无人机的抽吸管绕管机构的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机的抽吸管绕管机构。

背景技术：

随着环境保护的日益重视，针对于湖泊或者滩涂地等场所的环境监测时，在实施对污泥进行分析时，能够有效获取所在区域的水体及土壤的情况，进而可以有效获得水体或者土壤的污染源及分析出污染的原因。受制于湖泊或者滩涂的水域或者淤泥过大的问题，在实施对水体或者土壤取样操作时，只能沿着湖泊或者滩涂周边的位置进行污泥或者水体样品的采样，进而针对于整个湖泊或者滩涂污染情况判定时存在严重的数据不准确的情况，现有技术中也有针对于污泥采样的取样遥控船，然而受制于遥控船本身航行条件所限，针对于污泥或者水泥采样时，还始终受限于采样区域的地理条件，总归造成采样数据不准确的情况。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无人机的抽吸管绕管机构，能够针对不同区域进行样品的采集，能够有效提高数据采样的准确性。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种无人机的抽吸管绕管机构，包括无人机机体，所述无人机机体上设置有垂吊机构，所述垂吊机构上设置有用于抽吸污泥或者水体的抽吸管，所述抽吸管的管端与抽吸机构连通，所述垂吊机构上设置有配重坨，所述抽吸管设置在配重坨上，所述抽吸管随着配重坨竖直方向移动；所述抽吸管设置在绕管机构上，所述抽吸管随着配重坨向下移动时，所述绕管机构释放抽吸管随着配重坨竖直向下移动，所述抽吸管随着配重坨向上移动时，所述绕管机构实施对抽吸管的同步绕制。

本发明还存在如下特征：

所述无人机机体的下方设置有容纳腔室，所述垂吊机构包括设置在容纳腔室内的垂吊辊杆，所述垂吊辊杆水平布置且杆身设置有绕线辊，所述绕线辊与垂吊辊杆同心布置，所述绕线辊上设置有垂吊线，所述垂吊线的一端与配重坨连接，驱动单元驱动绕线辊转动且实施对垂吊线收纳及释放。

所述垂吊辊杆转动式设置在无人机机体上，所述垂吊辊杆的杆端设置有棘轮，所述棘轮的旁侧设置有棘爪，所述棘爪与棘轮配合，所述棘爪通过转轴设置在支撑辊杆上，所述支撑辊杆与驱动单元连接。

所述垂吊辊杆的杆端套设有支撑轴承，所述支撑辊杆与垂吊辊杆的连接端设置有腔体，所述支撑轴承的外圈与腔体内壁抵靠配合。

所述支撑辊杆转动式设置在无人机机体上，所述支撑辊杆的杆端设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与过渡齿轮啮合，所述过渡齿轮与驱动电机连接。

所述配重坨包括上端的圆锥台段及下端的方柱段，所述圆锥台段的外壁周向方向设置有环形卡槽，所述容纳腔室内设置有锁销，所述锁销用于与环形卡槽构成插接及分离配合。

所述锁销水平滑动设置在无人机机体上，所述锁销的一端伸出至容纳腔室内且突出至容纳腔室的内壁位置，所述锁销伸出无人机机体的一端套设有锁定弹簧，所述锁定弹簧的两端分别与无人机机体及锁销的一端抵靠。

所述锁销伸出无人机机体的一端设置有驱动圈，所述驱动圈与支撑辊杆偏心布置。

所述驱动齿轮的一端设置有拨动棘齿，所述拨动棘齿与拨动棘爪配合，所述拨动棘爪通过铰接轴转动式设置在拨动辊上，所述拨动辊与支撑辊杆同心布置，所述拨动辊上设置有拨动杆，所述拨动杆与拨动辊垂直布置，所述拨动杆与驱动圈抵靠或分离。

所述拨动板上设置有拨动滚轮，所述拨动滚轮的轮芯水平且轮缘与方柱段外壁抵靠或分离。

所述配重坨的下端方柱段下端设置有半球形面，所述半球形面的下端位置开设有沟，所述沟的底部设置有通孔，所述通孔沿着配重坨轴向方向贯穿布置，所述抽吸管插置在通孔内且竖直向上延伸。

