阅读说明：本技术 一种用空气质量检测的太阳能无人机 (Solar unmanned aerial vehicle with air quality detection ) 是由 李洁 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用空气质量检测的太阳能无人机,包括无人机本体,所述无人机本体下端设有空气抽吸机构,所述无人机本体下端设有气道切换机构,所述气道切换机构一侧设有样品存储机构。本发明的有益效果是,无人机大气进行常规检测的同时,可以进行取样操作,通过常规检测的数据来控制取样机构的启动,从而达到精准取样的效果,通过样品存储机构的间歇性取样,便于无人机对大范围空气进行检测,并进行多点采样,从而便于将样品带回实验室进行详细检测。(The invention discloses a solar unmanned aerial vehicle for detecting air quality, which comprises an unmanned aerial vehicle body, wherein an air suction mechanism is arranged at the lower end of the unmanned aerial vehicle body, an air passage switching mechanism is arranged at the lower end of the unmanned aerial vehicle body, and a sample storage mechanism is arranged at one side of the air passage switching mechanism. The unmanned aerial vehicle air sampling device has the advantages that sampling operation can be carried out while the atmosphere of the unmanned aerial vehicle is subjected to conventional detection, the starting of the sampling mechanism is controlled through the data of the conventional detection, so that the effect of accurate sampling is achieved, the unmanned aerial vehicle can conveniently detect large-range air through the intermittent sampling of the sample storage mechanism, multi-point sampling is carried out, and the sample can be conveniently brought back to a laboratory for detailed detection.)

一种用空气质量检测的太阳能无人机

技术领域

本发明涉及太阳能无人机空气检测技术领域，更具体的说，涉及一种用空气质量检测的太阳能无人机。

背景技术

空气质量检测，是指对空气质量的好坏进行检测。空气质量的好坏反映了空气中污染物浓度的高低，空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响，来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一；

现有的空气检测装置例如专利号为201810915677.6专利名称为一种环境治理实时反馈装置的专利，其功能虽然能够大气进行检测，但是其工作状况较为单一，控制无人机飞行到指定区域之后，直接进行检测，之后进行数据分析，由于是普通检测仪进行检测，所以检测精度较低，检测种类较少，现有装置的检测功能针对性不强，无法根据外界空气质量实时的状况采取取样检测，不能够将样品带回实验室进行详细检测，对污染源大气进行精确的采样具有一定的欠缺，只能够对大气进行粗略的检测。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种用空气质量检测的太阳能无人机，以解决的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用空气质量检测的太阳能无人机，包括无人机本体，所述无人机本体下端设有空气抽吸机构，所述无人机本体下端设有气道切换机构，所述气道切换机构一侧设有样品存储机构；

所述气道切换机构包括无人机本体下表面的矩形箱体，矩形箱体一端安装有立侧板，立侧板下端侧表面安装有T型滑轨，T型滑轨设有两个，T型滑轨一侧安装有滑动块，滑动块侧表面开有T型槽，T型槽与T型滑轨的位置相对应，滑动块侧表面开有圆形通孔一，圆形通孔一一侧开有圆形通孔二，滑动块两侧安装有立式轴承一，立式轴承一与矩形箱体固定连接，立式轴承一内圈安装有转动轴一，转动轴一外表面安装有转动辊，转动辊与滑动块的位置相对应，转动轴一端安装有伞齿轮一，矩形箱体上端安装有卧式轴承一，卧式轴承一内圈安装有转动轴二，转动轴二下端安装有与伞齿轮一互相啮合的伞齿轮二，转动轴二上端安装有单向齿轮三，矩形箱体上端下表面安装有直线电机一，直线电机一伸缩端安装有连接架，连接架下端安装有匚形框架，匚形框架侧表面安装有与单向齿轮三互相啮合的齿条一；所述圆形通孔一一侧安装有固定管一，固定管一与矩形箱体固定连接，固定管一与圆形通孔一之间安装有波纹管一，圆形通孔二一侧安装有固定管二，固定管二与圆形通孔二之间安装有波纹管二，固定管一一侧安装有L型管一，固定管二一侧安装有L型管二，矩形箱体侧表面安装有直线电机二，直线电机二伸缩端安装有矩形框架，矩形框架一端安装有平行管，矩形框架另一端安装有三通接头；

