申请/专利权人：中铁建设集团有限公司;北京王府科技有限公司

申请日：2018-10-23

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN109466759B

主分类号：B64U10/13

分类号：B64U10/13;B64D1/02;B64U70/83;G01N33/00;G01P5/00;G01S19/03

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2019.10.18#专利申请权的转移;2019.04.09#实质审查的生效;2019.03.15#公开

摘要：用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，包括无人机，所述无人机内部设有可充电电池Ⅰ、充电装置和防坠毁安全装置，所述充电装置与可充电电池相连，所述无人机下部挂载有空投测速浮标和空投空气质量传感悬浮标。利用本发明，可在无旋翼气流扰动情况下准确监测空气质量、高效安全测量地表临时泄洪通道流速并有多种措施避免无人机坠落导致人身伤害和财产损失。

主权项：1.用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，包括无人机，其特征在于：所述无人机内部设有可充电电池Ⅰ、充电装置和防坠毁安全装置，所述充电装置与可充电电池相连，所述无人机下部挂载有空投测速浮标和空投空气质量传感悬浮标；所述防坠毁安全装置是由降落伞释放板、加速度传感器、电子点燃模块、导火索、微型压缩天然气瓶、压缩气瓶放气电动阀A、压缩气瓶放气电动阀B、气流导向管、导引伞、主降落伞、降落伞释放板电动开启器组成的箱体结构，其中两个侧壁设有2个降落伞释放板，分别直通无人机两侧外部，所述降落伞释放板打开后使得防坠毁安全装置内部空间与无人机外部空间连通，所述降落伞释放板通过降落伞释放板电动开启器与防坠毁安全装置侧壁连接；所述导引伞和主降落伞各为2个，所述主降落伞通过伞绳与导引伞连接；所述微型压缩天然气瓶与气流导向管连接，所述气流导向管共有3根，其中压缩气瓶放气电动阀B一侧的2根气流导向管分别深入收缩状态下的2个导引伞内部并且出气口指向两侧的降落伞释放板，而压缩气瓶放气电动阀A一侧的气流导向管穿过防坠毁安全装置一侧侧壁深入无人机的电池所在空间内部；所述电子点燃模块设在主降落伞顶部，与均匀分布在主降落伞表面的导火索连接；所述无人机内部设有起爆装置，所述起爆装置包括可燃气体浓度报警器和电子起爆器，所述可燃气体浓度报警器与可燃气体浓度报警器相连；所述空投测速浮标内设有三层防水充气壳体、北斗模块、5G控制和通讯模块、内部塑料框架、可充电电池Ⅱ和微型振动式发电电池；所述内部塑料框架与三层防水充气壳体牢固连接；所述北斗模块、5G控制通讯和定位模块、可充电电池Ⅱ、微型振动式发电电池均与内部塑料框架牢固连接；所述北斗模块、5G控制和通讯模块通过数据线连接；所述微型振动式发电电池与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接；所述可充电电池Ⅱ与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接。

全文数据：用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台技术领域本发明涉及一种用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台。背景技术现有的无人机监测系统，可搭载普通摄像头、红外摄像头、气体传感器等。其中搭载普通摄像头、红外摄像头的监测无人机已经广泛应用。搭载气体传感器的无人机也有在先研究。“无人机+气体传感器”即通过无人机搭载多种因子（如VOCs、SO2、PM2.5）的高精度气体监测传感器或者气体采集装置，在测区进行大范围的巡查，以寻找污染特征因子的监测方式。以大疆M100搭载传感器为例，配合航线规划自动飞行，不到20分钟就能够覆盖1平方公里的区域20-30家工厂，得出气体浓度分布情况，其效率是传统环监人员地面巡查的百倍，同时一并解决了数据、影像、定位等问题。