CN110341956A - 一种高载重全地形固定翼无人机装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，本发明通过设置右机翼和左机翼，喷洒宽度可达40米；通过设置起落架，适合在各种水泥硬质跑道、草坪跑道、草地、海滩、乡村公路、硬泥地进行起降；通过设置驱动装置，充分利用了汽油的能量密度高于电池，加注方便，快速等优势，几分钟就能完成再次作业的准备，具有极大的野外适应性；通过设置飞控系统，通过无人驾驶技术，提高生产率，满足不断增长的现代工业化农业作业；通过设置雾化喷洒器，可以精确控制农药液滴大小，使农药液滴充分沾附在作物全部表面。

Description

一种高载重全地形固定翼无人机装置

技术领域

本发明涉及植保用无人机技术领域，具体为一种高载重全地形固定翼无人机装置。

背景技术

我国的农业植保无人机目前尚处于起步阶段，据统计，2014年我国植保无人机保有量为695架，总作业面积426万亩；2015年我国植保无人机保有量为2324架（31个省统计），总作业面积1152.8万亩，增长幅度分别为234%、170.6%。虽然涨幅明显，但整体而言，我国的植保无人机体系尚未成熟。目前国内植保无人机技术和产品性能参差不齐，多基于多旋翼无人机或遥控航模直升机平台，众多产品中绝少有能够满足大面积高强度植保喷洒要求。

例如现在国内市场占有率最高的植保无人机，极飞的P系列无人机，最大有效飞行速度12米/秒，喷洒流量5.6升/分钟。大疆的MG-1，药箱容量10升，喷洒流量1.8升/分钟，喷洒覆盖宽度4米至6米。两款都是以电池为动力的多旋翼无人机，每次作业喷洒面积极为有限。每次作业直接需要更换电池，所以当为大面积农地进行作业时，需要准备多台无人机和多套电池，需要频繁进行药箱加药，电池更换，不环保，作业麻烦，效率低。

另一方面，在海外农业发达国家，例如美国，澳大利亚，专门的农业飞机广泛应用于农药喷洒作业，一次起降可以为数百亩农地喷洒数百公斤药物。相比现有植保无人机的十来公斤药物和只有几亩地的撒播面积，效率要明显高得多。但是因为国内空域开放，通用机场布局等原因，农业飞机在国内的应用一直很受限制。而且农业喷洒作业对飞行员的要求很高，要求飞机在保持在离地10米作业的高度飞行，稍有突风干扰或者其他意外，很容易导致坠机事故。并且，因为依靠飞行员目视维持飞行高度，所以只能在日间，光照条件良好的环境下进行作业。而农药喷洒的最佳时间是在黎明，傍晚，或者晚上，害虫出没的时候进行喷洒。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高载重全地形固定翼无人机装置，解决了现有无人机存在的飞行速度低，喷洒面积小，每次作业直接需要更换电池，所以当为大面积农地进行作业时，需要准备多台无人机和多套电池，需要频繁进行药箱加药，电池更换，不环保，作业麻烦，效率低，依靠飞行员目视维持飞行高度，只能在日间，光照条件良好的环境下进行作业，以及固定翼飞机需要专门跑道进行起飞降落的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

所述右机翼和左机翼均设置为矩形状；所述的右机翼和左机翼的总长为9500-10000mm，宽度为1740-1834mm；所述的升降舵的宽度为2610-2747mm；飞行时的喷洒宽度可达40米，一个飞行架次就可以覆盖数百亩农地，作业效率明显高于现有多旋翼无人机作业模式，特别使用与大面积的农地喷洒；所述的右机翼和左机翼相对水平面的攻角为7°；所述的升降舵相对水平面的攻角为0°，符合空气流动学原理，能够保证无人机升降平稳。

