CN107867400A - 一种自动防震荡的植保机液箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动防震荡的植保机液箱，属于无人机航空植保技术领域，包括固定在植保机上的支架和安装在支架上的箱体，支架上设有用于支撑箱体的支撑导轨；箱体包括固定于支撑导轨的中部的固定部和具有可伸缩结构且对称地设于固定部两侧的活动部，箱体内设有液位传感器；活动部的一端与固定部固定且连通，另一端可沿支撑导轨滑动；支架上设有根据液位传感器的液位信息驱动两活动部的端部沿支撑导轨相向或反向滑动的致动机构。利用液位传感器实时监测箱内水位信息并传输信号给致动机构，通过致动机构驱动液箱活动部的端部移动向内收缩，减小箱体空间，从而控制液箱的液体维持在充满状态，解决了无人机因为箱内液体振荡而产生的重心不稳定问题。
Description
技术领域
本发明涉及无人机航空植保技术领域，具体地说，涉及一种自动防震荡的植保机液箱。
背景技术
农药是指用来防治危害农林牧业生产的有害生物(病虫草鼠等)和调节植物生长的化学药品。农药可消灭病虫害、增产、保收，还可预防和控制传染病等，对保障粮食增产、农民增收和农产品有效供给起到不可替代的作用，是现代化农业不可或缺的生产资料和救灾物资。随着社会经济的发展和现代化步伐的加快，全世界对农药和肥料的需求仍呈与日俱增的态势。而农药和肥料的过度施加是当今世界发展精准农业的一大阻碍。液态叶面肥也是越来越受到关注和青睐，同时，通过易于操作且高效安全的无人机进行液体喷施作业是现代农业的重要发展方向。
随着中国农业生产技术的发展，农用无人机的使用率也逐步提升。农业植保无人机具有喷洒效率高、喷施均匀、效果好、成本低以及作业安全等优势，越来越受到农民的青睐。植保无人机喷洒效率为2.67～6.67hm2·h－1，相当于人工喷洒效率的100倍，与喷幅60m、行进速度6km·h－1的大型植保器械相当。液箱作为农业植保无人机中重要的部件之一，其设计的合理性直接影响无人机飞行的安全性和喷施效果。现有的无人机液箱大都采用传统的设计，无人机在起停、加速、减速和转向等状态下，液箱内的液体会随着无人机的状态变化而发生振荡，导致无人机系统整体重心发生偏移，直接影响无人机飞行的稳定性，甚至产生安全问题。因此，设计一种能够减轻液体振荡的无人机液箱对提升农用无人机的安全与稳定性有重要的意义。
发明内容
本发明的目的为提供一种自动防震荡的植保机液箱，可自动控制液箱的液体始终维持在充满的状态，有效解决了无人机因为箱内液体振荡而产生的重心不稳定问题。
为了实现上述目的，本发明提供的自动防震荡的植保机液箱包括固定在植保机上的支架和安装在支架上的箱体，支架上设有用于支撑箱体的支撑导轨；箱体包括固定于支撑导轨的中部的固定部和具有可伸缩结构且对称地设于固定部两侧的活动部，箱体内设有液位传感器；活动部的一端与固定部固定且连通，另一端可沿支撑导轨滑动；支架上设有根据液位传感器的液位信息驱动两活动部的端部同时沿支撑导轨相向或反向滑动的致动机构。
上述技术方案中，利用液位传感器实时监测箱内水位信息并传输信号给致动机构，通过致动机构驱动液箱活动部的端部移动向内收缩，减小箱体空间，从而控制液箱的液体始终维持在充满的状态，有效解决了无人机因为箱内液体振荡而产生的重心不稳定问题。该液箱具有良好的强度、密闭性和耐腐蚀性，装配该液箱的无人机具有稳定安全的优点。
具体的方案为活动部的端部固定有移动侧板，支撑导轨穿过两侧活动部的移动侧板设置。移动侧板在移动时沿着支撑导轨左右移动，支撑导轨起到支撑和固定作用，能有效约束箱体因可伸缩结构而发生摆动。
更具体的方案为两个移动侧板的中部均安装有液位传感器。可以更加准确地测量箱体内液位变化。
