无人机水面定点自动取样系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种无人机水面定点自动采样系统，包括采水器、升降机构和控制电路部分，其中，采水器包括筒体和外围部件。筒体下端设计有锥形大喇叭口，上端有端盖排气装置；筒体外侧装有浮力环和配重环，浮力环在端盖下端，配重环在浮力环下端；筒体内侧底部装有阀盖；整体用吊环链接；吊环上部连接有升降机构，升降机构通过控制电路控制。升降机构采用绕线分线机构，该绕线机构由动力电机、蜗轮减速机和速比导线轮组组成，速比导线轮组上有连接线与吊环相连接，速比导线轮组与蜗轮减速机相连接，蜗轮减速机与动力电机相连接，一方面实现增大扭力，另一方面实现自锁。该系统利用无人机系统取样可以完全取代传统的人工取样方式，使水取样变得更快捷、高效和智能。
【专利说明】无人机水面定点自动取样系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无人机水面定点自动取样系统，属于无人机【技术领域】。
【背景技术】
[0002]表层海水取样是海洋环境监测的重要组成部分，目的是收集水面漂浮的油膜，分析其成份并找出溢油源。目前海水取样方式主要是人工取样，即大范围观测和利用船舶取样等方式，如船舶到达目标海域后，通过人工释放采水器(如南森采集器或卡盖式采集器等)实现海水的采集取样。
[0003]人工取样虽然种类繁多，但是控制方式却大同小异，都是将采水器投入水中，通过释放重锤，重锤触发采水器的弹性开关产生弹力，弹簧弹力迫使采水器卡盖封闭实现取水。这种控制方式的弊端是一方面不易实现自动化，另一方面受复杂多变的海洋环境及气候因素的影响较大，如受风力、波浪的影响，重锤下落极有可能会偏离原来位置以至于使采集器卡盖无法封闭导致取样失败。因此，传统的人工海水取样方式已不能满足日益发展的海洋环境检测需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种无人机水面定点自动取样系统，以便能够利用无人机系统取样可以完全取代传统的人工取样方式，使海水取样变得更快捷、高效和智能。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
[0006]一种无人机水面定点自动采样系统，包括采水器、升降机构和控制电路部分，其中，采水器包括筒体，筒体下端连接有漏斗，筒体上端设置有端盖；筒体外侧设置有浮力环和配重环，浮力环设置在端盖下端，配重环设置在浮力环下端；筒体内侧底部设置有阀盖；端盖顶部连接有吊环；吊环上部连接有升降机构，升降机构内设置有控制电路。
[0007]进一步地，升降机构采用绕线机构，该绕线机构由动力电机、蜗轮减速机和速比导线轮组组成，速比导线轮组上设置有连接线与吊环相连接，速比导线轮组与蜗轮减速机相连接，蜗轮减速机与动力电机相连接。
[0008]进一步地，筒体采用透明有机玻璃材质，采用模具注塑一次成型，或采用有机玻璃管无缝拼接而成。
[0009]进一步地，配重环采用304或201不锈钢材质。
[0010]进一步地，浮力环采用高密度泡沫材质，切成环状。
[0011]该发明装置中，筒体形状如同一个倒置的大漏斗，当采水器接触水面时，其锥形大喇叭口使水面漂浮的油膜快速往中间聚集，当水到达中间位置时，采水器受浮力的影响中心压力增大，浮力迫使阀盖开启，水快速进入筒体内，此时由于采水器受自身重力影响开始下沉，当下沉到水面接触到圆形浮力环时，浮力环产生的浮力超过采水器自身重力，使采水器平稳的浮在水面而不发生歪斜或下沉。配重环的作用是用来平衡浮力，如改变配重环的重量可以改变采水器的吃水深度，以取得不同体积的海水。当采水器上升离开水面时，阀盖依靠水自身的重力把筒体的进水口密封，至此完成取样。筒体材料为透明有机玻璃(亚克力PMMA)，制造工艺可用模具注塑一次成型，也可用有机玻璃管拼接而成，但拼接位置不能有缝隙，否则会发生泄漏。配重环材料要求耐腐蚀，一般选用304或201不锈钢为宜。浮力环3为高密度泡沫，直接切成环状，如同游泳圈能产生足够的浮力以支撑采水器。
[0012]在升降机构中，动力电机带动涡轮减速机，使其具有断电自锁功能。动力电机为12V直流电机，转速可由PWM信号调节，功能是驱动速比导线轮组完成采水器的升降，升降速度可调。速比导线轮速比为1: 3，可用钓鱼鱼竿用的中通轮代替，而且具有自动分线功能。导线轮末端设有机械式行程开关，当采水器上升位置即将到达终点时，采水器上的挡片触发机械式限位开关使电机停止并自锁,至此完成了一次取样任务。
[0013]电机控制采用“H”桥直流电机驱动板，这种控制方式具备过载保护功能，注重电流和效率，有效发挥电机功率和电池使用时间，能承受大电流过载，最大电流可达30A ;具有刹车功能，可迅速将电机刹住，刹车迅速，制动明显，实现此功能操作简单；具备PWM调速功能，本驱动可以工作在O % -100 %的PWM调制占空比，使电机可以得到足够的驱动电压。
