用于河道流量及水质监测的无人机设备的制作方法

本实用新型涉及河道流量及水质监测技术领域，尤其涉及用于河道流量及水质监测的无人机设备。

背景技术：

水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、ph值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。

当前，我国水环境水质监测技术取得了较快速的发展，当前我国水质监测技术主要以理化监测技术为主，包括化学法、电化学法、原子吸收分光度法、离子选择电极法、离子色谱法等，其中离子选择电极法、化学法在国内外水质常规监测中还普遍被采用，近几年来生物监测、遥感监测技术也被应用到了水质监测中。

在现有的监测方案中，监测方案的总体构思包括：设计监测网点，安排采样时间和频率，选定采样和保存方法，选定分析测定技术，提出监测报告要求等，在监测过程中，根据监测目的不同选用合适的监测仪器。现有技术中的这种监测方法，均需要从监测网点进行采样，采样地点、采样频率均需要设定，而且由于监测网点的实际环境的不同，采样难度较大；而且，样本采集完成后，还需要严格按照科学的保存方法进行保存，稍有不当还会影响到监测结果的准确性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供用于河道流量及水质监测的无人机设备，以解决现有技术中的采样难度较大、由于样本保存不当导致监测结果准确性较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型的用于河道流量及水质监测的无人机设备所采用的技术方案是：

用于河道流量及水质监测的无人机设备，包括：

机身；

机翼：固定在机身上方，至少设置有三个，机翼旋转以实现无人机起飞；

支腿：固定于机身下方，当无人机降落时支撑在地面上；

摄像头：固定在机身下方，以在无人机起飞后对水面进行拍摄监测；

安装壳体：固定在机身下方，且设置在摄像头的后方，安装壳体的下壳体向上凹陷形成凹槽；

监测头：设置在安装壳体下方，监测头相对于安装壳体伸缩设置，当无人机飞至监测水面以上时，监测头伸入水中进行水质监测，当无人机飞离监测水面时，监测头向上回缩至所述凹槽中；

推进筒：设置在安装壳体的下方，推进筒相对于安装壳体伸缩设置，当无人机飞至监测水面以上时，推进筒伸入水中进行旋进，当无人机飞离监测水面时，推进筒向上缩回至所述凹槽中。

上述技术方案的有益效果是：需要监测水流量或者水质时，无人设备将会飞行至监测网点所在的水面上，然后，监测头和推进筒向下伸入水中，监测头进行监测，推进筒负责在水中旋进，能够在监测网点进行实施监测，不仅避免了采样时难度较大的问题，而且也避免了采样后进行样本保存，能够在监测网点进行实时监测，监测结果更真实准确。

进一步的，所述监测头和推进筒均固定在安装支架上，安装支架与安装壳体之间设置有伸缩装置，当伸缩装置收缩后，安装支架、监测头和推进筒均位于凹槽中。

有益效果：监测头和推进筒能够同时进行伸缩。

进一步的，所述安装壳体中设置有支撑板，支撑板将安装壳体内部划分为上部空间和下部空间；所述伸缩装置包括安装筒、伸缩筒、固定板、伸缩电机、驱动块、丝杠；安装筒固定在上部空间且垂直于支撑板，安装筒的下端贯穿支撑板，固定板固定在安装筒的内侧上部，伸缩电机固定在固定板的顶部，丝杠穿过固定板与伸缩电机的输出轴固定，丝杠的顶部通过轴承与固定板转动连接，驱动块的中部设置有螺纹孔，驱动块通过螺纹孔与丝杠螺纹连接，驱动块与伸缩筒的内壁固定，伸缩筒套接在安装筒的内侧，伸缩筒的外侧对称固定有限位条，安装筒内侧设有与限位条相适配的滑槽，限位条滑动连接在滑槽内，伸缩筒的下端与安装支架固定连接。

有益效果：方便实现通过在安装壳体中设置支撑板以及伸缩装置，实现了监测头和推进筒的同步升降，安装壳体中的结构设置能够增加安装壳体的结构强度。

进一步的，所述监测头的外侧设有防护罩，监测头通过防护罩固定，防护罩上设置有过滤孔。

有益效果：能够对待监测水中的较大的杂质进行过滤，避免水中杂质对监测头的监测造成干扰。

进一步的，所述推进筒中设置有推进电机和螺旋桨，推进电机的输出轴旋转带动螺旋桨转动。

有益效果：当无人机设备在水中移动时，推进筒的电机带动螺旋桨旋转，使无人机在水下产生负压，从而推动无人机在水中的移动。

所述推进筒的两端分别固定有过滤网。

有益效果：避免待检测水中的杂物进入推进筒，从而影响螺旋桨的正常旋转。

所述摄像头通过u型筒固定在机身下方，u型筒的底壁上开设有通孔，通孔穿设有连接杆，连接杆的顶端固定有挡止板，连接杆的下端从u型筒中伸出并与摄像头固定连接，连接杆上套设有弹簧，弹簧设置在挡止板与u型筒的底壁之间。