本发明取得的技术效果为：该污泥采样无人机在实施对指定区域污泥采样时，通过遥控设备将无人机悬停在指定水域或者滩涂地上方位置，而后启动垂吊机构，使得抽吸管下降至水面下方或则会滩涂地位置，以实施对水面以下或者滩涂地的污泥抽吸作业，抽吸出来的污泥抽出至样品管内，进而实施对污泥的收集操作，该无人机能够针对水域或者滩涂地不同位置的污泥进行抽吸操作，操作方便，在实施对不同位置样品抽吸出来的污泥进行成分分析，从而可有效确保所测区域的数据准确性。

附图说明

图1是污泥采样无人机的俯视图；

图2是污泥采样无人机的主视图；

图3和图4是污泥采样无人机的两种视角结构示意图；

图5和图6是配重坨的两种视角结构示意图；

图7和图8是无人机机体的两种视角结构示意图；

图9是无人机机体的剖面视图；

图10和图11是污泥采样无人机移出机壳及旋翼后的两种视角结构示意图；

图12和图13是污泥采样无人机的无人机体内的结构两种视角结构示意图；

图14是污泥采样无人机的部分结构主视图；

图15和图16是图14的两种视角结构示意图；

图17是垂吊辊杆剖开后的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。如在本文中所使用，术语“平行”和“垂直”不限于其严格的几何定义，而是包括对于机加工或人类误差合理和不一致性的容限；

下面结合整个污泥采样无人机，对本发明的无人机的抽吸管绕管机构作详尽的说明：

结合图1至图17所示，下面详尽说明该污泥采样无人机的具体特征：

一种污泥采样无人机，包括无人机机体10，所述无人机机体10上设置有垂吊机构，所述垂吊机构上设置有用于抽吸污泥或者水体的抽吸管20，所述抽吸管20的管端与抽吸机构连通，所述抽吸机构由于将样品抽出至样品管30内；

在实施对指定区域的水平或者滩涂地的污泥进行采样操作时，通过遥控设备，使得无人机飞跃至指定的区域上方，并且进行有效的悬停，而后启动垂吊机构，使得抽吸管20随着垂吊机构下降至指定区域的水面下方或者滩涂地的污泥位置，启动抽吸机构，使得污泥通过抽吸管20进入样品管30内，进而实施对污泥的采样操作，当抽吸管20对样品采样完毕后，垂吊机构复位，使得抽吸管20向上收起，使得无人机飞回，进而完成对污泥的采样，该无人机能够针对水域或者滩涂地不同位置的污泥进行抽吸操作，操作方便，在实施对不同位置样品抽吸出来的污泥进行成分分析，从而可有效确保所测区域的数据准确性。

作为本发明的优选方案，所述垂吊机构上设置有配重坨40，所述抽吸管20设置在配重坨40上，所述抽吸管20随着配重坨40竖直方向移动；

为确保抽吸管20能够有效实施对指定水域位置的水面下方的污泥进行抽取，抽吸管20与配重坨40安装在一体，当垂吊机构实施对配重坨40的释放时，使得抽吸管20跟随配重坨40一道下降至水面下方位置，从而使得抽吸管20能够有效与水面以下的污泥接触，进而能够有效实施对水面以下的污泥进行抽取操作，进而确保污泥采样的有效性。

具体地，所述抽吸管20设置在绕管机构上，所述抽吸管20随着配重坨40向下移动时，所述绕管机构释放抽吸管20随着配重坨40竖直向下移动，所述抽吸管20随着配重坨40向上移动时，所述绕管机构实施对抽吸管20的同步绕制；

在配重坨40的重力作用下，使得抽吸管20跟随配重坨40一道下降至水面下方的污泥位置，当抽吸管20随着配重坨40下降时，抽吸管位于绕管机构上一同向下，使得抽吸管呈现展直的状态，避免抽吸管20出现弯折而无法实现管路的有效导通性，从而确保污泥能够有效抽吸至样品管30内；当抽吸完毕后，垂吊机构复位，抽吸管20随着配重坨40的上升而卷绕在绕管机构上，进而实现对样品管30的收纳操作，确保下一次抽吸管20能够呈现展平的状态下降至水面下方位置，以确保下一次的样品抽取操作。

