CN110754461A - 用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，属于植保无人机领域，用于农药播撒，其包括旋翼无人机，旋翼无人机上固定有药箱，还包括通过输药管依次串联的无刷隔膜药泵、电子调节器、雾化喷头，其中所述雾化喷头位于药物防卷扬装置上且雾化喷头位于旋翼无人机的下行风场区内，药物防卷扬装置设置于旋翼无人机的架体上。鉴于上述技术方案，本申请能够实现无人机施药过程中的高效、精准化需求，药液能够大部分作用于农作物上以避免药液的浪费，且避免药液对无人机机体造成的腐蚀。
Description
技术领域
本发明属于植保无人机领域，具体地说，尤其涉及一种用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统。
背景技术
随着农业种植与管理技术的不断进步，当今农业正逐步转为数字农业，数字农业能够更好地保证农产品的产量和质量。作为农业大国，我国的农业种植及管理技术不断发展，以无人机为代表的喷雾装置正在高速发展。
在无人机的喷洒作业过程中，传统的作业模式容易存在以下的几种问题，例如植保无人机传统的作业模式是通过喷头直接将药剂播撒于农作物上以实现喷药，这种作业模式较为粗犷，不能够满足现有农业发展过程中对于施药高效、精准化的需求；其次，植保用途的无人机传统喷头作业时容易形成下行伞状立体的作业面，在受到无人机飞行高度和地形高度变化、植物高度变化的影响下容易出现漏喷、重喷的情况；第三、植保无人机传统喷头作业时，仅仅依靠药滴重力和喷头的喷设立施药，药液在受到无人机飞行速度所产生的惯性、自然界风力、上升气流等的影响，容易产生漂移、弥漫和蒸发，从而造成药液的浪费或者产生药害；第四、由于无人机旋翼单向旋转的离心力作用于喷洒的药液上，容易造成药液的卷扬，在导致药液浪费的同时酸碱性的药液还会对机体形成腐蚀；第五、5、植保用途无人机传统喷头作业时且由于施药时药滴沉降需求对水依赖性大，药滴颗粒不能雾化，顾及施药效果作业时飞行速度无法提升导致作业效率低；第六、植保用途的无人机喷头在使用时没有雾化效果，只能够通过提高药水配比比例的方式实现，而药水比例的增加会导致无人机载荷增加，导致无人机的购买成本增加，售后及维修成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，其能够实现无人机施药过程中的高效、精准化需求，药液能够大部分作用于农作物上以避免药液的浪费，且避免药液对无人机机体造成的腐蚀。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明中所述的用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，包括旋翼无人机，旋翼无人机上固定有药箱，还包括通过输药管依次串联的无刷隔膜药泵、电子调节器、雾化喷头，其中所述雾化喷头位于药物防卷扬装置上且雾化喷头位于旋翼无人机的下行风场区内，药物防卷扬装置设置于旋翼无人机的架体上。
进一步地讲，本发明中所述的药物防卷扬装置包括铰接于旋翼无人机架体上的喷头杆，喷头杆的末端安装有雾化喷头。
进一步地讲，本发明中所述的雾化喷头包括顶盖和底盖，顶盖和底盖均为盘体结构，且顶盖和底盖的开口相对设置，输药管穿过顶盖伸入至底盖上方；所述顶盖固定于喷头杆上，底盖固定于喷头杆处的电机输出轴上且相对于顶盖转动；所述顶盖和底盖的边沿位置处加工有锯齿状结构。
进一步地讲，本发明中所述的雾化喷头雾化粒径为20~60微米。
进一步地讲，本发明中所述的雾化喷头喷出的雾滴带有正电荷。
进一步地讲，本发明中所述的雾化喷头在旋翼无人机下行风场区喷出的雾滴构成平形状立体药风作业面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在旋翼无人机上加装药液喷雾系统，能够改变传统植保无人机的喷头直接给农作物施药的作业模式，从而避免传统的作业装置可能带来的一些列弊端。
2、本发明通过雾化喷头实现对所输送药液的雾化，雾化喷头能够对药液实现二次切割，生成高品质、超细雾滴，雾滴集群喷射面积大，进而与旋翼无人机的下行风场充分融合构成风药一体化，继而演变成作业用的药风。
3、本发明通过在旋翼无人机螺旋桨高速旋转下所形成的下行风场内喷射雾化后的药液，使得两者共同构成的药风速度达到10m/s，能够有效增加果树和高杆作物的穿透力度，在低株作物作业时形成地效反应，可加大50%的作业宽幅，极大提升作业效率。
4、本发明能够在旋翼无人机的下方构成平形状立体药风作业面，一改传统植保无人机所形成的伞状发射型立体作业面，解决了因无人机飞行高度变化和地形起伏变化、农作物高度变化所产生的作业面作业面变化所引起的漏喷、重喷。
5、本发明通过旋翼无人机下行风场及雾化喷头所产生的10m/s喷射速度，能够有效抵抗自然界风力和飞行器飞行速度所产生的抗干扰性，彻底改变传统喷雾装置直接给农作物施药过程中在药液喷射距离超过2米的情况下药滴会变为自由落体的现象，从而解决药液因外界干扰因素从而产生的药液漂移、弥漫、蒸发等问题。
6、本发明通过将喷射的药液雾化为带有正电荷的20~60微米直径的雾滴，能够与植物本身所带有的负电荷相吸，能够增强植物对雾化后的药液30%的利用率。超细微的雾滴更容易对害虫表体和植物叶面形成有效覆盖，从而增强作业效果。、
7、本发明通过将雾化喷头安装于药物防卷扬装置上，药物防卷扬装置位于旋翼无人机的正下方并向下延伸，从而能够在防止雾化后的药液上扬的情况下，最大限度避免作业过程中的药液浪费和药害。
