[发明专利]一种空气采样飞行器及空气采样的方法

权利要求书

1.一种空气采样飞行器，其特征在于包括飞行主体、装置于飞行主体上的控制装置和采样装置，其中所述控制装置包括智能控制模块QRCU、与智能控制模块QRCU连接的用于控制和调整飞行主体飞行方向和定位采样位置的方向定位模块、与智能控制模块QRCU连接的用于驱动飞行主体运行的动力驱动模块，其中所述的动力驱动模块包括用于驱动飞行主体进行水平方向的角度旋转的第一级舵机、连接于第一舵机上的用于负责垂直方向角度旋转的第二级舵机、连接于第二级舵机上的可正转、反转及变速的驱动电机及装置于驱动电机上的螺旋桨、用于控制驱动电机进行正转、反转及变速的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的空气采样飞行器，其特征在于上述方向定位模块包括用于控制飞行主体进行自动飞行和定位模式状态的方向定位模块A和用于控制飞行主体进行受控飞行和定位模式状态的方向定位模块B及用于进行飞行模式状态选择的模式选择开关，其中方向定位模块A由GPS模块、电子罗盘和加速度传感器组成，其中GPS模块通过外置天线接收卫星信息，获得当前的时间、经度、纬度、海拔高度等数据，并通过内置的集成块将信息编译成一条智能控制模块QRCU可识别的数串，并通过接口将其发送给智能控制模块QRCU；电子罗盘则通过磁场锁定一个正方向，并记录罗盘在正方向的基础上所转动的角度，智能控制模块QRCU将接受的GPS数据和电子罗盘参数与设定值相比较，从而调整两级舵机的角度使飞行主体朝着目标方向飞行；加速度传感器实时测定飞行主体的三轴方向的状态参数，智能控制模块QRCU通过状态参数调整舵机保证飞行主体不会因为倾斜而发生事故，方向定位模块B包括分别装置于飞行主体和地面操控平台的无线通信模块。

3.根据权利要求1所述的空气采样飞行器，其特征在于上述采样装置包括与智能控制模块QRCU连接的采样控制电路、及至少一组依序连接的抽气泵、流量计和空气采样管。

4.根据权利要求1所述的空气采样飞行器，其特征在于上述飞行主体包括充气飞艇及装置于该充气飞艇上的用于对所述空气采样飞行器进行供电的太阳能收集和储能模块，其中充气飞艇采用小型广告空飘飞艇，其所充气体为氦气，太阳能收集和储能模块包括装置于充气飞艇顶部的多块太阳能电池板及与之相匹配的环保镍氢蓄电池。

5.根据权利要求4所述的空气采样飞行器，其特征在于上述飞行主体上装置有用于调节充气飞艇浮力的飞艇浮力控制阀。

6.一种根据上述任意权项要求所述空气采样飞行器进行空气采样的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、在充气飞艇中充入氦气，并通过增加或减少负重模块来调节充气飞艇的浮力，保证充气飞艇可悬浮在空中，开启采样飞行器的各组成部分；

b、利用模式选择开关，选择飞行模式，如选择自动飞行和定位模式状态，则转到步骤e，否则，

c、开启无线通信模块，启动和控制两级舵机和驱动电机工作，

d、判断充气飞艇是否到达待采样的目标位置，确认已到达待采样的目标位置后启动采样装置工作，采样完毕后控制飞艇浮力控制阀使充气飞艇返航到地面，完成本次采样任务；

e、输入待采样的目标位置坐标，启动两级舵机和驱动电机工作，

f、启动GPS模块和电子罗盘，判断充气飞艇是否到达待采样的目标位置，如未到达目标位置则根据坐标误差对应控制两级舵机和驱动电机的工作状态，

g、确认已到达待采样的目标位置后启动采样装置工作，采样完毕后控制飞艇浮力控制阀使充气飞艇返航到地面，完成本次采样任务。