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【发明授权】一种用于自然资源动态监测装置及其监测方法_江西省自然资源事业发展中心_202210169470.5 

申请/专利权人:江西省自然资源事业发展中心

申请日:2022-02-24

公开(公告)日:2023-03-14

公开(公告)号:CN114252642B

主分类号:G01N35/04

分类号:G01N35/04;G01N35/00

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.03.14#授权;2022.04.15#实质审查的生效;2022.03.29#公开

摘要:本发明公开了一种用于自然资源动态监测装置,包括:外壳、控制终端、无人机起降平台、转运机构、运输无人机、样本容器存储组件、样本装载机构、侦测雷达、监测探头和采样机器人;转运机构设置在所述无人机起降平台的内侧;运输无人机设置在所述外壳的外侧;样本容器存储组件挂载在所述运输无人机的运输端;样本装载机构设置在所述外壳的内部;采样机器人设置在所述外壳的外侧且位于样本装载机构对应位置处。该用于自然资源动态监测装置,可实现自然资源自动取样并实现取样后样本的自动转运和运输,减少了工作人员手动操作项,节约了人力,并且通过无人机转运和运输同步运送方式,方便运输,扩大了自然资源监测点的选择范围,更便于普及使用。

主权项:1.一种用于自然资源动态监测装置,其特征在于,包括:外壳(1);控制终端(2),内嵌在所述外壳(1)的顶端前侧;无人机起降平台(3),设置在所述外壳(1)的后侧,所述无人机起降平台(3)和控制终端(2)电性连接;转运机构(4),设置在所述无人机起降平台(3)的内侧;运输无人机(7),设置在所述外壳(1)的外侧,所述运输无人机(7)和控制终端(2)远程网络连接;样本容器存储组件(6),挂载在所述运输无人机(7)的运输端;样本装载机构(8),设置在所述外壳(1)的内部;侦测雷达(9),安装在所述外壳(1)的顶端后侧,所述侦测雷达(9)和控制终端(2)电性连接;监测探头(10),设置在所述外壳(1)的顶端前侧右端,所述监测探头(10)和控制终端(2)电性连接;采样机器人(11),设置在所述外壳(1)的外侧且位于样本装载机构(8)对应位置处,所述采样机器人(11)和控制终端(2)网络连接;所述转运机构(4)包括:转运无人机(41),安装在所述无人机起降平台(3)的内部,所述转运无人机(41)和控制终端(2)远程网络连接;环形导轨(42),沿周向设置在所述转运无人机(41)的外侧;移动轨道车(43),安装在所述环形导轨(42)的内侧,所述移动轨道车(43)的外侧延伸出环形导轨(42)的外部,所述移动轨道车(43)和控制终端(2)远程网络连接;样本容器转运组件(5),设置在所述移动轨道车(43)的外侧;所述样本容器转运组件(5)包括:样本容器转运组件外壳(51),沿左右方向固定在所述移动轨道车(43)的外侧;通孔(52),沿左右方向开设在所述样本容器转运组件外壳(51)的内腔顶端右侧;固定座(53),安装在所述样本容器转运组件外壳(51)的内腔底端右侧且位于通孔(52)的下方;转动座(54),通过销轴转动连接在所述固定座(53)的外侧;顶板(55),设置在所述通孔(52)的内侧,所述顶板(55)的底端右侧与转动座(54)的顶端固定连接;第一安装座(56),安装在所述样本容器转运组件外壳(51)的内腔底端左侧;第一电推杆(57),一端通过销轴转动连接在所述第一安装座(56)的内侧,所述第一电推杆(57)与控制终端(2)远程网络连接;第二安装座(58),安装在所述顶板(55)的底端左侧,所述第一电推杆(57)的另一端与第二安装座(58)的内侧通过销轴转动连接;所述样本容器转运组件(5)还包括:第二电推杆(59),设置在所述顶板(55)的顶端右侧中心位置,所述第二电推杆(59)和控制终端(2)远程网络连接;安装腔(510),开设在所述顶板(55)的顶端中心位置;底座(511),设置在所述底座(511)的内侧;第一夹持爪(512),所述第一夹持爪(512