CN107444609B - 一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，包括机身、第一螺旋桨和支架，机身还包括辅助飞行装置和风力发电装置，辅助飞行装置包括第一电机、第一圆柱齿轮、第一齿条和飞行机构，风力发电装置包括旋转机构、翻折机构和发电机构，该具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，当农药质量较大时，辅助飞行装置启动，能够提高无人机的负载能力，避免对飞行速度等造成影响；同时通过风力发电装置，充分利用飞行过程中的风能，将其转换为电能以供无人机飞行，从而可减小电池的质量，延长无人机的续航时间。

Description

一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机。
背景技术
无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务。
无人机在被用于农业领域上喷洒农药时，由于需要将储存农药的容器放置在无人机上，而现有的农药喷洒无人机一般载重较小，而农药的质量较大，则会对无人机的飞行速度等造成影响；同时，无人机装着较重的农药飞行，会使得其续航时间变短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，包括机身、第一螺旋桨和支架，所述机身还包括辅助飞行装置和风力发电装置，所述辅助飞行装置设置在机身内，所述风力发电装置设置在机身的上方；
所述辅助飞行装置包括第一电机、第一圆柱齿轮、第一齿条和飞行机构，所述第一电机与第一圆柱齿轮传动连接，所述第一齿条水平设置，所述机身内设有滑槽，所述第一齿条通过滑槽与机身的内壁滑动连接，所述第一齿条有两个，所述第一圆柱齿轮位于两个第一齿条之间，所述第一圆柱齿轮分别与两个第一齿条啮合，所述第一齿条与飞行机构传动连接；
所述飞行机构包括两个飞行组件，两个飞行组件关于第一圆柱齿轮对称设置，两个飞行组件分别与两个第一齿条连接，所述飞行组件包括连杆、收放杆和第二螺旋桨，所述第一齿条通过连杆与收放杆连接，所述收放杆水平设置，两个收放杆位于同一水平线上，所述第二螺旋桨设置在收放杆的远离连杆的一端，所述机身的两侧均设有开口，两个第二螺旋桨分别位于两个开口处，两个第二螺旋桨分别与两个开口对应；
所述风力发电装置包括旋转机构、翻折机构和发电机构，所述翻折机构设置在旋转机构和发电机构之间；
所述旋转机构包括转轴、第二圆柱齿轮和驱动组件，所述转轴竖向设置，所述转轴的底端通过轴承与机身连接，所述转轴的顶端与翻折机构连接，所述第二圆柱齿轮套设在转轴上，所述驱动组件与第二圆柱齿轮传动连接；
所述驱动组件包括第二电机、丝杆、滑动杆、滑块和第二齿条，所述丝杆水平设置，所述第二电机与丝杆传动连接，所述滑动杆与丝杆平行，所述滑动杆穿过滑块且滑动杆与滑块滑动连接，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块，所述丝杆与滑块螺纹连接，所述第二齿条与丝杆平行，所述第二齿条设置在滑块的上方，所述第二齿条与第二圆柱齿轮啮合，所述翻折机构设置在转轴的上方；
所述翻折机构包括第三电机、主动轮、皮带、从动轮、转动轴和翻折杆，所述第三电机与主动轮传动连接，所述转动轴水平设置，所述转动轴通过轴承座与转轴连接，所述从动轮套设在转动轴上，所述主动轮通过皮带与从动轮传动连接，所述翻折杆竖向设置在转动轴的上方，所述发电机构设置在翻折杆的上方；
所述发电机构包括风车杆、轴座、轮毂和叶片，所述风车杆竖向设置，所述轴座设置在风车杆的上方，所述轮毂设置在轴座的一侧，所述叶片有若干个，各叶片沿着轮毂周向均匀设置。
作为优选，为了提高风车杆的稳固性，所述转轴上设有气缸，所述气缸竖向朝上设置在转轴的上方，所述风车杆的底部设有限位孔，所述气缸的输出轴位于限位孔内。
作为优选，为了进一步提高风车杆的稳固性，所述气缸有若干个，各气缸均匀设置在转轴的上方。
作为优选，为了提高发电效率，所述机身的外侧设有风向传感器，所述机身内还设有PLC，所述风向传感器和第二电机均与PLC电连接。
作为优选，为了进一步提高发电效率，所述机身的底部设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第三电机均与PLC电连接。
作为优选，为了根据载重的大小启动或关闭辅助飞行装置，所述机身内的底部设有压力传感器，所述压力传感器和第一电机均与PLC电连接。
作为优选，为了提高滑块滑动的稳定性，所述滑动杆有两个，两个滑动杆关于丝杆对称设置。
