无人机动态净水取水装置设计主要完成水质检测中取水检测的工作。系统的设计使用六旋翼无人机作为飞行系统，搭载取水装置吊舱和检测装置吊舱。实现零人工接触待测水样，实时得出检测结果。本文介绍了六旋翼无人机的构成、取水装置的设计以及水质检测装置的设计。深入分析了无人机的组成、组装与调试方式。对取水装置吊舱和水质检测吊舱的设计要求进行了分析。根据水质检测的要求，说明材料的选择。检测装置选用的是ISA光谱分析仪，该仪器使用紫外—可见光光谱进行检测，通过不同物质透射光谱的不同，达到水质检测的目的。
目录
1.绪论 1
1.1研究的背景和意义 1
1.2无人机研究现状 1
1.3主要研究任务和技术方案 2
2.无人机动态净水检测装置总体方案 3
2.1系统总体分析 3
2.2系统功能设计 3
2.3系统构成框图 3
3.无人机关键技术 5
3.1六旋翼无人机的组成 5
3.2无人机动力系统 6
3.3无人机遥控系统 8
3.4无人机飞控系统 9
3.5无人机结构 10
4、取水装置设计 11
4.1取水装置基本要求 11
4.2取水装置系统组成 11
4.2.1取水装置机械设计 11
4.2.2取水装置电路设计 12
4.3取水装置材料分析 13
5、水质检测装置设计 14
5.1检测原理 14
5.2 ISA光谱分析仪 15
5.2基本检测参数 17
5.4检测装置结构设计 18
5.4.1检测装置吊舱设计 18
5.4.2吊舱内部结构设计 19
5.4.3结构可行性分析 19
6.组装与调试 20
7、数据采集处理 23
7.1数据采集设置 23
7.2数据分析处理 23
总结与展望 24
参考文献 25
致谢 26
1.绪论
1.1研究的背景和意义
 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
近年来，随着我国经济的快速发展，水污染问题已经越来越成为人们需要关注的问题。世界上有将近一半的重污染河流，而且在中国这个问题更为突出。治理水污染是我们亟待解决的问题，目前水质检测主要有两个途径，第一是人为的去检测河流的污染状况，第二是利用微型遥感拍摄图样，但检测需要耗费大量的人力物力和财力，效率较低，且采用人工方式取水容易产生人为的二次污染，影响检测结果[1]。无法实现对水质的准确及时检测。
采用无人机搭载光谱分析仪与取水装置配合，生物耗氧量、化学需氧量、苯/ 苯系物/油 、总有机碳、溶氧化合物、硝酸盐、亚硝酸盐等参数进行实时检测。可以极大的提高检测水污染的效率，时效性较高，成本较低。其中无人机停留的高度由控制平台进行控制，在水面12米高度悬停。自动取水装置安装于无人机下方由无人机电源进行供电。无人机悬停时，取水装置下落吸管进行取水，由电机来控制吸管下降。取到的待测水样保留在取水装置的容器中。光谱仪传感器至于容器内部，水样取回即可进行检测。入水口装过滤滤网，可以防止较大的固体颗粒进入容器，影响取水装置的正常工作。整个取水检测流程有无人机自行完成，无需人工干预。
1.2无人机研究现状
无人机是航空领域的一项重大突破，研究者们应该建立其标准化进程。无人机是航空领域的一个重要组成部分，带动航空领域往更高层次发展[2]。在我国需要建立全面的体系和环节流程。让无人机在大众的视野中并不是遥不可及，而是在平常的生活中可以日常接触的。
在经济快速发展模式的推动下，无人机也显示出市场的需求，对动态净水给予了极大的帮助。我国早在前几年就开始研究无人机，但是由于经济的落后以及研究者们的经验不足，并没有很大的进展。近年来，随着无线遥控技术的快速发展日益普及大众的生活，人们再次掀起研究无人机的热潮。当前市场上的无人机项目功能日趋多样化，除了实现基本实现的功能，结构也越来越复杂，稳定性越来越高，价格低廉适合推广给广大用户。本次设计是基于无人机动态净水检测装置设计，通过各个模块的组合来自动实现其功能。所以，研究一款基于无人机的动态净水装置的设计是非常有意义的。
1.3主要研究任务和技术方案
无人机动态净水系统是基于六旋翼无人机飞行平台，搭载取水吊舱、水质检测系统即光谱分析仪实现的水质的动态检测系统。主要工作包括六旋翼无人机飞行平台的搭建、取水结构的设计、光谱分析仪的安装以及整个系统的融合与调试。无人机平台主要有动力系统、遥控系统、飞行控制系统、电源管理系统、机架设计等[3]。取水吊舱包括水管的收放，待测水质的吸取与排放，水路的清洗。光谱分析仪需要实现与取水吊舱的紧密配合，并且能够良好地安装在无人机上，不会因为质量的增加而影响无人机的飞行姿态。
2.无人机动态净水检测装置总体方案
2.1系统总体分析
本系统研究的无人机动态净水检测装置的设计，最终的目的是能够对既定的河流水质情况进行实时的监控和反馈，消除水污染带来后续的一系列问题。基于这样的目的，对于本套系统的要求也非常的清晰。本系统需要有对水质进行检测的传感器，同时测量的水质指标需要足够的数量。对于待测水样不可以人为的接触，防止人为的二次污染。检测后的数据需要能够传输到数据处理终端，数据终端对检测后的数据进行数据分析，如果有水质指标超出国家，数据处理终端将把超出的信息反馈给管理人员。管理人员将对该河流进行特定的处理，防止污染进一步扩大。
2.2系统功能设计
整个系统分析之后，可以确定系统的具体功能。本系统的主要功能是完成取水检测，并进行数据处理。完成这个功能需要完成的子功能包括：
（1）无人机飞行控制：检测人员操纵无人机飞行到取水的合适位置，保持无人机在空中悬停。
（2）取水装置取水控制：操控遥控器将取水装置的取水端口放入水中，打开水泵将待测水样吸入容器中。
（3）传感器检测待测水质：水质检测传感器检测容器中的待测水样，检测完成后将水排出容器。

原文链接：http://www.jxszl.com/dzxx/dzkxyjs/557062.html