所述起落架包括底架体，转向器，油气缓冲器，前轮，减震器和后轮，所述的转向器通过轴承安装在底架体一端的上部；所述的油气缓冲器采用2个，设置在前轮的两侧，两端通过螺栓分别与转向器和前轮连接；所述的减震器至少采用2个，设置在底架体另一端的两侧，通过螺栓分别与机架体和底架体连接；所述的后轮采用2个，设置在底架体的两侧，并通过车轴与底架体连接；通过增加减震器和油气缓冲器，形成可以承受四倍重力加速度的冲击过载的越野起落架，该起落架适合在各种水泥硬质跑道、草坪跑道、草地、海滩、乡村公路、硬泥地进行起降，并以2米/秒的下滑率安全着陆，具有极好的缓冲效果，提高了无人机的安全防护性。

所述驱动装置包括发动机，螺旋桨和油箱，所述的发动机通过螺栓安装在机架体顶部远离方向舵的一侧；所述的螺旋桨采用3个桨叶，与发动机配合安装；所述的油箱通过束带安装在底架体上，并与发动机通过油管连接；发动机采用ROTAX912-UL型，将动力驱动动力输出功率提升至60kw，使无人机加速更快，在满载450kg起飞重量下，只需要80m滑跑即可从静止加速至16m/s，达到起飞速度后起飞，将发动机设置在左机翼和右机翼的前上方，并与无人机的重心处于同一个垂直轴上，使无人机的重心更加平稳，在储药罐由满载转为空载时保证无人机的平衡飞行，适应农药喷洒作业的需要，充分利用了汽油的能量密度高于电池，加注方便，快速等优势，几分钟就能完成再次作业的准备，具有极大的野外适应性。

所述飞控系统包括飞控电脑，激光雷达定高模块，定位模块，大气数据采集模块，数据指令接受模块，飞行数据回传模块，前轮转向舵机，方向舵控制舵机，升降舵控制舵机，右翼控制舵机，左翼控制舵机和油门控制舵机，所述的激光雷达定高模块，定位模块和大气数据采集模块均通过讯号传输线与飞控电脑连接；所述的数据指令接受模块与飞控电脑电性连接；所述的飞控电脑通过飞行数据回传模块与地面接收装置无线连接；所述的前轮转向舵机嵌装在转向器的一侧，并与转向器通过螺栓连接；所述的方向舵控制舵机通过螺栓安装在方向舵下方的机架体上，并与方向舵通过螺栓连接；所述的升降舵控制舵机与升降舵通过螺栓连接；所述的右翼控制舵机和左翼控制舵机通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方；所述的油门控制舵机与发动机的油门配合连接；所述的飞控电脑通过导线与24V直流电源连接，通过利用无人驾驶技术，使操作人员不需要冒危险在飞机上进行操作，同时通过先进的定位，定高技术手段，使无人机可以在日夜都进行作业，特别是能在黎明，傍晚，凌晨，害虫出没的时候进行针对性的喷洒，同时减少液体药物的蒸发浪费，通过无人驾驶技术，可助力农业突破困局，提高生产率，满足不断增长的现代工业化农业作业需求及减少事故与成本。

所述的前轮转向舵机，方向舵控制舵机，升降舵控制舵机，右翼控制舵机，左翼控制舵机和油门控制舵机通过讯号传输线与飞控电脑连接，并通过导线与24V直流电源连接，飞控电脑与喷药装置采用完全独立供电方式，最大程度的避免了干扰风险，保证飞行安全与作业效率的双重实现。

所述喷药装置包括安装架，24V直流电源，喷洒水泵，12V直流电源和储药罐，所述的安装架通过螺栓安装在起落架的上部；所述的24V直流电源设置在安装架上；所述的喷洒水泵采用2个，通过抱箍安装在安装架上，通过导线与飞控电脑连接，并与储药罐通过水管连接；所述的12V直流电源设置在安装架的一侧，并与喷洒水泵通过导线连接；所述的储药罐设置为矩形状，容积设置为150-180L，通过束带固定在安装架上；所述的喷洒水泵采用带流量控制的电泵，吸程为3米-5米，流量为16升/分钟，喷洒水泵由飞控电脑进行控制，在作业区域上空控制农药喷洒，当离开作业区域时停止喷洒，有效的提高了设备智能化程度，保证喷洒药量均匀，防止药液的浪费。

