施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
如圖1所示，一種基于無人機(jī)的自觸發(fā)投放式水體采樣設(shè)備包括設(shè)置在無人機(jī)上的機(jī)艙la，設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的水體采樣設(shè)備lb，設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)用于升降水體采樣設(shè)備的升降裝置及設(shè)置在無人機(jī)上用于檢測(cè)無人機(jī)與水面之間的間距的測(cè)距裝置5a。本實(shí)施例的測(cè)距裝置為現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)距傳感器，例如，超聲波測(cè)距器、激光測(cè)距傳感器、紅外線測(cè)距傳感器等。機(jī)艙的下端開口。升降裝置包括機(jī)座，通過軸桿可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在機(jī)座上的繞線輪4a，卷繞在繞線輪上的牽引繩6a及用于轉(zhuǎn)動(dòng)繞線輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)2a。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與軸桿之間通過離合器3a相連接。本實(shí)施例的離合器為電磁離合器。
[0025]如圖2所示，水體采樣設(shè)備Ib包括機(jī)架I，自清理裝置9，設(shè)置在機(jī)架上的自動(dòng)采水裝置及設(shè)置在機(jī)架上的過濾網(wǎng)籠8。過濾網(wǎng)籠包括上端封閉、下端開口的豎直網(wǎng)筒及用于封遮豎直網(wǎng)筒下端口的下端網(wǎng)蓋。豎直網(wǎng)筒固定在機(jī)架上。下端網(wǎng)蓋通過綁帶與豎直網(wǎng)筒相連接。豎直網(wǎng)筒的外側(cè)面上邊緣設(shè)有上限位檔桿81，豎直網(wǎng)筒的外側(cè)面下部設(shè)有下限位檔桿82。
[0026]自清理裝置9包括套設(shè)在豎直網(wǎng)筒上的浮動(dòng)環(huán)91及若干設(shè)置浮動(dòng)環(huán)上的浮力塊92。浮動(dòng)環(huán)位于上限位檔桿與下限位檔桿之間。浮力塊繞浮動(dòng)環(huán)周向均布。浮力塊位于浮動(dòng)環(huán)外側(cè)，且浮力塊通過連接件與浮動(dòng)環(huán)相連接。浮動(dòng)環(huán)上設(shè)有若干涮毛，涮毛的端部靠近或抵靠在豎直網(wǎng)筒的外側(cè)面上。浮力塊的浮力大于自清理裝置的重力，具體說是，各浮力塊的浮力之和大于自清理裝置的重力。
[0027]機(jī)架包括豎直導(dǎo)桿11，浮架16，設(shè)置在浮架上的浮力裝置19及浮動(dòng)板12。浮力裝置的浮力大于機(jī)架、過濾網(wǎng)籠、自清理裝置及自動(dòng)采水裝置的重力之和。浮架上設(shè)有浮架導(dǎo)套
17。浮架導(dǎo)套可滑動(dòng)的套設(shè)在豎直導(dǎo)桿上。浮架導(dǎo)套上設(shè)有可使浮架導(dǎo)套固定在豎直導(dǎo)桿上的緊定螺栓18，即浮架導(dǎo)套上設(shè)有貫穿浮架導(dǎo)套內(nèi)外側(cè)面的徑向螺栓通孔，徑向螺栓通孔內(nèi)設(shè)有緊定螺栓。
[0028]浮動(dòng)板位于浮架下方。浮動(dòng)板與豎直導(dǎo)桿相垂直。浮動(dòng)板上設(shè)有浮動(dòng)導(dǎo)套14，且浮動(dòng)導(dǎo)套可滑動(dòng)的套設(shè)在豎直導(dǎo)桿上。浮動(dòng)板上表面中部設(shè)有豎直連接桿110。豎直導(dǎo)桿上并位于浮架導(dǎo)套下方設(shè)有上定位塊15及下定位塊13。浮動(dòng)導(dǎo)套位于上定位塊與下定位塊之間。
