一种无人机挂载的泵吸式水样采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及水样采集技术领域，尤其涉及一种无人机挂载的泵吸式水样采集装置。


背景技术：

2.现阶段，无人机水样采集装置在河流湖泊的水质监测中广泛使用，但目前市面上的采水装置缺少采集水管的收放机构，容易造成采水过程中产生不稳定影响，导致精度降低。目前公开号为cn105842009a的专利公开了“水质监测无人机水样采集装置”,其通过在无人机的下方设置采水装置,实现了对湖泊中水样的自动采集，不再需要工作人员乘船去采集水样，有效的减轻了工作人员的劳动强度，为湖泊水样采集带来了便利；但其在实际应用有一些不足，如：没有解决水管的收放问题，且进行多次采样时没有对水管进行润洗，容易造成水样混杂，导致精度降低。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种无人机挂载的泵吸式水样采集装置，用于解决背景技术中提到的问题。
4.本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种无人机挂载的泵吸式水样采集装置,包括双轴步进电机、同步带轮a、同步带a、从动锥齿轮、同步带轮b、主动锥齿轮、锥齿轮固定架、底板、同步带轮c、同步带b、齿条导轨、齿条、同步带轮d、齿轮固定架、主动齿轮、从动齿轮a、从动齿轮b、不完全齿轮a、不完全齿轮b、导向圆环、水样收集瓶、硬管、电磁阀a、电磁阀b、电磁阀固定架、蠕动泵固定座、蠕动泵、旋转接头固定座、旋转接头、转筒、水管接头、软管和电机安装座；所述双轴步进电机1两端分别与同步带轮和转筒连接；同步带轮a通过同步带a向同步带轮b传递动力，主动锥齿轮与同步带轮b通过连接轴相连，从动锥齿4和同步带轮c通过连接轴相连，两者安装于各自的锥齿轮固定架上，锥齿轮固定架焊接于底板上，从动锥齿轮和主动锥齿轮相啮合，以实现动力的传递；同步带轮c通过同步带b与同步带轮d形成同步带传动。
6.本实用新型中的同步带轮d、主动齿轮、从动齿轮a、从动齿轮b、不完全齿轮a、不完全齿轮b安装于齿轮固定架上，齿轮固定架焊接于底板上，同步带轮d和主动齿轮同轴连接固定，不完全齿轮a和从动齿轮a同轴连接固定，从动齿轮b和不完全齿轮b同轴连接固定，同步带轮d带动主动齿轮旋转，主动齿轮的上部与从动齿轮a啮合，主动齿轮的下部与从动齿轮 b啮合，主动齿轮旋转时带动从动齿轮a和从动齿轮b一起旋转，不完全齿轮a和不完全齿轮b分别与齿条的上齿面和下齿面啮合，齿条安装于两个齿条导轨上，齿条导轨焊接于底板上，为齿条提供导向作用；齿条的侧面焊接有导向圆环，转筒上缠绕的软管穿过导向圆环，穿过底板的孔向下自然垂落，下部连接有杂质过滤器。
7.本实用新型中的双轴步进电机通过电机安装座上的四个螺钉孔进行固定，电机安装座通过螺钉连接固定在底板；转筒的两侧分别和双轴步进电机和旋转接头连接，转筒中
部缠绕有软管，软管的一端进行下放，另一段和水管接头连接，水管接头和旋转接头的进水口相连，旋转接头的出水口使用硬管和蠕动泵的进水口相连，蠕动泵通过蠕动泵固定座上的四个螺钉孔进行固定，蠕动泵固定座通过螺钉连接固定在底板上；蠕动泵的出水口分别连接到电磁阀a、电磁阀b的进水口，电磁阀a的出水口连出至下方，作用为润洗管道、排尽管中原有的液体，电磁阀b的出水口与水样收集瓶的内部连接，用于将收集的水样存放至瓶中，以上水管连接方式主要采用硬管与水管接头搭配。
8.本实用新型中的双轴步进电机两端各有一个输出轴，两端输出的转速保持一致，与两轴相连的同步带轮和转筒具有相同转速；所述锥齿轮固定架采用底座加两根固定柱设计，固定柱上开设孔以供轴连接，两板中间位置安装有同步带轮，一侧安装锥齿轮；所述从动锥齿轮和主动锥齿轮端面模数相等、两齿轮的压力角相等；所述齿轮固定架采用底座加三根固定柱设计，固定柱上开设孔以供轴连接，其中主动齿轮、从动齿轮a和从动齿轮b安装于同一平面内，主动齿轮从动齿轮a安装于主动齿轮上部并与其啮合，从动齿轮b安装于主动齿轮下部并与其啮合，当同步带轮d带动主动齿轮转动时，从动齿轮a和从动齿轮b的旋转方向保持相反，不完全齿轮a与从动齿轮a 连接，不完全齿轮b与从动齿轮b连接，因此不完全齿轮a和不完全齿轮b 保持相反的旋转方向。
9.本实用新型中的不完全齿轮a、不完全齿轮b和齿条具有相同的齿形和模数，齿条的上齿面和不完全齿轮a啮合，齿条的下齿面和不完全齿轮b 啮合，齿条的两端呈方形，可从齿条导轨的方孔中穿过，两侧的齿条导轨为齿条提供导向作用，不完全齿轮a和不完全齿轮b的转动将齿条分别向左侧和右侧推动，以此实现齿条的往复运动；齿条的侧面焊接有一个导向圆环，其作用为推动软管在转筒转动时进行缠绕；齿轮间的传动比须保证齿条的往复运动具有合适的速度，该速度能够使软管均匀紧密地缠绕多圈于转筒上。
