一种基于无人机技术的水质多点监测方法与流程

1.本发明涉及无人机领域，更具体地说，涉及一种基于无人机技术的水质多点监测方法。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，在航拍、环境监测、快递运输、灾难救援、观察野生动物、新闻报道、电力巡检和影视拍摄等领域得到广泛利用，无人机在环境监测中一般多用于空气中污染物和水中污染物的检测，对空气质量和水源质量进行监测。
3.目前，无人机对水质进行监测时，一般对其进行取样，而现有技术中无人机取样较为单一，无法有效的同时对多处进行多点取样，取样检测效果较差，数据检测准确性不佳。


技术实现要素：

4.1.要解决的技术问题
5.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于无人机技术的水质多点监测方法，可以实现无人机本体取样时，热量存储球吸热量储存，降低了无人机本体的温度，便于其工作，而记忆弯曲片与水接触向上弯曲挤压热空气流动，使二氧化碳受热膨胀，带动两个抽气管相互远离，且形变记忆弹簧受热收缩，使存样半球抽取水进行多点取样，避免集中在一处进行取样，使取样检测更加充分，减小数据差距，提高数据检测准确性，同时二氧化碳流动配合其吸热隔热效果，使热量快速散发，增强散热效果，且随着两个存样半球相互远离，使第一磁铁块吸引两个第二磁铁块向其靠近至与邻接杆碰撞，通过碰撞产生的振动震落过滤网上的杂质，避免造成堵塞，提高过滤效果。
6.2.技术方案
7.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
8.一种基于无人机技术的水质多点监测方法，包括以下步骤：
9.s1、首先，确定待监测的河流或湖泊，接着技术人员操控无人机飞行到待监测的河流或湖泊处；
10.s2、无人机向下飞行，带动取样装置对待监测的河流或湖泊内的水进行取样，取样结束后，飞回到检测处；
11.s3、技术人员将取样的水取出进行检测，根据检测的数据来判断确定待监测的河流和湖泊的水源质量。
12.进一步的，所述s2中的取样装置包括无人机本体，所述无人机本体的下端固定连接有存热罩，所述无人机本体的下端固定连接有热量存储球，所述热量存储球位于存热罩内，所述存热罩的内壁涂刷有隔热涂层，所述存热罩的左右两端均固定连接有导热半球，所述导热半球的内部设有导热填料，所述存热罩的左右两端均开凿有散热口，所述散热口位
于导热半球内，所述散热口的内壁之间固定连接有导通瓣膜，所述导通瓣膜的初始状态为聚拢状态，两个所述导热半球相互远离的一端均固定连接有衔接横框，所述无人机本体的下侧设有挤压筒，所述挤压筒的内壁固定连接有记忆弯曲片，所述记忆弯曲片的上端固定连接有挤压杆，所述挤压杆的上端固定连接有挤压板，所述存热罩的下端开凿有通口，所述通口的内壁固定连接有弹性膜，所述弹性膜的下端与挤压板的上端固定连接，所述挤压筒的左右两侧均设有取样机构，可以实现在无人机本体飞行过程中，释放热量，而偶氮苯和碳纳米管材料混合制成的热量存储球在遇热后内部结构会发生改变并将能量存储起来，形成一种亚稳定结构，实现对无人机本体飞行中产生的热量进行吸收存储，而随着热量的吸收，使得其周围的温度也逐渐升高，使存热罩内部的空气被加热，而在无人机本体向下飞行，记忆弯曲片与水接触时，水致型形状记忆高分子材料制成的记忆弯曲片具有单程记忆效应，在与水接触后发生形变，向上弯曲，带动挤压杆向上运动，使挤压板挤压弹性膜，随着弹性膜被挤压向存热罩内凹陷，使得其内部的热空气被挤压，向外侧流动，从而挤压导通瓣膜，使其打开，向外溢出至导热半球内，导热半球将热量传递到取样机构上，使其在热量的带动下进行取样。