有益效果：当无人机在飞行过程中遇到较大波动时，设置在挡止板与u型筒底壁之间的弹簧能够吸收冲击能量，使摄像头始终处于一种比较稳定的状态，避免无人机在遇到较大波动时影响摄像头的正常拍摄。

进一步的，所述挡止板与u型筒的内筒壁之间设置有滚珠，u型筒与挡止板导向滑动配合。

有益效果：使挡止板与u型筒内筒壁之间的相对运动更加顺滑，避免挡止板发生倾斜与u型筒内壁面之间卡止。

所述机翼设置有四个，四个机翼相对于机身前后方向和左右方向轴对称设置。

有益效果：使机翼产生的升力相对于机身更加对称，保证无人机在起飞时更加平稳。

所述机身的下侧安装有用于检测无人机设备距离水面的距离的液位传感器。

有益效果：方便测量无人机机身距离水面的距离，从而方便实现监测头、推进筒向下伸出进行控制。

附图说明

图1是本实用新型的用于河道流量及水质监测的无人机设备的结构示意图；

图2是图1中用于河道流量及水质监测的无人机设备的俯视图；

图3是图1中的用于河道流量及水质监测的无人机设备的部分剖视图；

图4是图3中的用于河道流量及水质监测的无人机设备中的安装壳体的放大图；

图5是图1中的用于河道流量及水质监测的无人机设备的另一状态的部分剖视图；

图6是图5中的用于河道流量及水质监测的无人机设备中的安装壳体的放大图。

附图标记：1-机身；2-支腿；3-安装壳体；4-机翼；5-安装支架；6-监测头；7-推进筒；8-支撑板；9-伸缩装置；10-伸缩电机；11-安装筒；12-驱动块；13-丝杠；14-底板；15-伸缩筒；16-上部空间；17-下部空间；18-防护罩；19-摄像头。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的用于河道流量及水质监测的无人机设备作进一步详细描述：

如图1和图2所示，本实用新型的用于河道流量及水质监测的无人机设备包括机身1，机身1上方固定设置有机翼4，机械设置有四个，四个机翼4相对于机身1前后方向、左右方向呈轴对称布置。机身1下方固定设置有支腿2，支腿2设置有四个，四个支腿2相对于机身1前后方向、左右方向呈轴对称布置。在机身1下方固定设置有摄像头19，以在无人机起飞后对水面进行拍摄监测，具体的，摄像头19通过u型筒固定在机身1下方，u型筒的底壁上开设有通孔，通孔中穿设有连接杆，连接杆的位于u型筒中的顶端固定设置有挡止板，连接杆的位于u型筒外的底端与摄像头19固定连接，连接杆上套设有弹簧，弹簧设置在挡止板与u型筒的底壁之间，从而在无人机受到较大冲击时，弹簧能够吸收冲击能量，避免冲击对摄像头19的稳定性造成影响，从而影响摄像头19拍摄画面的质感。在挡止板的朝向u型筒内筒壁的侧面上设置有凹槽，凹槽中设置有滚珠，当挡止板安装好以后，滚珠设置在挡止板与u型筒的内筒壁之间，从而使挡止板能够在u型筒的内壁面导向滑动。

如图3和图4所示，在机身1下方固定设置有安装壳体3，并且安装壳体3设置在摄像头19的后方，安装壳体3的下壳壁向上凹陷形成凹槽，安装壳体3通过伸缩装置9与安装支架5连接，安装支架5上固定设置有监测头6和推进筒7，监测头6设置有一个且设置在安装支架5的中间位置，推进筒7设置有两个，两个推进筒7对称布置在监测的左右两侧。当伸缩装置9收缩后，安装支架5、监测头6和推进筒7均位于凹槽中。

具体的，安装壳体3中设置有支撑板8，支撑板8将安装壳体3内部空间划分为上部空间16和下部空间17；伸缩装置9包括安装筒11、伸缩筒15、固定板、伸缩电机10、驱动块12、丝杠13；安装筒11固定在安装壳体3的上部空间16且垂直于支撑板8，安装筒11的下端贯穿支撑板8且伸向安装壳体3的下部空间17，伸缩筒15套接在安装筒11的内侧，伸缩筒15的外侧对称固定有限位条，安装筒11内侧设有与限位条相适配的滑槽，限位条滑动连接在滑槽内，伸缩筒15的下端与安装支架5固定连接。固定板固定在安装筒11的内侧上部，伸缩电机10固定在固定板的顶部，丝杠13穿过固定板且与伸缩电机10的输出轴固定，丝杠13的顶部通过轴承与固定板转动连接，丝杠13的底部固定设置有底板14。驱动块12的中部设置有螺纹孔，驱动块12通过螺纹孔与丝杠13螺纹连接，驱动块12与伸缩筒15的内壁固定连接。