[0029]浮架、浮架導(dǎo)套及浮力裝置位于過濾網(wǎng)籠的上方。自動(dòng)采水裝置位于浮架下方，且自動(dòng)采水裝置位于過濾網(wǎng)籠內(nèi)。浮動(dòng)板、上定位塊及下定位塊位于過濾網(wǎng)籠內(nèi)。過濾網(wǎng)籠的上端設(shè)有避讓口。豎直連接桿的上端往上穿過避讓口。牽引繩的端部穿過過濾網(wǎng)籠與浮動(dòng)板的中部相連接;本實(shí)施例中牽引繩的端部與豎直連接桿的上端相連接。
[0030]如圖2、圖3所示，自動(dòng)采水裝置位于浮動(dòng)板下方。自動(dòng)采水裝置包括由左往右依次分布在機(jī)架上的一排采水筒2，且采水筒通過連接件固定在豎直導(dǎo)桿上。本實(shí)施例中的一排采水筒的數(shù)量為三個(gè)。采水筒的下端設(shè)有排水口，且排水口上設(shè)有開關(guān)閥門。采水筒2上設(shè)有進(jìn)水結(jié)構(gòu)4及引信裝置3。采水筒呈圓柱狀，且采水筒的軸線豎直設(shè)置。引信裝置包括設(shè)置在采水筒內(nèi)設(shè)有浮力筒31，設(shè)置在采水筒上端的第一豎直導(dǎo)套33，可滑動(dòng)設(shè)置在第一豎直導(dǎo)套內(nèi)的引信導(dǎo)桿32，且引信導(dǎo)桿的下端與浮力筒的上端相連接。第一豎直導(dǎo)套與引信導(dǎo)桿之間為硬密封配合結(jié)構(gòu)。浮力筒呈圓柱狀。浮力筒上下兩端面水平設(shè)置。引信導(dǎo)桿的上端設(shè)有觸發(fā)平板34。
[0031]進(jìn)水結(jié)構(gòu)4位于引信導(dǎo)桿32的左側(cè)。進(jìn)水結(jié)構(gòu)包括采水筒上端并與采水筒內(nèi)腔連通的豎直進(jìn)水圓管41，同軸設(shè)置在豎直進(jìn)水圓管內(nèi)的第二豎直導(dǎo)套43，設(shè)置在第二豎直導(dǎo)套內(nèi)的第二導(dǎo)桿45及同軸設(shè)置在第二導(dǎo)桿下端的用于封堵豎直進(jìn)水圓管的柱狀閥芯46。第二豎直導(dǎo)套與豎直進(jìn)水圓管內(nèi)壁之間通過連接件相連接。柱狀閥芯位于浮力筒的上端面的正上方。柱狀閥芯的外側(cè)面下邊緣設(shè)有環(huán)形下磁力塊47。采水筒內(nèi)腔的頂面上設(shè)有與環(huán)形下磁力塊相對(duì)應(yīng)的環(huán)形上磁力塊44，且豎直進(jìn)水圓管的下端口位于環(huán)形上磁力塊內(nèi)。環(huán)形上磁力與環(huán)形下磁力之間相互吸引。第二導(dǎo)桿外側(cè)面上并位于第二豎直導(dǎo)套上方設(shè)有限位擋塊42。柱狀閥芯的上端面邊緣設(shè)有倒角。當(dāng)限位擋塊抵靠在第二豎直導(dǎo)套上時(shí)，柱狀閥芯位于豎直進(jìn)水圓管的下方。當(dāng)柱狀閥芯的上端與豎直進(jìn)水圓管下端口之間的間距小于2毫米時(shí)，在環(huán)形上磁力與環(huán)形下磁力之間的吸力作用下，環(huán)形下磁力將帶動(dòng)柱狀閥芯往上移動(dòng)，直至環(huán)形下磁力與環(huán)形上磁力貼合為止;此時(shí)柱狀閥芯的上端伸入豎直進(jìn)水圓管。當(dāng)柱狀閥芯的上端伸入豎直進(jìn)水圓管時(shí)，柱狀閥芯封堵豎直進(jìn)水圓管，柱狀閥芯與豎直進(jìn)水圓管之間為硬密封配合結(jié)構(gòu)。
[0032]如圖2、圖4所示，各采水筒上端面設(shè)有豎直擋板6，且豎直擋板位于引信導(dǎo)桿的右偵U。相鄰兩豎直擋板之間均設(shè)有觸發(fā)裝置7。浮動(dòng)板位于豎直擋板及觸發(fā)裝置的上方。觸發(fā)裝置包括左右延伸的水平缸體75，設(shè)置在水平缸體外側(cè)面上的進(jìn)水接口 72，設(shè)置水平缸體內(nèi)用于控制進(jìn)水接口啟/閉的活塞體73，設(shè)置在活塞體左端的活塞桿76及豎直限位桿79。水平缸體通過連接件固定在機(jī)架或采水筒上。水平缸體的軸線與豎直擋板相垂直。引信導(dǎo)桿與活塞桿軸線位于同一平面內(nèi)。豎直限位桿位于活塞桿的正上方。豎直限位桿的上端與浮動(dòng)板12相連接?；钊w上設(shè)有前、后兩道密封圈71、74。位于相鄰兩豎直擋板之間的進(jìn)水接口與豎直進(jìn)水圓管之間通過連接管5相連接，且位于相鄰兩豎直擋板之間的進(jìn)水接口與豎直進(jìn)水圓管正對(duì)設(shè)置，連接管豎直設(shè)置。
