基于定位系统的PM2.5浓度监测仪

技术领域

本发明涉及浓度监测仪技术领域，具体领域为基于定位系统的PM2.5浓度监测仪。

背景技术

PM2.5是指大气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物(暂无标准中文名)。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年9月9日，北京市环保局监测中心表示，新版空气质量发布平台2013年1月1日上线，2012年10月6日，北京35个PM2.5监测站点试运行数据全部上线发布。

现有的城市PM2.5浓度监测仪一般都是设置在地面上的，虽然可监测到城市PM2.5的浓度，但是无法精确监测城市上空的PM2.5浓度，从而将会导致城市PM2.5浓度监测出现比较大的误差，影响后序的决策。

发明内容

本发明的目的在于提供基于定位系统的PM2.5浓度监测仪，以解决上述背景技术中提出现有的城市PM2.5浓度监测仪一般都是设置在地面上的，虽然可监测到城市PM2.5的浓度，但是无法精确监测城市上空的PM2.5浓度，从而将会导致城市PM2.5浓度监测出现比较大的误差，影响后序决策的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于定位系统的PM2.5浓度监测仪，包括无人机和飞控计算机，所述无人机上设有控制飞行的GPS定位系统，所述飞控计算机无线信号连接GPS定位系统，所述无人机的下表面对称设有支撑架，所述无人机的下表面且位于两支撑架之间固定安装于驱动电机，所述驱动电机的输出轴上套接且固定安装有卷线轴，所述卷线轴上固定安装有拉线的一端，所述拉线缠绕在卷线轴上，所述拉线的另一端固定安装有支撑板，所述支撑板的下表面固定安装有PM2.5浓度监测传感器，两所述支撑架相对的侧壁均转动连接有缓冲杆的一端，所述支撑架的侧壁且位于缓冲杆的上侧固定安装有缓冲弹簧的一端，所述缓冲弹簧的另一端固定安装在缓冲杆上，所述缓冲杆另一端转动连接有联动杆的一端，两所述联动杆的另一端相配合转动连接有导向筒，所述导向筒的底端固定安装有挡板，所述挡板的上下表面之间贯穿有导向孔，所述拉线贯穿导向筒和导向孔，所述无人机的下表面与支撑板的下表面均固定安装有无线接收器，两所述无线接收器分别与驱动电机和PM2.5浓度监测传感器电性连接，两所述无线接收器均与飞控计算机无线信号连接，一侧的所述支撑架上设有行程开关，所述缓冲杆与行程开关相配合使用，所述行程开关与驱动电机电性连接。

优选的，所述无人机的下表面固定安装有挡块，所述驱动电机的输出端转动连接在挡块上。

优选的，所述挡板的下表面且位于导向孔的两侧对称设有橡胶垫。

优选的，所述支撑板的下表面设有矩形框架，所述PM2.5浓度监测传感器设置在矩形框架内。

优选的，所述驱动电机为三相电机。

优选的，所述导向筒的竖直中心线与导向孔的竖直中心线重合。

优选的，所述支撑板与挡板到小相同且相互平行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于定位系统的PM2.5浓度监测仪，通过飞控计算机和GPS定位系统的配合设置，可控制无人机带动PM2.5 浓度监测传感器到指定地点进行PM2.5浓度的监测，通过驱动电机和卷线轴的配合设置，可先将拉线放开，从而支撑板将带动PM2.5浓度监测传感器向远离无人机的下方移动，在距离无人机比较远的地方进行PM2.5浓度的监测，可防止无人机的螺旋桨搅动气流，导致PM2.5浓度的监测出现误差，实现精确监测目的；

当监测结束后，在控制驱动电机反向转动，从而可将拉线缠绕在卷线轴上，PM2.5浓度监测传感器在支撑板的带动下将不断的靠近无人机，当支撑板撞击在挡板上时，可通过缓冲杆、缓冲弹簧和联动杆的配合设置，对支撑板起到缓冲作用，防止拉线的拉拽冲击力突然过大，导致拉线断裂；