作为优选，为了快速调节叶片的转向，所述丝杆的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了限定翻折的范围，所述转轴的顶部设有挡块，所述挡块有两个，两个挡块分别设置在转轴的两侧。
作为优选，为了提高第一齿条移动的稳定性，所述滑槽为燕尾槽。
本发明的有益效果是，该具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，当农药质量较大时，辅助飞行装置启动，能够提高无人机的负载能力，避免对飞行速度等造成影响；同时通过风力发电装置，充分利用飞行过程中的风能，将其转换为电能以供无人机飞行，从而可减小电池的质量，延长无人机的续航时间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机的结构示意图。
图2是本发明的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机的机身、第一螺旋桨与辅助飞行装置的连接结构示意图。
图3是本发明的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机的驱动组件的结构示意图。
图4是本发明的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机的转轴、第二圆柱齿轮、翻折机构与发电机构的连接结构示意图。
图5是本发明的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机的翻折机构的结构示意图。
图中：1.机身，2.第一螺旋桨，3.支架，4.风力发电装置，5.第一电机，6.第一圆柱齿轮，7.第一齿条，8.连杆，9.收放杆，10.第二螺旋桨，11.翻折机构，12.转轴，13.第二圆柱齿轮，14.第二电机，15.丝杆，16.滑动杆，17.滑块，18.第二齿条，19.第三电机，20.主动轮，21.皮带，22.从动轮，23.转动轴，24.翻折杆，25.风车杆，26.轴座，27.轮毂，28.叶片。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-5所示，一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，包括机身1、第一螺旋桨2和支架3，所述机身1还包括辅助飞行装置和风力发电装置4，所述辅助飞行装置设置在机身1内，所述风力发电装置4设置在机身1的上方；
当农药质量较大时，辅助飞行装置启动，能够提高无人机的负载能力，避免对飞行速度等造成影响；同时通过风力发电装置4，充分利用飞行过程中的风能，将其转换为电能以供无人机飞行，从而可减小电池的质量，延长无人机的续航时间。
所述辅助飞行装置包括第一电机5、第一圆柱齿轮6、第一齿条7和飞行机构，所述第一电机5与第一圆柱齿轮6传动连接，所述第一齿条7水平设置，所述机身1内设有滑槽，所述第一齿条7通过滑槽与机身1的内壁滑动连接，所述第一齿条7有两个，所述第一圆柱齿轮6位于两个第一齿条7之间，所述第一圆柱齿轮6分别与两个第一齿条7啮合，所述第一齿条7与飞行机构传动连接；
所述飞行机构包括两个飞行组件，两个飞行组件关于第一圆柱齿轮6对称设置，两个飞行组件分别与两个第一齿条7连接，所述飞行组件包括连杆8、收放杆9和第二螺旋桨10，所述第一齿条7通过连杆8与收放杆9连接，所述收放杆9水平设置，两个收放杆9位于同一水平线上，所述第二螺旋桨10设置在收放杆9的远离连杆8的一端，所述机身1的两侧均设有开口，两个第二螺旋桨10分别位于两个开口处，两个第二螺旋桨10分别与两个开口对应；
当农药质量较大时，第一电机5启动，第一电机5通过第一圆柱齿轮6驱动两个第一齿条7做相反运动，使得两个第二螺旋桨10从机身1内伸出并启动，第一螺旋桨2和第二螺旋桨10一起工作能够提高无人机的负载能力，避免对飞行速度等造成影响。
所述风力发电装置4包括旋转机构、翻折机构11和发电机构，所述翻折机构11设置在旋转机构和发电机构之间；
所述旋转机构包括转轴12、第二圆柱齿轮13和驱动组件，所述转轴12竖向设置，所述转轴12的底端通过轴承与机身1连接，所述转轴12的顶端与翻折机构11连接，所述第二圆柱齿轮13套设在转轴12上，所述驱动组件与第二圆柱齿轮13传动连接；
所述驱动组件包括第二电机14、丝杆15、滑动杆16、滑块17和第二齿条18，所述丝杆15水平设置，所述第二电机14与丝杆15传动连接，所述滑动杆16与丝杆15平行，所述滑动杆16穿过滑块17且滑动杆16与滑块17滑动连接，所述滑块17上设有螺纹孔，所述丝杆15经螺纹孔穿过滑块17，所述丝杆15与滑块17螺纹连接，所述第二齿条18与丝杆15平行，所述第二齿条18设置在滑块17的上方，所述第二齿条18与第二圆柱齿轮13啮合，所述翻折机构11设置在转轴12的上方；