[0033]水平缸體的右端開口，左端封閉，且水平缸體的右端設(shè)有穿桿通孔?；钊麠U穿過穿桿通孔。位于水平缸體外側(cè)的活塞桿上設(shè)有環(huán)形擋板78?；钊麠U上并位于環(huán)形擋板與水平缸體右端之間設(shè)有壓縮彈簧77?；钊麠U的端部鉸接有觸發(fā)桿711，活塞桿與觸發(fā)桿之間的鉸接軸710水平設(shè)置，且活塞桿與觸發(fā)桿之間的鉸接軸與活塞桿軸線相垂直。豎直擋板的上端設(shè)有穿桿缺口 61，且穿桿缺口與活塞桿相對(duì)設(shè)置。觸發(fā)桿的端部往左穿過相鄰豎直擋板上端的穿桿缺口。觸發(fā)桿上設(shè)有觸動(dòng)卡塊712。
[0034]如圖2所示，當(dāng)浮力筒下端抵靠在采水筒內(nèi)底面時(shí)，浮力筒上端面至豎直進(jìn)水圓管下端口的間距與柱狀閥芯的軸向長(zhǎng)度之差大于引信導(dǎo)桿上端與活塞桿軸線之間的間距。
[0035]如圖4所示，當(dāng)觸發(fā)桿上的觸動(dòng)卡塊712位于相應(yīng)豎直擋板的右側(cè)，且觸動(dòng)卡塊抵靠在相應(yīng)的豎直擋板的穿桿缺口邊緣時(shí)，進(jìn)水接口位于前、后兩道密封圈之間；當(dāng)活塞體抵靠在水平缸體左端時(shí)，進(jìn)水接口位于前、后兩道密封圈的同一側(cè)。
[0036]如圖2、圖4所示，當(dāng)浮動(dòng)導(dǎo)套抵靠在上定位塊時(shí)，豎直限位桿位于環(huán)形擋板上方。當(dāng)浮動(dòng)導(dǎo)套抵靠在下定位塊時(shí)，豎直限位桿下端與活塞桿軸線之間的間距小于環(huán)形擋板的外徑。當(dāng)觸發(fā)桿上的觸動(dòng)卡塊位于相應(yīng)豎直擋板的右側(cè)，且觸動(dòng)卡塊抵靠在相應(yīng)的豎直擋板的穿桿缺口邊緣時(shí)，豎直限位桿位于環(huán)形擋板的左側(cè)，且豎直限位桿靠近環(huán)形擋板。
[0037]本實(shí)施例的基于無人機(jī)的自觸發(fā)投放式水體采樣設(shè)備的具體工作過程如下:
第一，如圖1所示，在無人機(jī)起飛前:調(diào)節(jié)浮架在豎直導(dǎo)桿上的位置，并通過緊定螺栓將浮架導(dǎo)套固定在豎直導(dǎo)桿上;通過調(diào)節(jié)浮架的位置可以在一定水深范圍內(nèi)調(diào)節(jié)自動(dòng)采水裝置的采水深度。
[0038]同時(shí)，將觸動(dòng)卡塊抵靠在相應(yīng)的豎直擋板的穿桿缺口邊緣，且觸動(dòng)卡塊位于相應(yīng)豎直擋板的右側(cè);此時(shí)，位于最左側(cè)的采水筒的豎直進(jìn)水圓管處于開啟狀態(tài)，而其余采水筒的豎直進(jìn)水圓管處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0039]然后，通過升降裝置將自動(dòng)采水裝置由機(jī)艙的下端口收入機(jī)艙內(nèi)。
[0040]第二，通過無人機(jī)帶動(dòng)間隔式多點(diǎn)水樣采集系統(tǒng)飛行至指定的采樣海域;然后根據(jù)測(cè)距裝置來定位無人機(jī)的高度，即無人機(jī)與水面之間的間距。
[0041 ]第三，離合器斷開，此時(shí)，自動(dòng)采水裝置在自重作用下將下放到指定海面上，同時(shí)牽引繩自動(dòng)釋放。
[0042]當(dāng)自動(dòng)采水裝置位于海面后將通過浮力裝置漂浮在海面上，而在過濾網(wǎng)籠下沉到海水內(nèi)的這個(gè)過程中，浮動(dòng)環(huán)在浮力塊的浮力作用下漂浮在海面上，從而通過浮動(dòng)環(huán)上的涮毛對(duì)過濾網(wǎng)籠的外側(cè)面進(jìn)行清理。