本實用新型涉及環(huán)境監(jiān)測設備技術領域，具體是涉及一種用于大氣采樣及易燃易爆氣體監(jiān)測的無人機。

背景技術：

無人機是通過無線電遙控設備或機載計算機程控系統(tǒng)進行操控的不載人飛行器。無人機不但能完成有人駕駛飛機執(zhí)行的任務，更適用于有人飛機不宜執(zhí)行的任務。早期的時候，無人機主要用于軍事領域，對于應急搶險等領域尚不成熟，存在一定的使用局限，而且目前的無人飛機對于不同的任務要求和使用條件差別很大，并且大都攜帶不便，成本較高。

近兩年無人機技術已經用在大氣采樣、城市噪音污染監(jiān)測、城市光污染監(jiān)測以及固定污染源煙氣排放監(jiān)測等，例如：公開號為CN104121986A的實用新型提供了一種基于無人機的城市光污染監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。該實用新型包括空中飛行模塊和與空中飛行模塊進行通信的地面控制模塊,其特征是：所述的空中飛行模塊上設置有光強測試儀和多普勒測距雷達,所述的光強測試儀和多普勒測距雷達連接中央處理器,所述的中央處理器連接空中收發(fā)天線；公開號為CN205280697U公開一種高精度便攜式大氣污染物監(jiān)測裝置，包括AD采樣模塊、溫濕度傳感器、GPRS模塊、RF模塊和控制器，AD采樣模塊對空氣污染物進行采樣檢測，控制器對采樣數(shù)據(jù)進行分析處理，通過GPRS模塊和RF模塊與上位機進行通信。本實用新型支持太陽能電池、鋰電池和市電三電源供電；采用了AD7606高速高精度采樣芯片，在輸入保護、濾波處理、采樣通道和采樣算法中有優(yōu)勢；配有GPS模塊，可準確定位裝置所放地點，方便裝置在戶外尋找。

在火災現(xiàn)場救援時，如果能夠通過先進的設備檢測到火災現(xiàn)場的易燃易爆氣體，則可以根據(jù)根據(jù)易燃易爆氣體的種類和濃度選擇不同的救援方式，可以防止爆炸和火災范圍的擴大，也能減少一些不必要的傷亡。因此，無人機的應用還可以再擴大，同時運用到大氣檢測、危險預警和消防安保等，對于這些方面的綜合應用還有很大的研究空間和發(fā)展前景。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術問題是提供一種用于大氣采樣及易燃易爆氣體監(jiān)測的無人機，可以同時進行大氣采樣、易燃易爆氣體預警檢測、快速發(fā)現(xiàn)危險源，還可以快速檢測到高速公路上的易燃易博危險品泄漏，為突發(fā)事件的決策、指揮、現(xiàn)場監(jiān)測、控制等其他應急管理提供輔助決策。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種用于大氣采樣及易燃易爆氣體監(jiān)測的無人機，主要包括無人機機體、GPS控制器、無人機主控制器、動力系統(tǒng)，還包括大氣采樣裝置、大氣質量監(jiān)測裝置、易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置、攝像頭、高度計；所述無人機機體上部設有1-4個螺旋槳，無人機機體底部設置有2個或4個著陸輪，所述的大氣采樣裝置、大氣質量監(jiān)測裝置位于無人機機體外部，所述GPS控制器、無人機主控制器、動力系統(tǒng)、高度計均位于無人機機體內，所述攝像頭位于無人機機體正前端；所述動力系統(tǒng)包括電源部分和電動馬達驅動部分，所述大氣質量監(jiān)測裝置內按需求安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、風向傳感器，所述易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置位于無人機機體內部并與大氣采樣裝置相連；所述的大氣質量監(jiān)測裝置和易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置、攝像頭、GPS控制器及高度計均連接至數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述動力系統(tǒng)、大氣采樣裝置、大氣質量監(jiān)測裝置、易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)處理裝置均通過電線相連至所述無人機主控制器上，所述無人機主控制器通過無線通訊連接到地面終端設備，由地面終端設備接收無人機傳輸過來的數(shù)據(jù)信息，并對無人機主控制器進行操作控制。

