探讨新型负压式气体采集旋翼无人机装置

航空毕业论文导师精推范文10篇之第四篇：探讨新型负压式气体采集旋翼无人机装置

 

　　摘要：提出了一种新型负压式气体采集旋翼无人机装置，机箱四周设有驱动杆且驱动杆上部设有旋翼，旋翼与驱动杆内部的动力输出装置相连接，机体下部设有支撑架且支撑架内侧设有真空泵，真空泵通过螺栓与机体之间固定连接且真空泵下部设有壳体，真空泵下部设有支撑杆且支撑杆下部设有固定座，壳体左侧设有驱动电机且驱动电机通过连接管与固定座之间相连接，壳体通过驱动电机与固定座之间转动连接，壳体右侧设有进气口且进气口左侧设有聚气罩。无人机装置通过设置真空泵抽空真空仓，使真空仓内处于负压状态，通过进气口将气体吸入，并收集罐进行收集，减少了气体之间的相互污染，使用方便。

 

　　关键词：航空消防; 无人机; 气体采集;

 

　　Abstract：

 

　　A new type of negative pressure gas collection rotary drone device was proposed,with driving rods around the chassis and rotors in the upper part of the driving rod,the rotors connected to the power output device inside the driving rod,a support frame provided in the lower part of the body,with a vacuum pump provided on the inner side of the support frame,the vacuum pump fixedly connected to the body using bolts,a housing provided at the lower portion of the vacuum pump,a support rod provided at the lower portion of the vacuum pump and a fixing seat provided at the lower portion of the support rod,the driving motor connected to the fixed base through a connecting pipe,and the housing rotationally connected to the fixed base through a driving motor,an air inlet provided on the right side of the housing and a gas gathering hood provided on the left side of the air inlet. The drone device is provided with a vacuum pump to evacuate the vacuum chamber so that the vacuum chamber can be in a negative pressure state,with gas sucked in through the air inlet,and collected by a gas collecting tank,reducing mutual pollution between the gases,and contributing to convenient use.

 

　　Keyword：

 

　　aviation fire protection; drone; gas collection;

 

 

　　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机，在水质监测的过程中[1,2]，需要对水进行采样，由于一些水面较广，为了便于工作人员采集河面、湖面或是其他水源的水样，通常会利用无人机进行水样的采集[3]。对于气体的采集有时会使用无人机进行，但现有的气体采集式旋翼无人机存在以下问题:(1)现有的气体采集式旋翼无人机多为直采式，重复使用容易造成收集的气体相互污染，影响检测精度;(2)现有的气体采集式旋翼无人机在气体采集时无法调节角度，易造成气体收集不完全。因此，我们提出了森林航空消防负压式气体采集旋翼无人机装置来解决上述问题[4,5]。

 

　　1负压式气体采集系统组成

 

　　为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的负压式气体采集旋翼无人机装置。负压式气体采集旋翼无人机装置包括机体、驱动杆、旋翼、支撑架、真空泵、壳体、进气口、支撑杆、固定座、驱动电机、过滤网、聚气罩、进气管、单向阀、真空仓、连接管、出气口、收集罐，如图1～3所示

 

 

　　图1 整体结构示意图  

 

　　1.机体;2.驱动杆;3.旋翼;4.支撑架;5.真空泵;6.壳体;7.进气口

 

 

　　图2 侧视结构示意图

 

　　5.真空泵;6.壳体;7进气口;8支撑杆;9.固定座;10.驱动电机

 

 

　　图3 壳体内部结构示意图   

 

　　7.进气口;11.过滤网;12.聚气罩;13.进气管;14.单向阀;15.真空仓;16.连接管;17.出气口;18.收集罐

 

　　2实施方式

 

　　2.1部件连接

 

　　机体1四周设有驱动杆2，且驱动杆上部设有旋翼3，旋翼与驱动杆内部的动力输出装置相连接，机体下部设有支撑架4，且支撑架内侧设有真空泵5，真空泵通过螺栓与机体之间固定连接，且真空泵下部设有壳体6，真空泵下部设有支撑杆8，支撑杆下部设有固定座9，壳体左侧设有驱动电机10，驱动电机通过连接管16与固定座之间相连接，壳体通过驱动电机与固定座之间转动连接，壳体右侧设有进气口7，进气口左侧设有聚气罩12，聚气罩左侧设有进气管13，进气管左侧连接有真空仓15，真空仓侧面设有连接管，连接管位于支撑杆内部并与真空泵相连通，真空仓底部设有出气口17，出气口下部设有收集罐18，收集罐与出气口之间螺纹连接。

 

　　2.2工作原理

 

　　使用时，启动真空泵对真空仓进行抽真空处理，使真空仓内处于负压状态，此时真空仓通过进气管、聚气罩和进气口将外部气体吸入真空仓内，真空仓底部设置的收集罐内部压力小于真空仓，将真空仓内的气体吸入收集罐内进行存储，且收集罐与出气口之间螺纹连接，方便对其进行拆卸安装，从而完成对气体的采集。

 

　　3技术优势

 

　　如图3所示，进气管为U形管且在U形管底部设有单向阀14，所以单向阀插接在进气管内部，U形管的设置可以有效避免气体的回流，同时设置的单向阀避免收集气体后内部气体泄漏。进气口内部设有过滤网11且过滤网通过与进气口之间螺纹连接，过滤网的设置可以有效避免气体收集时将大颗粒杂质带入通气管内，有效避免了通气管的堵塞。

 

　　机体四周设置有四组驱动杆和旋翼，保证了无人机的飞行稳定性，同时支撑架保证了无人机落地的平稳，真空泵与机体之间相连接且通过支撑杆与固定座之间相连接;固定座侧面通过连接杆与壳体侧面的驱动电机相连接，增加了壳体的稳定性，且驱动电机的动力输出端与壳体之间固接，可以带动壳体与固定座之间转动，从而调节壳体的收集角度，方便气体收集。真空泵通过支撑杆内部设置连接管与壳体内的真空仓相连通，启动真空泵对真空仓进行抽真空处理，使真空仓内处于负压状态，此时真空仓通过进气管、聚气罩和进气口7将外部气体吸入真空仓内;真空仓底部设置的收集罐内部压力小于真空仓，将真空仓内的气体吸入收集罐内进行存储，且收集罐与出气口之间螺纹连接，方便对其进行拆卸安装，从而完成对气体的采集，减少了气体之间的相互污染。

 

　　4结束语

 

　　森林航空消防负压式气体采集旋翼无人机装置，通过设置真空泵抽空真空仓，使真空仓内处于负压状态，通过进气口将气体吸入，并收集罐进行收集，此种设置减少了气体之间的相互污染，满足实际应用需求。

 

　　参考文献

　　[1]何诚，张思玉，姚树人，旋翼无人机林火点定位技术研究[J]．测绘通报，2014,(12):24-27.

　　[2]何诚，张思玉，一种基于八叉树结构表达的林火蔓延模拟方法[J]．浙江林业科技，2014,34(6):27-32.

　　[3]何诚，舒立福．航空护林[M]．北京:中国林业出版社，2017.

　　[4]王秋华，李伟，刘世远，等．滇中昆明地区森林火灾的火环境研究[J]．江西农业大学学报，2015,37(1):108-113.

　　[5]刘晓双，熊斌，曾庆松，等．基于SPSS的我国火灾消防安全状况研究[J]．河南科学，2013,31(1):105-107.