8、本发明能够实现旋翼无人机在载荷不便的情况下增加作业效率，或者在保证作业效率的同时通过降低载荷来实现降低使用成本的目的。与传统的植保无人机相比，在同样载荷的情况下可提高150%的作业效率；在同样作业效率的情况下，可减少80%的生产成本；在同样作业亩数的情况下，可减少90%的耗水量。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明中喷头的结构示意图。
图3是本发明控制原理框图。
图中：1、旋翼无人机；2、旋翼；3、雾化喷头；4、输药管；5、药箱；6、顶盖；7、底盖；8、药物防卷扬装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限于“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本发明保护范围或技术方案的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解本发明创造所述的技术方案。
在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，包括旋翼无人机1，旋翼无人机1上固定有药箱5，还包括通过输药管4依次串联的无刷隔膜药泵、电子调节器、雾化喷头3，其中所述雾化喷头3位于药物防卷扬装置8上且雾化喷头3位于旋翼无人机1的下行风场区内，药物防卷扬装置8设置于旋翼无人机1的架体上；所述药物防卷扬装置8包括铰接于旋翼无人机1架体上的喷头杆，喷头杆的末端安装有雾化喷头3；所述雾化喷头3包括顶盖6和底盖7，顶盖6和底盖7均为盘体结构，且顶盖6和底盖7的开口相对设置，输药管4穿过顶盖6伸入至底盖7上方；所述顶盖6固定于喷头杆上，底盖7固定于喷头杆处的电机输出轴上且相对于顶盖6转动；所述顶盖6和底盖7的边沿位置处加工有锯齿状结构；所述雾化喷头3的雾化粒径为20~60微米；所述雾化喷头3喷出的雾滴因输药管4经过电机高压线圈而带有正电荷；所述雾化喷头3在旋翼无人机下行风场区喷出的雾滴构成平形状立体药风作业面。
在上述实施例的基础上，本发明继续对其中涉及到的技术特征及该技术特征在本发明中所起到的功能、作用进行详细的描述，以帮助本领域的技术人员充分理解本发明的技术方案并且予以重现。
本发明中所述的旋翼无人机，其能够在旋翼下方形成风场，该风场由旋翼无人机及外界环境风场共同构成，在旋翼无人机旋翼的下方所悬挂雾化喷头的区域内会产生稳定的向下风场，这些向下的风场带动气流以一定的初速度向下运动，进而能够将雾化后的药液均匀、渗透地播撒到农作物植株中。
本发明中所述的雾化喷头位于多旋翼无人机的下行风场中，并且雾化喷头安装于药物防卷扬装置上。本发明中所述的药物防卷扬装置能够避免因下行风场外的紊流对雾化后药液的影响，避免药液飘洒至旋翼无人机上造成无人机的腐蚀等问题。本发明中药物防卷扬装置包括铰接于多旋翼无人机架体上的喷头杆，该喷头杆向着多旋翼无人机的下方延伸，并且在杆体的末端安装有雾化喷头。
本发明中，所述的雾化喷头包括两部分，分别为顶盖和底盖，顶盖与喷头杆固定连接，底盖与喷头杆上处的电机输出轴连接并且相对于顶盖转动。所述顶盖和底盖均为圆盘形结构，顶盖和底盖的圆盘形结构开口相对设置，底盖的边缘位于顶盖所构成空间的内部，顶盖的边缘位于底盖边缘的外侧下方。这样设置的目的在于，当药液通过输药管自上而下进入喷头下方的底盖内，在离心力的作用下，药液会沿着底盖内表面进行加速移动，当到达底盖边缘位置处时，药液会在锯齿状结构的作用下第一次切割成液滴。当切割后的液滴再次通过上盖边缘位置处的锯齿状结构后被二次细化，最终药液在离心力的作用下甩出，实现药液在下行风场区内的雾化。
相对于传统植保无人机单纯在雾化喷头处所形成的伞状发射型立体作业面，本申请能够配合多旋翼无人机下行风场构成喷洒面为平面的垂直向下的立体面结构，也就是本发明中所述的平形状立体药风能够适用于飞行机的飞行高度、地形起伏变化、农作物高度等，覆盖面积广，避免药液的漏喷或者重喷。
最后，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，包括旋翼无人机，旋翼无人机上固定有药箱，其特征在于：还包括通过输药管依次串联的无刷隔膜药泵、电子调节器、雾化喷头，其中所述雾化喷头位于药物防卷扬装置上且雾化喷头位于旋翼无人机的下行风场区内，药物防卷扬装置设置于旋翼无人机的架体上。
2.根据权利要求1所述的用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，其特征在于：所述药物防卷扬装置包括铰接于旋翼无人机架体上的喷头杆，喷头杆的末端安装有雾化喷头。
3.根据权利要求2所述的用于旋翼无人机形成封妖一体化的带电荷雾化喷药系统，其特征在于：所述雾化喷头包括顶盖和底盖，顶盖和底盖均为盘体结构，且顶盖和底盖的开口相对设置，输药管穿过顶盖伸入至底盖上方；所述顶盖固定于喷头杆上，底盖固定于喷头杆处的电机输出轴上且相对于顶盖转动；所述顶盖和底盖的边沿位置处加工有锯齿状结构。
4.根据权利要求2所述的用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，其特征在于：所述雾化喷头雾化粒径为20~60微米。
5.根据权利要求4所述的用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，其特征在于：所述雾化喷头喷出的雾滴带有正电荷。
6.根据权利要求5所述的用于旋翼无人机形成风药一体化的带电荷雾化喷药系统，其特征在于：所述雾化喷头在旋翼无人机下行风场区喷出的雾滴构成平形状立体药风作业面。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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