长江学者彭仲仁教授带领的上海交通大学智能交通与无人机应用研究中心早在2011年已经对无人机在空气监测方面的应用进行了研究，其《基于无人机（UAV）技术的城市空气质量4-D监测研究》、《基于无人机观测的PM2.5垂直分布规律研究》等多篇论文被研究者广泛引用。然而，尽管便携式传感器精度已有很大提高，实验室指标已让人满意，但是由于无人机飞行气流扰动等原因，无人机监测精度和持续性其各方面性能仍然与监测站有一定的差距。四轴翼无人机的飞行动力全靠电机提供，且缺一不可，并无冗余设计。如其中一轴的马达失灵堵转，对飞行表现会有极大的影响，导致坠落。此外，信号屏蔽、撞到障碍物、操作失误和电池电量耗尽等原因也容易导致无人机坠落。而无人机重量一般在数千克，从高空坠落后砸中人群或者地面车辆，容易导致人民生命财产损失。风雨天气下，由于无人机的飞行阻力受风雨影响而加大，无人机的电池电量消耗加快，使得无人机的实际续航时间远远低于平常天气工况，实际的续航时间难以预估。所以，经常出现风雨天气无人机电量耗尽而坠毁的现象。在风雨天气下使用的无人机，坠落概率高于正常天气工况。发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，本发明可在无旋翼气流扰动情况下准确监测空气质量、高效安全测量地表临时泄洪通道流速并有多种措施避免无人机坠落导致人身伤害和财产损失。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，包括无人机，所述无人机内部设有可充电电池Ⅰ、充电装置和防坠毁安全装置，所述充电装置与可充电电池相连，所述无人机下部挂载有空投测速浮标和空投空气质量传感悬浮标。进一步，所述防坠毁安全装置是由降落伞释放板、加速度传感器、电子点燃模块、导火索、微型压缩天然气瓶、压缩气瓶放气电动阀A、压缩气瓶放气电动阀B、气流导向管、导引伞、主降落伞、降落伞释放板电动开启器组成的箱体结构，其中两个侧壁设有2个降落伞释放板，分别直通无人机两侧外部，所述降落伞释放板打开后使得防坠毁安全装置内部空间与无人机外部空间连通，所述降落伞释放板通过降落伞释放板电动开启器与防坠毁安全装置侧壁连接；所述导引伞和主降落伞各为2个，所述主降落伞通过伞绳与导引伞连接；所述微型压缩天然气瓶与气流导向管连接，所述气流导向管共有3根，其中压缩气瓶放气电动阀B一侧2根分别深入收缩状态下的2个导引伞内部并且出气口指向两侧的降落伞释放板，而压缩气瓶放气电动阀A一侧的气流导向管穿过防坠毁安全装置一侧侧壁深入无人机的电池所在空间内部；所述电子点燃模块设在主降落伞顶部，与均匀分布在主降落伞表面的导火索连接。进一步，所述无人机内部设有起爆装置，所述起爆装置包括可燃气体浓度报警器和电子起爆器，所述可燃气体浓度报警器与可燃气体浓度报警器相连。进一步，所述空投测速浮标内设有三层防水充气壳体、北斗模块、5G控制和通讯模块、内部塑料框架、可充电电池Ⅱ和微型振动式发电电池；所述内部塑料框架与三层防水充气壳体牢固连接；所述北斗模块、5G控制通讯和定位模块、可充电电池Ⅱ、微型振动式发电电池均与内部塑料框架牢固连接；所述北斗模块、5G控制和通讯模块通过数据线连接；所述微型振动式发电电池与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接；所述可充电电池Ⅱ与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接。进一步，所述空投空气质量传感悬浮标的基本构造与所述空投测速浮标相同；所述空投空气质量传感悬浮标在所述空投测速浮标基础上，在浮标内部增加微型自动释放降落伞、降落伞绳熔断装置、空气采样口、空气质量传感器和磁力吸附装置；微型自动释放降落伞可在浮标脱离无人机后释放降落伞，使得空投空气质量传感悬浮标悬浮在空中，慢速下降，采集高空中各个高度的空气参数；所述空投空气质量传感悬浮标内同时设有北斗模块和5G控制和通讯模块，在无5G信号的区域可使用北斗模块进行浮标高度、平面位置的三坐标定位，在5G信号能够覆盖的区域，可同时利用5G控制和通讯模块和北斗模块进行定位和数据通讯。