另一个更具体的方案为致动机构包括安装在支架上且与支撑导轨平行设置的滑轨、安装在两移动侧板上且与滑轨配合的滑块以及与滑块传动连接的电机。电机驱动滑块沿滑轨移动，从而带动移动侧板移动，使箱体空间发生变化。
进一步具体的方案为滑块与电机之间通过滚珠丝杠副实现传动连接，滚珠丝杠副的丝杆沿滑轨设置，螺母固定在滑块上；同一丝杆在位于固定部的两侧的旋向相反。可使同一丝杆上的螺母同时相向或反向移动，从而控制移动侧板同时向内或向外移动，保证箱体的重心始终位于固定部。
进一步具体的方案为致动机构包括分别设置在箱体的前后侧的两个，且前后两侧的致动机构共用一个电机，电机的输出轴通过联轴器连接有一传动轴，该传动轴与两丝杆间设有改变传动方向的锥形齿轮副。以保证箱体前后侧的运动速度完全相同，整体致动系统运行精确稳定。
另一个具体的方案为固定部的顶部设有入液口和单向止流阀，底部设有出液口。单向止流阀起到换气截流的作用。
优选的方案为液箱的活动部为可随端部的移动而折叠伸缩的风琴结构。
优选的方案为液箱为圆柱形，支撑导轨包括均匀布置在圆柱体周围的四根或三根。
另一个优选的方案为液箱为长方体，长方体的底面至少布置有两根支撑导轨，前面、后面和顶面至少布置有一根支撑导轨。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的液箱解决了传统液箱内的液体会随着无人机的偏转和振动而发生振荡导致无人机的重心不稳定的问题，利用液位传感器实时监测箱内水位信息并传输信号给致动机构，通过致动机构驱动移动侧板向内折叠，自动控制液箱内的液体始终维持在充满的状态，有效解决了无人机因为液体振荡而产生的重心不稳定问题。
(2)本发明的液箱具有良好的强度、密闭性和耐腐蚀性，装配该液箱的无人机具有稳定安全的优点。
附图说明
图1为本发明实施例的自动防震荡的植保机液箱的正视图；
图2为本发明实施例的自动防震荡的植保机液箱的俯视图；
图3为本发明实施例的自动防震荡的植保机液箱在无液体时的状态图。
其中：1、支架；2、移动侧板；3、活动部；4、固定部；5、入液口；6、单向止流阀；7、支撑导轨；8、电机；9、液位传感器；10、滑轨；11、出液口；12、滑块；13、传动轴；14、联轴器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。
实施例1
参见图1至图3，本实施例的自动防震荡的植保机液箱包括支架1和箱体，其中，支架1上设有横向的四根支撑导轨7，用于支撑和固定箱体。
箱体具有良好的强度、密闭性和耐腐蚀性，其形状为圆柱形，且由两部分构成，最中间部分为固定部4，由聚合塑料制成，两侧为活动部3，采用延展性良好且可折叠伸缩的风琴结构制成，使得箱体容积可在较大范围内变化。活动部3的一端与固定部4固定且连通，另一端安装有移动侧板2，支撑导轨7穿过两侧活动部3的移动侧板2设置，移动侧板2可沿支撑导轨7滑动。四根支撑导轨7对称地固定在机架1上，贯穿整个液箱，能有效约束箱体因折叠风琴结构而发生摆动。
在固定部4的顶部中央装有圆柱形的入液口5，进液口5旁装有单向止流阀6，起到换气截流的作用。固定部4的底部中央设有出液口11，出液口11通过输水管与喷头相连，可以高效地将箱体内的液体抽出进行喷施。在两侧活动部3的移动侧板2的中部均安装有液位传感器9，可以实时监测液箱内水位信息。
支架上设有分别设置在箱体的前后两侧的两个致动机构，根据液位传感器9的液位信息每个致动机构同时驱动两个活动部的端部沿支撑导轨相向或反向滑动。
本实施例的致动机构包括安装在支架1上且与支撑导轨7平行设置的滑轨10、安装在两移动侧板2上且与滑轨10配合的滑块12以及与滑块12传动连接的电机8。滑块12与电机8之间通过滚珠丝杠副实现传动连接，滚珠丝杠副的丝杆沿滑轨10设置，螺母固定在滑块12上；同一丝杆在位于固定部的两侧的旋向相反。前后两侧的致动机构共用一个电机，保证箱体1前后两侧的移动速度一致，可以使滑块12在滑轨10上同时向内或向外移动，以带动移动侧板同时相向或相反移动。电机的输出轴通过联轴器14连接有一传动轴13，该传动轴13与两丝杆间设有改变传动方向的锥形齿轮副。整体动力机构运行精确稳定。
