述取样水管另一端设有重锤。8.根据权利要求1所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述蓄电池和摄像头均为两个，均分别设置在机体的前部和尾部。9.根据权利要求1所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述无线接收器、无线发射器和可编程控制器均与地面上设有的控制终端连接。10.根据权利要求9所述的一种环境应急监测无人机，其特征在于:所述控制终端为计算机或者手持遥控器。
【文档编号】G01N33/00GK205484263SQ201620085866
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】陈猛
【申请人】陈猛