进一步，所述5G控制和通讯模块具有依托5G移动通讯基站进行精确定位的功能。进一步，所述无人机上设有空气质量传感悬浮标回收装置，所述空气质量传感悬浮标回收装置上设有伸缩杆和磁性回收碗。进一步，所述可充电电池Ⅰ、可充电电池Ⅱ为可充电锂电池。进一步，所述充电装置为感应式充电装置。进一步，所述可充电电池Ⅱ为可充电锂电池。进一步，还包括救援无人机，所述救援无人机带有超大容量锂电池和可伸缩感应式充电器，能对于飞抵电量耗尽的无人机的飞行或降落位置对无人机进行感应式充电，减少人工回收的难度和工作量。本发明的优势如下：1.空投空气质量传感悬浮标：可在高空释放，在降落伞拖拽下缓慢自然下降，采集各种空气参数，避免了旋翼高速旋转、飞机高速飞行的气流扰动。且降落伞降浮标缓慢、基本无扰动通过各个空气层，这样可连续无扰动采集各个空气层的空气质量参数，获得全面的空气质量竖向分布数据。并且，这样的悬浮标可以在不同位置释放多个，一架无人机可以在水平方向实现多点分布测量，在获取空气质量竖向分布数据的同时，获取空气质量水平分布数据。2.空气质量传感悬浮标回收装置：由于高空释放空气质量传感悬浮标会导致浮标散布面积较大，且降落位置可能在建筑物不上人屋面等人员难以到达的位置，回收时如果靠人力回收难度较大，所以，本发明设有空气质量传感悬浮标回收装置。可将无人机飞至空气质量传感悬浮标附近进行回收。为了避免空气质量传感悬浮标的降落伞与无人机旋翼发生缠绕，空气质量传感悬浮标上还设有降落伞绳熔断装置，可在空气质量传感悬浮标降落后根据北斗和5G定位信号可确定浮标降落）熔断降落伞绳，使得空气质量传感悬浮标与降落伞脱离。3.空投测速浮标：设有抗风雨无人机可灵活测试任意位置地表径流的流速。在大雨、暴雨时，有些平时无水或水量很少的流道会有大流量地表径流通过（参考2017年长沙等城市暴雨时街道上的雨水流动状况），这些位置难以设置固定式的流量监测仪，并且在大雨、暴雨时派出人员到现场进行流量测量实时性差、难度大也有安全隐患，而本发明使用防水无人机将一个或多个空投测速浮标投放到现场进行测试，降雨结束后再进行回收，可及时、安全、高效、低成本进行任意位置地表径流的流速（进而配合地面上预置的液位标识和已知的流道几何尺寸计算各个位置的径流流量）。空投测速浮标由于需要使用小型无人机空投，且自由落体下落至水面，还要漂浮，所以其可充电锂电池的质量不能过大，相应的电量也不能过大，为解决其持续供电的问题，在空投测速浮标内部设有微型振动式发电电池。地表径流量大时，在水面漂浮的空投测速浮标会随水面不停发生振动，被雨水篦子阻隔后也会随水流不断发生振动，水流的部分能量转化为空投测速浮标的振动能量。空投测速浮标设有微型振动式发电电池，可随振动发电并将所发电力用于锂电池充电，确保径流量大时的空投测速浮标的持续电力供应。4.本发明设有防坠毁安全装置（可自动释放降落伞的安全装置），可防止本发明意外坠落引发人、物损失，并避免设备损坏，安全性高。并且，降落伞上设置有电子点燃模块，导火索，可在必要时引燃降落伞，避免危险（无人机在降落伞下降时下方出现高速铁路等情况），或避免降落伞拖拽降落后的无人机造成无人机损坏（无人机使用降落伞降落后，大风天气下）。5.在无人机飞行区间下方有高压电网、高速铁路接触网、高速铁路和重要高速公路时，即使坠落的无人机使用降落伞减速后缓缓下落，也会引发严重事故（比如，无人机的金属外壳或者降落伞落在高速铁路接触网上会引发断电、高铁停止运行、高铁大面积延误的较大事故。在这种情况下等本发明设有自爆装置，可在已释放降落伞的无人机有飘落到高压电网、高速铁路接触网、高速铁路和重要高速公路等敏感区的危险时，在到达敏感区前提前使无人机机体和锂电池在空中爆炸，解体为小碎片后飘落或坠落（同时引燃降落伞），避免危险。无人机爆炸后可达到或超过运载火箭发射自爆的效果。无人机解体后的无人机碎片重量小、尺寸小，不会坠落到敏感区，这样对地面的危害就大大减小。并且，本发明采用微型压缩天然气瓶向无人机体内充注燃气之后爆炸的方式，爆炸冲击力均匀，可使机体爆炸后均匀破碎为小碎片，不会出现较大块碎片。