[发明专利]一种基于多旋翼无人机的湖库水样定点分层采集技术

权利要求书

1.一种基于多旋翼无人机的湖库水样定点分层采集技术，包括水采样机(100)、多旋翼无人机(110)和地面站，其特征在于：所述水采样机(100)包括水样瓶吊架(1)、水样瓶(30)、核心控制器(2)、机架(15)、绕管器(50)、上水泵(80)、管路切换器(70)、进水管(4)、单向阀(5)、磁块(7)、进水管距离传感器(13)、拘管器(14)、下水泵(6)和进水软管(12)组成，所述水样瓶吊架(1)顶部安装有核心控制器(2)，所述水样瓶吊架(1)内部可拆卸连接有水样瓶(30)，所述水样瓶吊架(1)底部固定连接有机架(15)，所述机架(15)内部安装有绕管器(50)，所述机架(15)右侧安装有管路切换器(70)和上水泵(80)，所述管路切换器(70)镶嵌在上水泵(80)表面一侧且与上水泵(80)位于同一中轴线位置；

所述的一种基于多旋翼无人机的湖库水样定点分层采集技术具体方法操作包含如下步骤：

S1、多旋翼无人机(110)准备与水采样机(100)的准备；人工把水采样机(100)的下水泵(6)放于水中，接通多旋翼无人机(110)与水采样机(100)的电源，开通地面站无线电信号，多旋翼无人机(110)与水采样机(100)进入程序准备阶段，水采样机(100)准备具体为控制管路切换器(70)使进水管(4)与排水口(74)接通，下水泵(6)通电工作，水沿下水泵(6)、单向阀(5)、进水管(4)、绕管盘插管(53)、通水管道(52)、上水泵(80)、管路切换器(70)、排水口(74)流出，之后下水泵(6)断电，手工取下下水泵(6)；

S2、水采样机浅层水采样；操控地面站控制多旋翼无人机(110) 飞到需要采样的水域悬停，操控地面站给核心控制器(2)发送A指令，其内部程序为水采样机(100)浅层水采样模式，具体为：核心控制器(2)驱动绕管盘电机(51)连同绕管盘(54)一起反转，进水管(4)穿过拘管器(14)以及进水管距离传感器(13)连续下降，磁块(7)靠近进水管距离传感器(13)，核心控制器(2)检测到信号，绕管盘电机(51)连同绕管盘(54)停止转动，进水管(4)不在下降，核心控制器(2)给上水泵(80)通电，进水管(4)内部成负压，在大气压作用下，水沿单向阀(5)、进水管(4)、绕管盘(54)、上水泵(80)、管路切换器(70)、排水口(74)流出，直到管路中所有水替换成了浅层水，之后上水泵(80)断电，控制管路切换器(70)使进水管(4)与水口A(75)接通，上水泵(80)通电，进水管(4)内部成负压，在大气压作用下，浅层水沿单向阀(5)、进水管(4)、绕管盘(54)、上水泵(80)、管路切换器(70)、水口A(75)、进水软管(12)进入水样瓶A(31)中，待水样瓶A(31)收集到足够的水样后，上水泵(80)断电，控制管路切换器(70)使进水管(4)与排水口(74)接通，水采样机(100)完成浅层水采样作业；

S3、水采样机(100)中层水采样；地面站给核心控制器(2)发送B指令，其内部程序为水采样机(100)中层水采样模式，具体为：核心控制器(2)驱动绕管盘电机(51)连同绕管盘(54)一起反转，进水管(4)穿过拘管器(14)以及进水管距离传感器(13)连续下降，磁块(7)靠近进水管距离传感器(13)，核心控制器(2)检测到信号，绕管盘电机(51)连同绕管盘(54)停止转动，进水管(4) 不在下降，核心控制器(2)给上水泵(80)通电，进水管(4)内部成负压，在大气压作用下，水沿单向阀(5)、进水管(4)、绕管盘插管(53)、通水管道(52)、上水泵(80)、管路切换器(70)、排水口(74)流出，直到管路中所有水替换成了中层水，之后上水泵(80)断电，控制管路切换器(70)使进水管(4)与水口B(72)接通，上水泵(80)通电，进水管(4)内部成负压，在大气压作用下，中层水沿单向阀(5)、进水管(4)、绕管盘插管(53)、通水管道(52)、上水泵(80)、管路切换器(70)、水口B(72)、进水软管(12)进入水样瓶B(32)中，待水样瓶B(32)收集到足够的水样后，上水泵(80)断电，控制管路切换器(70)使进水管(4)与排水口(74)接通，水采样机(100)完成中层水采样作业；

S4、水采样机(100)深层水采样；地面站给核心控制器(2)发送C指令，其内部程序为水采样机(100)中层水采样模式，具体为：核心控制器(2)驱动绕管盘电机(51)连同绕管盘(54)一起反转，进水管(4)穿过拘管器(14)以及进水管距离传感器(13)连续下降，磁块(7)靠近进水管距离传感器(13)，核心控制器(2)检测到信号，绕管盘电机(51)连同绕管盘(54)停止转动，进水管(4)不在下降，核心控制器(2)给上水泵(80)通电，进水管(4)内部成负压，在大气压作用下，水沿单向阀(5)、进水管(4)、绕管盘插管(53)、通水管道(52)、上水泵(80)、管路切换器(70)、排水口(74)流出，直到管路中所有水替换成了深层水，之后上水泵(80)断电，控制管路切换器(70)使进水管(4)与水口C(73)接通，上水泵(80)通电，进水管(4)内部成负压，在大气压作用下，深层水沿单向阀(5)、进水管(4)、绕管盘插管(53)、通水管道(52)、上水泵(80)、管路切换器(70)、水口C(73)、进水软管(12)进入水样瓶C(33)中，待水样瓶C(33)收集到足够的水样后，上水泵(80)断电，控制管路切换器(70)使进水管(4)与排水口(74)接通，水采样机(100)完成深层水采样作业；

S5、水采样机(100)结束处理；核心控制器(2)其内部程序为结束模式，具体为：核心控制器(2)驱动绕管盘电机(51)连同绕管盘(54)一起正转，进水管(4)连续上升，直到全部收回进水管(4)后，绕管盘电机(51)断电，水采样机(100)完成三次作业；

S6、操控地面站控制多旋翼无人机(110)飞回并降落；

具体为：启动使用多旋翼无人机(110)自动返回程序，自动飞回并降落；

所述管路切换器(70)由管路切换器内芯(77)、管路切换器外壳(71)和管路切换器电机(76)组成；

所述管路切换器外壳(71)表面分别开设有排水口(74)、水口A(75)、水口B(72)和水口C(73)；

所述绕管器(50)由绕管器电机(51)、绕管盘(54)、通水管道(52)和绕管盘插管(53)组成。