通过行程开关，当缓冲杆的侧壁撞击在行程开关的行程端上时，可控制驱动电机停止转动，从而完成PM2.5浓度监测传感器的收回；

本发明可监测城市上空的PM2.5浓度，并且不会受到无人机的螺旋桨扰流的干扰，从而提高城市PM2.5浓度监测的精确度，为后序的决策做充足的准备。

附图说明

图1为本发明拉线放开时的主视结构示意图；

图2为本发明拉线收拢时的主视结构示意图；

图3为图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明支撑板的俯视结构示意图。

图中：1-无人机、2-支撑架、3-驱动电机、4-卷线轴、5-拉线、6-支撑板、7-PM2.5浓度监测传感器、8-缓冲杆、9-缓冲弹簧、10-联动杆、11-导向筒、12-挡板、13-导向孔、14-无线接收器、15-行程开关、16-橡胶垫、17- 矩形框架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：基于定位系统的PM2.5浓度监测仪，包括无人机1和飞控计算机，所述无人机1上设有控制飞行的GPS定位系统，所述飞控计算机无线信号连接GPS定位系统，通过飞控计算机和GPS 定位系统的配合设置，可控制无人机1带动PM2.5浓度监测传感器7到指定地点进行PM2.5浓度的监测，所述无人机1的下表面对称设有支撑架2，当无人机1停在地面上时，对无人机1起到支撑作用，所述无人机1的下表面且位于两支撑架2之间固定安装于驱动电机3，所述驱动电机3的输出轴上套接且固定安装有卷线轴4，所述卷线轴4上固定安装有拉线5的一端，所述拉线 5缠绕在卷线轴4上，所述拉线5的另一端固定安装有支撑板6，所述支撑板 6的下表面固定安装有PM2.5浓度监测传感器7，通过驱动电机3和卷线轴4 的配合设置，可先将拉线5放开，从而支撑板6将带动PM2.5浓度监测传感器7向远离无人机1的下方移动，在距离无人机比较远的地方进行PM2.5浓度的监测，可防止无人机1的螺旋桨搅动气流，导致PM2.5浓度的监测出现误差，两所述支撑架2相对的侧壁均转动连接有缓冲杆8的一端，所述支撑架2的侧壁且位于缓冲杆8的上侧固定安装有缓冲弹簧9的一端，所述缓冲弹簧9的另一端固定安装在缓冲杆8上，所述缓冲杆8另一端转动连接有联动杆10的一端，两所述联动杆10的另一端相配合转动连接有导向筒11，所述导向筒11的底端固定安装有挡板12，所述挡板12的上下表面之间贯穿有导向孔13，所述拉线5贯穿导向筒11和导向孔13，当驱动电机3反向转动时，可将拉线5缠绕在卷线轴4上，PM2.5浓度监测传感器7在支撑板6的带动下将不断的靠近无人机1，当支撑板6撞击在挡板12上时，可通过缓冲杆 8、缓冲弹簧9和联动杆10的配合设置，对支撑板6起到缓冲作用，防止拉线5的拉拽冲击力突然过大，导致拉线5断裂，所述无人机1的下表面与支撑板6的下表面均固定安装有无线接收器14，两所述无线接收器14分别与驱动电机3和PM2.5浓度监测传感器7电性连接，两所述无线接收器14均与飞控计算机无线信号连接，通过两无线接收器14的配合设置，飞控计算机可远程控制驱动电机3和PM2.5浓度监测传感器7的开闭，一侧的所述支撑架2 上设有行程开关15，所述缓冲杆8与行程开关15相配合使用，所述行程开关 15与驱动电机3电性连接，通过行程开关15，当缓冲杆8的侧壁撞击在行程开关15的行程端上时，可控制驱动电机3停止转动，从而完成PM2.5浓度监测传感器7的收回。

具体而言，所述无人机1的下表面固定安装有挡块，所述驱动电机3的输出端转动连接在挡块上。

具体而言，所述挡板12的下表面且位于导向孔13的两侧对称设有橡胶垫16，通过橡胶垫16可减缓支撑板6与挡板12的撞击，提高支撑板6的稳定性。

具体而言，所述支撑板6的下表面设有矩形框架17，所述PM2.5浓度监测传感器7设置在矩形框架17内，对PM2.5浓度监测传感器7起到保护作用，防止无人机1在下落使，撞击到PM2.5浓度监测传感器7。

具体而言，所述驱动电机3为三相电机，三相电机改变电路后可正向或反向转动，从而实现拉线5的放开或收拢。

具体而言，所述导向筒11的竖直中心线与导向孔13的竖直中心线重合，通过导向筒11和导向孔13的配合设置，可对拉线5起到导向的作用。

具体而言，所述支撑板6与挡板12到小相同且相互平行。

工作原理：本发明中通过飞控计算机和GPS定位系统的配合设置，可控制无人机1带动PM2.5浓度监测传感器7到指定地点进行PM2.5浓度的监测，当无人机1飞到城市上空的指定坐标位置时，通过驱动电机3和卷线轴4的配合设置，可先将拉线5放开，从而支撑板6将带动PM2.5浓度监测传感器7 向远离无人机1的下方移动，在距离无人机比较远的地方进行PM2.5浓度的监测，可防止无人机1的螺旋桨搅动气流，导致PM2.5浓度的监测出现误差，当监测结束后，在控制驱动电机3反向转动，从而可将拉线5缠绕在卷线轴4 上，PM2.5浓度监测传感器7在支撑板6的带动下将不断的靠近无人机1，当支撑板6撞击在挡板12上时，可通过缓冲杆8、缓冲弹簧9和联动杆10的配合设置，对支撑板6起到缓冲作用，防止拉线5的拉拽冲击力突然过大，导致拉线5断裂，通过行程开关15，当缓冲杆8的侧壁撞击在行程开关15的行程端上时，可控制驱动电机3停止转动，从而完成PM2.5浓度监测传感器7 的收回，通过两无线接收器14的配合设置，飞控计算机可远程控制驱动电机 3和PM2.5浓度监测传感器7的开闭，通过导向筒11和导向孔13的配合设置，可对拉线5起到导向的作用，通过橡胶垫16可减缓支撑板6与挡板12的撞击，提高支撑板6的稳定性，本发明可监测城市上空的PM2.5浓度，并且不会受到无人机1的螺旋桨扰流的干扰，从而提高城市PM2.5浓度监测的精确度，为后序的决策做充足的准备。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。