6.本发明设有救援无人机，可飞抵电量耗尽的无人机的飞行或降落位置对所述无人机进行感应式充电。减少人工回收的难度和工作量。其功能类似于有人驾驶飞机配套的空中加油机和地面加油车。附图说明图1为抗风雨无人机的正视图；图2为防坠毁安全装置的结构示意图；图3为空投测速浮标的结构示意图；图4为空投空气质量传感悬浮标的结构示意图；图5为救援充电无人机的结构示意图；图中：1-抗风雨无人机，11-可充电锂电池Ⅰ，12-感应式充电装置；2-防坠毁安全装置，20-降落伞释放板，21-加速度传感器，22-电子点燃模块，23-导火索，24-微型压缩天然气瓶，25-压缩气瓶放气电动阀A，26-压缩气瓶放气电动阀B，271-气流导向管A，272-气流导向管B，281-导引伞，282-主降落伞，29-降落伞释放板电动开启器；3-起爆装置，31-可燃气体报警器，32-电子起爆器；4-空投测速浮标，41-三层防水充气壳体，42-北斗模块，43-5G控制和通讯模块，44-内部塑料框架，45-可充电锂电池Ⅱ，46-微型振动式发电电池；5-空投空气质量传感悬浮标，51-微型自动释放降落伞，52-降落伞绳熔断装置，53-空气采样口，54-空气质量传感器，55-磁力吸附装置；6-空气质量传感悬浮标回收装置，61-伸缩杆，62-磁性回收碗；7-救援充电无人机，71-超大容量锂电池，72-可伸缩感应式充电器。具体实施方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。实施例一种用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，包括抗风雨无人机1，所述抗风雨无人机1内部设有可充电锂电池Ⅰ11、感应式充电装置12和防坠毁安全装置2，所述感应式充电装置12与可充电锂电池11相连，所述抗风雨无人机1下部挂载有空投测速浮标4和空投空气质量传感悬浮标5。由于抗风雨无人机1下部挂载有空投测速浮标4和空投空气质量传感悬浮标5，不便在无人机下部设置感应式充电装置，所以将感应式充电装置设于侧壁，在无人机回基站充电时或由救援充电无人机7充电时，可与基站的或救援充电无人机侧壁伸缩式感应充电器配合，从侧面进行充电，而不必将挂载的浮标去掉。抗风雨无人机按现有技术设有可灵活转动的全向摄像头及全套遥控系统，无人机操作员可通过摄像头观察无人机所处现场图像，使用无人机遥控设备对无人机进行远程控制。所述防坠毁安全装置2由降落伞释放板20、加速度传感器21、电子点燃模块22、导火索23、微型压缩天然气瓶24、压缩气瓶放气电动阀A25、压缩气瓶放气电动阀B26、气流导向管（包括气流导向管A271和气流导向管B272）、导引伞281、主降落伞282、降落伞释放板电动开启器29组成。可在抗风雨无人机发生意外坠落时发挥作用，使无人机在降落伞的作用下缓缓下落，避免对地面人员和设施的危害。防坠毁安全装置为一个钛合金长方体箱体，其中两个侧壁设有2个降落伞释放板20，分别直通无人机两侧外部。降落伞释放板20、降落伞释放板电动开启器29的制造均为现有技术，可参考建筑排烟系统中的电动排烟口的制造技术。降落伞释放板20为一块方形钛合金板，打开后使得防坠毁安全装置内部空间与无人机外部空间连通。降落伞释放板20通过降落伞释放板电动开启器29与防坠毁安全装置侧壁连接。降落伞释放板电动开启器29可使用堵转力矩大于17Kg.cm，重量小于90g的微型电机为基础制造。加速度传感器21，电子点燃模块22，导火索23，微型压缩天然气瓶24，压缩气瓶放气电动阀A25，压缩气瓶放气电动阀B26，气流导向管，导引伞281，主降落伞282均为现有技术。导引伞281和主降落伞282各为2个，可采用不同规格的超轻玩具用降落伞包，微型压缩天燃气瓶可采用现有的重量为60g的压缩天然气量为16g的小钢瓶。主降落伞282通过伞绳与导引伞281连接。微型压缩天然气瓶24与气流导向管连接。气流导向管27共有3根，其中压缩气瓶放气电动阀B26一侧2根分别深入收缩状态下的2个导引伞内部并且出气口指向两侧的降落伞释放板。