本发明涉及水体采样，尤其涉及一种基于无人机的水体采样装置。
背景技术：
0、技术背景
1、在环境污染的检测和水体污染的调查工作中，要真实地反映水质的污染状况，必须采集具有代表性的水样，由于无人机具有在复杂危险环境下执行作战任务的高生存能力，配备自动采样装置的无人机可以更加安全地对水体进行取样。现有的无人机水体采样装置在使用过程中由于无人机移动特性，会导致取样的水倾洒，导致一次无法取到足量的样品液。为了解决上述问题，本发明中提出了一种基于无人机的水体采样装置。
技术实现思路
1、为实现上述目的，本发明提供了一种基于无人机的水体采样装置，包括与无人机本体固定连接的连接杆，以及与所述连接杆固定连接的收集箱，还包括设于所述收集箱上的采集机构，其中，所述采集机构包括固定设于所述收集箱内的驱动部，以及与所述驱动部连接的封堵机构，所述封堵机构活动设于导流管内，当所述驱动部驱动所述封堵机构向下运动到导流管外时，液体进入到所述导流管内，当所述驱动部驱动所述封堵机构向上运动进入到所述导流管内时，实现对所述导流管下端开口的封堵，以及将所述液体推入到所述收集箱内进行收集。
2、可选的，所述驱动部包括固定设于所述收集箱内侧壁上的驱动气缸，所述驱动气缸的驱动下端固定连接有驱动气缸臂，所述驱动气缸臂伸入到所述导流管内，且所述驱动气缸臂与所述导流管的中轴线重合，所述驱动气缸臂竖直设置，所述驱动气缸臂的下端与所述封堵机构连接。
3、可选的，所述封堵机构在所述导流管的中轴线上具有相对的第一端和第二端，所述第一端固定连接有第一防卡头，所述第二端固定连接有第二防卡头，所述第二防卡头固定套设在所述驱动气缸臂外，其中，所述第一防卡头和所述第二防卡头均设置为圆头结构。
4、可选的，所述封堵机构包括从下往上依次连接的第一封堵管、第二封堵管和第三封堵管，所述第一封堵管与所述第一防卡头连接，所述第一封堵管、第二封堵管和第三封堵管内活动插接有移动柱，所述移动柱的上端与所述驱动气缸臂连接，所述移动柱的下端固定连接有抵触板，所述抵触板上端相抵触设置有第四封堵管，所述第四封堵管固定设置在所述第一封堵管和第二封堵管的内侧壁上，其中，所述第一封堵管、第二封堵管和第四封堵管均采用弹性材质，所述第三封堵管、抵触板和第一防卡头均采用钢性材质。
5、可选的，所述第一封堵管内的管腔呈圆柱体结构，所述第二封堵管的结构呈喇叭状结构，且所述第二封堵管的上端开口直径小于下端开口直径，所述第二封堵管的下端开口直径与所述第一封堵管的直径一致；所述抵触板的上端开设有弧形槽；所述第四封堵管的内腔直径从中部开始向上和向下均逐渐增大，所述第四封堵管的内侧壁设置呈与所述抵触板相匹配的弧形结构。
6、可选的，还包括支撑机构，所述支撑机构包括沿着水平方向开设在所述移动柱上的横向通孔、沿着竖直方向开设在所述移动柱上的第一竖向通孔，以及沿着竖直方向开设在所述抵触板上的第二竖向通孔，所述横向通孔、第一竖向通孔和第二竖向通孔相连通，所述横向通孔、第一竖向通孔和第二竖向通孔内活动设置有若干个支撑杆，所述支撑杆呈“l”型结构，所述支撑杆的一端固定连接在第三封堵管的内侧壁上，所述支撑杆的另一端固定连接在第一防卡头的上端面上。
7、可选的，还包括可拆卸设于所述导流管内的过滤机构，所述过滤机构为过滤网，所述过滤机构的边缘与所述导流管的内侧壁紧密贴合，所述过滤机构的中部开设有移动通孔，所述驱动气缸臂活动插接在移动通孔内，所述驱动气缸臂外包覆有封堵膜。
8、可选的，还包括防堵机构，所述防堵机构包括与所述过滤机构下端面相互贴合的清理板组件，所述清理板组件固定设置在旋转轴上，所述旋转轴转动连接在过滤机构的下端面上，所述旋转轴活动套设在驱动气缸臂外，所述驱动气缸臂外活动套设有支撑环，所述支撑环的上端面上连接有竖向连接杆的一端，所述竖向连接杆的另一端固定连接在滑动柱上，所述滑动柱活动设置在螺旋槽内，所述螺旋槽开设在所述支撑管的外侧壁上。
9、可选的，所述清理板组件包括与所述旋转轴连接的第一清理板，以及与所述旋转轴滑动设置的第二清理板，所述第二清理板设于所述第一清理板的下方，还包括设于所述第一清理板和所述第二清理板之间，并用于所述第一清理板和所述第二清理板连接的伸缩导向组件。
10、可选的，还包括导向机构，所述导向机构包括连接在支撑环内侧壁上的导向滑块，以及开设在驱动气缸臂上的导向槽，所述导向滑块活动设置在导向槽内；还包括支撑复位机构，所述支撑复位机构的一端固定连接在导向滑块的下端面上，所述支撑复位机构的另一端固定连接在导向槽的底壁上。
11、本发明的有益效果如下：
