[發明專利]一種基于無人機的水質檢測采樣系統和采樣方法

在審

• 申請號: 201810096979.5
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108445172A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 陳明健;李仕俊;曹暢;湯天然;姚堯;朱燕;張秀芳
• 申請（專利權）人: 南京俊全科技有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N1/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

1.一種基于無人機的水質檢測采樣系統，其特征在于：包括取樣模塊、輸送模塊、轉移模塊、儲水模塊和控制模塊；

取樣模塊，包括浮臺，浮臺上設置有取水管；

輸送模塊，包括電動絞盤，電動絞盤上纏繞有軟管，軟管一端連接取水管，另一端連接轉移模塊；

轉移模塊，包括由電機驅動的空心軸，所述空心軸下端與取水管連接，上端通過水泵連接有伸縮套管，所述伸縮套管遠離空心軸的一端設置有輸水頭，伸縮套管通過驅動件驅動伸縮；

儲水模塊，包括環形的儲水箱，儲水箱內均布若干儲水室，儲水室內側設置有連接輸水頭的單向閥；

控制模塊，包括總控制器，電動絞盤和電機均與總控制器連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于無人機的水質檢測采樣系統，其特征在于：取樣模塊中，取水管活動插設于浮臺中部，取水管一側設置有防水步進電機，防水步進電機通過蝸輪蝸桿連接有豎直設置的絲杠副，取水管上部設置限位卡，限位卡和絲杠螺母固定連接；防水步進電機上連接有微控制器，微控制器通過無線通信協議和總控制器連接。

3.根據權利要求2所述的一種基于無人機的水質檢測采樣系統，其特征在于：所述取水管上部設置限位卡，蝸桿上設置磁鐵，取水管通過限位卡與磁鐵的相互吸引來和蝸桿固定連接。

4.根據權利要求1所述的一種基于無人機的水質檢測采樣系統，其特征在于：在浮臺上設置有反射鏡，在無人機上設置有角度跟隨器和激光發射器。

5.根據權利要求4所述的一種基于無人機的水質檢測采樣系統，其特征在于：浮臺下均布若干穩定重錘。

6.根據權利要求1所述的一種基于無人機的水質檢測采樣系統，其特征在于：在浮臺上表面、浮臺的下表面和取水管側壁均設置有溫度傳感器。

7.一種基于無人機的水質檢測采樣方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一，啟動無人機，地面工作人員通過無人機的遙控設備控制無人機飛行至取樣區并自動定點懸停；

步驟二，下放浮臺，由總控制器控制自動絞盤將浮臺放至水面；

步驟三，定位調節，利用角度跟隨器和激光發射器測量浮臺相對于無人機的位置偏移量，然后操控無人機移動使得浮臺到達取樣點，將無人機再次定點懸停；

步驟四，定深，由總控制器向微控制器發出指令，微控制器啟動防水步進電機，調節取水管的吃水深度；

步驟五，取樣，由總控制器控制驅動件，驅動伸縮套管伸長，讓輸水頭插入單向閥內；接著由總控制器啟動水泵，取水管吸取水樣，水樣經軟管和伸縮套管進入到儲水室內；

步驟六，步驟五中的一次取樣完成后，由總控制器控制伸縮套管回縮，同時控制自動絞盤將軟管卷起；

步驟七，驅動無人機飛往下一個采樣區并自動定點懸停；

步驟八，重復步驟二至步驟七的操作，進行多采樣點的多次采樣。

8.根據權利要求7所述的一種基于無人機的水質檢測采樣方法，其特征在于：步驟五中，取樣前，在輸水頭不插入單向閥的狀態下進行吸水20秒。

9.根據權利要求7所述的一種基于無人機的水質檢測采樣方法，其特征在于：步驟五中，水泵將水樣吸入儲水室中時，直到儲水室中的水樣從儲水室上方的止回閥中溢出若干秒后，水泵停止吸水。

10.根據權利要求7所述的一種基于無人機的水質檢測采樣方法，其特征在于：在每個采樣點進行采樣工作的同時，總控制器通過溫度傳感器和GPS記錄下采樣點的空氣溫度、水溫和位置信息。