所述样品存储机构包括矩形箱体上端的立式轴承二，立式轴承二内圈安装有传动轴一，传动轴一外表面开有限位槽，传动轴一一端安装有伞齿轮三，传动轴一外表面安装有单向齿轮一，单向齿轮一内圈安装有限位块，限位块与限位槽的位置相对应，立式轴承二一侧安装有立式轴承三，立式轴承三内圈安装有传动轴二，传动轴二一端安装有与伞齿轮三互相啮合的伞齿轮四，伞齿轮四侧表面安装有扇形齿轮；所述矩形箱体下端安装有T型固定块，T型固定块上端安装有移动块，移动块下表面开有T型通槽，T型通槽与T型固定块的位置相对应，移动块上表面安装有与扇形齿轮互相啮合的齿条二，T型固定块一侧安装有矩形块，矩形块与移动块之间安装有拉伸弹簧，移动块侧表面开有矩形通槽，矩形通槽内安装有活塞杆，活塞杆与矩形通槽滑动连接，矩形通槽一端与活塞杆之间安装有压缩弹簧，活塞杆一端安装有快接头一，快接头一与L型管二之间安装有波纹管三；

所述样品存储机构还包括矩形箱体侧表面的矩形开口，矩形箱体下端安装有立式轴承四，立式轴承四设有两对且位于矩形开口一侧，立式轴承四内圈安装有皮带辊，皮带辊设有两个，皮带辊外表面安装有传动带，传动带外表面安装有橡胶块，橡胶块上表面安装有弹性卡圈，弹性卡圈内圈安装有快接头二，快接头二一端安装有真空袋，转动辊一端安装有传动轴三，传动轴三一端安装有单向齿轮二，传动轴三侧表面开有键槽，单向齿轮二内圈安装有键条，键条与键槽滑动连接；所述直线电机二伸缩端安装有横杆，横杆一端安装有限位杆一，限位杆一与单向齿轮一的位置相对应，横杆另一端安装有限位杆二，限位杆二与单向齿轮二的位置相对应，所述矩形箱体侧表面安装有空气检测仪，空气检测仪输入端与L型管一固定连接，空气检测仪输出端安装有排气管。

进一步的，空气抽吸机构包括立侧板一侧的进气道，进气道下端安装有活塞管，活塞管下端安装有出气道，出气道与圆形通孔一的位置相对应，进气道与活塞管一端安装有单向阀一，进气道与活塞管另一端安装有单向阀二，进出气道与活塞管一端安装有单向阀三，出气道与活塞管另一端安装有单向阀四；所述立侧板侧表面中心处开有圆孔，圆孔内圈安装有连接杆，连接杆一端安装有活塞块。

进一步的，L型管一、L型管二、固定管一、固定管二一端各安装有橡胶圈。

进一步的，活塞杆一端安装有矩形固定块，矩形通槽侧表面开有矩形槽。

进一步的，矩形开口内安装有矩形挡板。

进一步的，连接架下端安装有与单向齿轮一、单向齿轮二啮合的齿条三。

进一步的，直线电机一伸缩端安装有销轴，销轴一端安装有滑动管，滑动管与销轴滑动连接，滑动管一端与连接杆固定连接，销轴侧表面开有卡槽，滑动管内圈安装有卡块，卡块与卡槽的位置相对应。

进一步的，进气道一端安装有防护罩。

本发明的有益效果是：无人机大气进行常规检测的同时，可以进行取样操作，通过常规检测的数据来控制取样机构的启动，从而达到精准取样的效果，通过样品存储机构的间歇性取样，便于无人机对大范围空气进行检测，并进行多点采样，从而便于将样品带回实验室进行详细检测。