12、本发明对现有的无人机的水体采样装置的结构进行改进，改进后的无人机的水体采样装置中增设了采集机构，采集机构的设置，既可以在收集液体后防止液体洒落的问题，又可以在导流管伸入到液体后，才打开导流管的下端开口，使得导流管中不会进入空气或环境中的其他液体，确保后续检测结果的准确性。
13、本发明中封堵机构的结构设计合理，能够与导流管内的液体配合达到更加紧密的封堵效果。具体地，在导流管内无液体存在时，第一封堵管的外径与导流管的内径大小一致，因此可实现对导流管的封堵，并且由于二者之间的摩擦力不是很大，随着牵拉的进行会使得封堵机构能够在导流管内运动，该运动过程中，第一封堵管与导流管之间的摩擦力不会发生变化；当导流管内有液体时，封堵机构的向上运动，会挤压液体，当液体被压缩到最大的压缩量时，随着驱动气缸臂的继续向上运动，会拉着移动柱相对第三封堵管向上运动，移动柱的运动，会带着抵触板挤压第四封堵管，使得第四封堵管带着第一封堵管发生形变，使得第一封堵管与导流管贴合的更加紧密，使得封堵效果更好，同时，由于第一封堵管与导流管贴合的更加紧密，使得二者之间具有更大的摩擦力，使得封堵机构在导流管内向上运动的距离具有一定的限度（该限度指封堵机构在导流管内向上停止运动的状态），该限度可以作为一个信号，该信号的存在，可用于智能控制驱动气缸。
14、所述支撑机构的设置，用于对第一封堵管、第二封堵管、第三封堵管和第一防卡头的组合结构起到支撑作用，确保该组合结构的高度不会发生改变，从而确保在抵触板的抵触下，通过第四封堵管使得第一封堵管外突，使得第一封堵管的直径变大，从而确保本发明的目的能够准确达到。
15、所述过滤机构的设置，能够对进入到收集箱内的液体进行过滤，无需在增设过滤步骤，从而降低设备的操作难度，提高设备的操作效率性。
16、在长时间的过滤下，会在过滤机构上沉积过滤物，过滤物的沉积会堵住过滤机构的孔洞，使得过滤机构无法通过液体，本发明中防堵机构的设置，能够解决上述问题，并且防堵机构的结构设计合理，在驱动气缸臂运动的过程中，即可完成自动清除过程，无需额外增设清除步骤，降低了设备的操作难度，提高了设备的高效率性能。
17、所述清理板组件的结构设计合理，可以起到防卡的作用，清理板组件包括第一清理板、第二清理板和伸缩导向组件的组合结构，该组合结构的设置，能够避免设备被卡住的情况发生。
18、所述导向机构的设置，既可以起到导向的作用，使得支撑环在封堵机构抵触下，只能沿着所述驱动气缸臂的轴线运动，同时，又可以起到限位的作用，使得支撑环只做竖直方面的运动，使得支撑环不会相对所述驱动气缸臂做旋转运动。
1.一种基于无人机的水体采样装置，其特征在于，包括与无人机本体固定连接的连接杆（1），以及与所述连接杆（1）固定连接的收集箱（2），还包括设于所述收集箱（2）上的采集机构（3），其中，所述采集机构（3）包括固定设于所述收集箱（2）内的驱动部，以及与所述驱动部连接的封堵机构（34），所述封堵机构（34）活动设于导流管（33）内，当所述驱动部驱动所述封堵机构（34）向下运动到导流管（33）外时，液体进入到所述导流管（33）内，当所述驱动部驱动所述封堵机构（34）向上运动进入到所述导流管（33）内时，实现对所述导流管（33）下端开口的封堵，以及将所述液体推入到所述收集箱（2）内进行收集。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，所述驱动部包括固定设于所述收集箱（2）内侧壁上的驱动气缸（31），所述驱动气缸（31）的驱动下端固定连接有驱动气缸臂（32），所述驱动气缸臂（32）伸入到所述导流管（33）内，且所述驱动气缸臂（32）与所述导流管（33）的中轴线重合，所述驱动气缸臂（32）竖直设置，所述驱动气缸臂（32）的下端与所述封堵机构（34）连接。
3.根据权利要求2所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，所述封堵机构（34）在所述导流管（33）的中轴线上具有相对的第一端和第二端，所述第一端固定连接有第一防卡头（35），所述第二端固定连接有第二防卡头（36），所述第二防卡头（36）固定套设在所述驱动气缸臂（32）外，其中，所述第一防卡头（35）和所述第二防卡头（36）均设置为圆头结构。
