无人机油类污染物柱状采样器的制作方法

1.本实用新型涉及无人机取样技术领域，具体为一种无人机油类污染物柱状采样器。


背景技术：

2.随着社会和经济的发展，我国的水质检测工作有了很大进展，水污染已经成为各国自然资源污染的治理重点，如何高效的预防和处理成为了亟待解决的问题。
3.目前常规的采样还是停留在较为原始的阶段，对于小型河流、湖泊，通常为人工抵达河流边缘，使用采样瓶或者其他小型采样桶投入水中采样，如果有桥梁则使用绳索拴紧采样瓶，在桥中央进行采样。对于中大型河流，则需要派遣船只、汽艇等资源，让船只到达指定位置，然后人工采样。
4.现阶段油类物质的采样器，使用的容器是玻璃瓶，使用前需要手动打开底部玻璃瓶塞，然后用绳索投入水中，等到玻璃瓶刚好完全沉入水中，采样器会发出声音警告，并且通过电磁铁的形式关闭底部瓶塞。采样器上岸后，需要先把顶部密封盖拧紧密封，然后采样器倒置，打开瓶塞，把底部密封盖拧紧密封。
5.这样的采样方式调度时间长，采样操作效率较低，如果遇到紧急泄漏事件，部署时间过长，污染源扩散范围加大，无法及时采样，导致无法精确分析泄漏污染物的含量及对应的影响。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种无人机油类污染物柱状采样器，无人机油类污染物柱状采样器，无需调度人工船、冲锋舟、汽艇等资源，能够短时间快速的进行油类污染物的采样，并且对于水流速较大等水域，更加安全可靠。技术方案如下：
7.一种无人机油类污染物柱状采样器，包括采样器主机和柱状采样器，采样器主机顶部通过无人机快拆盒与无人机进行快拆连接，底部通过采样器快拆盒与柱状采样器的顶部进行快拆连接；采样器快拆盒与采样器主机间通过绳索连接；采样器主机内还设有用于接受控制信号的信号接收装置，以及根据控制信号控制绳索收放的电机；柱状采样器内设有采样瓶、控制系统、触发传感器和无线通讯模块，采样瓶底部设有带阀门机构的进水盖；柱状采样器入水抵达水位线时，触发传感器向控制系统发送水位触发信号，控制系统通过无线通讯模块向采样器主机发送停止放线的指令。
8.进一步的，所述采样器快拆盒包括快拆公头、快拆盒体和快拆手柄；快拆公头底部固定于柱状采样器顶部，顶部设有环槽；快拆盒体底部设有用于与快拆公头的快拆母头；快拆手柄一端穿过快拆盒体侧壁，其末端设置卡入环槽的锁舌，锁舌与快拆盒体的侧壁间设有弹簧。
9.更进一步的，所述柱状采样器顶部设有配重块。
10.更进一步的，所述柱状采样器为筒状结构，其侧壁上设有用于取放采样瓶的侧门，
侧门通过锁扣闭锁。
11.更进一步的，所述进水盖上设有进水口，所述阀门机构包括设置在进水口内的活动进水片，以及设置在活动进水片外的进水片限位环。
12.更进一步的，所述柱状采样器上设有磁吸充电口。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过无人机搭载，具有高度自由性，可根据现场情况灵活选择采样地点，并且此油类污染物柱状采样器，能够实现水面到水下30厘米的精准采集，符合国家油类污染物采样标准，内置的采样瓶可实现水样不转移直接送检；且可实现全自动采样，即自动放线入水，采集完成后自动收线回收，进一步降低使用难度，提高采样效率；且可在十秒内更换内置采样瓶；整机空载重量不超过1.5千克，方便便携，并且具备快拆接口，可随时与采样器主机的普通采样桶进行替换，兼容性强。
附图说明
14.图1为本实用新型无人机油类污染物柱状采样器外部结构主视图。
15.图2为本实用新型无人机油类污染物柱状采样器外部结构侧视图。
16.图3为本实用新型无人机油类污染物柱状采样器分解图。
17.图4为本实用新型无人机油类污染物柱状采样器中采样器快拆盒结构示意图。
18.图5为本实用新型无人机油类污染物柱状采样器中采样器快拆盒剖视图。
19.图6为本实用新型无人机油类污染物柱状采样器中采样瓶结构示意图。
