一种用于地质勘探的无人机用数据采集装置的制作方法

1.本发明涉及地质勘探领域，特别是涉及一种用于地质勘探的无人机用数据采集装置。


背景技术：

2.地质勘探的无人机用数据采集装置在无人机上工作时，一般是通过远程遥控无人机飞行至某个位置降落，利用无人机上的数据采集装置采集获取土壤样本，而现有地质勘探的无人机用数据采集装置在采集土壤样本时，无法很好实现对不同地质环境的地质土壤进行分类获取和和分类存放，进而导致数据采集装置工作效率不高。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于地质勘探的无人机用数据采集装置，在地质勘探时，能够分类获取分类存放不同地质环境的土壤样本，保证样本数据充足，地质勘探的分析结果更加精确，提高了该用在无人机上的地质勘探数据采集装置的工作效率。
4.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于地质勘探的无人机用数据采集装置，包括底板、固定在底板上的外罩壳和取土装置，伸缩取土装置位于外罩壳的一侧，所述外罩壳内设有步进定位装置，所述步进定位装置内放置有若干个存土罐，所述外罩壳的顶部一侧固定设置有与取土装置输出端衔接的输料斗；
5.所述输料斗的一侧设置有驱动取土装置翻转的翻转驱动机构；
6.所述底板的顶面一侧设置有钻地定位装置。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述步进定位装置包括纵向贯穿并转动安装于外罩壳的内部中央的主转辊、固定安装于外罩壳顶面上并与主转辊端部固定连接的步进电机，所述主转辊的外圆面上固定设置有若干个圆周阵列均匀分布隔板，所述存土罐分别可拆卸地卡接于两个相邻的隔板上。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述存土罐的顶面一侧边缘处开设有进料槽口，所述外罩壳的顶面一侧开设有外进料口，所述存土罐依次递进位于外进料口下方时，所述进料槽口位于外进料口的正下方。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述外罩壳的顶面一侧开设有与存土罐的截面轮廓形状相匹配的取罐口，且取罐口的轮廓尺寸不小于存土罐的外形截面尺寸。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述外罩壳的顶部通过支架固定设有顶架，所述顶架的顶部固定有两个对称设置用于连接无人机的连接板。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述外罩壳的顶部固定设有两个轴对称设置的监控摄像头，所述监控摄像头位于顶架的下方。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述取土装置包括转动支架和扬土斗，扬土斗的底部固定有转动安装于转动支架顶部的支撑座，所述扬土斗内滑动嵌设有可伸缩的取土
斗，扬土斗的底面固定安装有取土电推杆，所述取土电推杆的输出轴端与取土斗的底端固定连接。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述扬土斗的底面沿其长度方向滑动卡接有滑夹，所述滑夹的顶端与取土电推杆的输出轴端固定连接，滑夹的底端与取土斗的底面底端固定连接。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述翻转驱动机构包括垂直固定设立于底板的顶面上扬土电推杆和支撑滑座，所述扬土电推杆的输出轴端固定连接有滑动嵌装于支撑滑座内的齿条，所述支撑座的一侧轴端固定连接有与齿条啮合连接的齿轮。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述钻地定位装置包括固定安装于底板顶面上的钻地驱动和纵向贯穿并转动安装于底板底部的两个转轴，所述转轴的底端固定设有钻地支杆，转轴的顶端与钻地驱动的输出端传动连接。
16.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
