CN109808890A - 一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，包括主体、伸缩机构、药箱、盖板、把手、两个喷洒机构和若干飞行机构，伸缩机构包括第一电机和两个伸缩组件，伸缩组件包括丝杆、移动块、固定块、伸缩架、支架和两个连杆，喷洒机构包括收纳组件、横板、收纳板、摆动组件、喷头和药管，该用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机通过伸缩机构扩大药箱与主体间的距离，从而扩大农作物与旋翼的距离，减小农作物和药滴受到旋翼产生的风力作用影响，便于药滴精准喷洒在农作物上，不仅如此，通过喷洒机构带动喷头来回摆动，扩大喷洒范围，提高植保效率，从而提高了设备的实用性。

Description

一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机。

背景技术

无人驾驶飞机，简称无人机(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念武器装备，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。无人机通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。

在现有的植保无人机中，通过搭载农药箱和喷头，在无人机飞行的时候进行农药喷洒，从而完成植保工作。但是，现有的无人机在进行植保工作时，由于喷头的喷洒范围有限，无人机需要来回飞行移动，才能将农药喷洒在整个农作物生长区，严重降低了农药的喷洒效率，不仅如此，无人机飞行时，旋翼转动产生的风力会使农作物的叶子发生扭曲变形，因此当无人机飞离后，农作物为恢复原来状态会将沉积在作物上的液滴回弹出去，从而降低了雾滴附着率，使农药不能精准地停留在作物的叶子上。

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，提供一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，包括主体、伸缩机构、药箱、盖板、把手、两个喷洒机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体的外周，所述伸缩机构设置在主体的下方，所述伸缩机构与药箱传动连接，所述盖板设置在药箱的上方，所述把手固定在盖板的上方，两个喷洒机构分别位于药箱的两侧，所述主体内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

所述伸缩机构包括第一电机和两个伸缩组件，所述第一电机与PLC电连接，两个伸缩组件分别位于第一电机的两侧，所述伸缩组件包括丝杆、移动块、固定块、伸缩架、支架和两个连杆，所述第一电机和固定块均固定在主体的下方，所述第一电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在固定块内，所述移动块套设在丝杆上，所述移动块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述伸缩架的顶端的两侧分别与固定块和移动块铰接，所述伸缩架的底端的两侧分别通过两个连杆与支架的一端铰接，所述支架的另一端与药箱固定连接；

所述喷洒机构包括收纳组件、横板、收纳板、摆动组件、喷头和药管，所述横板固定在药箱上，所述收纳组件位于横板的上方，所述收纳组件与收纳板传动连接，所述收纳板与横板铰接，所述摆动组件位于收纳板的下方，所述摆动组件与喷头传动连接，所述喷头通过药管与药箱连通，所述药管内设有阀门，所述阀门与PLC电连接。

作为优选，为了实现无人机的飞行功能，所述飞行机构包括侧杆、第二电机、转轴和若干旋翼，所述第二电机通过侧杆与主体固定连接，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与转轴的底端传动连接，所述旋翼周向均匀分布在转轴的外周。

作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。

作为优选，为了固定移动块的移动方向，所述伸缩组件还包括滑杆，所述滑杆固定在固定块和第一电机之间，所述移动块套设在滑杆上。

作为优选，为了驱动喷头摆动，所述摆动组件包括第三电机、驱动轮、驱动杆、驱动框和连接杆，所述第三电机固定在收纳板的下方，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与驱动轮传动连接，所述驱动杆固定在驱动轮的远离圆心处，所述驱动杆位于驱动框的内侧，所述驱动框的一端与连接杆固定连接，所述驱动框的另一端与喷头固定连接，所述连接杆与收纳板铰接。

作为优选，为了避免驱动框脱离驱动杆，所述驱动杆的远离驱动轮的一端设有凸板。

作为优选，为了便于带动收纳板转动，所述收纳组件包括第四电机、轴承、第四驱动轴、线盘和拉线，所述第四电机和轴承均固定在药箱上，所述第四电机与第四驱动轴的一端传动连接，所述第四驱动轴的另一端设置在轴承内，所述线盘套设在第四驱动轴上，所述拉线的两端分别与线盘和收纳板连接。

作为优选，为了便于设备安全降落，同时限制收纳板的转动范围，所述药箱的下方设有缓冲板，所述缓冲板的长度大于药箱的长度和两个横板的长度之和。

作为优选，为了使药箱移动更稳固，所述伸缩机构还包括加固杆，所述加固杆固定在两个支架之间。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体的上方设有光伏板。