所述翻折机构11包括第三电机19、主动轮20、皮带21、从动轮22、转动轴23和翻折杆24，所述第三电机19与主动轮20传动连接，所述转动轴23水平设置，所述转动轴23通过轴承座与转轴12连接，所述从动轮22套设在转动轴23上，所述主动轮20通过皮带21与从动轮22传动连接，所述翻折杆24竖向设置在转动轴23的上方，所述发电机构设置在翻折杆24的上方；
所述发电机构包括风车杆25、轴座26、轮毂27和叶片28，所述风车杆25竖向设置，所述轴座26设置在风车杆25的上方，所述轮毂27设置在轴座26的一侧，所述叶片28有若干个，各叶片28沿着轮毂27周向均匀设置。
同时，当无人机水平飞行时，启动第二电机14，第二电机14驱动丝杆15转动，使得滑块17带动第二齿条18水平移动，进而使第二圆柱齿轮13带动转轴12旋转，从而使得叶片28转动方向，使得叶片28始终迎风设置，当无人机下降或上升时，启动第三电机19，第三电机19驱动主动轮20转动，主动轮20通过皮带21驱动从动轮22转动，使得转动轴23带动翻折杆24转动，从而使叶片28朝向地面或天空的方向，同样始终迎风设置，故能充分利用飞行过程中的风能，将其转换为电能以供无人机飞行，从而可减小电池的质量，延长无人机的续航时间。
作为优选，为了提高风车杆25的稳固性，所述转轴12上设有气缸，所述气缸竖向朝上设置在转轴12的上方，所述风车杆25的底部设有限位孔，所述气缸的输出轴位于限位孔内，气缸的输出轴限制了风车杆25的运动，使其不易晃动，从而提高了风车杆25的稳固性。
作为优选，为了进一步提高风车杆25的稳固性，所述气缸有若干个，各气缸均匀设置在转轴12的上方。
作为优选，为了提高发电效率，所述机身1的外侧设有风向传感器，所述机身1内还设有PLC，所述风向传感器和第二电机14均与PLC电连接，风向传感器感应到风向后，将信号传给PLC，PLC控制第二电机14工作，驱动风车杆25旋转，使得叶片28始终迎风设置，从而提高发电效率。
作为优选，为了进一步提高发电效率，所述机身1的底部设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第三电机19均与PLC电连接，当无人机下降，红外线测距仪检测到距地面的距离越来越紧时，将信号传给PLC，PLC控制第三电机19工作，使风车杆25翻折，使得叶片28朝向地面方向，反之，当外线测距仪检测到距地面的距离越来越远时，将信号传给PLC，PLC控制第三电机19反转，使得叶片28朝向天空方向，从而使叶片28始终迎风设置，从而进一步提高发电效率。
作为优选，为了根据载重的大小启动或关闭辅助飞行装置，所述机身1内的底部设有压力传感器，所述压力传感器和第一电机5均与PLC电连接，当压力传感器感应到农药质量较大时，将信号传给PLC，PLC控制第一电机5工作，启动辅助飞行装置，当农药慢慢用完，则关闭辅助飞行装置。
作为优选，为了提高滑块17滑动的稳定性，所述滑动杆16有两个，两个滑动杆16关于丝杆15对称设置，两个滑动杆16能够更好地限定滑块17的转动，使得滑块17沿着丝杆15更稳定地移动。
作为优选，为了快速调节叶片28的转向，所述丝杆15的制作材料为不锈钢，由于不锈钢不易被腐蚀，故能避免影响滑块17的移动速度，从而使得第二齿条18快速移动，驱动风车杆25快速旋转，因而快速调节叶片28的转向。
作为优选，为了限定翻折的范围，所述转轴12的顶部设有挡块，所述挡块有两个，两个挡块分别设置在转轴12的两侧。
作为优选，为了提高第一齿条7移动的稳定性，所述滑槽为燕尾槽。
与现有技术相比，该具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，当农药质量较大时，辅助飞行装置启动，能够提高无人机的负载能力，避免对飞行速度等造成影响；同时通过风力发电装置4，充分利用飞行过程中的风能，将其转换为电能以供无人机飞行，从而可减小电池的质量，延长无人机的续航时间。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，包括机身(1)、第一螺旋桨(2)和支架(3)，所述机身(1)还包括辅助飞行装置和风力发电装置(4)，所述辅助飞行装置设置在机身(1)内，所述风力发电装置(4)设置在机身(1)的上方；
所述辅助飞行装置包括第一电机(5)、第一圆柱齿轮(6)、第一齿条(7)和飞行机构，所述第一电机(5)与第一圆柱齿轮(6)传动连接，所述第一齿条(7)水平设置，所述机身(1)内设有滑槽，所述第一齿条(7)通过滑槽与机身(1)的内壁滑动连接，所述第一齿条(7)有两个，所述第一圆柱齿轮(6)位于两个第一齿条(7)之间，所述第一圆柱齿轮(6)分别与两个第一齿条(7)啮合，所述第一齿条(7)与飞行机构传动连接；