所述雾化喷洒器包括固定扣，连杆，喷药管，快速接头，风车叶片和雾化杯，所述的固定扣扣接在机架体上，并通过螺栓固定；所述的连杆设置为L状，焊接在固定扣的下方；所述的喷药管贯穿连杆的底部，并与快速接头配合连接；所述的快速接头通过软管与喷洒水泵连接；所述的风车叶片通过轴承与喷药管旋转连接；所述的雾化杯采用孔径为0.5mm网格杯状，嵌装在风车叶片的一侧；喷洒水泵通过软管将储药罐内的药液输送至雾化喷洒器中，通过气流吹动雾化喷洒器的风车叶片，带动雾化杯高速转动，利用离心力将农药液滴从雾化杯的金属网上0.5mm的细小空洞中甩出，可以精确控制农药液滴大小，使农药液体重复雾化，雾化的液滴在左机翼和右机翼产生的涡流作用下，均匀地沿翼展方向扩散，使雾化药液按一定螺旋轨迹下降而依附在受用对象的正反面，实行药液喷洒，当无人机以5-10米高度飞越作物上空时，翼展下方的涡流会翻动农作物的叶面，使农药液滴充分沾附在作物全部表面。

所述升降舵包括固定翼板，铰链，活动翼板和第一活动连接器，所述的固定翼板通过螺栓与机架体连接；所述的活动翼板通过铰链与固定翼板连接；所述的第一活动连接器设置为牛角状，一端与活动翼板通过螺栓连接，另一端分别与升降舵控制舵机和机架体通过销轴活动连接。

所述方向舵包括方向翼，固定杆和第二活动连接器，所述的方向翼垂直设置在活动翼板中间，并插接在固定杆上；所述的固定杆通过螺栓与机架体连接；所述的第二活动连接器通过螺栓固定在方向翼的一侧，并与方向舵控制舵机活动连接。

（三）有益效果

本发明提供了一种高载重全地形固定翼无人机装置。具备以下有益效果：

（1）本发明通过设置右机翼和左机翼，右机翼和左机翼的总长为9500-10000mm，宽度为1740-1834mm；所述的升降舵的宽度为2610-2747mm；飞行时的喷洒宽度可达40米，一个飞行架次就可以覆盖数百亩农地，作业效率明显高于现有多旋翼无人机作业模式，特别适用于大面积的农地喷洒。

（2）本发明通过设置起落架，通过增加减震器和油气缓冲器，形成可以承受四倍重力加速度的冲击过载的越野起落架，该起落架适合在各种水泥硬质跑道、草坪跑道、草地、海滩、乡村公路、硬泥地进行起降，并以2米/秒的下滑率安全着陆，具有极好的缓冲效果，提高了无人机的安全防护性。

（3）本发明通过设置驱动装置，发动机采用ROTAX912-UL型，将动力驱动动力输出功率提升至60kw，使无人机加速更快，在满载450kg起飞重量下，只需要80m滑跑即可从静止加速至16m/s，达到起飞速度后起飞，将发动机设置在左机翼和右机翼的前上方，使无人机的重心更加平稳，适应农药喷洒作业的需要，充分利用了汽油的能量密度高于电池，加注方便，快速等优势，几分钟就能完成再次作业的准备，具有极大的野外适应性。

（4）本发明通过设置飞控系统，通过利用无人驾驶技术，使操作人员不需要冒危险在飞机上进行操作，同时通过先进的定位，定高技术手段，使无人机可以在日夜都进行作业，特别是能在黎明，傍晚，凌晨，害虫出没的时候进行针对性的喷洒，同时减少液体药物的蒸发浪费，通过无人驾驶技术，可助力农业突破困局，提高生产率，满足不断增长的现代工业化农业作业需求及减少事故与成本，飞控电脑与喷药装置采用完全独立供电方式，最大程度的避免了干扰风险，保证飞行安全与作业效率的双重实现。