進一步地，在上述方案中，所述大氣采樣裝置包括采樣罐、氣流罩、過濾網，所述采樣罐包括外罐和內罐，外罐的罐口朝向無人機飛行的方向，氣流罩和過濾網位于罐口外側，內罐上開設有進氣口和排氣口，進氣口位于內罐后方(相對于無人機飛行方向來說)，排氣口位于內罐前方，排氣口外連接有排氣管，內罐上還設有2個采氣管，分別為采氣管一和采氣管二，采氣管一連接至易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置，采氣管二連接至氣體收集瓶，所述氣體收集瓶不限于一個，將多個氣體收集瓶按轉盤式放置，一個氣體收集瓶收集滿氣體之后切換到下一個氣體收集瓶，直到最后一個氣體收集瓶收集滿為止；所述外罐的罐口上設有開關控制閥門，所述開關控制閥門連接至所述無人機主控制器。采樣罐通過內罐與外罐結合，可以形成背壓，減輕了內罐的氣流壓力，使采樣裝置性能更加穩(wěn)定，工作更加可靠。

進一步地，在上述方案中，所述無人機機體頂部設有4個螺旋槳，所述的4個螺旋槳分別被獨立受控的電動馬達驅動，用于控制所述無人機的高度和速度，同時控制無人機從初始時刻的移動狀態(tài)過渡到最終時刻的懸停狀態(tài)。

進一步地，在上述方案中，所述的著陸輪在飛行狀態(tài)時可自動向內隱藏，在陸地上工作時自動向外伸出，每個著陸輪可以在水平方向上自由旋轉。所述的著陸輪上部連接收放機構、驅動機構、控制機構、傳感器、起落架臂和減震機構，所述的收放機構是給框架的前后兩塊支撐板上分別加工有安裝傳感器的上、下限位孔，蝸輪、搖臂、蝸桿、上機械限位桿和下機械限位桿安裝在框架上，搖臂的一端與蝸輪固連，另一端與減震機構的一端連接，減震機構的另一端與起落架臂上部通過銷軸連接，蝸輪、蝸桿之間螺紋配合，蝸桿的一端與驅動部分連接，傳感器安裝在上、下限位孔內，框架固定安裝在無人機機體上承力結構上，起落架臂的上端通過無人機機體上承力轉軸與無人機機體連接，起落架臂的下端與著陸輪連接，控制機構通過電纜分別與驅動機構和傳感器對接。

進一步地，在上述方案中，所述攝像頭為帶光源補償?shù)母咔鍞z像頭，可360°全方位旋轉。通過攝像頭采集影像可以在高空發(fā)現(xiàn)爆炸點、著火點等敏感區(qū)域，及時傳送危險信號及實時監(jiān)控險情。

進一步地，在上述方案中，所述易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置能夠對易燃易爆氣體進行定性和定量檢測。為突發(fā)事件的決策、指揮、現(xiàn)場監(jiān)測、控制等其他應急管理提供輔助決策，避免不必要的傷亡。

本實用新型的有益效果是：本實用新型是針對大氣采樣、氣象監(jiān)測、易燃易爆氣體預警檢測、快速發(fā)現(xiàn)危險源以及緊急偵察等方面的需求研制而成的一款新型無人機，不僅可用于環(huán)保，還可用于消防、安監(jiān)等領域，不僅可以飛行，還可以在地面上行走，用于高速路上易燃易爆危險品泄漏的檢測，實現(xiàn)了一機多用；具有實時監(jiān)測并傳輸數(shù)據(jù)、響應速度快、應用范圍廣的優(yōu)點，在應急搶險方面具有較強優(yōu)勢，為突發(fā)事件的決策、指揮、現(xiàn)場監(jiān)測、控制等其他應急管理提供輔助決策。有著廣闊的市場需求，易于推廣應用。

附圖說明

圖1是本實用新型無人機的結構框圖；

圖2是本實用新型無人機上的大氣采樣裝置的結構示意圖；

其中，1、采樣罐，1a、外罐，1b、內罐，2、氣流罩，3、過濾網，4、進氣口，5、排氣口，6、排氣管，7、采氣管一，8、采氣管二，9、氣體收集瓶，A為無人機飛行方向，B為氣流方向，C為易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置。