监测头6的外侧设置有防护罩18，监测头6通过防护罩18固定在机身1上，防护罩18上设置有过滤孔，用于对待监测的水中对较大的杂质进行过滤，避免水中的杂质对监测头6的监测造成影响。推进筒7中设置有推进电机和螺旋桨，推进电机的输出轴旋转带动螺旋桨转动。为了避免水进入推进筒7中影响推进电机工作，在推进筒7中设置有密封空间，推进电机设置在密封空间中，对螺旋桨的旋转造成干扰，在推进筒7的两端分别固定有过滤网。

机身1的下侧安装有液位传感器，液位传感器用于检测无人机设备距离水面的距离，液位传感器与控制器控制连接，不仅如此，控制器还与伸缩电机10和推进电机控制连接。如图5和图6所示，当无人机起飞，到达水面检测点后，无人机向下移动，当液位传感器检测到无人机靠近水面一定距离时，控制器控制伸缩电机10工作，从而使安装支架5相对于安装壳体3向下移动，此时，监测头6和推进筒7的高度低于支腿的下端高度，监测头6和推进筒7进入水中，而支腿侧不会伸入水中，避免水流对无人机支腿造成阻碍，使无人机千斤受阻。监测头6对监测点的水进行监测，推进筒7中的推进电机工作，推进电机带动螺旋桨旋转，使无人机在监测点进行一定范围的移动。当监测完成后，无人机向上移动，当液位传感器检测到无人机远离水面一定距离时，控制器控制伸缩电机10工作，使安装支架5相对于安装壳体3向上移动，使安装支架5、监测头6、推进筒7缩回安装壳体3的凹槽中，使凹槽对安装支架5、监测头6、推进筒7进行保护，避免无人机落地时压坏监测头6和推进筒7。

上述实施例中，所述监测头和推进筒均固定在安装支架上，安装支架与安装壳体之间设置有伸缩装置，当伸缩装置收缩后，安装支架、监测头和推进筒均位于凹槽中，其他实施例中，可以不设置安装支架，而在监测头和推进筒上分别设置伸缩装置，当与监测头连接的伸缩装置收缩时，监测头缩回至凹槽中，当与推进筒连接的伸缩装置收缩时，推进筒缩回至凹槽中。

上述实施例中，所述安装壳体中设置有支撑板，支撑板将安装壳体内部划分为上部空间和下部空间；所述伸缩装置包括安装筒、伸缩筒、固定板、伸缩电机、驱动块、丝杠；安装筒固定在上部空间且垂直于支撑板，安装筒的下端贯穿支撑板，固定板固定在安装筒的内侧上部，伸缩电机固定在固定板的顶部，丝杠穿过固定板与伸缩电机的输出轴固定，丝杠的顶部通过轴承与固定板转动连接，驱动块的中部设置有螺纹孔，驱动块通过螺纹孔与丝杠螺纹连接，驱动块与伸缩筒的内壁固定，伸缩筒套接在安装筒的内侧，伸缩筒的外侧对称固定有限位条，安装筒内侧设有与限位条相适配的滑槽，限位条滑动连接在滑槽内，伸缩筒的下端与安装支架固定连接；其他实施例中，伸缩装置还可以采用伸缩缸。

上述实施例中，所述监测头的外侧设有防护罩，监测头通过防护罩固定，防护罩上设置有过滤孔；其他实施例中，监测头的外侧还可以不设置防护罩。

上述实施例中，所述推进筒中设置有推进电机和螺旋桨，推进电机的输出轴旋转带动螺旋桨转动；其他实施例中，旋进筒中还可以仅设置螺旋桨，此时，无人机向前移动，使水经过螺旋桨，达到螺旋桨的旋转。

上述实施例中，所述推进筒的两端分别固定有过滤网；其他实施例中，推进筒的两端还可以不设置过滤网。

上述实施例中，所述摄像头通过u型筒固定在机身下方，u型筒的底壁上开设有通孔，通孔穿设有连接杆，连接杆的顶端固定有挡止板，连接杆的下端从u型筒中伸出并与摄像头固定连接，连接杆上套设有弹簧，弹簧设置在挡止板与u型筒的底壁之间；其他实施例中，摄像头还可以直接固定在机身的下方，而不设置减震结构。

上述实施例中，所述挡止板与u型筒的内筒壁之间设置有滚珠，u型筒与挡止板导向滑动配合；其他实施例中，在挡止板与u型筒的内筒壁之间还可以不设置滚珠。

上述实施例中，所述机翼设置有四个，四个机翼相对于机身前后方向和左右方向轴对称设置；其他实施例中，机翼还可以设置六个，六个机翼沿着机身周向间隔设置。

上述实施例中，所述机身的下侧安装有用于检测无人机设备距离水面的距离的液位传感器；其他实施例中，机身的下侧还可以不安装液位传感器，而通过摄像头拍摄的画面还进行无人机距离水面距离的判断。