CN109566585A - 一种植保无人机药液喷洒用液箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植保无人机技术领域，且公开了一种植保无人机药液喷洒用液箱，包括液箱、进液口、进气口、漏液面和出液管，漏液面为液箱的内底面，出液管为开设在漏液面中央的出液口，进液口位于液箱的顶部，进气口位于液箱的顶部且位于进液口的一侧，液箱的内部设有承载端板。本发明通过在液箱内设承载端板、弹簧和缓释管，当无人机调头时，液箱内药液冲击承载端板，部分药液进入缓释管内，同时推动承载端板压缩弹簧，使得药液的动能部分转化为缓释管内药液的重力势能和弹簧的弹性势能而暂时储存，其余则作为冲击转化为内能损耗，从而，有效减缓无人机在调头时受到来自药箱内液体的冲击作用，进而降低无人机无功功率的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及植保无人机技术领域，具体为一种植保无人机药液喷洒用液箱。
背景技术
植保无人机即无人飞行器，用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，由飞行平台、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航路径设定，来实现喷洒作业。
其中，喷洒机构所必备的药液承载结构——药箱，是由轻质塑料材料组成，位于机体内部或机体内部，其顶部设有两个孔，分别为进液口和气压平衡孔，底部为出液口，在无人机飞行喷洒过程中，总是会按照预定的横纵或纵横方向往返飞行，在无人机到达作业端头时，需要减速回旋并调头，此时，药箱中的药液因动能及自身惯性作用，会对药箱的前置内壁产生冲击效果，短时冲程的冲击功率较大，影响无人机的平衡，需要发动机提供额外的功率驱动无人机平衡，能源的消耗无形中给无人机续航里程的带来了压力。
发明内容
针对背景技术中提出的现有植保无人机液箱在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种植保无人机药液喷洒用液箱，具备箱内液体冲击自缓冲、扰流搅拌局部沉淀的优点，解决了上述背景技术中提出的因箱内液体冲击而致使无人机动力能源消耗增加的问题。
本发明提供如下技术方案：一种植保无人机药液喷洒用液箱，包括液箱、进液口、进气口、漏液面和出液管，所述漏液面为液箱的内底面，所述出液管为开设在漏液面中央的出液口，所述进液口位于液箱的顶部，所述进气口位于液箱的顶部且位于进液口的一侧，所述液箱的内部设有承载端板，所述承载端板底端的中部和底端的两侧均设有垫块，所述垫块与漏液面接触并形成支撑，所述承载端板的一侧设有四个安装板，四个所述安装板在垂直面上共面且为矩形分布，所述安装板的一侧固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端与液箱内壁的一端固定连接，所述承载端板位于安装板的一侧设有若干组呈矩阵分布的缓释管，所述缓释管的内腔贯穿承载端板的壁板，所述承载端板的另一侧设有若干个层流板，所述层流板位于每层缓释管的层间，且层流板的布置呈斜向上的螺旋状，所述漏液面的正面且位于出液管的上下两侧均设有分流板。
优选的，所述分流板由两个圆弧外接相切形成，所述分流板的外侧设有从右到左的斜向上的导流条，所述分流板的内侧设有从左到右斜向上的导流条。
优选的，所述承载端板的形状为椭圆形的端头截断形成的凹形板且以液箱的横向中轴线对称布置。
优选的，所述缓释管与水平面呈夹角斜向上布置，其倾斜夹角不超过15°，所述缓释管的内腔连通承载端板的壁板设为进液孔，所述进液孔为垂直与承载端板断面的水平段进液口。
优选的，所述垫块的底端设为凸面形。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过在液箱内设承载端板、弹簧和缓释管，当无人机调头时，液箱内药液冲击承载端板，部分药液进入缓释管内，同时推动承载端板压缩弹簧，使得药液的动能部分转化为缓释管内药液的重力势能和弹簧的弹性势能而暂时储存，其余则作为冲击转化为内能损耗，从而，有效减缓无人机在调头时受到来自药箱内液体的冲击作用，进而降低无人机无功功率的能耗。