而压缩气瓶放气电动阀A25一侧的气流导向管穿过防坠毁安全装置一侧侧壁深入无人机的电池所在空间内部。导引伞281、主降落伞282和气流导向管的布置应保证2个导引伞及其牵引的两个主降落伞分别向无人机两侧释放，并不会与停止旋转的桨叶碰撞。两个主降落伞释放后还应分别位于抗风雨无人机两侧，保证抗风雨无人机保持旋翼向上的水平姿态平稳下落。在降落时，无人机下部挂载的具有充气外壳的空投测速浮标和空投空气质量传感悬浮标还可以起到缓冲降落冲击的作用。并且，无人机保持姿态降落，还可以为下次遥控起飞或充电无人机赶来充电做好准备。电子点燃模块22设在主降落伞282顶部，与均匀分布在主降落伞282表面的多根导火索23连接。电子点燃模块22自带微型蓄电池和控制芯片，当接收到点燃指令时可点燃导火索23，导火索23迅速燃烧，引燃、燃尽降落伞伞衣，使得抗风雨无人机脱离降落伞，并且伞衣燃尽，避免伞衣在无人机再次起飞时缠绕桨叶，不会影响无人机在无人干预情况下二次起飞。但在引燃降落伞前需使用救援充电无人机载摄像头确认等待救援的抗风雨无人机的降落伞周边没有可燃物，不会引发火灾。当通过摄像头识别到周边存在可燃物时，不得引燃降落伞，而应采用救援充电无人机对等待救援的抗风雨无人机定位后，对抗风雨无人机进行人工回收。加速度传感器21可使用现有技术的任何产品。在意外情况下，飞行平台发生自由落体下坠时，该传感器可立即感知，向无人机遥控设备发出报警信号，并立即启动降落伞释放板电动开启器打开降落伞释放板，然后迅速打开压缩空气瓶放气电动阀使微型压缩天燃气瓶中的高压空气吹出、释放导引伞。导引伞从降落伞释放板口中被压缩空气吹出后，躲开旋翼后马上张开，产生气动拉力，从降落伞释放板打开后的洞口拉出收缩状态的主降落伞，空气阻力作用下，主降落伞打开，使本装置随着高空气流自然、慢速下降，进行安全着陆。在慢速下降过程中，由于没有旋翼高速旋转、飞机高速飞行的气流扰动，还可进行空气采样。所述抗风雨无人机1内部设有起爆装置3，所述起爆装置3包括可燃气体浓度报警器31和电子起爆器32。可燃气体浓度报警器31的报警值设为爆炸下限值。当打开压缩气瓶放气电动阀A25使得微型压缩天然气瓶24通过气流导向管A271向无人机内部释放可燃气体时，无人机内部的可燃气体浓度迅速达到爆炸下限，此时延迟1S进一步提升可燃气体浓度、使可燃气体充满无人机内部后连锁启动电子起爆器，引爆整个无人机，并进一步引爆锂电池，使无人机机体和锂电池在空中爆炸，解体为小碎片后飘落或坠落。解体后的无人机碎片重量小，对地面的危害大大减小。在实际使用中，可参考运载火箭发射技术，使用设定航线、通过北斗模块定位等措施，设定允许抗风雨无人机空中起爆的位置和高度，避免无人机起爆自毁导致意外情况。所述空投测速浮标4内设有三层防水充气壳体41、北斗模块42、5G控制和通讯模块43、内部塑料框架44、可充电锂电池Ⅱ45和微型振动式发电电池46。所述抗风雨无人机上设有摄像头、浮标投放挂架、空投测速浮标、空投空气质量传感悬浮标等，空投测速浮标和空投空气质量传感悬浮标通过浮标投放挂架与抗风雨无人机连接。抗风雨无人机可携带摄像头、空投测速浮标、空投空气质量传感悬浮标等设备飞临待测区域上空，使用摄像头拍摄地表径流情况、蓄积、滞留区水位情况以及大气透明度情况，并打开浮标投放挂架可对特定位置释放空投测速浮标测量径流的流速或空投空气质量传感悬浮标测量当地的大气质量。空投测速浮标和空气质量传感悬浮标使用类似常规智能手机的定位、测速和数据传输技术，其内设北斗或5G定位模块、通讯模块、蓄电池及其他微处理器制作并进行防水封装。空投测速浮标落在水面上时可漂浮在水面随水流一起流动，其流动速度传输到基于GIS的径流模拟和控制主机，即可反映地表径流或开敞式管渠内雨水流动的速度。其平面尺寸类似4寸屏幕的手机大小，可保证其被雨水篦子、过滤网、砂石过滤层滞留，便于对其定位后在滞留位置手动回收。由于在线多普勒流量监测仪造价较高、维护保养要求较高且对使用地点的截面积、径流深度大小有一定要求，所以，价格便宜、使用方便可在任意位置使用的和空投测速浮标配合地面上预置的液位标识和已知的流道几何尺寸计算各个位置的径流速度和流量，对目标点进行投放，径流深度只要满足能浮标漂浮即可。