17.1、在地质勘探数据采集时，通过设置步进电机，在外罩壳内转动设置若干圆周阵列分布的多个存土罐，步进电机可驱动存土罐转动，使存土罐的进料槽口正对外进料口，利用取土装置获取地质土壤，并通过输送斗输入存土罐内时，通过利用无人机飞行距离足够远，对多个地质环境的土壤进行分类采集，并将分类采集的土壤样本分类存放在不同的存土罐中，在地质勘探时，能够分类获取分类存放不同地质环境的土壤样本，保证样本数据充足，地质勘探的分析结果更加精确，提高了该用在无人机上的地质勘探数据采集装置的工作效率；
18.2、通过取土斗的滑动伸缩，将取土斗插入土壤中，将土壤铲取存入取土斗中，利用扬土电推杆驱动齿条升降滑动，带动齿轮的转动，在取土斗取土后，对扬土斗进行翻转，取土斗内采样土壤顺着翻转后的扬土斗自然落入输送斗内，再从输送斗经进料槽口落入存土罐中，从而可实现土壤样本的采集；
19.3、无人机降落，使用该装置进行样本采集时，通过利用钻地驱动带动皮带轮转动来驱动钻地支杆转动，将钻地支杆螺旋插入土壤中，对数据采集装置进行限位固定，在采集土壤样本时避免数据采集装置反生偏转晃动影响土壤采集。
附图说明
20.图1为本发明的立体结构示意图；
21.图2为本发明的平面结构示意图；
22.图3为本发明的立体仰视图；
23.图4为本发明的等轴测剖视图；
24.图5为本发明中取罐口的示意图；
25.图6为本发明中隔板的示意图；
26.图7为本发明中放置架的示意图
27.图8为本发明中图5在a处的放大图。
28.其中：1、监控摄像头；2、外罩壳；3、输送带；4、底板；5、转轴；6、钻地支杆；7、钻地驱动；8、顶架；9、扬土斗；10、齿轮；11、支撑滑座；12、转动支架；13、齿条；14、取土电推杆；15、扬土电推杆；16、滑夹；17、取土斗；18、取土铲头；19、存土罐；20、进料槽口；21、手柄；22、放
置架；23、隔板；24、限位块；25、主转辊；26、输送斗；27、密封盖；28、取罐口；29、步进电机；30、减速器；31、外进料口；32、支撑座；33、皮带轮；34、连接板。
具体实施方式
29.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
30.实施例:
31.如图1-8所示，本发明提供一种用于地质勘探的无人机用数据采集装置，包括底板4，底板4上通过支撑架固定连接有圆柱形的外罩壳2，外罩壳2内设有步进定位装置，步进定位装置包括纵向贯穿并转动安装于外罩壳2的内部中央的主转辊25、固定安装于外罩壳2顶面上并与主转辊25端部固定连接的步进电机29，主转辊25的一端转动安装在底板4的轴承座上，外罩壳2的顶部固定设有减速器30，步进电机29的输出轴与减速器30的输入端固定连接，减速器30的输出端与主转辊25的顶端固定连接，通过步进电机29和减速器30可驱动主转辊25按预设转速和时间定向转动。
32.外罩壳2内设有若干(如图中所示的6个)均匀圆周阵列分布并固定在主转辊25上的隔板23，隔板23将外壳罩2的内部空间均分为对应的数量(6个)的存储腔，每个存储腔内放置有一个存土罐19且存土罐19的外形与存储腔的外形相匹配。隔板23的底端两侧均固定设有放置架22，存土罐19放置在放置架22上，实现存土罐19在两个隔板23之间的放置。由于存储腔和存土罐19均非为柱体结构，因而存土罐19在存储腔内无法转动。优选的，放置架22的边缘顶部固定设有至少一个(如图中所示的2个)限位块24，存土罐19的底面设置有与限位块24相匹配的限位卡槽(图中未示出)，通过限位块24与存土罐19底部的限位卡槽的嵌装配合，更进一步使存土罐19在存储腔内放置和转动过程中的稳定性。
33.外罩壳2的顶部开设有与存储腔的形状和位置相匹配的取罐口28，且取罐口28的轮廓尺寸略大于存储腔的轮廓尺寸，使得存土罐19可垂向放入或移出存储腔内。优选的，存土罐19的顶部铰接安装有手柄21，手柄21可方便操作人员对存土罐19进行取放操作。
34.进一步地，取罐口28的端口上转动卡接设置有密封盖27，来实现对取罐口28的密封，以防止本装置取土作业及无人机飞行搬运过程中泥土样本从取罐口28掉落。
35.存土罐19的顶部一侧(如图中所示的位于外侧的弧形边缘处)开设有进料槽口20，用于土样进出存土罐19内。外罩壳2的顶面边缘一侧(本实施例中为顶面上与取罐口28相对的一侧)开设有外进料口31。当通过步进电机29和减速器30驱动主转辊25步进地转动单位角度(本实施例中为1/6圆周角，即60