随着液体的喷施，箱体内水位下降，液位传感器9设定一个合适的水位阈值，当液面下降低于水位阈值时，液位传感器9传输信号给电机8进行工作，前后共四个个滑块12同时向内运动，带动液箱活动部3向内折叠，箱体体积变小导致水位抬升，又恢复为充满的状态，振荡减轻。当水位超过水位阈值后，电机8停止工作，以此往复，箱体内液体使用完后的状态如图3所示。同时植保无人机可在液体喷完前及时规划路线返航。
实施例2
本实施例除了箱体结构外，其他均与实施例1相同，此处不再赘述。本实施例的箱体为长方体结构，在长方体结构的箱体的前面、后面、底面和顶面均布置有两根支撑导轨，以保证箱体的活动部在移动时的稳定。
Claims (10)
1.一种自动防震荡的植保机液箱，包括固定在植保机上的支架和安装在所述支架上的箱体，其特征在于：
所述支架上设有用于支撑箱体的支撑导轨；
所述箱体包括固定于支撑导轨的中部的固定部和具有可伸缩结构且对称地设于固定部两侧的活动部，箱体内设有液位传感器；
所述活动部的一端与固定部固定且连通，另一端可沿所述支撑导轨滑动；
所述支架上设有根据所述液位传感器的液位信息驱动两所述活动部的端部同时沿所述支撑导轨相向或反向滑动的致动机构。
2.根据权利要求1所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的活动部的端部固定有移动侧板，所述的支撑导轨穿过两侧活动部的移动侧板设置。
3.根据权利要求2所述的植保机液箱，其特征在于：
两个所述的移动侧板的中部均安装有所述的液位传感器。
4.根据权利要求2所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的致动机构包括安装在所述支架上且与所述支撑导轨平行设置的滑轨、安装在两移动侧板上且与所述滑轨配合的滑块以及与所述滑块传动连接的电机。
5.根据权利要求4所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的滑块与所述的电机之间通过滚珠丝杠副实现传动连接，滚珠丝杠副的丝杆沿所述滑轨设置，螺母固定在所述滑块上；
同一丝杆在位于所述固定部的两侧的旋向相反。
6.根据权利要求5所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的致动机构包括分别设置在所述箱体的前后侧的两个，且前后两侧的致动机构共用一个电机，电机的输出轴通过联轴器连接有一传动轴，该传动轴与两丝杆间设有改变传动方向的锥形齿轮副。
7.根据权利要求1所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的固定部的顶部设有入液口和单向止流阀，底部设有出液口。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的液箱的活动部为可随端部的移动而折叠伸缩的风琴结构。
9.根据权利要求8所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的液箱为圆柱形，所述的支撑导轨包括均匀布置在圆柱体周围的四根或三根。
10.根据权利要求8所述的植保机液箱，其特征在于：
所述的液箱为长方体，长方体的底面至少布置有两根所述的支撑导轨，前面、后面和顶面至少布置有一根所述的支撑导轨。
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