所述飞行机构包括两个飞行组件，两个飞行组件关于第一圆柱齿轮(6)对称设置，两个飞行组件分别与两个第一齿条(7)连接，所述飞行组件包括连杆(8)、收放杆(9)和第二螺旋桨(10)，所述第一齿条(7)通过连杆(8)与收放杆(9)连接，所述收放杆(9)水平设置，两个收放杆(9)位于同一水平线上，所述第二螺旋桨(10)设置在收放杆(9)的远离连杆(8)的一端，所述机身(1)的两侧均设有开口，两个第二螺旋桨(10)分别位于两个开口处，两个第二螺旋桨(10)分别与两个开口对应；
所述风力发电装置(4)包括旋转机构、翻折机构(11)和发电机构，所述翻折机构(11)设置在旋转机构和发电机构之间；
所述旋转机构包括转轴(12)、第二圆柱齿轮(13)和驱动组件，所述转轴(12)竖向设置，所述转轴(12)的底端通过轴承与机身(1)连接，所述转轴(12)的顶端与翻折机构(11)连接，所述第二圆柱齿轮(13)套设在转轴(12)上，所述驱动组件与第二圆柱齿轮(13)传动连接；
所述驱动组件包括第二电机(14)、丝杆(15)、滑动杆(16)、滑块(17)和第二齿条(18)，所述丝杆(15)水平设置，所述第二电机(14)与丝杆(15)传动连接，所述滑动杆(16)与丝杆(15)平行，所述滑动杆(16)穿过滑块(17)且滑动杆(16)与滑块(17)滑动连接，所述滑块(17)上设有螺纹孔，所述丝杆(15)经螺纹孔穿过滑块(17)，所述丝杆(15)与滑块(17)螺纹连接，所述第二齿条(18)与丝杆(15)平行，所述第二齿条(18)设置在滑块(17)的上方，所述第二齿条(18)与第二圆柱齿轮(13)啮合，所述翻折机构(11)设置在转轴(12)的上方；
所述翻折机构(11)包括第三电机(19)、主动轮(20)、皮带(21)、从动轮(22)、转动轴(23)和翻折杆(24)，所述第三电机(19)与主动轮(20)传动连接，所述转动轴(23)水平设置，所述转动轴(23)通过轴承座与转轴(12)连接，所述从动轮(22)套设在转动轴(23)上，所述主动轮(20)通过皮带(21)与从动轮(22)传动连接，所述翻折杆(24)竖向设置在转动轴(23)的上方，所述发电机构设置在翻折杆(24)的上方；
所述发电机构包括风车杆(25)、轴座(26)、轮毂(27)和叶片(28)，所述风车杆(25)竖向设置，所述轴座(26)设置在风车杆(25)的上方，所述轮毂(27)设置在轴座(26)的一侧，所述叶片(28)有若干个，各叶片(28)沿着轮毂(27)周向均匀设置。
2.如权利要求1所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述转轴(12)上设有气缸，所述气缸竖向朝上设置在转轴(12)的上方，所述风车杆(25)的底部设有限位孔，所述气缸的输出轴位于限位孔内。
3.如权利要求2所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述气缸有若干个，各气缸均匀设置在转轴(12)的上方。
4.如权利要求1所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述机身(1)的外侧设有风向传感器，所述机身(1)内还设有PLC，所述风向传感器和第二电机(14)均与PLC电连接。
5.如权利要求4所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述机身(1)的底部设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第三电机(19)均与PLC电连接。
6.如权利要求4所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述机身(1)内的底部设有压力传感器，所述压力传感器和第一电机(5)均与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述滑动杆(16)有两个，两个滑动杆(16)关于丝杆(15)对称设置。
8.如权利要求1所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述丝杆(15)的制作材料为不锈钢。
9.如权利要求1所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述转轴(12)的顶部设有挡块，所述挡块有两个，两个挡块分别设置在转轴(12)的两侧。
10.如权利要求1所述的具有高负载能力且延长续航时间的农药喷洒无人机，其特征在于，所述滑槽为燕尾槽。
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