20.图中：1-采样器主机；2-柱状采样器；21-侧门；22-锁扣；3-无人机快拆盒；4-采样器快拆盒；41-快拆手柄；42-绳索连接环；43-触发金属片；44-快拆公头；45-快拆盒体；46-快拆母头；47-锁舌；48-限位环；49-弹簧；5-磁吸充电口；6-显示屏；7-配重块；8-铰链；9-采样瓶；91-进水盖；92-活动进水片；93-进水片限位环；10-绳索；11-触发传感器。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
22.本实用新型通过无人机来实现对油类污染物的采集，使用高度为30厘米玻璃材质采样瓶，符合环境监测对油类污染物的采样标准。如图1～图3所示，本实用新型包括采样器主机1和柱状采样器2，柱状采样器2通过与采样器主机1的采样器快拆盒4进行快拆连接，然后将整套设备通过无人机快拆盒3与无人机进行连接使用。其中柱状采样器2内部设计了存放采样瓶9的位置，通过锁扣22进行缩紧固定，内部铺设有硅胶垫，用与保护采样瓶9的安全和稳定，打开锁扣22即可随意取放采样瓶9，整体结构采用半包围的开合方式，并且预留了取放采样瓶的操作空间。
23.当采样器主机1放线使得柱状采样器2入水抵达水位线时，触发传感器11会给柱状采样器控制系统发送信号，然后控制系统会通过无线传输的方式给采样器主机1发送停止放线的指令，采样器主机1收到后立刻停止放线并且自动收线，至此自动采样整个流程完成。
24.柱状采样器内置双冗余触发传感器11和高速率无线通讯模块，确保取水高度的精准性和及时性。其底部配备了可更换式配重块，方便应对不同速度水流，保证采样的稳定和效率。
25.柱状采样器2整体全部采用防水材料，其防水能力达到ipx9。其内置高性能锂电池，且配备外部磁吸充电口，避免拔插式插口损伤。配备高亮指示灯，可直接判断其工作状态，配备高清显示屏，详细查看各项数据。
26.柱状采样器2与采样器主机1安装完成后，也可通过无人机遥控器进行远程收放线，放线后采样器快拆盒4与柱状采样器2一同下降入水。柱状采样器2需要与采样器主机1分离时，拉动柱状快拆手柄41，即可完成分离，手柄可搭配软性拉环进行使用。
27.如图4～图5所示，采样器快拆盒4包括快拆公头44、快拆盒体45和快拆手柄41；快拆公头44底部固定于柱状采样器2顶部，顶部设有环槽；快拆盒体45底部设有用于与快拆公头44的快拆母头46；快拆手柄41一端穿过快拆盒体45侧壁，其末端设置卡入环槽的锁舌47，锁舌47与快拆盒体45的侧壁间设有弹簧49。
28.采样器快拆盒4是用于采样器主机1连接快拆挂载设备的装置。该装置采用弹簧机构和锁舌机构对快拆公头进行锁止，是通过弹簧回弹施压到快拆手柄41，从而使锁舌始终处于弹出状态。通过拉动快拆手柄41，使锁舌收缩，从而使快拆公头端脱落。
29.柱状采样器2安装到采样器主机1时，需对准快拆接口，向上轻推，听到“咔哒”一声，即为安装完成。
30.如图6所示，采样瓶9底部安装专用进水盖91，带有阀门机构，进水采用阀门进水原理，实现入水满盈后自密闭的效果。进水盖91上设有进水口，阀门机构包括设置在进水口内的活动进水片92，以及设置在活动进水片92外的进水片限位环93。
31.采样瓶9进水的原理机制为阀门开合原理，即当水流顺向进入时阀门打开，逆向流出时阀门关闭。入水时，底部活动进水片92被水流冲击打开，从而使水入到采样瓶9中。出水时，因水的压力使活动进水片92压紧进水盖，使其不漏水。采样瓶在采集完样品后，需要将两端都使用密封盖拧紧，保证水样不会泄漏。
32.柱状采样器采样瓶的安装流程；打开锁扣22旋转打开设备
→
将采样瓶9任意端安装进水盖拧紧
→
将采样瓶水平放入设备
→
关闭设备，锁扣锁紧。
33.柱状采样器2在打开开关后，会自动连接到采样器主机1，并且两方显示屏均会显示“已连接字样”。显示屏主要显示内容有连接状态、电池电量、采样次数，指示灯在低电量时会显示红色作为警示，正常时白色常亮，抵达水位时蓝色常亮。

