一种气象用无人机及观测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种气象用无人机，包括气象用无人机本体，还具有反冲降落机构、水样采集控制机构、无线接收电路；反冲降落机构包括气罐、电磁阀、风力发电机、控制电路；气罐安装在无人机本体的下端，气罐的下端安装有排气管，电磁阀一端和排气管连接，电磁阀另一端安装有喷嘴，气罐的侧端安装有加气嘴；风力发电机安装在气罐的下端；水样采集机构包括提示电路、探头，气罐的下端套有绳索，探头安装在绳索侧端；无线接收电路安装在无人机本体的飞控端内，控制电路和提示电路安装在无人机本体内并和电磁阀、发电机电性连接。本发明专利技术还包括包括无人机的观测系统。本发明专利技术无人机本体下降速度过快时，能减缓无人机本体的降落速度，防止了无人机本体下降过快而导致损坏。本发明专利技术还能方便采集水样。集水样。集水样。

【技术实现步骤摘要】
一种气象用无人机及观测系统


[0001]本专利技术涉及无人机
，特别是一种气象用无人机及观测系统。

技术介绍

[0002]无人机(无人驾驶飞机)是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。主要包括军队用无人机以及民用无人机。民用无人机具有体积小、造价低、使用方便、对环境(包括起飞及降落环境)要求低的优点，备受使用者的青睐。随着科技的发展、社会的进步，无人机越来越多的应用在了各个领域。比如无人机应用在气象领域中，其一般会搭载气象传感器(温度、湿度、气压、风向、风速传感器)、大气成分传感器(CO、SO2、NO2、O3、PM2.5、PM10)、可见光摄像机、红外摄像机等等，能方便对需要的空域进行气象探测及对空气进行检测，对地面等进行拍照等，极大的促进了气象工作的发展。
[0003]包括气象无人机在内，实际操作中，特别在降落时受到飞控人员的技能及环境因素限制(比如现场能见度不高等)，有时会因为降落速度过快和地面冲击力过大而损坏。还有就是，无人机降落时如果蓄电池电压降低也有可能导致无人机降落速度过快，进而导致无人机落地时损坏。气象无人机在实际应用中，还有采集目标区域水样进行后续理化分析的需要。采集水样时，由于无人机间距水面高度低，飞控人员在操作时经屏幕回传的视频判断无人机和水面的高度，由于无有效参照物，当飞控人员操作失误时有机率导致无人机落入水中，给机主带来大的损失。综上，由于无人机上述缺点，对无人机的有效应用过多或少会带来一定影响。
[0004]目前，在进行气象观测时，主要依赖于卫星遥感系统。但是，现有的卫星遥感系统由于受卫星分布、卫星观测精度、卫星探测能力等的影响，导致在防灾减灾等方面具有诸多缺陷。
[0005]随着无人机技术的发展，有人开始使用无人机进行气象观测，以弥补单纯依靠卫星遥感系统所带来的缺陷。
[0006]但是，现有的使用无人机进行气象观测的系统，由于受到无人机型号等的限制，导致其难以实现低空水平长距离、大面积、快速观测与低空垂直观测和短距离小面积低速水平观测的兼顾，从而导致观测效果欠佳。
[0007]而且，现有的使用无人机进行气象观测的系统，由于受到单个无人机携带能力和处理能力的限制，导致其获得的数据类型和数量有限，难以满足现在气象观测的需求。
[0008]鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种无人机气象观测系统。