具體實施方式

一種用于大氣采樣及易燃易爆氣體監(jiān)測的無人機，主要包括無人機機體、GPS控制器、無人機主控制器、動力系統(tǒng)，還包括大氣采樣裝置、大氣質量監(jiān)測裝置、易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置、攝像頭、高度計；無人機機體為一次性注塑成膜形成殼體和內腔，所述殼體是由防水、耐火、耐腐蝕材料制成，不僅耐用，而且應用范圍更廣闊；無人機機體上部設有1-4個螺旋槳，螺旋槳分別被獨立受控的電動馬達驅動，用于控制所述無人機的高度和速度，同時控制無人機從初始時刻的移動狀態(tài)過渡到最終時刻的懸停狀態(tài)；無人機機體底部設置有2個或4個著陸輪，大氣采樣裝置、大氣質量監(jiān)測裝置位于無人機機體外部，GPS控制器、無人機主控制器、動力系統(tǒng)、高度計均位于無人機機體內，攝像頭位于無人機機體正前端，攝像頭為帶光源補償?shù)母咔鍞z像頭，可360°全方位旋轉。通過攝像頭采集影像可以在高空發(fā)現(xiàn)爆炸點、著火點等敏感區(qū)域，及時傳送危險信號及實時監(jiān)控險情；動力系統(tǒng)包括電源部分和電動馬達驅動部分，大氣質量監(jiān)測裝置內按需求安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、風向傳感器，易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置位于無人機機體內部并與大氣采樣裝置相連，易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置能夠對易燃易爆氣體進行定性和定量檢測，為突發(fā)事件的決策、指揮、現(xiàn)場監(jiān)測、控制等其他應急管理提供輔助決策，避免不必要的傷亡；的大氣質量監(jiān)測裝置和易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置、攝像頭、GPS控制器及高度計均連接至數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，動力系統(tǒng)、大氣采樣裝置、大氣質量監(jiān)測裝置、易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)處理裝置均通過電線相連至無人機主控制器上，無人機主控制器通過無線通訊連接到地面終端設備，由地面終端設備接收無人機傳輸過來的數(shù)據(jù)信息，并對無人機主控制器進行操作控制。

其中，大氣采樣裝置包括采樣罐1、氣流罩2、過濾網3，所述采樣罐1包括外罐1a和內罐1b，外罐的罐口1c朝向無人機飛行的方向，氣流罩2和過濾網3位于罐口1c外側，內罐1b上開設有進氣口4和排氣口5，進氣口4位于內罐1b后方(相對于無人機飛行方向來說，如圖中的箭頭A所指方向為無人機前進方向，箭頭B所指的方向為氣流方向)，排氣口5位于內罐1b前方，排氣口5外連接有排氣管6，內罐1b上還設有2個采氣管，分別為采氣管一7和采氣管二8，采氣管一7連接至易燃易爆氣體預警監(jiān)測裝置C，采氣管二8連接至氣體收集瓶9，所述氣體收集瓶9不限于一個，將多個氣體收集瓶9按轉盤式放置，一個氣體收集瓶9收集滿氣體之后切換到下一個氣體收集瓶，直到最后一個氣體收集瓶收集滿為止；所述外罐1a的罐口1c上設有開關控制閥門，所述開關控制閥門連接至所述無人機主控制器。采樣罐通過內罐與外罐結合，可以形成背壓，減輕了內罐的氣流壓力，使采樣裝置性能更加穩(wěn)定，工作更加可靠。

著陸輪在飛行狀態(tài)時可自動向內隱藏，在陸地上工作時自動向外伸出，每個著陸輪可以在水平方向上自由旋轉。所述的著陸輪上部連接收放機構、驅動機構、控制機構、傳感器、起落架臂和減震機構，所述的收放機構是給框架的前后兩塊支撐板上分別加工有安裝傳感器的上、下限位孔，蝸輪、搖臂、蝸桿、上機械限位桿和下機械限位桿安裝在框架上，搖臂的一端與蝸輪固連，另一端與減震機構的一端連接，減震機構的另一端與起落架臂上部通過銷軸連接，蝸輪、蝸桿之間螺紋配合，蝸桿的一端與驅動部分連接，傳感器安裝在上、下限位孔內，框架固定安裝在無人機機體上承力結構上，起落架臂的上端通過無人機機體上承力轉軸與無人機機體連接，起落架臂的下端與著陸輪連接，控制機構通過電纜分別與驅動機構和傳感器對接。該無人機不僅可用于環(huán)保，還可用于消防、安監(jiān)等領域，不僅可以飛行，還可以在地面上行走，用于高速路上易燃易爆危險品泄漏的檢測，實現(xiàn)了一機多用，在應急搶險方面具有較強優(yōu)勢。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和范圍。