)的数量为两个,两个所述第一夹持爪(512)分别通过销轴转动连接在底座(511)的右侧前后两端;齿轮(513),所述齿轮(513)的数量为两个,两个所述齿轮(513)分别设置在前后两个第一夹持爪(512)的底端外侧并互相啮合;第一电机(514),设置在所述底座(511)的内侧,所述第一电机(514)的输出端与其中一侧第一夹持爪(512)的轴心螺钉连接,所述第一电机(514)和控制终端(2)远程网络连接;第二夹持爪(515),所述第二夹持爪(515)的数量为两组,每组所述第二夹持爪(515)的数量为两个,两组所述第二夹持爪(515)分别间隙固定安装在前后两个第一夹持爪(512)的左侧;所述样本容器存储组件(6)包括:样本容器存储组件外壳(61),沿左右方向挂载在所述运输无人机(7)的下方;收纳腔(62),所述收纳腔(62)的数量为若干个,若干个所述收纳腔(62)分别从左至右间隙开设在样本容器存储组件外壳(61)的底端;转轴(63),所述转轴(63)的数量为若干组,每组所述转轴(63)的数量为两个,若干组所述转轴(63)分别通过轴承转动连接在若干个收纳腔(62)的内腔底端左右两侧;托架(64),所述托架(64)的数量为若干组,每组所述托架(64)的数量为两个,若干组所述托架(64)分别键连接在若干组转轴(63)的外壁,每组左右两个所述托架(64)错位闭合设置;第一连接座(65),所述第一连接座(65)的数量为若干组,每组所述第一连接座(65)的数量为两个,若干组所述第一连接座(65)一端分别键连接在若干组转轴(63)的外壁前侧;第三电推杆(66),所述第三电推杆(66)的数量为若干个,若干个所述第三电推杆(66)的两端分别通过销轴转动连接在若干组第一连接座(65)的另一端,所述第三电推杆(66)和控制终端(2)远程网络连接;第二连接座(67),所述第二连接座(67)的数量为若干组,每组所述第二连接座(67)的数量为两个,若干组所述第二连接座(67)一端分别键连接在若干组转轴(63)的外壁后侧;弹簧杆(68),所述弹簧杆(68)的数量为若干个,若干个所述弹簧杆(68)的两端分别通过销轴转动连接在若干组第二连接座(67)的另一端;其中,若干个所述收纳腔(62)的内腔顶端设置有顶部锁紧组件;所述顶部锁紧组件包括:顶座(69),设置在所述收纳腔(62)的内腔上方;固定器(610),所述固定器(610)的数量为三个,三个所述固定器(610)的一端分别沿周向间隔一百二十度通过销轴转动连接在顶座(69)的底端;连接杆(611),所述连接杆(611)的数量为三个,三个所述连接杆(611)的一端分别通过销轴转动连接在三个固定器(610)的内侧;移动座(612),插接在所述顶座(69)的下方,所述移动座(612)的顶端延伸出顶座(69)的上方,所述移动座(612)的外侧底端与连接杆(611)的另一端通过销轴转动连接;限位弹簧(613),套接在所述移动座(612)的外壁顶端,所述限位弹簧(613)的上下两侧分别与限位弹簧(613)的外壁顶端和顶座(69)的顶端固定连接;第二电机(614),设置在所述顶座(69)的上方,所述第二电机(614)和控制终端(2)远程网络连接;凸轮(615),螺钉连接在所述第二电机(614)的输出端,所述凸轮(615)的外侧与移动座(612)的顶端相接触;所述样本装载机构(8)包括:收纳仓(81),沿前后方向设置在所述外壳(1)的内侧,所述收纳仓(81)与无人机起降平台(3)内腔相通;电动门(82),设置在所述外壳(1)的底端前侧且位于收纳仓(81)的对应位置处,所述电动门(82)和控制终端(2)电性连接;电动旋转盘(83),安装在所述收纳仓(81)的内腔底端后侧,所述电动旋转盘(83)和控制终端(2)电性连接;夹持器(84),所述夹持器(84)的数量为若干个,若干个所述夹持器(84)沿周向间隔设置在电动旋转盘(83)的转动端,所述夹持器(84)和控制终端(2)电性连接;样本容器(85),所述样本容器(85)的数量为若干个,若干个所述样本容器(85)可拆卸的安装在夹持器(84)的内侧;多功能机械臂(86),安装在所述电动旋转盘(83)的顶端后侧,所述多功能机械臂(86)和控制终端(2)