4.根据权利要求3所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，所述封堵机构（34）包括从下往上依次连接的第一封堵管（341）、第二封堵管（342）和第三封堵管（343），所述第一封堵管（341）与所述第一防卡头（35）连接，所述第一封堵管（341）、第二封堵管（342）和第三封堵管（343）内活动插接有移动柱（344），所述移动柱（344）的上端与所述驱动气缸臂（32）连接，所述移动柱（344）的下端固定连接有抵触板（345），所述抵触板（345）上端相抵触设置有第四封堵管（346），所述第四封堵管（346）固定设置在所述第一封堵管（341）和第二封堵管（342）的内侧壁上，其中，所述第一封堵管（341）、第二封堵管（342）和第四封堵管（346）均采用弹性材质，所述第三封堵管（343）、抵触板（345）和第一防卡头（35）均采用钢性材质。
5.根据权利要求4所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，所述第一封堵管（341）内的管腔呈圆柱体结构，所述第二封堵管（342）的结构呈喇叭状结构，且所述第二封堵管（342）的上端开口直径小于下端开口直径，所述第二封堵管（342）的下端开口直径与所述第一封堵管（341）的直径一致；所述抵触板（345）的上端开设有弧形槽；所述第四封堵管（346）的内腔直径从中部开始向上和向下均逐渐增大，所述第四封堵管（346）的内侧壁设置呈与所述抵触板（345）相匹配的弧形结构。
6.根据权利要求4所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，还包括支撑机构（4），所述支撑机构（4）包括沿着水平方向开设在所述移动柱（344）上的横向通孔（41）、沿着竖直方向开设在所述移动柱（344）上的第一竖向通孔（42），以及沿着竖直方向开设在所述抵触板（345）上的第二竖向通孔（43），所述横向通孔（41）、第一竖向通孔（42）和第二竖向通孔（43）相连通，所述横向通孔（41）、第一竖向通孔（42）和第二竖向通孔（43）内活动设置有若干个支撑杆（44），所述支撑杆（44）呈“l”型结构，所述支撑杆（44）的一端固定连接在第三封堵管（343）的内侧壁上，所述支撑杆（44）的另一端固定连接在第一防卡头（35）的上端面上。
7.根据权利要求2所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，还包括可拆卸设于所述导流管（33）内的过滤机构（5），所述过滤机构（5）为过滤网，所述过滤机构（5）的边缘与所述导流管（33）的内侧壁紧密贴合，所述过滤机构（5）的中部开设有移动通孔（6），所述驱动气缸臂（32）活动插接在移动通孔（6）内，所述驱动气缸臂（32）外包覆有封堵膜。
8.根据权利要求7所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，还包括防堵机构（7），所述防堵机构（7）包括与所述过滤机构（5）下端面相互贴合的清理板组件（71），所述清理板组件（71）固定设置在旋转轴（72）上，所述旋转轴（72）转动连接在过滤机构（5）的下端面上，所述旋转轴（72）活动套设在驱动气缸臂（32）外，所述驱动气缸臂（32）外活动套设有支撑环（77），所述支撑环（77）的上端面上连接有竖向连接杆（76）的一端，所述竖向连接杆（76）的另一端固定连接在滑动柱（75）上，所述滑动柱（75）活动设置在螺旋槽（74）内，所述螺旋槽（74）开设在所述支撑管（73）的外侧壁上。
9.根据权利要求8所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，所述清理板组件（71）包括与所述旋转轴（72）连接的第一清理板（711），以及与所述旋转轴（72）滑动设置的第二清理板（712），所述第二清理板（712）设于所述第一清理板（711）的下方，还包括设于所述第一清理板（711）和所述第二清理板（712）之间，并用于所述第一清理板（711）和所述第二清理板（712）连接的伸缩导向组件（713）。
10.根据权利要求7所述的基于无人机的水体采样装置，其特征在于，还包括导向机构（8），所述导向机构（8）包括连接在支撑环（77）内侧壁上的导向滑块（81），以及开设在驱动气缸臂（32）上的导向槽（82），所述导向滑块（81）活动设置在导向槽（82）内；还包括支撑复位机构（9），所述支撑复位机构（9）的一端固定连接在导向滑块（81）的下端面上，所述支撑复位机构（9）的另一端固定连接在导向槽（82）的底壁上。
