用于海洋水体自动采集的长航程无人机及其机载设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于海洋水体自动采集的长航程无人机及其机载设备。用于海洋水体自动采集的长航程无人机包括：无人机本体，无人机本体包括飞控模块及机身，飞控模块固定于机身内部，飞控模块用于规划航线，控制机身自动以多旋翼模式起降，和/或控制机身自动由多旋翼模式切换至固定翼模式后飞行；取水装置，设置于机身底部，飞控模块与取水装置电连接；测距装置，设置于机身底部，飞控模块与测距装置电连接。本实用新型专利技术将取水装置、测距装置集成于无人机本体上，通过飞控模块，实现海洋水体采集全程高度自动化，解决了现有技术中取水装置及测距装置的集成低、自动化程度低而导致需要更多的人员、设备进行操作控制、效率低下及航程短的问题。

Long range UAV and its airborne equipment for automatic collection of marine water

【技术实现步骤摘要】
用于海洋水体自动采集的长航程无人机及其机载设备
本技术涉及无人飞行器
，特别涉及一种用于海洋水体自动采集的长航程无人机及其机载设备。
技术介绍
现有技术中，通常采用多旋翼无人机进行水体采样，由于多旋翼无人机航程较短的问题，通常无法实现长航程作业，因此，无法解决海洋，尤其是远洋的水体采样作业任务。再者，现有的无人机取水时，控制过程通常是采用遥控器控制无人机起飞，并且，采用遥控器控制取水装置工作，这样存在的缺陷是：1、为了控制无人机飞行，通常只能在视距范围内飞行，比如，到河道中间取水，但是，若是在宽阔的海面取水，那就超出视野控制范围了；2、由于取水装置依靠人为判断，因此，还需要在无人机上安装一个摄像头，用于监控取水装置的工作情况。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种用于海洋水体自动采集的长航程无人机及其机载设备，旨在解决无法远洋水体采样作业任务的技术问题。为实现上述目的，本技术提出一种用于海洋水体自动采集的长航程无人机，包括：无人机本体，所述无人机本体包括飞控模块及机身，所述飞控模块固定于所述机身内部，所述飞控模块用于规划航线，控制所述机身自动以多旋翼模式起降，和/或控制所述机身自动由多旋翼模式切换至固定翼模式后飞行；取水装置，设置于所述机身底部，所述飞控模块与所述取水装置电连接，以供所述飞控模块控制所述取水装置从所述机身底部伸出/收回，且所述取水装置执行海洋水体自动采集；测距装置，设置于所述机身底部，所述飞控模块与所述测距装置电连接，所述测距装置用于测量所述机身与水面之间的距离，得到测量结果，且将所述测量结果发送至所述飞控模块；在所述测量结果达到所述无人机本体飞行至作业区域的第一预设高度时，通过所述飞控模块控制所述取水装置伸出。可选地，所述取水装置包括取水瓶、安装架、伸缩机构及限位开关；所述安装架的一端与所述机身底部固定连接，所述安装架另一端与伸缩机构的顶端及限位开关固定连接；所述伸缩机构的底端与所述取水瓶的顶部联动连接，以供所述伸缩机构带动所述取水瓶伸出/收回；所述飞控模块与所述伸缩机构电连接，以供所述飞控模块发送伸出指令/收缩指令至所述伸缩机构；所述伸缩机构与所述限位开关电连接，在所述取水瓶采集到海洋水体后，所述取水瓶触碰所述限位开关，以使所述限位开关接通，以供所述伸缩机构在得到所述限位开关的接通指令后带动所述取水瓶收回。可选地，所述伸缩机构包括第一控制单元、拨轮、吊绳、舵机和绕线轮；所述第一控制单元、舵机及拨轮分别固定于所述安装架上；所述绕线轮固定于所述安装架的一端面上；所述吊绳的一端固定于所述绕线轮上，所述吊绳的另一端环绕所述绕线轮后，贯穿所述拨轮，并与所述取水瓶的顶端连接；所述飞控模块与所述第一控制单元电连接，所述第一控制单元与所述舵机电连接，所述舵机与所述拨轮驱动连接；在所述舵机驱动所述拨轮正向旋转时，所述拨轮松开所述取水瓶，驱动所述吊绳滑动于所述绕线轮，并通过所述吊绳连接所述取水瓶。可选地，所述拨轮上设有台阶卡柱、两个拨叉及两个卡槽；所述两个拨叉的一端分别环绕于所述台阶卡柱的顶端，且所述台阶卡柱的底端与所述取水瓶的顶端固定连接；所述两个拨叉的另一端均通过连接杆套设于对应的卡槽内；所述舵机与所述拨叉驱动连接，在所述舵机驱动所述拨轮正向旋转时，带动所述拨叉在对应的卡槽内滑动，且所述拨叉的一端松开所述台阶卡柱的顶端。可选地，所述限位开关包括第一触点开关；所述第一触点开关与所述拨叉之间存在第一间隙，所述第一触点开关与所述拨叉可接触连接，且所述第一触点开关与所述第一控制单元电连接。可选地，所述伸缩机构还包括电机，且所述电机固定于所述安装架与所述绕线轮相对的另一端面上；所述限位开关还包括第二触点开关；所述第二触点开关与所述吊绳之间存在第二间隙，所述第二触点开关与所述吊绳可接触连接，所述第二触点开关与所述第一控制单元电连接，且所述第一控制单元与所述电机电连接。可选地，所述伸缩机构还包括第二控制单元；所述第二控制单元分别与所述舵机、电机、第一触点开关及第二触点开关电连接。可选地，所述机身的两侧分别对称或近似对称地安装有两机翼，所述两机翼上安装有两旋翼组件，且旋翼组件包括沿前后方延伸的旋翼臂及分别安装于旋翼臂前后两端的第一旋翼和第二旋翼。可选地，所述测距装置为激光雷达。本技术还提出一种用于海洋水体自动采集的长航程无人机的机载设备，包括如上述任一项所述的取水装置及测距装置。本技术用于海洋水体自动采集的长航程无人机及其机载设备，通过飞控模块，进行航线规划及取水点设定，得到规划任务，在所述无人机本体一键起飞时，自动控制无人机本体以多旋翼模式起飞，并且，通过切换至固定翼模式飞行，实现长航程飞行，从而实现到达远洋的预设作业范围；并且，通过测距装置进行无人机本体与水面之间的距离，当测量结果达到第一预设高度时，控制所述取水装置伸出，并通过取水装置进行海洋水体自动采集，从而实现远洋的海洋水体自动采集。本技术将取水装置、测距装置集成于无人机本体上，通过飞控模块，实现海洋水体采集全程高度自动化，解决了现有技术中取水装置及测距装置的集成低、自动化程度低而导致需要更多的人员、设备进行操作控制，效率低下及航程短的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术用于海洋水体自动采集的长航程无人机一实施例的立体图；图2为本技术用于海洋水体自动采集的长航程无人机一实施例的剖视图；图3为本技术用于海洋水体自动采集的长航程无人机中取水装置的第一结构示意图；图4为本技术用于海洋水体自动采集的长航程无人机中取水装置的第二结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称10无人机本体20取水装置30测距装置100飞控模块200取水瓶201安装架202伸缩机构203限位开关2020第一控制单元2021拨轮2022吊绳2023舵机2024绕线轮2025电机2026第二控制单元20210台阶卡柱20211拨叉20212卡槽2030第一触点开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海洋水体自动采集的长航程无人机，其特征在于，包括：/n无人机本体，所述无人机本体包括飞控模块及机身，所述飞控模块固定于所述机身内部，所述飞控模块用于规划航线，控制所述机身自动以多旋翼模式起降，和/或控制所述机身自动由多旋翼模式切换至固定翼模式后飞行；/n取水装置，设置于所述机身底部，所述飞控模块与所述取水装置电连接，以供所述飞控模块控制所述取水装置从所述机身底部伸出/收回，且所述取水装置执行海洋水体自动采集；/n测距装置，设置于所述机身底部，所述飞控模块与所述测距装置电连接，所述测距装置用于测量所述机身与水面之间的距离，得到测量结果，且将所述测量结果发送至所述飞控模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋水体自动采集的长航程无人机，其特征在于，包括：
无人机本体，所述无人机本体包括飞控模块及机身，所述飞控模块固定于所述机身内部，所述飞控模块用于规划航线，控制所述机身自动以多旋翼模式起降，和/或控制所述机身自动由多旋翼模式切换至固定翼模式后飞行；
取水装置，设置于所述机身底部，所述飞控模块与所述取水装置电连接，以供所述飞控模块控制所述取水装置从所述机身底部伸出/收回，且所述取水装置执行海洋水体自动采集；
测距装置，设置于所述机身底部，所述飞控模块与所述测距装置电连接，所述测距装置用于测量所述机身与水面之间的距离，得到测量结果，且将所述测量结果发送至所述飞控模块。