空投测速浮标采用三层防水充气壳体。三层防水充气壳体，具有减振防水的作用。空投测速浮标的三层防水充气壳体内设有北斗模块、5G控制和通讯模块、内部塑料框架、可充电锂电池Ⅱ、微型振动式发电电池，内部塑料框架与三层防水充气壳体牢固连接；北斗模块、5G控制和通讯模块、可充电锂电池Ⅱ、微型振动式发电电池均与内部塑料框架牢固连接；北斗模块、5G控制和通讯模块通过数据线连接；微型振动式发电电池与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接；可充电锂电池Ⅱ与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接。地表径流量大时，在水面漂浮的空投测速浮标会随水面不停发生振动，被雨水篦子阻隔后也会随水流不断发生振动，水流的部分能量转化为空投测速浮标的振动能量。空投测速浮标设有微型振动式发电电池，可随振动发电并将所发电力用于锂电池充电，确保径流量大时的空投测速浮标的持续电力供应。持续电力供应可确保空投测速浮标上的传感器、定位模块和通讯模块长时间工作，确保数据获取和后期回收时定位。所述空投空气质量传感悬浮标5在空投测速浮标4的基础上，增加了微型自动释放降落伞51、降落伞绳熔断装置52、空气采样口53、空气质量传感器54和磁力吸附装置55。空投空气质量传感悬浮标5工作流程如下：当无人机飞至需要进行空气质量监测的空域时，释放空投空气质量传感悬浮标5。空投空气质量传感悬浮标5脱离无人机后，微型自动释放降落伞51释放降落伞。空投空气质量传感悬浮标5在降落伞牵引下悬浮于空气中缓缓下降，下降同时采集各种空气参数，避免了旋翼高速旋转、飞机高速飞行的气流扰动。当空投空气质量传感悬浮5最终降落到地面时，为避免降落伞受风吹后拖带空投空气质量传感悬浮标不规则运动，且为了避免无人机使用空气质量传感悬浮标回收装置6对空投空气质量传感悬浮标5回收时旋翼与降落伞和伞绳发生纠缠，启动降落伞绳熔断装置52熔断伞绳，使得空气质量传感悬浮标与降落伞脱离。降落伞失去了空投空气质量传感悬浮标5（内有蓄电池等设备，有一定重量）的悬坠，在自然风作用下，会自然飞起、逐步与浮标远离。所述抗风雨无人机上设有空气质量传感悬浮标回收装置6，所述空气质量传感悬浮标回收装置6上设有伸缩杆61和磁性回收碗62。空气质量传感悬浮标回收装置6在无人机下方吊装，可对空投空气质量传感悬浮标进行磁力抓取回收。根据空投空气质量传感悬浮标的北斗信号，可对空投空气质量传感悬浮标在地面的位置进行定位。无人机飞至空投空气质量传感悬浮标上方，使用摄像头观察空投空气质量传感悬浮标所处位置，确定没有影响无人机飞行的因素后，逐步靠近浮标，并在适当的距离释放伸缩杆61，使得磁性回收碗62逐步靠近空投空气质量传感悬浮标，使得磁性回收碗62与空投空气质量传感悬浮标上的磁力吸附装置55吸附，空投空气质量传感悬浮标进入磁性回收碗62，完成空投空气质量传感悬浮标回收。所述救援充电无人机7上设有超大容量锂电池71和可伸缩感应式充电器72。当抗风雨无人机发生由于电池电量不足而造成的坠落时，在其使用降落伞降落后。救援充电无人机根据北斗定位信号飞临其上空，使用摄像头观察周边情况，确认不会引发火灾后，发出启动电子点燃模块、引燃主降落伞的指令，降落伞燃烧殆尽后，救援充电无人机7降低飞行高度，逐步降落在抗风雨无人机旁边，然后使用可伸缩感应式充电器72对抗风雨无人机进行充电。在充电过程中，如果位置不合适，可以启动救援充电无人机7微调位置。可伸缩感应式充电器72上和抗风雨无人机上的侧壁感应充电装置上均设有永磁体，可以帮助两个充电装置紧密贴合。当充电完成后，启动救援充电无人机旋翼，在抗风雨无人机自重作用下，两架无人机脱离。