13.进一步的，所述取样机构包括伸缩囊体，所述伸缩囊体位于衔接横框内，且伸缩囊体的外端与衔接横框的内壁相接触，所述伸缩囊体与导热半球固定连接，所述伸缩囊体的内部填充有二氧化碳气体，所述伸缩囊体远离导热半球的一端固定连接有抽气管，所述抽气管的内壁之间固定连接有隔板，所述隔板的下端固定连接有形变记忆弹簧，所述抽气管的内部滑动连接有活塞，所述活塞的上端与形变记忆弹簧的下端固定连接，所述抽气管的下端固定连接有存样半球，且抽气管与存样半球的内部相连通，所述存样半球的下端固定连接有取样管，且取样管与存样半球的内部相连通，所述取样管的外端安装有单向阀，导热半球传导热量至伸缩囊体内，使二氧化碳气体受热膨胀，带动两个伸缩囊体进行延伸，推动两个抽气管相互远离，同时热量传递到抽气管上，使其内部的温度升高，而形状记忆合金材料制成的形变记忆弹簧具有记忆功能，在温度升高后，其会发生形变进行收缩，而在温度降低后，其又恢复成其初始状态，故形变记忆弹簧受热收缩，带动活塞向上运动，抽取存样半球内的空气，使水随着气体的流动经过取样管进入到存样半球内部，实现通过两个存样半球相互远离对其进行多点取样，避免集中在一处进行取样，增强取样效果。
14.进一步的，所述取样管的内壁之间固定连接有过滤网，所述取样管的外端套设有固定环，所述固定环的内壁与取样管的外端固定连接有两个邻接杆，所述固定环的外端固定连接有第一磁铁块，所述第一磁铁块外端固定连接有绝磁囊体，所述绝磁囊体的内部填充有绝磁粉末，所述绝磁囊体与挤压筒之间固定连接有拉力绳，所述固定环的外端滑动连接有两个第二磁铁块，所述第二磁铁块位于邻接杆的右侧，过滤网的设置，实现对水中的杂质进行过滤，而随着两个存样半球的相互远离，使拉力绳拉动绝磁囊体进行形变，使绝磁粉末被扩散，而使用fe-ni合金材料制成的绝磁粉末在密集状态下能够实现屏蔽第一磁铁块的磁性影响，故在其扩散后取消第一磁铁块的磁屏蔽，且第一磁铁块与两个第二磁铁块相互靠近的一端相互吸引，使得两个第二磁铁块受其磁性吸引，在固定环上运动向其靠近至与邻接杆接触碰撞，通过碰撞产生的振动，对过滤网上的杂质进行震落，避免堆积在一起造成堵塞，影响过滤网的导通。
15.进一步的，所述热量存储球采用偶氮苯和碳纳米管材料混合制成，所述弹性膜采
用弹性体材料制成，所述弹性膜的表面设有耐高温涂层，通过偶氮苯和碳纳米管材料混合制成的热量存储球实现对无人机本体工作过程中产生的热量进行吸收，起到吸热降温的作用，且使用弹性体材料制成的弹性膜，并设有耐高温涂层使其在长期使用过程中不易受高温影响，延长其使用寿命。
16.进一步的，所述导通瓣膜未受到挤压时为收拢状态，所述导通瓣膜受到挤压后为开通状态，导通瓣膜在收拢状态下能够使热空气不易向外泄露，而在受到挤压后，导通瓣膜处于开通状态，使热空气向外泄露，进入到导热半球内。
17.进一步的，所述记忆弯曲片采用水致型形状记忆高分子材料制成，所述记忆弯曲片的初始状态为伸直状态，所述形变记忆弹簧采用形状记忆合金材料制成，所述形变记忆弹簧的初始状态为拉伸状态，通过使用水致型形状记忆高分子材料制成的记忆弯曲片具有单程记忆效应，在与水接触后发生形变，向上弯曲，而使用形状记忆合金材料制成的形变记忆弹簧具有记忆功能，在温度升高后，其会发生形变进行收缩，而在温度降低后，其又恢复成其初始状态。
18.进一步的，所述伸缩囊体的外端为波纹状设置，所述伸缩囊体的外端设有耐磨层，通过将伸缩囊体的外端设为波纹状，可以实现在二氧化碳气体膨胀后伸缩囊体能够快速响应进行延伸，耐磨层的设置，使伸缩囊体延伸后与衔接横框接触摩擦时不易发生损坏。
19.进一步的，所述活塞的外端固定连接有密封圈，所述密封圈的外端与抽气管的内壁紧密接触，通过密封圈的设置，使气体不易经过活塞和抽气管之间的缝隙进行泄露，提高密封性。