附图说明

图1是本发明所述一种用空气质量检测的太阳能无人机的结构示意图；

图2是无人机本体的侧视示意图；

图3是T型滑轨的放大示意图；

图4是矩形箱体的俯视剖切示意图；

图5是气道切换机构的局部示意图；

图6是弹性卡圈的示意图；

图7是单向齿轮一的侧视示意图；

图8是样品存储机构的局部示意图；

图9是单向齿轮二的俯视示意图；

图10是样品存储机构的俯视示意图；

图11是气道切换机构的俯视示意图；

图12是空气抽吸机构的放大示意图；

图13是传动轴一的横截面示意图；

图14是传动轴三的横截面示意图；

图15是矩形框架的示意图；

图16是矩形框架的状态示意图；

图17是活塞杆的放大示意图；

图中，1、无人机本体；2、矩形箱体；3、立侧板；4、T型滑轨；5、滑动块；6、T型槽；7、圆形通孔一；8、圆形通孔二；9、立式轴承一；10、转动轴一；11、转动辊；12、伞齿轮一；13、卧式轴承一；14、转动轴二；15、伞齿轮二；16、单向齿轮三；17、直线电机一；18、连接架；19、匚形框架；20、齿条一；21、固定管一；22、波纹管一；23、波纹管二；24、L型管一；25、固定管二；26、L型管二；27、直线电机二；28、矩形框架；29、平行管；30、三通接头；31、立式轴承二；32、传动轴一；33、限位槽；34、伞齿轮三；35、单向齿轮一；36、限位块；37、立式轴承三；38、传动轴二；39、伞齿轮四；40、扇形齿轮；41、T型固定块；42、移动块；43、T型通槽；44、齿条二；45、矩形块；46、拉伸弹簧；47、矩形通槽；48、活塞杆；49、压缩弹簧；50、快接头一；51、波纹管三；52、矩形开口；53、立式轴承四；54、皮带辊；55、传动带；56、橡胶块；57、弹性卡圈；58、快接头二；59、真空袋；60、传动轴三；61、单向齿轮二；62、键槽；63、键条；64、横杆；65、限位杆一；66、限位杆二；67、空气检测仪；68、排气管；69、进气道；70、活塞管；71、出气道；72、单向阀一；73、单向阀二；74、单向阀三；75、单向阀四；76、圆孔；77、连接杆；78、活塞块；79、橡胶圈；80、矩形固定块；81、矩形槽；82、矩形挡板；83、齿条三；84、销轴；85、滑动管；86、卡槽；87、卡块；88、防护罩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-17所示，一种用空气质量检测的太阳能无人机，包括无人机本体1，无人机本体1下端设有空气抽吸机构，无人机本体1下端设有气道切换机构，气道切换机构一侧设有样品存储机构；

气道切换机构包括无人机本体1下表面的矩形箱体2，矩形箱体2一端安装有立侧板3，立侧板3下端侧表面安装有T型滑轨4，T型滑轨4设有两个，T型滑轨4一侧安装有滑动块5，滑动块5侧表面开有T型槽6，T型槽6与T型滑轨4的位置相对应，滑动块5侧表面开有圆形通孔一7，圆形通孔一7一侧开有圆形通孔二8，滑动块5两侧安装有立式轴承一9，立式轴承一9与矩形箱体2固定连接，立式轴承一9内圈安装有转动轴一10，转动轴一10外表面安装有转动辊11，转动辊11与滑动块5的位置相对应，转动轴一10端安装有伞齿轮一12，矩形箱体2上端安装有卧式轴承一13，卧式轴承一13内圈安装有转动轴二14，转动轴二14下端安装有与伞齿轮一12互相啮合的伞齿轮二15，转动轴二14上端安装有单向齿轮三16，矩形箱体2上端下表面安装有直线电机一17，直线电机一17伸缩端安装有连接架18，连接架18下端安装有匚形框架19，匚形框架19侧表面安装有与单向齿轮三16互相啮合的齿条一20；圆形通孔一7一侧安装有固定管一21，固定管一21与矩形箱体2固定连接，固定管一21与圆形通孔一7之间安装有波纹管一22，圆形通孔二8一侧安装有固定管二25，固定管二25与圆形通孔二8之间安装有波纹管二23，固定管一21一侧安装有L型管一24，固定管二25一侧安装有L型管二26，矩形箱体2侧表面安装有直线电机二27，直线电机二27伸缩端安装有矩形框架28，矩形框架28一端安装有平行管29，矩形框架28另一端安装有三通接头30；