权利要求：1.用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，包括无人机，其特征在于：所述无人机内部设有可充电电池Ⅰ、充电装置和防坠毁安全装置，所述充电装置与可充电电池相连，所述无人机下部挂载有空投测速浮标和空投空气质量传感悬浮标。2.根据权利要求1所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述防坠毁安全装置是由降落伞释放板、加速度传感器、电子点燃模块、导火索、微型压缩天然气瓶、压缩气瓶放气电动阀A、压缩气瓶放气电动阀B、气流导向管、导引伞、主降落伞、降落伞释放板电动开启器组成的箱体结构，其中两个侧壁设有2个降落伞释放板，分别直通无人机两侧外部，所述降落伞释放板打开后使得防坠毁安全装置内部空间与无人机外部空间连通，所述降落伞释放板通过降落伞释放板电动开启器与防坠毁安全装置侧壁连接；所述导引伞和主降落伞各为2个，所述主降落伞通过伞绳与导引伞连接；所述微型压缩天然气瓶与气流导向管连接，所述气流导向管共有3根，其中压缩气瓶放气电动阀B一侧2根分别深入收缩状态下的2个导引伞内部并且出气口指向两侧的降落伞释放板，而压缩气瓶放气电动阀A一侧的气流导向管穿过防坠毁安全装置一侧侧壁深入无人机的电池所在空间内部；所述电子点燃模块设在主降落伞顶部，与均匀分布在主降落伞表面的导火索连接。3.根据权利要求1或2所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述无人机内部设有起爆装置，所述起爆装置包括可燃气体浓度报警器和电子起爆器，所述可燃气体浓度报警器与可燃气体浓度报警器相连。4.根据权利要求1或2所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述空投测速浮标内设有三层防水充气壳体、北斗模块、5G控制和通讯模块、内部塑料框架、可充电电池Ⅱ和微型振动式发电电池；所述内部塑料框架与三层防水充气壳体牢固连接；所述北斗模块、5G控制通讯和定位模块、可充电电池Ⅱ、微型振动式发电电池均与内部塑料框架牢固连接；所述北斗模块、5G控制和通讯模块通过数据线连接；所述微型振动式发电电池与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接；所述可充电电池Ⅱ与北斗模块、5G控制和通讯模块通过电源线连接。5.根据权利要求4所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述空投空气质量传感悬浮标的基本构造与所述空投测速浮标相同；所述空投空气质量传感悬浮标在所述空投测速浮标基础上，在浮标内部增加微型自动释放降落伞、降落伞绳熔断装置、空气采样口、空气质量传感器和磁力吸附装置；微型自动释放降落伞可在浮标脱离无人机后释放降落伞，使得空投空气质量传感悬浮标悬浮在空中，慢速下降，采集高空中各个高度的空气参数；所述空投空气质量传感悬浮标内同时设有北斗模块和5G控制和通讯模块，在无5G信号的区域可使用北斗模块进行浮标高度、平面位置的三坐标定位，在5G信号能够覆盖的区域，可同时利用5G控制和通讯模块和北斗模块进行定位和数据通讯。6.根据权利要求5所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述5G控制和通讯模块具有依托5G移动通讯基站进行精确定位的功能。7.根据权利要求5所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述无人机上设有空气质量传感悬浮标回收装置，所述空气质量传感悬浮标回收装置上设有伸缩杆和磁性回收碗。8.根据权利要求4所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述可充电电池Ⅰ、可充电电池Ⅱ为可充电锂电池。9.根据权利要求1或2所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：所述充电装置为感应式充电装置。10.根据权利要求1或2所述的用于空气和水环境参数采集的防坠落无人飞行平台，其特征在于：还包括救援无人机，所述救援无人机带有超大容量锂电池和可伸缩感应式充电器，能对于飞抵电量耗尽的无人机的飞行或降落位置对无人机进行感应式充电。

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