电性连接;固定架(87),设置在所述收纳仓(81)的内腔且位于电动旋转盘(83)的前侧;分装机构(88),设在所述固定架(87)的内侧后端,所述样本容器(85)可移动至分装机构(88)的出料口内,所述分装机构(88)和控制终端(2)电性连接;筛分机(89),设置在所述固定架(87)的内侧且位于分装机构(88)的上方,所述筛分机(89)和控制终端(2)电性连接;提升输出带(810),从前至右向上倾斜设置在固定架(87)的前侧,所述提升输出带(810)和控制终端(2)电性连接;步骤一:使用前,工作人员将多个外壳(1)分别预制在指定监测地点,使用时,工作人员远程操作控制终端(2)控制监测探头(10)和采样机器人(11)启动,监测探头(10)对外部环境进行检测,采样机器人(11)进行外出自然资源取样,采样机器人(11)将取样后的样本放入提升输出带(810)表面,工作人员控制控制终端(2)依次启动提升输出带(810)、筛分机(89)、分装机构(88)、电动旋转盘(83)、夹持器(84)和多功能机械臂(86),样本在提升输出带(810)的提升下进入至筛分机(89)内,筛分机(89)将内部杂质筛分出后,分装机构(88)对样本进行装入至对应位置上样本容器(85)内,电动旋转盘(83)驱动夹持器(84)带动样本容器(85)移动至多功能机械臂(86)下方对应位置处,多功能机械臂(86)拧紧样本容器(85)内部密封盖并使夹持器(84)解除对样本容器(85)的夹持,多功能机械臂(86)将装有样本的样本容器(85)移动至无人机起降平台(3)内部转运机构(4)对应位置处,工作人员远程控制控制终端(2)启动第一电机(514),第一电机(514)驱动对应位置上的第一夹持爪(512)带动第二夹持爪(515)向内侧转动,并在齿轮(513)的传动下驱动另一侧第一夹持爪(512)带动第二夹持爪(515)向内侧转动以对样本容器(85)固定完成挂载;步骤二:工作人员根据预先设置的多个外壳(1)的监测地点规划运输无人机(7)的巡航路线,并控制无人机(7)沿该路线进行巡航移动,当某一监测位置上外壳(1)内的侦测雷达(9)侦测到运输无人机(7)行进至指定范围后使其悬停,侦测雷达(9)向对应位置上控制终端(2)内部发送位置信号,控制终端(2)内部预制程序控制无人机起降平台(3)、转运无人机(41)、移动轨道车(43)、第一电推杆(57)和第二电推杆(59)依次启动,无人机起降平台(3)配合转运无人机(41)进行起飞,转运无人机(41)移动至运输无人机(7)下方对应位置处,移动轨道车(43)沿环形导轨(42)内侧移动将样本容器转运组件(5)移动至上方,第一电推杆(57)通过自身伸长并在第二安装座(58)配合下驱动顶板(55)以转动座(54)与固定座(53)销轴转动连接处为顶点转动,进而使顶板(55)转动至竖直状态,第一夹持爪(512)和第二夹持爪(515)解除对样本容器(85)的固定,第二电推杆(59)通过自身伸长将样本容器(85)推入至对应位置上收纳腔(62)内,进而完成样本的转运;步骤三:工作人员远程控制控制终端(2)启动对应位置上收纳腔(62)内部第三电推杆(66)和第二电机(614)依次启动,移动座(612)通过自身缩短进而在第一连接座(65)的配合下驱动转轴(63)转动,并使转轴(63)驱动托架(64)在第二连接座(67)和弹簧杆(68)的限位作用下向内侧移动并交叉以将样本容器(85)底部托起,第二电机(614)驱动凸轮(615)远毂端与移动座(612)接触,限位弹簧(613)在自身弹性作用下驱动移动座(612)向上移动,进而使移动座(612)驱动连接杆(611)带动固定器(610)向内侧移动以对样本容器(85)外壁夹持固定,运输无人机(7)驱动样本容器存储组件(6)将收集后的样本容器(85)移动至外部监测部门进行后续样本检验操作。

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百度查询: 江西省自然资源事业发展中心 一种用于自然资源动态监测装置及其监测方法

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