样品存储机构包括矩形箱体2上端的立式轴承二31，立式轴承二31内圈安装有传动轴一32，传动轴一32外表面开有限位槽33，传动轴一32一端安装有伞齿轮三34，传动轴一32外表面安装有单向齿轮一35，单向齿轮一35内圈安装有限位块36，限位块36与限位槽33的位置相对应，立式轴承二31一侧安装有立式轴承三37，立式轴承三37内圈安装有传动轴二38，传动轴二38一端安装有与伞齿轮三34互相啮合的伞齿轮四39，伞齿轮四39侧表面安装有扇形齿轮40；矩形箱体2下端安装有T型固定块41，T型固定块41上端安装有移动块42，移动块42下表面开有T型通槽43，T型通槽43与T型固定块41的位置相对应，移动块42上表面安装有与扇形齿轮40互相啮合的齿条二44，T型固定块41一侧安装有矩形块45，矩形块45与移动块42之间安装有拉伸弹簧46，移动块42侧表面开有矩形通槽47，矩形通槽47内安装有活塞杆48，活塞杆48与矩形通槽47滑动连接，矩形通槽47一端与活塞杆48之间安装有压缩弹簧49，活塞杆48一端安装有快接头一50，快接头一50与L型管二26之间安装有波纹管三51；

样品存储机构还包括矩形箱体2侧表面的矩形开口52，矩形箱体2下端安装有立式轴承四53，立式轴承四53设有两对且位于矩形开口52一侧，立式轴承四53内圈安装有皮带辊54，皮带辊54设有两个，皮带辊54外表面安装有传动带55，传动带55外表面安装有橡胶块56，橡胶块56上表面安装有弹性卡圈57，弹性卡圈57内圈安装有快接头二58，快接头二58一端安装有真空袋59，转动辊11一端安装有传动轴三60，传动轴三60一端安装有单向齿轮二61，传动轴三60侧表面开有键槽62，单向齿轮二61内圈安装有键条63，键条63与键槽62滑动连接；直线电机二27伸缩端安装有横杆64，横杆64一端安装有限位杆一65，限位杆一65与单向齿轮一35的位置相对应，横杆64另一端安装有限位杆二66，限位杆二66与单向齿轮二61的位置相对应，矩形箱体2侧表面安装有空气检测仪67，空气检测仪67输入端与L型管一24固定连接，空气检测仪67输出端安装有排气管68。

空气抽吸机构包括立侧板3一侧的进气道69，进气道69下端安装有活塞管70，活塞管70下端安装有出气道71，出气道71与圆形通孔一7的位置相对应，进气道69与活塞管70一端安装有单向阀一72，进气道69与活塞管70另一端安装有单向阀二73，进出气道71与活塞管70一端安装有单向阀三74，出气道71与活塞管70另一端安装有单向阀四75；立侧板3侧表面中心处开有圆孔76，圆孔76内圈安装有连接杆77，连接杆77一端安装有活塞块78。

L型管一24、L型管二26、固定管一21、固定管二25一端各安装有橡胶圈79。

活塞杆48一端安装有矩形固定块80，矩形通槽47侧表面开有矩形槽81。

矩形开口52内安装有矩形挡板82。

连接架18下端安装有与单向齿轮一35、单向齿轮二61啮合的齿条三83。

直线电机一17伸缩端安装有销轴84，销轴84一端安装有滑动管85，滑动管85与销轴84滑动连接，滑动管85一端与连接杆77固定连接，销轴84侧表面开有卡槽86，滑动管85内圈安装有卡块87，卡块87与卡槽86的位置相对应。

进气道69一端安装有防护罩88。

在本实施方案中，该设备的用电器由外接控制器进行控制，装置中提到单向齿轮、空气检测仪67，该部件属于现有技术，故不做详细描述，控制器控制无人机本体1升空后，控制器控制直线电机二27处于收缩的状态，如图16所示，此时限位杆一65、限位杆二66将限制单向齿轮一35、单向齿轮二61不与齿条三83啮合，所以样品存储机构刚开始时不工作，此时三通接头30位于固定管一21、L型管一24之间，其作用是将流通圆形通孔一7、圆形通孔二8的气体统一传递到空气检测仪67内进行粗略检测；