技术实现思路

[0009]为了克服现有气象用无人机因结构所限，当飞控人员技能不娴熟或者无人机蓄电池电压降低，有几率导致无人机降落时损坏的缺点，以及采集水样时，有机率导致无人机落入水中的弊端，本专利技术提供了一种基于气象用无人机本体，在无人机本体的下端安装有反冲降落机构，每次无人机本体降落速度过快时能自动控制喷嘴喷反向气流、防止降落速度
过快带来的机体损坏，且还具有采集水样控制机构，应用中，当无人机本体下降到一定高度后能自动提示飞控人员，给飞控人员的操作带来了便利，且有效防止了因操作不当造成无人机本体落入水中的一种气象用无人机。
[0010]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0011]一种气象用无人机，包括气象用无人机本体，其特征在于还具有反冲降落机构、水样采集控制机构、无线接收电路；反冲降落机构包括气罐、电磁阀、风力发电机、控制电路；所述气罐安装在气象无人机本体的下端，气罐的下端安装有排气管，电磁阀一端和排气管连接，电磁阀另一端安装有喷嘴，气罐的侧端安装有加气嘴；所述风力发电机安装在气罐的下端；所述水样采集机构包括提示电路、探头，气罐的下端套有绳索，探头安装在绳索侧端；所述无线接收电路安装在无人机本体的飞控端内，控制电路和提示电路安装在无人机本体内；所述风力发电机信号输出端和控制电路的信号输入端电性连接，控制电路的电源输出端和电磁阀的电源输入端电性连接；所述探头和提示电路的信号输入端电性连接。
[0012]进一步地，所述反冲降落机构的电磁阀是常闭阀芯电磁阀，气罐内加入有压缩空气。
[0013]进一步地，所述反冲降落机构的控制电路包括整流桥堆、电解电容、可调电阻、NPN三极管和继电器、光电开关，其间电性连接，光电开关垂直安装在气罐的下端一侧且光电开关的探测头朝下，整流桥堆的电源输出端正极和电解电容正极、可调电阻一端连接，可调电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器控制电源输入端和正极电源输入端连接，继电器常开触点端和光电开关的正极电源输入端连接，光电开关的负极电源输入端和电解电容负极、NPN三极管发射极、整流桥堆的电源输出端负极连接。
[0014]进一步地，所述水样采集控制机构的提示电路包括电阻、NPN三极管和无线发射电路模块，其间电性连接，电阻一端和无线发射电路模块正极电源输入端连接，NPN三极管集电极和无线发射电路模块的负极电源输入端连接，无线发射电路模块的其中一只发射按键下两个触点连接在一起。
[0015]进一步地，所述无线接收电路包括无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和讯响器，其间电性连接，无线接收电路模块的正极电源输入端和讯响器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的其中一路输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和讯响器负极电源输入端连接。
[0016]还涉及一种无人机气象观测系统，其包括第一复合翼无人机气象观测子系统、第二复合翼无人机气象观测子系统、多旋翼无人机气象观测子系统和数据中心，
[0017]其中，所述第一复合翼无人机气象观测子系统采集中低空的第一相关数据，并将所述第一相关数据传输至地面的第一数据预处理模块；所述第二复合翼无人机气象观测子系统采集中低空的第二相关数据，并将所述第二相关数据传输至地面的第二数据预处理模块；所述多旋翼无人机气象观测子系统采集低空的第三相关数据，并将所述第三数据传输至地面的第三数据预处理模块；所述数据中心将所述第一数据预处理模块、第二数据预处理模块和第三数据预处理模块的数据综合处理后输出观测结果；
[0018]其中多旋翼无人机气象观测子系统包括所述的气象用无人机。
[0019]进一步地，所述第一复合翼无人机气象观测子系统包括第一复合翼飞行器、第一
传感器分系统、第一指挥控制平台分系统和第一综合保障平台分系统，所述第一传感器分系统安装在所述第一复合翼飞行器上用以在所述第一复合翼飞行器飞行过程中采集其周围的第一相关数据，所述第一指挥控制平台分系统包括第一指挥控制设备和第一视距链路设备，所述第一指挥控制设备用于实现对所述第一复合翼飞行器的遥控操作和实时显示所述第一复合翼飞行器的信息，所述第一视距链路设备包括第一机载数据链路和第一地面数据链路，所述第一地面数据链路用于向所述第一复合翼飞行器传输遥控数据，所述第一机载数据链路用于向地面传输所述第一相关数据，所述第一综合保障平台分系统包括第一数据预处理模块，所述第一数据预处理模块负责实现对所述第一传感器分系统的遥控控制以及所述第一相关数据的预处理；