本发明的有益效果是，该用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机通过伸缩机构扩大药箱与主体间的距离，从而扩大农作物与旋翼的距离，减小农作物和药滴受到旋翼产生的风力作用影响，便于药滴精准喷洒在农作物上，与现有的伸缩机构相比，该伸缩机构伸缩范围广且稳固，不仅如此，通过喷洒机构带动喷头来回摆动，扩大喷洒范围，提高植保效率，从而提高了设备的实用性，与现有的喷洒机构相比，该喷洒机构结构灵活，在设备降落时可带动收纳板向药箱靠近转动，防止喷头损坏，进一步提高了设备的实用性。

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是本发明的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机的结构示意图；

图2是本发明的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机的伸缩机构的结构示意图；

图3是本发明的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机的喷洒机构的结构示意图；

图4是本发明的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机的喷洒组件的结构示意图；

图中：1.主体，2.药箱，3.盖板，4.把手，5.第一电机，6.丝杆，7.移动块，8.固定块，9.伸缩架，10.支架，11.连杆，12.横板，13.收纳板，14.喷头，15.药管，16.侧杆，17.第二电机，18.转轴，19.旋翼，20.滑杆，21.第三电机，22.驱动轮，23.驱动杆，24.驱动框，25.凸板，26.第四电机，27.轴承，28.第四驱动轴，29.线盘，30.拉线，31.缓冲板，32.光伏板，33.加固杆。

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所示，一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，包括主体1、伸缩机构、药箱2、盖板3、把手4、两个喷洒机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体1的外周，所述伸缩机构设置在主体1的下方，所述伸缩机构与药箱2传动连接，所述盖板3设置在药箱2的上方，所述把手4固定在盖板3的上方，两个喷洒机构分别位于药箱2的两侧，所述主体1内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

该植保无人机使用时，通过把手4打开盖板3，向药箱2内添加农药，盖上盖板3后，用户通过手机电脑等遥控装置向设备发送无线信号，由主体1内的天线接收信号，并将信号传递给PLC，PLC控制装置运行，飞行机构启动，带动主体1在空中飞行，通过伸缩机构带动药箱2向下移动，从而扩大药箱2与主体1的距离，进而扩大飞行机构与喷洒机构的距离，从而减小喷洒机构喷洒的农药药滴和下方农作物受到的飞行机构产生的风力作用影响，使喷洒机构将农药精准地喷洒在农作物上，便于农作物的成长。

如图2所示，所述伸缩机构包括第一电机5和两个伸缩组件，所述第一电机5与PLC电连接，两个伸缩组件分别位于第一电机5的两侧，所述伸缩组件包括丝杆6、移动块7、固定块8、伸缩架9、支架10和两个连杆11，所述第一电机5和固定块8均固定在主体1的下方，所述第一电机5与丝杆6的一端传动连接，所述丝杆6的另一端设置在固定块8内，所述移动块7套设在丝杆6上，所述移动块7的与丝杆6的连接处设有与丝杆6匹配的螺纹，所述伸缩架9的顶端的两侧分别与固定块8和移动块7铰接，所述伸缩架9的底端的两侧分别通过两个连杆11与支架10的一端铰接，所述支架10的另一端与药箱2固定连接；

当需要喷洒农药时，首先伸缩机构运行，由PLC控制第一电机5启动，带动两侧的丝杆6在固定块8的支撑作用下旋转，丝杆6通过螺纹作用在移动块7上，使得移动块7沿着丝杆6的轴线方向向固定块8靠近移动，从而减小了固定块8与移动块7之间的距离，促使伸缩架9进行伸缩，伸缩架9的长度增加，伸缩架9通过两个连杆11带动支架10向下移动，从而带动农药箱2向下移动，使得农药箱2与主体1的距离增加，从而扩大喷洒机构与飞行机构的距离，无人机保证飞行高度，使喷洒机构位于农作物的上方，由于农作物与飞行机构的距离增加，从而减弱了农作物和药滴受到的风力作用影响，保证农药精准喷洒在农作物上。

如图3所示，所述喷洒机构包括收纳组件、横板12、收纳板13、摆动组件、喷头14和药管15，所述横板12固定在药箱2上，所述收纳组件位于横板12的上方，所述收纳组件与收纳板13传动连接，所述收纳板13与横板12铰接，所述摆动组件位于收纳板13的下方，所述摆动组件与喷头14传动连接，所述喷头14通过药管15与药箱2连通，所述药管15内设有阀门，所述阀门与PLC电连接。

在进行植保作业时，PLC控制阀门打开，使农药箱2中的农药顺着药管15从喷头14喷出，同时PLC控制摆动组件启动，带动喷头14在收纳板13的下方进行来回摆动，从而扩大喷头14的喷洒范围，提高喷洒效率，在喷洒完成后，收纳组件启动，带动收纳板13向上转动，避免无人机落地时，喷头14等部件接触地面而损坏。