无人机本体1升空后首先控制直线电机一17进行伸缩运动，直线电机一17的伸缩同时带动匚形框架19、齿条三83以及销轴84进行移动，由于滑动管85和销轴84之间可以发生相对运动，所以直线电机一17的初步伸长不会带动连接杆77移动，但是会带动匚形框架19、齿条一20驱动单向齿轮三16转动，单向齿轮三16的转动直接带动伞齿轮二15进行旋转，卧式轴承一13、转动轴二14可以为伞齿轮二15的转动提供足够的支撑，伞齿轮二15的转动带动伞齿轮一12、转动辊11进行转动，利用转动辊11一侧凸起的特性如图5所示，当转动辊11转动时可以将靠近转动辊11的滑动块5向一侧推进，两个转动辊11凸起的位置处于互补的状态，利用单向齿轮三16的单向传动的特性，当直线电机一17伸长时齿条一20驱动一侧的单向齿轮三16传动，使转动辊11拨动滑动块5，当直线电机一17缩短时齿条一20驱动另一侧的单向齿轮三16传动，使转动辊11拨动滑动块5复位，从而配合空气抽吸机构的工作，直线电机一17伸长非常的端的距离就可以完成滑动块5移动的操作，直线电机一17的整个伸长过程使转动辊11转动整圈，从而保证转动辊11的初始状态；

滑动块5移动完成之后，直线电机一17的持续伸长带动活塞块78向左移动如图12所示，活塞块78向左移动时单向阀二73进气、单向阀三74出气，活塞块78向右移动时单向阀一72进气，单向阀四75出气，直线电机一17伸缩一次，出气道71出气两次，配合气道切换机构的提前工作，使待检测器分别通过圆形通孔一7、圆形通孔二8内，此时利用三通接头30作用，不管通过圆形通孔一7还是圆形通孔二8内的气体，统一流向L型管二26，之后进入到空气检测仪67进行粗略检测，此时状态处于常态化工作并实时粗略检测大气，类似于机器的“眼睛”便于寻找污染源，可以精准的确定高污染区域，便于后期触发取样机构；

当检测数值高于正常值时，说明当前大气小范围污染比较严重，根据实际需求可启动采样装置，控制器控制直线电机二27伸长，直线电机二27的伸长直接带动平行管29取代三通接头30的位置，使通过圆形通孔一7的空气向L型管一24方向移动，通过圆形通孔二8的空气向L型管二26方向移动，在间歇式粗略检测的同时可以进行取样操作，直线电机二27伸长的同时还带动限位杆一65、限位杆二66移动，迫使单向齿轮一35、单向齿轮二61与齿条三83啮合，从而向样品存储机构传动，当直线电机一17开始伸长小段距离（活塞块78移动之前），通过齿条三83间接带动单向齿轮一35传动，单向齿轮二61不传动，单向齿轮一35的传动带动，传动轴一32、伞齿轮三34、伞齿轮四39、扇形齿轮40转动，扇形齿轮40的转动带动齿条二44、移动块42向快接头二58一侧移动，使快接头一50与快接头二58贴紧，之后扇形齿轮40继续转动，此时向真空袋59内输气，压缩弹簧49压缩，当扇形齿轮40转动一定角度之后（如图8所示），扇形齿轮40与齿条二44暂时分离，拉伸弹簧46将移动块42拉回复位，利用快接头一50与快接头二58的特性，使其断开时处于密封的状态，从而实现重复利用的目的；

在直线电机一17缩短时通过齿条三83向单向齿轮二61传动，单向齿轮一35不传动，单向齿轮二61的转动直接带动传动轴三60、皮带辊54进行转动，皮带辊54的转动直接带动传动带55转动，使未充气的真空袋59代替充气真空袋59的位置，从而实现多次取样；取样完毕之后无人机本体1降落，手动将矩形挡板82拿掉可以将快接头二58、真空袋59取出进行检测。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。