（5）本发明通过设置喷药装置，喷洒水泵采用带流量控制的电泵，吸程为3米-5米，流量为16升/分钟，喷洒水泵由飞控电脑进行控制，在作业区域上空控制农药喷洒，当离开作业区域时停止喷洒，有效的提高了设备智能化程度，保证喷洒药量均匀，防止药液的浪费。

（6）本发明通过设置雾化喷洒器，喷洒水泵通过软管将储药罐内的药液输送至雾化喷洒器中，通过气流吹动雾化喷洒器的风车叶片，带动雾化杯高速转动，利用离心力将农药液滴从雾化杯的金属网上0.5mm的细小空洞中甩出，可以精确控制农药液滴大小，使农药液体重复雾化，雾化的液滴在左机翼和右机翼产生的涡流作用下，均匀地沿翼展方向扩散，使雾化药液按一定螺旋轨迹下降而依附在受用对象的正反面，实行药液喷洒，当无人机以5-10米高度飞越作物上空时，翼展下方的涡流会翻动农作物的叶面，使农药液滴充分沾附在作物全部表面。

（7）本发明通过设置发动机，右机翼和左机翼，将发动机设置在左机翼和右机翼的前上方，将右机翼和左机翼相对水平面的攻角设置为7°，将升降舵相对水平面的攻角设置为0°，使得无人机符合空气流动学原理，使发动机与无人机的重心处于同一个垂直轴上，适应农药喷洒作业的需要，在储药罐由满载转为空载时保证无人机的平衡飞行，并使无人机升降平稳。

（8）本发明通过设置升降舵和升降舵控制舵机，在无人机飞行时，升降舵控制舵机接受飞控电脑输出的信号控制，使无人机的飞行中俯仰动作电气化，实现全自动飞行或人工远程无线控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构俯视图；

图3为本发明的结构右视图；

图4为本发明的结构仰视图；

图5为本发明的起落架结构示意图；

图6为本发明的驱动装置结构示意图；

图7为本发明的飞控系统构型图；

图8为本发明的电源控制示意图；

图9为本发明的喷药装置结构示意图；

图10为本发明的雾化喷洒器结构示意图

图11为本发明的升降舵结构示意图；

图12为本发明的方向舵结构示意图。

图中：1、机架体；2、起落架；21、底架体；22、转向器；23、油气缓冲器；24、前轮；25、减震器；26、后轮；3、驱动装置；31、发动机；32、螺旋桨；33、油箱；4、右机翼；5、升降舵；51、固定翼板；52、铰链；53、活动翼板；54、第一活动连接器；6、方向舵；61、方向翼；62、固定杆；63、第二活动连接器；7、飞控系统；71、飞控电脑；72、激光雷达定高模块；73、定位模块；74、大气数据采集模块；75、数据指令接受模块；76、飞行数据回传模块；77、前轮转向舵机；78、方向舵控制舵机；79、升降舵控制舵机；70、右翼控制舵机；701、左翼控制舵机；702、油门控制舵机；8、左机翼；9、喷药装置；91、安装架；92、24V直流电源；93、喷洒水泵；94、12V直流电源；95、储药罐；10、雾化喷洒器；101、固定扣；102、连杆；103、喷药管；104、快速接头；105、风车叶片；106、雾化杯。

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。

实施例1

如图1-12所示，本发明提供一种技术方案：一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

实施例2

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述右机翼和左机翼均设置为矩形状；所述的右机翼和左机翼的总长为9500-10000mm，宽度为1740-1834mm；所述的升降舵的宽度为2610-2747mm；飞行时的喷洒宽度可达40米，一个飞行架次就可以覆盖数百亩农地，作业效率明显高于现有多旋翼无人机作业模式，特别使用与大面积的农地喷洒；所述的右机翼和左机翼相对水平面的攻角为7°；所述的升降舵相对水平面的攻角为0°，符合空气流动学原理，能够保证无人机升降平稳，使无人机在飞行中的偏航动作电气化，实现全自动飞行或人工远程无线控制。