如图1所示，所述飞行机构包括侧杆16、第二电机17、转轴18和若干旋翼19，所述第二电机17通过侧杆16与主体1固定连接，所述第二电机17与PLC电连接，所述第二电机17与转轴18的底端传动连接，所述旋翼19周向均匀分布在转轴18的外周。

利用侧杆16将第二电机17与主体1固定连接，在无人机需要飞行时，PLC控制第二电机17启动，带动转轴18转动，使得旋翼19旋转，产生向下的气流，支撑无人机浮空进行飞行。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机17的驱动力，所述第二电机17为直流伺服电机。

作为优选，为了固定移动块7的移动方向，所述伸缩组件还包括滑杆20，所述滑杆20固定在固定块8和第一电机5之间，所述移动块7套设在滑杆20上。通过固定位置的第一电机5和固定块8固定了滑杆20的位置，将滑杆20穿过移动块7，从而固定了移动块7的移动轴线，避免丝杆6旋转时，带动移动块7转动，从而保证了移动块7的平稳移动。

如图3所示，所述摆动组件包括第三电机21、驱动轮22、驱动杆23、驱动框24和连接杆，所述第三电机21固定在收纳板13的下方，所述第三电机21与PLC电连接，所述第三电机21与驱动轮22传动连接，所述驱动杆23固定在驱动轮22的远离圆心处，所述驱动杆23位于驱动框24的内侧，所述驱动框24的一端与连接杆固定连接，所述驱动框24的另一端与喷头14固定连接，所述连接杆与收纳板13铰接。

PLC控制第三电机21启动，带动驱动轮22转动，使得驱动轮22上的驱动杆23做圆周运动，驱动杆23作用在驱动框24的内壁上，使得驱动框24以连接杆的底端为圆心进行来回摆动，从而驱动了喷头14来回摆动。

作为优选，为了避免驱动框24脱离驱动杆23，所述驱动杆23的远离驱动轮22的一端设有凸板25。通过凸板25限制了驱动框24与驱动杆23的相对位置，使得驱动杆23始终位于驱动框24的内侧，避免驱动框24脱离驱动杆23。

如图4所示，所述收纳组件包括第四电机26、轴承27、第四驱动轴28、线盘29和拉线30，所述第四电机26和轴承27均固定在药箱2上，所述第四电机26与第四驱动轴28的一端传动连接，所述第四驱动轴28的另一端设置在轴承27内，所述线盘29套设在第四驱动轴28上，所述拉线30的两端分别与线盘29和收纳板13连接。

PLC控制第四电机26启动，带动第四驱动轴28在轴承27的支撑作用下旋转，使得线盘29转动，从而收紧或者放松拉线30，当拉线30收紧时，收纳板13向药箱2靠近转动，便于设备降落时喷头14不与地面接触，当拉线30放松时，收纳板13向下转动，便于喷头14在收纳板13的下方来回摆动进行农药喷洒。

作为优选，为了便于设备安全降落，同时限制收纳板13的转动范围，所述药箱2的下方设有缓冲板31，所述缓冲板31的长度大于药箱2的长度和两个横板12的长度之和。通过扩大缓冲板31的长度，增加了缓冲板31的面积，便于设备安全落地，同时缓冲板31有足够的长度，便于收纳板13向下转动时，靠在缓冲板31上，限制收纳板13的转动范围。

作为优选，为了使药箱2移动更稳固，所述伸缩机构还包括加固杆33，所述加固杆33固定在两个支架10之间。通过加固杆33将两个支架10固定连接，避免与连杆11铰接的支架10转动，带动药箱2转动，从而使药箱2移动更为稳固。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体1的上方设有光伏板32。通过光伏板32可在晴朗的白天进行光伏发电，产生电能，供无人机飞行使用，从而加强设备的续航能力。

该高效型植保无人机在运行时，通过第一电机5作用在两侧的伸缩组件上，使伸缩架9的长度增加，从而扩大药箱2与主体1的距离，在喷洒时，保证喷头14始终处于农作物的上，从而扩大了农作物与飞行机构之间的垂直方向的距离，减小了农作物和药滴受到的飞行机构产生的风力影响，保证药滴精准喷洒在农作物上，不仅如此，通过摆动组件带动喷头14来回摆动，从而扩大喷头14的喷洒范围，便于提高设备的植保效率，从而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机通过伸缩机构扩大药箱2与主体1间的距离，从而扩大农作物与旋翼19的距离，减小农作物和药滴受到旋翼19产生的风力作用影响，便于药滴精准喷洒在农作物上，与现有的伸缩机构相比，该伸缩机构伸缩范围广且稳固，不仅如此，通过喷洒机构带动喷头14来回摆动，扩大喷洒范围，提高植保效率，从而提高了设备的实用性，与现有的喷洒机构相比，该喷洒机构结构灵活，在设备降落时可带动收纳板13向药箱2靠近转动，防止喷头14损坏，进一步提高了设备的实用性。