[0014]该发明的有益效果在于:该系统中，可以采用水面漂浮取样方式，使取样完全在海平面进行，从而便于收集水面漂浮油膜，以确定溢油源；并采用大喇叭口式油膜高效快速收集结构，实现油膜的大面积快速收集；同时设计有独特的面密封阀门结构，依靠水的浮力开启，重力关闭，实现遇水自动启闭功能，使采水器结构简单，制造成本低。此外，该系统中还增加蜗轮蜗杆自锁机构，使系统即使在断电的情况下也能稳定可靠。而导线轮设置有自动分线功能，采水器在上升过程中，导线会自动均匀的缠绕在辊子上而不发生局部堆积。该系统借助无人机平台，通过远程控制实现对表层海水的定点采样，是目前新兴的一种表层海水取样方式。其优点是利用无人机系统取样可以完全取代传统的人工取样方式，使海水取样变得更快捷、高效和智能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例中所使用装置中的采水器结构示意图。
[0016]图2是本发明实施例中的系统连接关系框图。
[0017]图中标记说明:1、吊环；2、端盖；3、浮力环；4、配重环；5、筒体;6、阀盖。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便更好的理解本发明。
[0019]实施例
[0020]本实施例中的无人机水面定点自动采样系统，包括采水器、升降机构和控制电路部分，其中，采水器结构如图1所示，包括筒体5，筒体5下端连接有漏斗，筒体5上端设置有端盖2 ;筒体5外侧设置有浮力环3和配重环4，浮力环3设置在端盖2下端，配重环4设置在浮力环3下端；筒体5内侧底部设置有阀盖6 ;端盖2顶部连接有吊环I ;吊环I上部连接有升降机构，升降机构内设置有控制电路。筒体5采用透明有机玻璃材质，采用模具注塑一次成型，或采用有机玻璃管无缝拼接而成。配重环4采用304或201不锈钢材质。浮力环3采用高密度泡沫材质，切成环状。升降机构采用绕线机构，该绕线机构由动力电机、蜗轮减速机和速比导线轮组组成，速比导线轮组上设置有连接线与吊环I相连接，速比导线轮组与蜗轮减速机相连接，蜗轮减速机与动力电机相连接。
[0021]该发明装置中，筒体5形状如同一个倒置的大漏斗，当采水器接触水面时，其锥形大喇叭口使水面漂浮的油膜快速往中间聚集，当水到达中间位置时，采水器受浮力的影响中心压力增大，浮力迫使阀盖6开启，水快速进入筒体5内，此时由于采水器受自身重力影响开始下沉，当下沉到水面接触到圆形浮力环3时，浮力环3产生的浮力超过采水器自身重力，使采水器平稳的浮在水面而不发生歪斜或下沉。配重环4的作用是用来平衡浮力，如改变配重环4的重量可以改变采水器的吃水深度，以取得不同体积的海水。当采水器上升离开水面时，阀盖6依靠水自身的重力把筒体5的进水口密封，至此完成取样。筒体5材料为透明有机玻璃(亚克力PMMA)，制造工艺可用模具注塑一次成型，也可用有机玻璃管拼接而成，但拼接位置不能有缝隙，否则会发生泄漏。配重环4材料要求耐腐蚀，一般选用304或201不锈钢为宜。浮力环3为高密度泡沫，直接切成环状，如同游泳圈能产生足够的浮力以支撑采水器。
[0022]在升降机构中，动力电机I带动涡轮减速机2，使其具有断电自锁功能。动力电机为12V直流电机，转速可由PWM信号调节，功能是驱动速比导线轮组完成采水器的升降，升降速度可调。速比导线轮速比为1: 3，可用钓鱼鱼竿用的中通轮代替，而且具有自动分线功能。导线轮末端设有机械式行程开关，当采水器上升位置即将到达终点时，采水器上的挡片触发机械式限位开关使电机停止并自锁,至此完成了一次取样任务。
[0023]电机控制采用“H”桥直流电机驱动板，这种控制方式具备过载保护功能，注重电流和效率，有效发挥电机功率和电池使用时间，能承受大电流过载，最大电流可达30A ;具有刹车功能，可迅速将电机刹住，刹车迅速，制动明显，实现此功能操作简单；具备PWM调速功能，本驱动可以工作在0% -100%的PWM调制占空比，使电机可以得到足够的驱动电压。上述系统的具体工作流程如图2所示。
[0024]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种无人机水面定点自动采样系统，包括采水器、升降机构和控制电路部分，其特征在于:所述采水器包括筒体，所述筒体下端连接有漏斗，所述筒体上端设置有端盖；所述筒体外侧设置有浮力环和配重环，所述浮力环设置在端盖下端，所述配重环设置在浮力环下端；所述筒体内侧底部设置有阀盖；所述端盖顶部连接有吊环；所述吊环上部连接有升降机构，所述升降机构内设置有控制电路。
2.根据权利要求1所述的无人机水面定点自动采样系统，其特征在于:所述升降机构采用绕线机构，所述绕线机构由动力电机、蜗轮减速机和速比导线轮组组成，所述速比导线轮组上设置有连接线与吊环相连接，所述速比导线轮组与蜗轮减速机相连接，蜗轮减速机与动力电机相连接。
3.根据权利要求1所述的无人机水面定点自动采样系统，其特征在于:所述筒体采用透明有机玻璃材质，采用模具注塑一次成型，或采用有机玻璃管无缝拼接而成。
4.根据权利要求1所述的无人机水面定点自动采样系统，其特征在于:所述配重环采用304或201不锈钢材质。
5.根据权利要求1所述的无人机水面定点自动采样系统，其特征在于:所述浮力环采用高密度泡沫材质，切成环状。
【文档编号】G01N1/10GK104458329SQ201410775143
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】李国斌 申请人:青岛欧森系统技术有限公司