2、本发明通过弹簧的布置、缓释管的倾斜布置以及层流板和分流板的布置，使得无人机调头时，液箱内药液的冲击作用发生在承载端板处时，液箱内药液的层流会沿着层流板和分流板外“八”侧的导流条的导向作用上升，在无人机完成调头动作加速时，缓释管内的药液因重力作用转化动能，承载端板一侧的药液在弹簧的弹力作用下转化动能，从而继续推动药液层流沿着分流板内“八”侧的导流条爬升，即使得液箱内药液利用储存的重力势能与弹性势能配合层流板和分流板实现扰流效果，解决了液箱内药液局部沉淀的问题，保障药液溶解均匀性。
附图说明
图1为本发明液箱内部正视图；
图2为本发明图1的俯视图；
图3为本发明图1中承载端板右视图；
图4为本发明液箱内加设分流板后的俯视图；
图5为本发明液箱内药液冲击时的状态示意图。
图中：1、液箱；2、进液口；3、进气口；4、漏液面；5、出液管；6、承载端板；7、垫块；8、安装板；9、弹簧；10、缓释管；10a、进液孔；11、层流板；12、分流板。
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1-5，一种植保无人机药液喷洒用液箱，包括液箱1、进液口2、进气口3、漏液面4和出液管5，漏液面4为液箱1的内底面，出液管5为开设在漏液面4中央的出液口，进液口2位于液箱1的顶部，进气口3位于液箱1的顶部且位于进液口2的一侧，其中，进液口2用于药液的给进，进气口3用于平衡液箱1内的气压，因为随着药液喷洒，液箱1内药液量减少，其内的气压变底，进气口3用于补充气压，液箱1的内部设有承载端板6，承载端板6底端的中部和底端的两侧均设有垫块7，垫块7与漏液面4接触并形成支撑，其中，承载端板6用于承载液箱1内药液的惯性冲击，垫块7用于对承载端板6的支撑，配合弹簧9的横向施力将承载端板6稳定在垂直面上，承载端板6安装的位置为液箱1内腔的前端，该前端即为无人机的正面飞行方向，承载端板6的一侧设有四个安装板8，四个安装板8在垂直面上共面且为矩形分布，安装板8的一侧固定连接有弹簧9，安装板8用于弹簧9的固定安装，且完成对承载端板6与弹簧9之间力的传递，弹簧9的另一端与液箱1内壁的一端固定连接，承载端板6位于安装板8的一侧设有若干组呈矩阵分布的缓释管10，缓释管10的内腔贯穿承载端板6的壁板，缓释管10是以矩阵形式逐层分布在承载端板6的背侧，该背侧即指液箱1内腔的前端，缓释管10用以承接液箱1内且位于两个分流板12之间的药液，承载端板6的另一侧设有若干个层流板11，层流板11位于每层缓释管10的层间，且层流板11的布置呈斜向上的螺旋状，层流板11的断面为薄壁矩形条，主要用以对药液冲击进行导流，配合承载端板6的内凹设置，使得药液内部的层流沿着层流板11爬升，漏液面4的正面且位于出液管5的上下两侧均设有分流板12。
其中，分流板12由两个圆弧外接相切形成，分流板12的外侧设有从右到左的斜向上的导流条，此处的“左右”是为了便于阐述而相对于图4而言，实际上，“左右”是相对无人机的飞行方向而定，前进方向即为“左”，后退方向即为“右”，分流板12的内侧设有从左到右斜向上的导流条，两个分流板12形成一个“八”字型，“八”字外侧设置的从右到左导流条，用以将液箱1内右侧的药液在惯性作用下沿着分流板12的导流方向冲向承载端板6的边缘部分，同时向上爬升，位于两个分流板12之间的药液则直接正面冲向承载端板6，以此，形成一次扰流；当无人机回旋调头后加速，药液从缓释管10内加速流出，且部分在弹簧9的推力作用下，向两个分流板12的内侧流动，并在分流板12的内侧的导流板导流作用下发生层流爬升，实现二次扰流，以此缓解液箱1中局部沉淀现象。
实际上，液箱1在加入混合后的药液，在飞行喷洒的初始段，由于飞行的设定都是比较偏于单方向长程飞行作业，并随着底部出液管5的抽吸作用，药液会出现局部沉淀现象，利用在调头停止喷洒的间隙，以扰流解决内部局部沉淀现象。
其中，承载端板6的形状为椭圆形的端头截断形成的凹形板且以液箱1的横向中轴线对称布置，承载端板6的凹形设置，可使得正向冲击的水流获得导向作用而形成端部环流，配合层流板11的导向爬升，可有效实现扰流。