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)

1.一种用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，包括主体(1)、伸缩机构、药箱(2)、盖板(3)、把手(4)、两个喷洒机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体(1)的外周，所述伸缩机构设置在主体(1)的下方，所述伸缩机构与药箱(2)传动连接，所述盖板(3)设置在药箱(2)的上方，所述把手(4)固定在盖板(3)的上方，两个喷洒机构分别位于药箱(2)的两侧，所述主体(1)内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

所述伸缩机构包括第一电机(5)和两个伸缩组件，所述第一电机(5)与PLC电连接，两个伸缩组件分别位于第一电机(5)的两侧，所述伸缩组件包括丝杆(6)、移动块(7)、固定块(8)、伸缩架(9)、支架(10)和两个连杆(11)，所述第一电机(5)和固定块(8)均固定在主体(1)的下方，所述第一电机(5)与丝杆(6)的一端传动连接，所述丝杆(6)的另一端设置在固定块(8)内，所述移动块(7)套设在丝杆(6)上，所述移动块(7)的与丝杆(6)的连接处设有与丝杆(6)匹配的螺纹，所述伸缩架(9)的顶端的两侧分别与固定块(8)和移动块(7)铰接，所述伸缩架(9)的底端的两侧分别通过两个连杆(11)与支架(10)的一端铰接，所述支架(10)的另一端与药箱(2)固定连接；

所述喷洒机构包括收纳组件、横板(12)、收纳板(13)、摆动组件、喷头(14)和药管(15)，所述横板(12)固定在药箱(2)上，所述收纳组件位于横板(12)的上方，所述收纳组件与收纳板(13)传动连接，所述收纳板(13)与横板(12)铰接，所述摆动组件位于收纳板(13)的下方，所述摆动组件与喷头(14)传动连接，所述喷头(14)通过药管(15)与药箱(2)连通，所述药管(15)内设有阀门，所述阀门与PLC电连接。

2.如权利要求1所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述飞行机构包括侧杆(16)、第二电机(17)、转轴(18)和若干旋翼(19)，所述第二电机(17)通过侧杆(16)与主体(1)固定连接，所述第二电机(17)与PLC电连接，所述第二电机(17)与转轴(18)的底端传动连接，所述旋翼(19)周向均匀分布在转轴(18)的外周。

3.如权利要求2所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述第二电机(17)为直流伺服电机。

4.如权利要求1所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述伸缩组件还包括滑杆(20)，所述滑杆(20)固定在固定块(8)和第一电机(5)之间，所述移动块(7)套设在滑杆(20)上。

5.如权利要求1所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述摆动组件包括第三电机(21)、驱动轮(22)、驱动杆(23)、驱动框(24)和连接杆，所述第三电机(21)固定在收纳板(13)的下方，所述第三电机(21)与PLC电连接，所述第三电机(21)与驱动轮(22)传动连接，所述驱动杆(23)固定在驱动轮(22)的远离圆心处，所述驱动杆(23)位于驱动框(24)的内侧，所述驱动框(24)的一端与连接杆固定连接，所述驱动框(24)的另一端与喷头(14)固定连接，所述连接杆与收纳板(13)铰接。

6.如权利要求5所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述驱动杆(23)的远离驱动轮(22)的一端设有凸板(25)。

7.如权利要求1所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述收纳组件包括第四电机(26)、轴承(27)、第四驱动轴(28)、线盘(29)和拉线(30)，所述第四电机(26)和轴承(27)均固定在药箱(2)上，所述第四电机(26)与第四驱动轴(28)的一端传动连接，所述第四驱动轴(28)的另一端设置在轴承(27)内，所述线盘(29)套设在第四驱动轴(28)上，所述拉线(30)的两端分别与线盘(29)和收纳板(13)连接。

8.如权利要求1所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述药箱(2)的下方设有缓冲板(31)，所述缓冲板(31)的长度大于药箱(2)的长度和两个横板(12)的长度之和。

9.如权利要求1所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述伸缩机构还包括加固杆(33)，所述加固杆(33)固定在两个支架(10)之间。

10.如权利要求1所述的用于农业生产的喷洒精准的高效型植保无人机，其特征在于，所述主体(1)的上方设有光伏板(32)。