10.本实用新型中的转筒整体呈圆柱形，中段较粗用于软管的缠绕放置，转筒正转时将软管下方用于水样采集，转筒反转时在导向圆环的辅助下将软管进行缠绕收纳，中段内部为中空，所述转筒的两端较细且开孔，其中一端为通孔，用于和旋转接头进水口进行固定，软管通过水管接头与旋转接头进水口相连接，转筒另一端的孔用于和双轴步进电机的轴进行配合连接；所述旋转接头分为进水口和出水口两端，旋转接头的两端允许在工作时进行相对转动，本实用新型中旋转接头的进水端与转筒连接，跟随转筒同时进行旋转，旋转接头的出水端和旋转接头固定座进行固定，工作时保持静止；所述蠕动泵固定于l型的蠕动泵固定座上，蠕动泵的进水口与旋转接头的出水口通过硬管相连接，蠕动泵的出水口与电磁阀a和电磁阀b的进水口相连；所述电磁阀a固定于底板上，所述电磁阀b固定于电磁阀固定架上，电磁阀固定架呈c型,通过螺钉连接固定于底板上；所述水样收集瓶固定于底板上，用于收集从电磁阀b流经的水样。
11.有益效果：本实用新型中的泵吸式水样采集装置采用了软管定深下放吸水的方式，相比其他同类装置增加了软管卷绕辅助机构，能够保证软管下放和回收过程的稳定性。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例中泵吸式水样采集装置整体结构示意图。
13.图2为本实用新型实施例中软管卷绕辅助机构结构示意图。
14.图3为本实用新型实施例中泵吸装置结构示意图。
15.图中：1、双轴步进电机；2、同步带轮a；3、同步带a；4、从动锥齿轮；5、同步带轮b；6、主动锥齿轮；7、锥齿轮固定架；8、底板；9、同步带轮c；10、同步带b；11、齿条导轨；12、齿条；13、同步带轮c；14、齿轮固定架；15、主动齿轮；16、从动齿轮a；17、从动齿轮b；18、不完全齿轮a；19、不完全齿轮b；20、导向圆环；21、水样收集瓶；22、硬管；23、电磁阀a；24、电磁阀b；25、电磁阀固定架；26、蠕动泵固定座；27、蠕动泵；28、旋转接头固定座；29、旋转接头；30、转筒；31、水管接头；32、软管；33、电机安装座。
具体实施方式
16.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述, 但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
17.一种无人机挂载的泵吸式水样采集装置,包括双轴步进电机1、同步带轮a2、同步带a3、从动锥齿轮4、同步带轮b5、主动锥齿轮6、锥齿轮固定架7、底板8、同步带轮c9、同步带b10、齿条导轨11、齿条12、同步带轮d13、齿轮固定架14、主动齿轮15、从动齿轮a16、从动齿轮b17、不完全齿轮a18、不完全齿轮b19、导向圆环20、水样收集瓶21、硬管22、电磁阀a23、电磁阀b24、电磁阀固定架25、蠕动泵固定座26、蠕动泵27、旋转接头固定座28、旋转接头29、转筒30、水管接头31、软管32和电机安装座 33。
18.所述泵吸式水样采集装置挂载于无人机平台上，由地面工作人员操控无人机飞至采样点。
19.工作人员发出信号，开始采水作业，双轴步进电机1开始旋转，与双轴步进电机1两轴相配合的转筒30和同步带轮a2随之一起转动，此时原本均匀绕卷于转筒30上的软管32将开始下放。
20.同步带轮a2通过同步带a3带动同步带b10旋转，和同步带b10同轴的主动锥齿轮6随之旋转；主动锥齿轮6带动啮合的从动锥齿轮4旋转，和从动锥齿轮4同轴的同步带轮c9随之旋转；同步带轮c9通过同步带b10带动同步带轮d13旋转，与同步带轮d13同轴的主动齿轮15随之旋转；主动齿轮15带动与其啮合的从动齿轮a16、从动齿轮b17转动，且它们的旋转方向相反，与它们同轴的不完全齿轮a18、不完全齿轮b19也将按不同的方向旋转。
21.在转筒30下放过程中，不完全齿轮a18和不完全齿轮a18将轮流和齿条12啮合；当不完全齿轮a18与齿条12啮合时，齿条12缓慢向左移动；当不完全齿轮b19与齿条12啮合时，齿条12缓慢向右移动；导向圆环20随齿条12同步运动，将绕卷与转筒30上的多层软管32稳定下放至所需深度后，双轴步进电机1停止转动。
22.开始水样采集作业，蠕动泵27和电磁阀a23通电运作，水依次经过软管32、旋转接头29、蠕动泵27、电磁阀a23，最后排出，由此完成水管的润洗，去除水管中原有的杂质，提高水样采集的精度。
23.润洗数秒后，电磁阀a23关闭，电磁阀b24启动，水依次经过软管 32、旋转接头29、蠕动泵27、电磁阀b24，最后流至水样收集瓶21。
24.当达成收集目标后，蠕动泵27和电磁阀b24停止运作，双轴步进电机1开始反转，与双轴步进电机1两轴相配合的转筒30和同步带轮a2随之一起转动，具体运作过程同上文所述，最后效果是将软管32均匀多层地绕卷于转筒30上。
25.以上所述仅为本实用新型的最有效实施方案,应当指出:对于本技术领域的普通
技术人员来说,在不脱离本实用新型工作原理的前提下,还可以做出适当的改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。