20.进一步的，所述绝磁粉末采用fe-ni合金材料制成，所述绝磁粉末中ni 的含量为80％，所述第一磁铁块与两个第二磁铁块相互靠近的一端相互吸引，通过使用fe-ni合金材料制成的绝磁粉末在密集状态下能够实现屏蔽第一磁铁块的磁性影响，而第一磁铁块与两个第二磁铁块相互靠近的一端之间的异性设置，可以实现吸引两个第二磁铁块向其靠近运动。
21.3.有益效果
22.相比于现有技术，本发明的优点在于：
23.本方案实现无人机本体取样时，热量存储球吸热量储存，降低了无人机本体的温度，便于其工作，而记忆弯曲片与水接触向上弯曲挤压热空气流动，使二氧化碳受热膨胀，带动两个抽气管相互远离，且形变记忆弹簧受热收缩，使存样半球抽取水进行多点取样，避免集中在一处进行取样，使取样检测更加充分，减小数据差距，提高数据检测准确性，同时二氧化碳流动配合其吸热隔热效果，使热量快速散发，增强散热效果，且随着两个存样半球相互远离，使第一磁铁块吸引两个第二磁铁块向其靠近至与邻接杆碰撞，通过碰撞产生的振动震落过滤网上的杂质，避免造成堵塞，提高过滤效果。
附图说明
24.图1为本发明中取样装置的整体结构示意图；
25.图2为本发明中存热罩的剖面结构示意图；
26.图3为本发明中抽气管的局部结构示意图；
27.图4为本发明中存样半球的剖面结构示意图；
28.图5为本发明中绝磁囊体的剖面结构示意图；
29.图6为本发明中固定环的俯视剖面结构示意图。
30.图中标号说明：
31.1、无人机本体；2、热量存储球；3、存热罩；4、导热半球；5、衔接横框；6、挤压筒；7、记忆弯曲片；8、挤压杆；9、挤压板；10、弹性膜；11、导通瓣膜；12、伸缩囊体；13、抽气管；14、隔板；15、形变记忆弹簧；16、活塞；17、存样半球；18、取样管；19、单向阀；20、过滤网；21、固定环； 22、第一磁铁块；23、绝磁囊体；24、拉力绳；25、第二磁铁块；26、邻接杆。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶 /底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.实施例：
36.一种基于无人机技术的水质多点监测方法，包括以下步骤：
37.s1、首先，确定待监测的河流或湖泊，接着技术人员操控无人机飞行到待监测的河流或湖泊处；
38.s2、无人机向下飞行，带动取样装置对待监测的河流或湖泊内的水进行取样，取样结束后，飞回到检测处；
39.s3、技术人员将取样的水取出进行检测，根据检测的数据来判断确定待监测的河流和湖泊的水源质量。
40.请参阅图1-3，s2中的取样装置包括无人机本体1，无人机本体1的下端固定连接有存热罩3，无人机本体1的下端固定连接有热量存储球2，热量存储球2位于存热罩3内，存热罩3的内壁涂刷有隔热涂层，存热罩3的左右两端均固定连接有导热半球4，导热半球4的内部设有导热填料，存热罩3的左右两端均开凿有散热口，散热口位于导热半球4内，散热口的内壁之间固定连接有导通瓣膜11，导通瓣膜11的初始状态为聚拢状态，两个导热半球4 相互远离的一端均固定连接有衔接横框5，无人机本体1的下侧设有挤压筒6，挤压筒6的内壁固定连接有记忆弯曲片7，记忆弯曲片7的上端固定连接有挤压杆8，挤压杆8的上端固定连接有挤压板9，存热罩3的下端开凿有通口，通口的内壁固定连接有弹性膜10，弹性膜10的下