实施例3

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述起落架包括底架体，转向器，油气缓冲器，前轮，减震器和后轮，所述的转向器通过轴承安装在底架体一端的上部；所述的油气缓冲器采用2个，设置在前轮的两侧，两端通过螺栓分别与转向器和前轮连接；所述的减震器至少采用2个，设置在底架体另一端的两侧，通过螺栓分别与机架体和底架体连接；所述的后轮采用2个，设置在底架体的两侧，并通过车轴与底架体连接；通过增加减震器和油气缓冲器，形成可以承受四倍重力加速度的冲击过载的越野起落架，该起落架适合在各种水泥硬质跑道、草坪跑道、草地、海滩、乡村公路、硬泥地进行起降，并以2米/秒的下滑率安全着陆，具有极好的缓冲效果，提高了无人机的安全防护性。

实施例4

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述驱动装置包括发动机，螺旋桨和油箱，所述的发动机通过螺栓安装在机架体顶部远离方向舵的一侧；所述的螺旋桨采用3个桨叶，与发动机配合安装；所述的油箱通过束带安装在底架体上，并与发动机通过油管连接；发动机采用ROTAX912-UL型，将动力驱动动力输出功率提升至60kw，使无人机加速更快，在满载450kg起飞重量下，只需要80m滑跑即可从静止加速至16m/s，达到起飞速度后起飞，将发动机设置在左机翼和右机翼的前上方，并与无人机的重心处于同一个垂直轴上，使无人机的重心更加平稳，在储药罐由满载转为空载时保证无人机的平衡飞行，适应农药喷洒作业的需要，充分利用了汽油的能量密度高于电池，加注方便，快速等优势，几分钟就能完成再次作业的准备，具有极大的野外适应性。

实施例5

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述飞控系统包括飞控电脑，激光雷达定高模块，定位模块，大气数据采集模块，数据指令接受模块，飞行数据回传模块，前轮转向舵机，方向舵控制舵机，升降舵控制舵机，右翼控制舵机，左翼控制舵机和油门控制舵机，所述的激光雷达定高模块，定位模块和大气数据采集模块均通过讯号传输线与飞控电脑连接；所述的数据指令接受模块与飞控电脑电性连接；所述的飞控电脑通过飞行数据回传模块与地面接收装置无线连接；所述的前轮转向舵机嵌装在转向器的一侧，并与转向器通过螺栓连接；所述的方向舵控制舵机通过螺栓安装在方向舵下方的机架体上，并与方向舵通过螺栓连接；所述的升降舵控制舵机与升降舵通过螺栓连接；所述的右翼控制舵机和左翼控制舵机通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方；所述的油门控制舵机与发动机的油门配合连接；所述的飞控电脑通过导线与24V直流电源连接，通过利用无人驾驶技术，使操作人员不需要冒危险在飞机上进行操作，同时通过先进的定位，定高技术手段，使无人机可以在日夜都进行作业，特别是能在黎明，傍晚，凌晨，害虫出没的时候进行针对性的喷洒，同时减少液体药物的蒸发浪费，通过无人驾驶技术，可助力农业突破困局，提高生产率，满足不断增长的现代工业化农业作业需求及减少事故与成本。

实施例6

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述的前轮转向舵机，方向舵控制舵机，升降舵控制舵机，右翼控制舵机，左翼控制舵机和油门控制舵机通过讯号传输线与飞控电脑连接，并通过导线与24V直流电源连接，飞控电脑与喷药装置采用完全独立供电方式，最大程度的避免了干扰风险，保证飞行安全与作业效率的双重实现。