更为具体地，所述无人机机体10的下方设置有容纳腔室11，所述垂吊机构包括设置在容纳腔室11内的垂吊辊杆12，所述垂吊辊杆12水平布置且杆身设置有绕线辊13，所述绕线辊13与垂吊辊杆12同心布置，所述绕线辊13上设置有垂吊线14，所述垂吊线14的一端与配重坨40连接，驱动单元驱动绕线辊13转动且实施对垂吊线14收纳及释放；

在实施对水面下方的污泥抽取操作时，驱动单元启动，使得绕线辊13转动，进而实施对垂吊线14的收卷操作，进而实现对配重坨40的竖直放下及提升操作；

在实施对配重坨40释放时，配重坨40随着绕线辊13转动迅速下降至水面以下，进而能够有效将抽吸管20下降至水面下方的污泥内，以确保抽吸管20实施对污泥的抽吸操作，以实施对污泥的收集取样。

为使得配重坨40伸入容纳腔室11内后，以实施对配重坨40的维护，所述容纳腔室11的位置设置有门板15，所述门板15的一侧与容纳腔室11的一侧铰接且铰接轴水平布置，所述门板15与容纳腔室11构成开启或者关闭动作对应配重坨40从容纳腔室11导出或者导入动作；

当配重坨40在绕线辊13的绕制作用下，伸入容纳腔室11内后，所述的门板15实施对容纳腔室11的开口的关闭，以实施对容纳腔室11的围合，当配重坨40从容纳腔室11导出至水面以下，且实施对污泥的抽吸操作时，门板15打开，使得配重坨40自由下降至水面以下的污泥上方，进而启动抽吸机构，利用抽吸管20以实施对水面下方污泥的抽吸操作。

更为具体地，所述垂吊辊杆12转动式设置在无人机机体10上，所述垂吊辊杆12的杆端设置有棘轮121，所述棘轮121的旁侧设置有棘爪122，所述棘爪122与棘轮121配合，所述棘爪121通过转轴设置在支撑辊杆123上，所述支撑辊杆123与驱动单元连接；

上述的垂吊辊杆12两端转动式设置在无人机机体10上，并且垂吊辊杆12两端通过棘爪122及棘轮121构成单向的转动配合，当实施对配重坨40的释放时，配重坨40拉动垂吊线14，使得垂吊辊杆12位于无人机机体10上转动，进而实施对配重坨40的释放，当释放至水面下方位置后，启动抽吸机构，使得污泥从抽吸管20抽吸至样品管30内，完成对样品的采样操作，当污泥样品抽出至样品管30内后，启动驱动单元，使得棘爪122及棘轮121构成单向的转动配合，进而连动垂吊辊杆12同步转动，以实施对配重坨40的提升作业，而后绕管机构实施对抽吸管20的同步绕制，进而实现对抽吸管20及配重坨40的收取操作。

为实施对垂吊辊杆12一端与支撑辊杆123一端的转动支撑连接，所述垂吊辊杆12的杆端套设有支撑轴承124，所述支撑辊杆123与垂吊辊杆12的连接端设置有腔体1211，所述支撑轴承124的外圈与腔体1211内壁抵靠配合；

上述的支撑辊杆123一端的支撑轴承124的外圈与腔体1211内壁抵靠，进而使得支撑辊杆123与垂足辊杆12构成转动配合，进而使得支撑辊杆123与垂足辊杆12构成单向的转动配合，以使得配重坨40在支撑辊杆123自由状态下呈现自由释放的状态，当支撑辊杆123反转时，使得支撑辊杆123与垂足辊杆12呈现单向的止转状态，以实施对配重坨40的垂吊线14的绕制，进而实施对配重坨40的提升操作，完成对配重坨40及抽吸管20的收纳作业。

为实施对支撑辊杆123的转动支撑，以及对支撑辊杆123的驱动，所述支撑辊杆123转动式设置在无人机机体10上，所述支撑辊杆123的杆端设置有驱动齿轮125，所述驱动齿轮125与过渡齿轮126啮合，所述过渡齿轮126与驱动电机127连接。

更为具体地，下面详细介绍配重坨40是如何有效的固定在容纳腔室11内，避免配重坨40随意从容纳腔室11掉落下来，所述配重坨40包括上端的圆锥台段41及下端的方柱段42，所述圆锥台段41的外壁周向方向设置有环形卡槽411，所述容纳腔室11内设置有锁销16，所述锁销16用于与环形卡槽411构成插接及分离配合；