°
)时，存土罐19依次递进并位于外进料口31的正下方，此时进料槽口20也正好位于外进料口30的正下方。优选的，外进料口31的外形轮廓与存土罐19的顶部开口形状相匹配，且略小于进料槽口20的开口尺寸，以便土壤样本可由进料槽口20完全落于位于接料工位的存土罐19内，且不会落入相邻的或其他存土罐19内，以避免不同存土罐19内放置的不同样本出现混装而对最终的检测结果造成不利影响。
36.底板4的前端通过支架固定有输送端与外进料口31衔接的输送斗26，输送斗26的
一侧设有取土装置，取土装置的输出端位于输送斗26的上方，取土装置的输入端位于底板4一侧下方。在地质勘探数据采集时，利用圆周阵列分布的多个存土罐19，通过步进电机29驱动存土罐19依次递进并与外进料口31衔接，以盛装不同的土壤样本。外罩壳2的顶部通过支架固定设有顶架8，顶架8的顶部固定有两个对称设置用于连接无人机的连接板34，将该数据采集装置安装在无人机底部后，可利用无人机携带本装置实现位置移动，并通过控制飞行距离和方向实现采样点的定位，进而在采样点使用取土装置获取地质土壤，并对多个地质环境的土壤进行分类采集和存放，以获取充足的数据样本，使得地质勘探土壤分析结果更加精确。
37.优选的，输送斗26的输出端设有与外罩壳2外形相匹配的槽口并贴合设在外进料口31端口所在处的外罩壳2侧壁上，在采集获取土壤样本时，能够防止土壤经输送斗26输送时撒落，保证采样效率。
38.进一步地，外罩壳2的顶部固定设有两个轴对称设置的监控摄像头1，可利用监控摄像头1获取地质勘探的影像信息，便于采集土壤过程中更近距离观察土壤情况。监控摄像头1位于顶架8的下方，避免与无人机之间出现位置干涉。
39.如图2-8所示，取土装置包括扬土斗9，扬土斗9的输出端口位于输送斗26的正上方，扬土斗9的输出端内滑动设置有可伸缩的取土斗17。扬土斗9和取土斗17均为u型截面的滑槽结构，且取土斗17滑动嵌设在扬土斗19内，利用取土斗17的滑动伸缩，将取土斗17插入土壤中，将一部分土壤铲取并存入取土斗17中。扬土斗9的底部固定有位于输料斗26上方的支撑座32，支撑座32内贯穿固定有轴杆，扬土斗9通过轴杆转动安装在底板4顶部固定设置的转动支架12的端部。驱动取土装置翻转的翻转驱动机，翻转驱动机构包括垂直固定设立于底板4的顶面上扬土电推杆15和支撑滑座11，扬土电推杆15的输出轴端固定连接有滑动嵌装于支撑滑座内11的齿条13，所述支撑座32的一侧轴端固定连接有与齿条13啮合连接的齿轮10。启动扬土电推杆15后，扬土电推杆15驱动齿条13升降滑动，进而带动齿轮10和支撑座32的转动，使得扬土斗9跟随支撑座32翻转，其靠近输料斗26的一端向下移动并低于支撑座32，则扬土斗9表面上的土壤样本自然滑落入输料斗26内，再从输送斗26经进料槽口20落入存土罐19中，完成土壤样本的采集。
40.进一步地，扬土斗9的底面滑动卡接有沿其长度方向设置的滑夹16，滑夹16的底端与取土斗17的底面底端固定连接，以防止取土斗17在滑动伸缩时发生位置偏移。滑夹16的顶端固定连接有固定安装于扬土斗9底面上的取土电推杆14，通过取土电推杆14驱动取土斗17的伸缩操作，以完成取土过程。
41.进一步地，取土斗17的下端固定设有前端尖口的取土铲头18，取土铲头18上开设有若干阵列分布的槽口，利用取土铲头的尖口和开设的槽口，在将取土斗17插入土壤时更加省力。
42.如图2-5所示，底板4的顶面一侧设置有钻地定位装置，钻地定位装置包括固定安装于底板4顶面上的钻地驱动7和纵向贯穿并转动安装于底板4底部的两个转轴5。底板4前端纵向贯穿并固定有两个左右对称的轴承，轴承内转动安装有转轴5，转轴5的底端固定设有位于底板4下方的钻地支杆6，钻地支杆6为开设外螺纹的钻杆。转轴5的顶端固定设有皮带轮33，两个皮带轮33之间设有固定在底板4上的钻地驱动7，钻地驱动7具体为电机驱动的带轮传动机构。在无人机在预设的土样采集点降落后，使用该装置进行样本采集时，利用钻
地驱动7带动皮带轮33转动来驱动钻地支杆6转动，将钻地支杆6螺旋插入土壤中对数据采集装置进行限位固定，在采集土壤样本时避免数据采集装置反生偏转晃动影响土壤采集，以保证土样采集的可靠性。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。