实施例7

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述喷药装置包括安装架，24V直流电源，喷洒水泵，12V直流电源和储药罐，所述的安装架通过螺栓安装在起落架的上部；所述的24V直流电源设置在安装架上；所述的喷洒水泵采用2个，通过抱箍安装在安装架上，通过导线与飞控电脑连接，并与储药罐通过水管连接；所述的12V直流电源设置在安装架的一侧，并与喷洒水泵通过导线连接；所述的储药罐设置为矩形状，容积设置为150-180L，通过束带固定在安装架上；所述的喷洒水泵采用带流量控制的电泵，吸程为3米-5米，流量为16升/分钟，喷洒水泵由飞控电脑进行控制，在作业区域上空控制农药喷洒，当离开作业区域时停止喷洒，有效的提高了设备智能化程度，保证喷洒药量均匀，防止药液的浪费。

实施例8

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述雾化喷洒器包括固定扣，连杆，喷药管，快速接头，风车叶片和雾化杯，所述的固定扣扣接在机架体上，并通过螺栓固定；所述的连杆设置为L状，焊接在固定扣的下方；所述的喷药管贯穿连杆的底部，并与快速接头配合连接；所述的快速接头通过软管与喷洒水泵连接；所述的风车叶片通过轴承与喷药管旋转连接；所述的雾化杯采用孔径为0.5mm网格杯状，嵌装在风车叶片的一侧；喷洒水泵通过软管将储药罐内的药液输送至雾化喷洒器中，通过气流吹动雾化喷洒器的风车叶片，带动雾化杯高速转动，利用离心力将农药液滴从雾化杯的金属网上0.5mm的细小空洞中甩出，可以精确控制农药液滴大小，使农药液体重复雾化，雾化的液滴在左机翼和右机翼产生的涡流作用下，均匀地沿翼展方向扩散，使雾化药液按一定螺旋轨迹下降而依附在受用对象的正反面，实行药液喷洒，当无人机以5-10米高度飞越作物上空时，翼展下方的涡流会翻动农作物的叶面，使农药液滴充分沾附在作物全部表面。

实施例9

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述升降舵包括固定翼板，铰链，活动翼板和第一活动连接器，所述的固定翼板通过螺栓与机架体连接；所述的活动翼板通过铰链与固定翼板连接；所述的第一活动连接器设置为牛角状，一端与活动翼板通过螺栓连接，另一端分别与升降舵控制舵机和机架体通过销轴活动连接，在无人机飞行时，升降舵控制舵机接受飞控电脑输出的信号控制，使无人机的飞行中俯仰动作电气化，实现全自动飞行或人工远程无线控制。

实施例10

一种高载重全地形固定翼无人机装置，包括机架体，起落架，驱动装置，右机翼，升降舵，方向舵，飞控系统，左机翼，喷药装置和雾化喷洒器，所述的机架体通过螺栓安装在起落架上部；所述的驱动装置通过螺栓安装在机架体的顶部，并位于右机翼和左机翼连接处；所述的右机翼和左机翼设置在机架体顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体的后方；所述的方向舵与地面设置为垂直状，卡接在升降舵的中间，并与机架体活动连接；所述的飞控系统设置在驱动装置的一侧；所述的喷药装置通过螺栓安装在起落架上方；所述的雾化喷洒器采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼和左机翼的下方。

优选的，所述方向舵包括方向翼，固定杆和第二活动连接器，所述的方向翼垂直设置在活动翼板中间，并插接在固定杆上；所述的固定杆通过螺栓与机架体连接；所述的第二活动连接器通过螺栓固定在方向翼的一侧，并与方向舵控制舵机活动连接