2.如权利要求1所述的用于海洋水体自动采集的长航程无人机，其特征在于，所述取水装置包括取水瓶、安装架、伸缩机构及限位开关；所述安装架的一端与所述机身底部固定连接，所述安装架另一端与伸缩机构的顶端及限位开关固定连接；
所述伸缩机构的底端与所述取水瓶的顶部联动连接，以供所述伸缩机构带动所述取水瓶伸出/收回；
所述飞控模块与所述伸缩机构电连接，以供所述飞控模块发送伸出指令/收缩指令至所述伸缩机构；
所述伸缩机构与所述限位开关电连接，在所述取水瓶采集到海洋水体后，所述取水瓶触碰所述限位开关，以使所述限位开关接通，以供所述伸缩机构在得到所述限位开关的接通指令后带动所述取水瓶收回。


3.如权利要求2所述的用于海洋水体自动采集的长航程无人机，其特征在于，所述伸缩机构包括第一控制单元、拨轮、吊绳、舵机和绕线轮；所述第一控制单元、舵机及拨轮分别固定于所述安装架上；所述绕线轮固定于所述安装架的一端面上；所述吊绳的一端固定于所述绕线轮上，所述吊绳的另一端环绕所述绕线轮后，贯穿所述拨轮，并与所述取水瓶的顶端连接；
所述飞控模块与所述第一控制单元电连接，所述第一控制单元与所述舵机电连接，所述舵机与所述拨轮驱动连接；
在所述舵机驱动所述拨轮正向旋转时，所述拨轮松开所述取水瓶，驱动所述吊绳滑动于所述绕线轮，并通过所述吊绳连接所述取水...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈欢，陈泆希，陈龙，樊维中，王仁宇，李鑫，
申请(专利权)人：深圳创壹通航科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44