在实施对导入容纳腔室11内的配重坨40的固定，上述的锁销16的端部与环形卡槽411构成卡接配合，进而实施对配重坨40的固定，避免配重坨40随意从容纳腔室11的开口掉落下来。

更为优选地，所述锁销16水平滑动设置在无人机机体10上，所述锁销16的一端伸出至容纳腔室11内且突出至容纳腔室11的内壁位置，所述锁销16伸出无人机机体10的一端套设有锁定弹簧17，所述锁定弹簧17的两端分别与无人机机体10及锁销16的一端抵靠；

上述的锁销16在正常装下在，在锁定弹簧17的复位力下，锁销16的端部伸出至容纳腔室11内，进而使得锁销16的端部伸出至锁销16的端部配重坨40的环形卡槽411内，进而实现对配重坨40的固定，避免配重坨40随意从容纳腔室11的开口掉落下来；

为使得锁销16能够有效与环形卡槽411脱离，以确保配重坨40能够顺利的从容纳腔室11的开口掉落下来，所述锁销16伸出无人机机体10的一端设置有驱动圈161，所述驱动圈161与支撑辊杆123偏心布置。

更为具体地，为使得配重坨40能够顺利的从容纳腔室11的开口顺利掉落下来，所述驱动齿轮125的一端设置有拨动棘齿1251，所述拨动棘齿1251与拨动棘爪1252配合，所述拨动棘爪1252通过铰接轴转动式设置在拨动辊1253上，所述拨动辊1253与支撑辊杆123同心布置，所述拨动辊1253上设置有拨动杆1254，所述拨动杆1254与拨动辊1253垂直布置，所述拨动杆1254与驱动圈161抵靠或分离；

为使得锁销16的端部与容纳腔室11的内壁形成避让，以使得配重坨40从容纳腔室11的开口掉落下来，上述的驱动电机127反向启动，拨动棘齿1251与拨动棘爪1252配合构成单向的转动配合，使得拨动辊1253与支撑辊杆123同步转动，进而连动拨动杆1254与驱动圈161抵靠，使得锁销16的端部与容纳腔室11的内壁形成避让，在配重坨40的重力作用下，使得配重坨40从容纳腔室11的开口掉落下来，驱动电机127停止，使得支撑辊杆123处在自由的转动状态，进而使得配重坨40连动抽吸管20下降至水面以下，以实施对污泥的抽吸操作；

更为优选地，为实施对容纳腔室11的开口位置的封堵，所述门板15上板面延伸设置有拨动板151，所述拨动板151与门板15为钝角，所述拨动板151与方柱段42外壁抵靠或分离，所述拨动板151与方柱段42外壁抵靠时，所述门板15实施对容纳腔室11开口位置的封堵，所述拨动板151与方柱段42外壁分离时，所述门板15呈现板面竖直状；

所述拨动板151上设置有拨动滚轮152，所述拨动滚轮152的轮芯水平且轮缘与方柱段42外壁抵靠或分离；

所述门板15在自由状态下，门板15呈现竖直的状态，当配重坨40竖直向上收起时，所述拨动滚轮152与方柱段42外壁抵靠，进而连动门板15绕铰接轴转动，直至拨动板151与方柱段42抵靠，从而使得门板15呈现水平状态，以实施对容纳腔室11开口的封堵作业，当配重坨40竖直向下移动时，使得门板15绕铰接轴转动，使得容纳腔室11呈现打开状态。

所述配重坨40的下端方柱段42下端设置有半球形面43，所述半球形面43的下端位置开设有沟431，所述沟431的底部设置有通孔432，所述通孔432沿着配重坨40轴向方向贯穿布置，所述抽吸管20插置在通孔432内且竖直向上延伸；

上述的配重坨40下降至水面下方或者滩涂地的泥潭内后，半球形面43使得配重坨40呈现竖直的状态，污泥导入配重坨40的沟431内，启动抽吸机构，可有效实施对位于沟431内的污泥的抽吸操作，并且实施对配重坨40的起吊操作时，能够减少由于污泥对配重坨40的负压而出现的起吊不便的问题。