工作原理

使用时，发动机31带动螺旋桨32旋转，推动起落架2前行，起落架2通过增加减震器25和油气缓冲器23，形成可以承受四倍重力加速度的冲击过载的越野起落架2，该起落架2适合在各种水泥硬质跑道、草坪跑道、草地、海滩、乡村公路、硬泥地进行起降，只需要80m滑跑即可从静止加速至16m/s，达到起飞速度后起飞，飞控电脑71与喷药装置9采用完全独立供电方式，最大程度的避免了干扰风险，喷洒水泵93由飞控电脑71进行控制，在作业区域上空控制农药喷洒，喷洒水泵93通过软管将储药罐95内的药液输送至雾化喷洒器10中，通过气流吹动雾化喷洒器的风车叶片105，带动雾化杯106高速转动，利用离心力将农药液滴从雾化杯106的金属网上0.5mm的细小空洞中甩出，可以精确控制农药液滴大小，使农药液体重复雾化，雾化的液滴在左机翼8和右机翼4产生的涡流作用下，均匀地沿翼展方向扩散，使雾化药液按一定螺旋轨迹下降而依附在受用对象的正反面，实行药液喷洒，当无人机以5-10米高度飞越作物上空时，翼展下方的涡流会翻动农作物的叶面，使农药液滴充分沾附在作物全部表面，当离开作业区域时停止喷洒，降落时通过可以承受4倍重力加速度冲击过载的越野起落架2，并以2米/秒下滑率着陆。

综上可得，该高载重全地形固定翼无人机装置，通过设置包括机架体1，起落架2，驱动装置3，右机翼4，升降舵5，方向舵6，飞控系统7，左机翼8，喷药装置9和雾化喷洒器10，解决了现有无人机存在的飞行速度低，喷洒面积小，每次作业直接需要更换电池，所以当为大面积农地进行作业时，需要准备多台无人机和多套电池，需要频繁进行药箱加药，电池更换，不环保，作业麻烦，效率低，依靠飞行员目视维持飞行高度，只能在日间，光照条件良好的环境下进行作业，以及固定翼飞机需要专门跑道进行起飞降落的问题。

需要说明的是，本申请中前轮转向舵机，右翼控制舵机，左翼控制舵机和油门控制舵机工作驱动原理与方向舵控制舵机和升降舵控制舵机驱动原理类似，不再赘述，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (10)

1.一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：该高载重全地形固定翼无人机装置包括机架体（1），起落架（2），驱动装置（3），右机翼（4），升降舵（5），方向舵（6），飞控系统（7），左机翼（8），喷药装置（9）和雾化喷洒器（10），所述的机架体（1）通过螺栓安装在起落架（2）上部；所述的驱动装置（3）通过螺栓安装在机架体（1）的顶部，并位于右机翼（4）和左机翼（8）连接处；所述的右机翼（4）和左机翼（8）设置在机架体（1）顶部的两侧，并通过螺栓连接；所述的升降舵（5）采用心型状，与地面平行设置，并通过螺栓安装在机架体（1）的后方；所述的方向舵（6）与地面设置为垂直状，卡接在升降舵（5）的中间，并与机架体（1）活动连接；所述的飞控系统（7）设置在驱动装置（3）的一侧；所述的喷药装置（9）通过螺栓安装在起落架（2）上方；所述的雾化喷洒器（10）采用多个，通过螺栓分别安装在右机翼（4）和左机翼（8）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述右机翼（4）和左机翼（8）均设置为矩形状；所述的右机翼（4）和左机翼（8）的总长为9500-10000mm，宽度为1740-1834mm；所述的升降舵（5）的宽度为2610-2747mm。

3.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述起落架（2）包括底架体（21），转向器（22），油气缓冲器（23），前轮（24），减震器（25）和后轮（26），所述的转向器（22）通过轴承安装在底架体（21）一端的上部；所述的油气缓冲器（23）采用2个，设置在前轮（24）的两侧，两端通过螺栓分别与转向器（22）和前轮（24）连接；所述的减震器（25）至少采用2个，设置在底架体（21）另一端的两侧，通过螺栓分别与机架体（1）和底架体（21）连接；所述的后轮（26）采用2个，设置在底架体（21）的两侧，并通过车轴与底架体（21）连接。

4.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述驱动装置（3）包括发动机（31），螺旋桨（32）和油箱（33），所述的发动机（31）通过螺栓安装在机架体（1）顶部远离方向舵（6）的一侧；所述的螺旋桨（32）采用3个桨叶，与发动机（31）配合安装；所述的油箱（33）通过束带安装在底架体（21）上，并与发动机（31）通过油管连接。

