[實用新型]一種基于多旋翼無人機的河流湖泊水樣自動控制采集系統

有效

• 申請號: 201420439772.0
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN204085945U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 孫麗風;張志斌;畢學軍;劉長青
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14;B64C39/08;B64C39/02;G08C17/02
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

?本實用新型涉及一種通過多旋翼無人機對河流湖泊進行水樣采集的系統，屬于水質監測技術領域。

背景技術

?現階段，我國水環境監測主要包括在線監測和人工監測。在線監測是依靠建立固定的在線監測站，進行實時的水質數據監測，成本較高，且無法在大范圍廣泛應用；而人工監測作為主要的監測方式，主要是依靠大量的現場采樣，在實驗室人工進行水質的測定，具備靈活性高、可操作范圍廣等優點。傳統的人工采樣方法主要是通過駕駛船或快艇等駛入采樣區域，進行人工采樣，采用該方法成本高、效率低，且由于采樣環境多樣，造成人工采樣的不方便。

近年來，為解決人工采樣效率低、受環境影響大等問題，出現了一批無人采樣的設備，例如中國專利文獻CN102407925B公布的《一種無人采樣艇》，該裝置包括船體、采樣分析系統和動力系統等，可以方便快捷的進行樣品的采集，且其可折疊的船體結構方便運輸、攜帶。CN101592649A公布的《一種可遠程遙控自導航水質采樣分析裝置》也是一種智能的采樣設備，該設備集成了無線通訊模塊、采樣分析模塊和導航模塊等，可以進行多用途的水質采樣分析。但是上述采樣設備因其自身條件限制，受采樣點周圍的環境影響較大，在草型湖泊以及河道情況較為復雜的地方，往往會因為水草茂盛、河道水深較淺等原因無法正常到達采樣地點，影響水樣的采集。

因此，對于現場水樣采集裝置而言，如何克服受采樣環境影響大、效率低等問題，目前尚是一個難題。

發明內容

?本實用新型針對現有的水樣采集設備存在的不足，提供一種結構合理、采樣準確、智能高效的基于多旋翼無人機的河流湖泊水樣自動控制采集系統。該系統可使工作人員遠程控制采樣工作，并且通過裝置自帶的視頻系統，可以將采樣點周圍環境以視頻形式同步發送至遠程控制端，有效避免了因受采樣環境的影響導致裝置無法正常使用的問題。

本實用新型的基于多旋翼無人機的河流湖泊水樣自動控制采集系統，采用以下技術方案：

該系統，包括多旋翼無人機、升降裝置和水樣采集裝置；升降裝置安裝在多旋翼無人機上，水樣采集裝置與升降裝置連接；多旋翼無人機上設置有無線接收器、控制器、導航定位系統、攝像頭和無線發射器，導航定位系統與無線接收器連接，無線接收器、無線發射器、攝像頭、升降裝置和水樣采集裝置均與控制器連接。

所述水樣采集裝置，包括采樣瓶、抽水泵、排水管、取水泵、取水電動閥、取水管、反沖管、反沖電動閥和氣泵，采樣瓶與升降裝置連接，排水管上連接有抽水泵，排水管的一端伸入采樣瓶的底部，取水管上連接有取水泵和取水電動閥，取水管的一端伸入采樣瓶，取水管上還設置有反沖管，反沖管上連接有反沖電動閥和氣泵，抽水泵、取水泵、取水電動閥、反沖電動閥和氣泵均與控制器連接。

所述排水管和取水管的外端設有濾網，用以阻隔雜物進入水樣采集裝置。

所述升降裝置可以采用小型的電動卷揚機。

采樣時，通過無線遠程控制將采樣點位定位坐標通過無線接收器傳遞給導航定位系統（GPS、北斗或其它導航定位系統），控制多旋翼無人機飛向目標區域，同時開啟攝像頭進行同步視頻監控。無人機懸停在水面上方，通過遠程控制發出采樣信息，并通過無線接收器將信號傳遞給控制器，控制器控制升降裝置運轉，使水樣采集裝置下降，并控制水樣采集裝置中的取水管伸入水中，進行采樣。攝像頭的視頻信息通過控制器和無線發射器傳回地面。

本實用新型采用飛行方式進入采樣區域，機動靈活，避免了因河道水草茂盛、水深較淺、采樣環境復雜等問題導致的采樣設備無法進入的問題；可以高效準確的進行樣品的采集，減少人工勞動；采樣過程同步視頻監控，工作人員可以對采樣過程進行全過程的控制；可對水樣采集裝置進行反沖，減少管道內殘留的水樣對取樣的影響。

附圖說明

圖1是本實用新型基于多旋翼無人機的河流湖泊水樣自動控制采集系統的結構框圖。

圖2是本實用新型中水樣采集裝置的結構示意圖。

其中：1、多旋翼無人機，2、遠程控制器，3、無線接收器，4、控制器，5、GPS導航定位系統，6、升降裝置，7、水樣采集裝置，8、攝像頭，9、無線發射器，10、采樣瓶，11、繩索，12、抽水泵，13、排水管，14、取水泵，15、取水電動閥，16、取水管，17、反沖管，18、反沖電動閥，19、氣泵。

具體實施方式