[0020]所述第二复合翼无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气象用无人机，包括气象用无人机本体，其特征在于反冲降落机构、水样采集控制机构、无线接收电路；还具有反冲降落机构包括气罐、电磁阀、风力发电机、控制电路；所述气罐安装在气象无人机本体的下端，气罐的下端安装有排气管，电磁阀一端和排气管连接，电磁阀另一端安装有喷嘴，气罐的侧端安装有加气嘴；所述风力发电机安装在气罐的下端；所述水样采集机构包括提示电路、探头，气罐的下端套有绳索，探头安装在绳索侧端；所述无线接收电路安装在无人机本体的飞控端内，控制电路和提示电路安装在无人机本体内；所述风力发电机信号输出端和控制电路的信号输入端电性连接，控制电路的电源输出端和电磁阀的电源输入端电性连接；所述探头和提示电路的信号输入端电性连接。2.根据权利要求1所述的一种气象用无人机，其特征在于，反冲降落机构的电磁阀是常闭阀芯电磁阀，气罐内加入有压缩空气。3.根据权利要求1所述的一种气象用无人机，其特征在于，反冲降落机构的控制电路包括整流桥堆、电解电容、可调电阻、NPN三极管和继电器、光电开关，其间电性连接，光电开关垂直安装在气罐的下端一侧且光电开关的探测头朝下，整流桥堆的电源输出端正极和电解电容正极、可调电阻一端连接，可调电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，继电器控制电源输入端和正极电源输入端连接，继电器常开触点端和光电开关的正极电源输入端连接，光电开关的负极电源输入端和电解电容负极、NPN三极管发射极、整流桥堆的负极电源输出端连接。4.根据权利要求1所述的一种气象用无人机，其特征在于，水样采集控制机构的提示电路包括电阻、NPN三极管和无线发射电路模块，其间电性连接，电阻一端和无线发射电路模块正极电源输入端连接，NPN三极管集电极和无线发射电路模块的负极电源输入端连接，无线发射电路模块的其中一只发射按键下两个触点连接在一起。5.根据权利要求1所述的一种气象用无人机，其特征在于，无线接收电路包括无线接收电路模块、电阻、NPN三极管和讯响器，其间电性连接，无线接收电路模块的正极电源输入端和讯响器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的其中一路输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和讯响器负极电源输入端连接。6.一种无人机气象观测系统，其特征在于，其包括第一复合翼无人机气象观测子系统、第二复合翼无人机气象观测子系统、多旋翼无人机气象观测子系统和数据中心，其中，所述第一复合翼无人机气象观测子系统采集中低空的第一相关数据，并将所述第一相关数据传输至地面的第一数据预处理模块；所述第二复合翼无人机气象观测子系统采集中低空的第二相关数据，并将所述第二相关数据传输至地面的第二数据预处理模块；所述多旋翼无人机气象观测子系统采集低空的第三相关数据，并将所述第三数据传输至地面的第三数据预处理模块；所述数据中心将所述第一数据预处理模块、第二数据预处理模块和第三数据预处理模块的数据综合处理后输出观测结果；其中多旋翼无人机气象观测子系统包括如权利要求1
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5任一项所述的气象用无人机。7.根据权利要求6所述的无人机气象观测系统，其特征在于，所述第一复合翼无人机气象观测子系统包括第一复合翼飞行器、第一传感器分系统、第一指挥控制平台分系统和第一综合保障平台分系统，所述第一传感器分系统安装在所述第一复合翼飞行器上用以在所述第一复合翼飞行器飞行过程中采集其周围的第一相关数据，所述第一指挥控制平台分系统包括第一指挥控制设备和第一视距...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓凤东，毛峰，夏江峰，孟珍，刘佳奇，徐颂捷，李伟，龙亚星，樊锦涛，胡佳仪，
申请(专利权)人：陕西省大气探测技术保障中心，
类型：发明
国别省市：