5.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述飞控系统（7）包括飞控电脑（71），激光雷达定高模块（72），定位模块（73），大气数据采集模块（74），数据指令接受模块（75），飞行数据回传模块（76），前轮转向舵机（77），方向舵控制舵机（78），升降舵控制舵机（79），右翼控制舵机（70），左翼控制舵机（701）和油门控制舵机（702），所述的激光雷达定高模块（72），定位模块（73）和大气数据采集模块（74）均通过讯号传输线与飞控电脑（71）连接；所述的数据指令接受模块（75）与飞控电脑（71）电性连接；所述的飞控电脑（71）通过飞行数据回传模块（76）与地面接收装置无线连接；所述的前轮转向舵机（77）嵌装在转向器（22）的一侧，并与转向器（22）通过螺栓连接；所述的方向舵控制舵机（78）通过螺栓安装在方向舵（6）下方的机架体（1）上，并与方向舵（6）通过螺栓连接；所述的升降舵控制舵机（79）与升降舵（5）通过螺栓连接；所述的右翼控制舵机（70）和左翼控制舵机（701）通过螺栓分别安装在右机翼（4）和左机翼（8）的下方；所述的油门控制舵机（702）与发动机（31）的油门配合连接；所述的飞控电脑（71）通过导线与24V直流电源（92）连接。

6.根据权利要求5所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述的前轮转向舵机（77），方向舵控制舵机（78），升降舵控制舵机（79），右翼控制舵机（70），左翼控制舵机（701）和油门控制舵机（702）通过讯号传输线与飞控电脑（71）连接，并通过导线与24V直流电源（92）连接。

7.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述喷药装置（9）包括安装架（91），24V直流电源（92），喷洒水泵（93），12V直流电源（94）和储药罐（95），所述的安装架（91）通过螺栓安装在起落架（2）的上部；所述的24V直流电源（92）设置在安装架（91）上；所述的喷洒水泵（93）采用2个，通过抱箍安装在安装架（91）上，通过导线与飞控电脑（71）连接，并与储药罐（95）通过水管连接；所述的12V直流电源（94）设置在安装架（91）的一侧，并与喷洒水泵（93）通过导线连接；所述的储药罐（95）设置为矩形状，容积设置为150-180L，通过束带固定在安装架（91）上。

8.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述雾化喷洒器（10）包括固定扣（101），连杆（102），喷药管（103），快速接头（104），风车叶片（105）和雾化杯（106），所述的固定扣（101）扣接在机架体（1）上，并通过螺栓固定；所述的连杆（102）设置为L状，焊接在固定扣（101）的下方；所述的喷药管（103）贯穿连杆（102）的底部，并与快速接头（104）配合连接；所述的快速接头（104）通过软管与喷洒水泵（93）连接；所述的风车叶片（105）通过轴承与喷药管（103）旋转连接；所述的雾化杯（106）采用孔径为0.5mm网格杯状，嵌装在风车叶片（105）的一侧。

9.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述升降舵（5）包括固定翼板（51），铰链（52），活动翼板（53）和第一活动连接器（54），所述的固定翼板（51）通过螺栓与机架体（1）连接；所述的活动翼板（53）通过铰链（52）与固定翼板（51）连接；所述的第一活动连接器（54）设置为牛角状，一端与活动翼板（53）通过螺栓连接，另一端分别与升降舵控制舵机（79）和机架体（1）通过销轴活动连接。

10.根据权利要求1所述的一种高载重全地形固定翼无人机装置，其特征在于：所述方向舵（6）包括方向翼（61），固定杆（62）和第二活动连接器（63），所述的方向翼（61）垂直设置在活动翼板（53）中间，并插接在固定杆（62）上；所述的固定杆（62）通过螺栓与机架体（1）连接；所述的第二活动连接器（63）通过螺栓固定在方向翼（61）的一侧，并与方向舵控制舵机（78）活动连接。