端与挤压板9的上端固定连接，挤压筒6的左右两侧均设有取样机构，可以实现在无人机本体1飞行过程中，释放热量，而偶氮苯和碳纳米管材料混合制成的热量存储球2在遇热后内部结构会发生改变并将能量存储起来，形成一种亚稳定结构，实现对无人机本体1飞行中产生的热量进行吸收存储，有效的降低了无人机本体1的温度，便于其工作，而随着热量的吸收，使得其周围的温度也逐渐升高，使存热罩3内部的空气被加热，而在无人机本体1向下飞行，记忆弯曲片7与水接触时，水致型形状记忆高分子材料制成的记忆弯曲片7具有单程记忆效应，在与水接触后发生形变，向上弯曲，带动挤压杆8向上运动，使挤压板9 挤压弹性膜10，随着弹性膜10被挤压向存热罩3内凹陷，使得其内部的热空气被挤压，向外侧流动，从而挤压导通瓣膜11，使其打开，向外溢出至导热半球4内，导热半球4将热量传递到取样机构上，使其在热量的带动下进行多点取样，使取样检测更加充分，减小数据差距，提高数据检测准确性。
41.请参阅图1-5，取样机构包括伸缩囊体12，伸缩囊体12位于衔接横框5 内，且伸缩囊体12的外端与衔接横框5的内壁相接触，伸缩囊体12与导热半球4固定连接，伸缩囊体12的内部填充有二氧化碳气体，伸缩囊体12远离导热半球4的一端固定连接有抽气管13，抽气管13的内壁之间固定连接有隔板14，隔板14的下端固定连接有形变记忆弹簧15，抽气管13的内部滑动连接有活塞16，活塞16的上端与形变记忆弹簧15的下端固定连接，抽气管 13的下端固定连接有存样半球17，且抽气管13与存样半球17的内部相连通，存样半球17的下端固定连接有取样管18，且取样管18与存样半球17的内部相连通，取样管18的外端安装有单向阀19，导热半球4传导热量至伸缩囊体 12内，使二氧化碳气体受热膨胀，带动两个伸缩囊体12进行延伸，推动两个抽气管13相互远离，同时热量传递到抽气管13上，使其内部的温度升高，而形状记忆合金材料制成的形变记忆弹簧15具有记忆功能，在温度升高后，其会发生形变进行收缩，而在温度降低后，其又恢复成其初始状态，故形变记忆弹簧15受热收缩，带动活塞16向上运动，抽取存样半球17内的空气，使水随着气体的流动经过取样管18进入到存样半球17内部，实现通过两个存样半球17相互远离对其进行多点取样，避免集中在一处进行取样，使取样检测更加充分，减小数据差距，提高数据检测准确性，同时随着二氧化碳的膨胀运动，配合其吸热隔热效果，能够有效使无人机本体1产生的热量进行快速散发，增强散热效果。
42.请参阅图1和图5-6，取样管18的内壁之间固定连接有过滤网20，取样管18的外端套设有固定环21，固定环21的内壁与取样管18的外端固定连接有两个邻接杆26，固定环21的外端固定连接有第一磁铁块22，第一磁铁块 22外端固定连接有绝磁囊体23，绝磁囊体23的内部填充有绝磁粉末，绝磁囊体23与挤压筒6之间固定连接有拉力绳24，固定环21的外端滑动连接有两个第二磁铁块25，第二磁铁块25位于邻接杆26的右侧，过滤网20的设置，实现对水中的杂质进行过滤，而随着两个存样半球17的相互远离，使拉力绳 24拉动绝磁囊体23进行形变，使绝磁粉末被扩散，而使用fe-ni合金材料制成的绝磁粉末在密集状态下能够实现屏蔽第一磁铁块22的磁性影响，故在其扩散后取消第一磁铁块22的磁屏蔽，且第一磁铁块22与两个第二磁铁块25 相互靠近的一端相互吸引，使得两个第二磁铁块25受其磁性吸引，在固定环 21上运动向其靠近至与邻接杆26接触碰撞，通过碰撞产生的振动，对过滤网 20上的杂质进行震落，避免堆积在一起造成堵塞，影响过滤网20的导通，方便取样。
43.请参阅图1-4，热量存储球2采用偶氮苯和碳纳米管材料混合制成，弹性膜10采用