技术特征：
1.一种无人机油类污染物柱状采样器，其特征在于，包括采样器主机（1）和柱状采样器（2），采样器主机（1）顶部通过无人机快拆盒（3）与无人机进行快拆连接，底部通过采样器快拆盒（4）与柱状采样器（2）的顶部进行快拆连接；采样器快拆盒（4）与采样器主机（1）间通过绳索（10）连接；采样器主机（1）内还设有用于接受控制信号的信号接收装置，以及根据控制信号控制绳索（10）收放的电机；柱状采样器（2）内设有采样瓶（9）、控制系统、触发传感器（11）和无线通讯模块，采样瓶（9）底部设有带阀门机构的进水盖（91）；触发传感器（11）用于向控制系统发送水位触发信号，控制系统用于通过无线通讯模块向采样器主机（1）发送停止放线指令。2.根据权利要求1所述的无人机油类污染物柱状采样器，其特征在于，所述采样器快拆盒（4）包括快拆公头（44）、快拆盒体（45）和快拆手柄（41）；快拆公头（44）底部固定于柱状采样器（2）顶部，顶部设有环槽；快拆盒体（45）底部设有用于与快拆公头（44）的快拆母头（46）；快拆手柄（41）一端穿过快拆盒体（45）侧壁，其末端设置卡入环槽的锁舌（47），锁舌（47）与快拆盒体（45）的侧壁间设有弹簧（49）。3.根据权利要求1所述的无人机油类污染物柱状采样器，其特征在于，所述柱状采样器（2）顶部设有配重块（7）。4.根据权利要求1所述的无人机油类污染物柱状采样器，其特征在于，所述柱状采样器（2）为筒状结构，其侧壁上设有用于取放采样瓶（9）的侧门（21），侧门（21）通过锁扣（22）闭锁。5.根据权利要求1所述的无人机油类污染物柱状采样器，其特征在于，所述进水盖（91）上设有进水口，所述阀门机构包括设置在进水口内的活动进水片（92），以及设置在活动进水片（92）外的进水片限位环（93）。6.根据权利要求1所述的无人机油类污染物柱状采样器，其特征在于，所述柱状采样器（2）上设有磁吸充电口（5）。

技术总结
本实用新型公开了一种无人机油类污染物柱状采样器，包括采样器主机和柱状采样器，采样器主机顶部通过无人机快拆盒与无人机进行快拆连接，底部通过采样器快拆盒与柱状采样器的顶部进行快拆连接；采样器快拆盒与采样器主机间通过绳索连接；采样器主机内还设有用于接受控制信号的信号接收装置，以及根据控制信号控制绳索收放的电机；柱状采样器内的采样瓶底部设有带阀门机构的进水盖；柱状采样器入水抵达水位线时，触发传感器向控制系统发送信号，控制系统通过无线通讯模块向采样器主机发送停止放线的指令。本实用新型且可实现全自动采样，即自动放线入水，采集完成后自动收线回收，进一步降低使用难度，提高采样效率。提高采样效率。提高采样效率。


技术研发人员：陈绍华
受保护的技术使用者：陈绍华
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/20