更为具体地，为实施对抽吸管20的绕制及释放，确保抽吸管20展开时呈现导通状态，避免抽吸管20出现弯折而产生的导通不畅的问题，所述绕管机构包括设置在无人机机体10的容纳腔室11内的绕管轴18，所述绕管轴18水平布置，所述绕管轴18两端转动式设置在上无人机机体10且杆身上设置有绕管架181，所述绕管架181实施对抽吸管20的绕管操作，所述绕管轴18与垂吊辊杆12之间设置有连动单元，所述连动单元使得绕管轴18与垂吊辊杆12之间同步且反向转动；

上述的抽吸管20绕制在绕管架181上，启动驱动电机127，使得垂吊辊杆12转动的过程中，连动绕管轴18转动，进而使得抽吸管20绕制在绕管架181上，使得配重坨40上升收纳的过程中，抽吸管20能够跟随配重坨40上升收纳的时候，而是吸纳对抽吸管20的卷绕操作，简化整个无人机的结构，减少无人机的动力输入。

更为优选地，为实现垂吊辊杆12与绕管轴18直线呈现单向的转动状态，而反向的相对转动状态，所述垂吊辊杆12上设置有单向棘齿圈128，所述绕管轴18上设置有连动齿轮182，连动齿轮182与所述单向棘齿圈128啮合；

当垂吊辊杆12转动，实施对配重坨40反向收纳的过程中，所述连动齿轮182与所述单向棘齿圈128啮合，使得卷绕轴18与垂足辊杆12同步转动，从而连动抽吸管20随着卷绕轴18的转动而实现收纳操作；

当实现的对配重坨40的释放操作时，所述卷绕轴18与垂足辊杆12构成单向转动的状态，抽吸管20跟随卷绕轴18也同步自由转动，进而实现对配重坨40的及抽吸管20的同步释放，以使得配重坨40释放至水面下方的污泥上方，以实施对污泥的抽吸作业；

更为具体地，为实施对抽吸管20的安装排布，所述绕管架181上设置有供抽吸管20穿过的避让缺口1811，所述抽吸机构包括设置在无人机机体10上的抽吸泵50，所述抽吸泵50的抽吸口与抽吸管20的一端连通，所述抽吸泵50的出口与样品管30连通。

更为具体地，为方便实施对抽吸好的样品管30的更换，以及对样品管30的固定，所述无人机机体10上设置有用于安装样品管30的样品架60，所述样品架60整体呈管状结构，所述样品架60上平行间隔设置有多个样品出口61，所述样品管30与样品出口61构成可拆卸式连接，所述述抽吸泵50的出口与样品架60的一端管口连通；

通过设置在样品架60上的多个样品出口61，使得样品管30位于样品架61上排布多个，进而可实现对多个样品的抽吸作业，确保样品的可靠性。

具体地，所述样品出口61为橡胶塞结构，所述安装样品管30与橡胶塞构成插接配合，所述样品架60的下方还设置有支撑架62，所述样品管30的下端抵靠在支撑架62上；

在实施对污泥抽吸操作时，无人机飞行至指定区域的上方位置，而后通过无人机上设置的超声波测距器，测定水面污泥与无人机的高度，而后降低至合适的高度并且悬停，而后将配重坨40连同抽吸管20释放至水面下方位置，进而实现对污泥的抽吸操作，而后配重坨40及抽吸管20复位，无人机飞离取样区域，以获得可靠的污泥样品。

污泥采样方法，所述污泥采样方法包括如下步骤：

第一步、通过遥控器控制无人机飞行至指定采集区域上方位置，通过无人机上设定的超声波测距仪测得无人机与水面的距离，调整无人机与水面的高度；

第二步、启动垂吊机构，使得配重坨40连同抽吸管20一同下降至水面以下，使得配重坨40放置在水面的污泥上；

第三步、启动抽吸机构，使得污泥从抽吸管20抽出至样品管30内，以实施污泥样品的抽吸操作；

第四步、启动垂吊机构，使得配重坨40连同抽吸管20一同上升，并且使得配重坨40伸入无人机机体10的容纳腔室11内；

第五步、通过遥控器控制无人机飞离采集区域，并且使得无人机停机，将样品管30从无人机机体10上拆卸下来，以实施对污泥的成分进行检测，获知污泥的成分信息。

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