其中，缓释管10与水平面呈夹角斜向上布置，其倾斜夹角不超过15°，缓释管10的内腔连通承载端板6的壁板设为进液孔10a，进液孔10a为垂直于承载端板6断面的水平段进口，进液孔10a的水平段设置，主要是便于将来自两个分流板12内侧的药液正面冲击而直接进入缓释管10内，缓释管10的倾斜布置可使得进入缓释管10的药液部分是将原动能转化为部分重力势能储存，而倾斜角的限制，是保证缓释管10在无人机调头回旋期间，根据药液自身的惯性作用力而留存在缓释管10内，过大的倾斜角度反而会使得缓释管10内的药液提前释放，此即失去了配合无人机加速形成的水层向后惯性释放的动力效果。
其中，垫块7的底端设为凸面形，承载端板6在药液的冲击作用下，会向前端发生位移，为保证大部分能量能够转化为弹簧9的弹性势能，故而垫块7的端部凸面设置即为了减小垫块7与漏液面4在发生相对位移时产生的摩擦。
本发明的工作原理如下：
液箱1中盛有液体，液箱1内设有承载端板6的一端为内腔的前端，当无人飞机在飞行至喷洒区域端头时，减速回旋，此时，液箱1中的药液由于动能及自身惯性作用，药液会分成三部分向承载端板6处流动，一部分从两个分流板12的中部流向承载端板6，另一部分分别从两个分流板12的另一侧且经过分流板12外侧的导流条爬升流向承载端板6，流向承载端板6的药液层流继续沿着层流板11爬升，并且部分通过进液孔10a进入缓释管10内，同时，冲击承载端板6压缩弹簧9，自此，药液中的动能转化为缓释管10内的药液的重力势能和弹簧9的弹性势能储存，药液其余的动能则因撞击转化为内能消耗；当无人机完成回旋调头并进行加速时，缓释管10中的药液在重力作用下流出，同时，弹簧9的弹性回复力将承载端板6一侧的药液推动，使得积聚在液箱1一侧的药液(如图5所示)向分流板12的内侧回流，经过分流板12内侧的导流条导向爬升，形成内部扰流，达到局部搅拌效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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。
Claims (5)
1.一种植保无人机药液喷洒用液箱，包括液箱(1)、进液口(2)、进气口(3)、漏液面(4)和出液管(5)，所述漏液面(4)为液箱(1)的内底面，所述出液管(5)为开设在漏液面(4)中央的出液口，所述进液口(2)位于液箱(1)的顶部，所述进气口(3)位于液箱(1)的顶部且位于进液口(2)的一侧，其特征在于：所述液箱(1)的内部设有承载端板(6)，所述承载端板(6)底端的中部和底端的两侧均设有垫块(7)，所述垫块(7)与漏液面(4)接触并形成支撑，所述承载端板(6)的一侧设有四个安装板(8)，四个所述安装板(8)在垂直面上共面且为矩形分布，所述安装板(8)的一侧固定连接有弹簧(9)，所述弹簧(9)的另一端与液箱(1)内壁的一端固定连接，所述承载端板(6)位于安装板(8)的一侧设有若干组呈矩阵分布的缓释管(10)，所述缓释管(10)的内腔贯穿承载端板(6)的壁板，所述承载端板(6)的另一侧设有若干个层流板(11)，所述层流板(11)位于每层缓释管(10)的层间，且层流板(11)的布置呈斜向上的螺旋状，所述漏液面(4)的正面且位于出液管(5)的上下两侧均设有分流板(12)。
2.根据权利要求1所述的一种植保无人机药液喷洒用液箱，其特征在于：所述分流板(12)由两个圆弧外接相切形成，所述分流板(12)的外侧设有从右到左的斜向上的导流条，所述分流板(12)的内侧设有从左到右斜向上的导流条。
3.根据权利要求1所述的一种植保无人机药液喷洒用液箱，其特征在于：所述承载端板(6)的形状为椭圆形的端头截断形成的凹形板且以液箱(1)的横向中轴线对称布置。
4.根据权利要求1所述的一种植保无人机药液喷洒用液箱，其特征在于：所述缓释管(10)与水平面呈夹角斜向上布置，其倾斜夹角不超过15°，所述缓释管(10)的内腔连通承载端板(6)的壁板设为进液孔(10a)，所述进液孔(10a)为垂直与承载端板(6)断面的水平段进液口。
5.根据权利要求1所述的一种植保无人机药液喷洒用液箱，其特征在于：所述垫块(7)的底端设为凸面形。
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