弹性体材料制成，弹性膜10的表面设有耐高温涂层，通过偶氮苯和碳纳米管材料混合制成的热量存储球2实现对无人机本体1工作过程中产生的热量进行吸收，起到吸热降温的作用，且使用弹性体材料制成的弹性膜 10，并设有耐高温涂层使其在长期使用过程中不易受高温影响，延长其使用寿命，导通瓣膜11未受到挤压时为收拢状态，导通瓣膜11受到挤压后为开通状态，导通瓣膜11在收拢状态下能够使热空气不易向外泄露，而在受到挤压后，导通瓣膜11处于开通状态，使热空气向外泄露，进入到导热半球4内，记忆弯曲片7采用水致型形状记忆高分子材料制成，记忆弯曲片7的初始状态为伸直状态，形变记忆弹簧15采用形状记忆合金材料制成，形变记忆弹簧 15的初始状态为拉伸状态，通过使用水致型形状记忆高分子材料制成的记忆弯曲片7具有单程记忆效应，在与水接触后发生形变，向上弯曲，而使用形状记忆合金材料制成的形变记忆弹簧15具有记忆功能，在温度升高后，其会发生形变进行收缩，而在温度降低后，其又恢复成其初始状态。
44.请参阅图1-6，伸缩囊体12的外端为波纹状设置，伸缩囊体12的外端设有耐磨层，通过将伸缩囊体12的外端设为波纹状，可以实现在二氧化碳气体膨胀后伸缩囊体12能够快速响应进行延伸，耐磨层的设置，使伸缩囊体12 延伸后与衔接横框5接触摩擦时不易发生损坏，活塞16的外端固定连接有密封圈，密封圈的外端与抽气管13的内壁紧密接触，通过密封圈的设置，使气体不易经过活塞16和抽气管13之间的缝隙进行泄露，提高密封性，绝磁粉末采用fe-ni合金材料制成，绝磁粉末中ni的含量为80％，第一磁铁块22与两个第二磁铁块25相互靠近的一端相互吸引，通过使用fe-ni合金材料制成的绝磁粉末在密集状态下能够实现屏蔽第一磁铁块22的磁性影响，而第一磁铁块22与两个第二磁铁块25相互靠近的一端之间的异性设置，可以实现吸引两个第二磁铁块25向其靠近运动。
45.本发明中，在无人机本体1飞行过程中，释放热量，而偶氮苯和碳纳米管材料混合制成的热量存储球2在遇热后内部结构会发生改变并将能量存储起来，形成一种亚稳定结构，实现对无人机本体1飞行中产生的热量进行吸收存储，而随着热量的吸收，使得其周围的温度也逐渐升高，使存热罩3内部的空气被加热，而在无人机本体1向下飞行，记忆弯曲片7与水接触时，水致型形状记忆高分子材料制成的记忆弯曲片7具有单程记忆效应，在与水接触后发生形变，向上弯曲，带动挤压杆8向上运动，使挤压板9挤压弹性膜10，随着弹性膜10被挤压向存热罩3内凹陷，使得其内部的热空气被挤压，向外侧流动，从而挤压导通瓣膜11，使其打开，向外溢出至导热半球4内，导热半球4传导热量至伸缩囊体12内，使二氧化碳气体受热膨胀，带动两个伸缩囊体12进行延伸，推动两个抽气管13相互远离，同时热量传递到抽气管13上，使其内部的温度升高，而形状记忆合金材料制成的形变记忆弹簧15 具有记忆功能，在温度升高后，其会发生形变进行收缩，而在温度降低后，其又恢复成其初始状态，故形变记忆弹簧15受热收缩，带动活塞16向上运动，抽取存样半球17内的空气，使水随着气体的流动经过取样管18进入到存样半球17内部，实现通过两个存样半球17相互远离对其进行多点取样，避免集中在一处进行取样，增强取样效果，过滤网20的设置，实现对水中的杂质进行过滤，而随着两个存样半球17的相互远离，使拉力绳24拉动绝磁囊体23进行形变，使绝磁粉末被扩散，而使用fe-ni合金材料制成的绝磁粉末在密集状态下能够实现屏蔽第一磁铁块22的磁性影响，故在其扩散后取消第一磁铁块22的磁屏蔽，且第一磁铁块22与两个第二磁铁块25相互靠近的一端相互吸引，使得两个第二磁铁块25受其磁性吸引，在固定环21上运动向其靠近至与邻接杆26接触碰撞，通过碰撞产生的振动，对过滤网20上的杂质进
行震落，避免堆积在一起造成堵塞，影响过滤网20的导通。
46.以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。