CN110979683B - 一种农用无人机 - Google Patents

Abstract

一种农用无人机，涉及农用无人机技术领域，包括机架，机架上转动设有分料轮，分料轮的物料接收区沿中心向外侧迂回设置。本发明解决了传统技术中的无人机受限于分料方式，易双重撒料，导致抛撒过量的现象；料物类型受输料部件限制，且还堵塞输料通道；及利用雾化喷药，需增加悬空时间；货物进行运载时，需人员配合卸货的问题。

Description

一种农用无人机

技术领域

本发明涉及农用无人机技术领域，具体涉及一种农用无人机。

背景技术

随着科技的不断进步，喷药和物料分撒设备也在不断应用于农业、园林中，逐步取代传统的人工背着药罐和喷药和物料分撒器对果树进行喷药和物料分撒的操作，省时省力；但是，目前的喷药和物料分撒设备通常搭载于能够在地面行驶的车辆上，在实际喷药和物料分撒过程中，受植物种植分布的影响，无法有效的在田间行驶，从而对喷药和物料分撒设备的喷药和物料分撒方式及喷药和物料分撒效果造成了影响，不利于喷药和物料分撒操作的进行。

随着飞行器的不断发展和普及，采用无人机进行喷药和物料分撒的装置也在不断得以应用，但是，目前的无人机除其自身配备的螺旋桨以外，无其他辅助螺旋桨，在无人机携带喷药和物料分撒设备后，其动力受到较大的影响，并且，仅将雾化喷头安装在机体上，无相关的利于喷出的药物进一步扩散或快速喷洒于下方作物上的辅助结构，也是影响喷药和物料分撒的效果。

近年来，无人机技术飞速发展，无人机平台也更加智能与稳定。现阶段农业方面无人机主要应用于植保方面。

中国国家知识产权局公开了一个申请号为201821694593.6的专利，该专利包括无人机、自动控制系统、固定单元、流量控制单元以及撒播单元，无人机与固定单元可拆卸连接，固定单元与流量控制单元活动连接，流量控制单元与撒播单元固定连接，自动控制系统位于固定单元内部；本发明解决了现有技术存在的结构复杂、肥料填装困难、肥箱内部结拱、控制难度大、实用性低、撒播区域小、精确度低以及兼容性低的问题。

但是该装置随着，也逐渐的跟不上现代化稻田的使用要求，主要表面在以下几个方面：

第一，众所周知，其中农用的无人机在飞行时，一般会按照机头的前进方向进行转弯或者掉头操作，这就是使得无人机会按照操作者按照设定的路线进行抛撒工作，该装置虽然可以实现利用分撒盘进行物料的抛撒工作，但是由于料物从该分撒盘的上方下料，利用分撒盘进行分撒，使得物料呈圆形向四周抛撒，这便使得无人机在前进时，受限于分撒盘的抛撒区域的限制，使得前方抛撒后的稻田区域，飞行过后，会通过分撒盘再次进行抛撒，使得一个区域内会经过料物的两次抛撒，使得易出现料物抛撒过量的现象。

第二，且该操作方式由于分料点位于分撒盘的中心处，使得其抛撒半径受到限制，这就使得降低了分料的效率，加大了无人机的飞行工作时间，降低了工作效率。

中国国家知识产权局公开了一个申请号为201820231662.3的专利，该专利包括无人机本体，固定于无人机本体的料箱主体，料箱主体底部设有出粉口；与出粉口连通的导管，导管一端连接有涵道风扇，其中涵道风扇为工程塑料材质，强度高，风力足；另一端为播粉口。无人机作业时可以通过调节涵道风扇的转速来控制出粉口的出粉量，达到均匀播撒、播撒范围大的效果。

但是该装置随着，也是逐渐的跟不上现代化稻田的使用要求，主要表面在以下方面：

第一，该装置通过设置振动筛，用以解决下料通畅问题，众所周知，振动筛由其的适用于固定物体的使用，而作用于无人机上，势必会影响到无人机的飞行稳定性。

第二，其中通过设置振动筛，势必得需要设置相关动力组件等相关的组件，使得设备更加于复杂化，提高了无人机的整备质量，使得降低了无人机的飞行时间。

第三，该方式虽然能实现保证料斗下料通畅性，但是易出现料物堆积于下料阀处，这就使得还易形成卡料的现象，还是无法保证料物的通畅下料。

第四，该装置通过振动筛进行下料，但是众所周知，振动筛的孔径是固定的，当需要对大于其孔径的肥料或者饲料进行抛撒工作时，就显得由其的不适用，使得需更换无人机进行工作，加大了工作成本；

第五，农用无人机得需要携带料物进行飞行工作，因为一个农用无人机耗电量极大，一般飞行10分钟左右，便得需要进行30分钟的充电，这就使得对无人机的整体重量的要求十分苛刻，其中一个无人机的工作效率，很大是通过其飞行时间去决定的，但是该无人机涉及到了大量的随动部件，这无疑增加了无人机的重量，降低了飞行时间，其中更为重要的是，部件的繁多使得占用了大的料物存储空间，使得储料箱偏心于无人机飞行的中心，这就使得提高了无人机在飞行时对平衡的调控性，极大的提高了电量的输出。

中国国家知识产权局公开了一个申请号为201910228246.7的专利，该专利，解决了现有喷药和物料分撒设备难以搭载于无人机上，影响无人机的稳定性以及喷雾效果差的问题，其技术要点是：包括无人机机体，无人机机体底部连接有喷药和物料分撒架，喷药和物料分撒架底侧安装有副螺旋桨，通过将旋转喷头安装于副螺旋桨底部，副螺旋桨桨叶转动，在将无人机机体向上升起时，也有利于将雾化后的药液向下喷吹，从而利于药物喷洒在下方的农作物上，将增压泵和溶药箱均安装在落地支撑架上，有利于降低无人机的整体重心，提高其飞行的平稳性，溶药及增加泵送方便快捷。

但是该装置随着，也是逐渐的跟不上现代化稻田的使用要求，主要表面在以下方面：

该装置通过雾化头对液体进行雾化，使得液体均匀的进行撒喷洒，此方式适用于小面积的灭菌处理，当对大的田地进行喷药和物料分撒时，需要快速的覆盖，该方式就显得由其的吃力，工作效率低且耗费时间多；

中国国家知识产权局公开了一个申请号为201711229170.7的专利，该专利包括无人机本体和载物组件；载物组件固定在所述无人机本体的下方；载物组件包括挂载件，挂载件用于与货物连接，且挂载件能够朝向或远离无人机本体移动。在装载货物时，无人机本体飞行至适合的高度后悬停在空中，利用挂载件与货物连接，然后驱动挂载件朝向无人机本体移动至适合的位置后，即可完成货物的装载；在卸载货物时，无人机本体在空中悬停，驱动挂载件远离无人机本体移动至适合的位置后，将挂载件上的货物取下即可，无人机能够在空中悬停时进行装载和卸载货物，不受环境条件的限制，使无人机能够在环境条件较为恶劣的地区使用，提高了无人机的通用性能。

但是该装置随着，也是逐渐的跟不上现代化稻田的使用要求，主要表面在以下方面：

第一，该装置通过吊钩对货物进行载运，但是该装置要想实现对货物的卸货，得需要降低飞行高度，然后通过操作者将货物取下，但是该方式需要无人机的降落与起飞，易受到场地限制；以及升降式易对人体造成安全隐患。

第二，当无人机飞往无人的的确进行货物的运输，由于无人将货物从无人机上取下，该方式就显得更为的不适用。

以上便是无人机在抛撒物料过程中所遇到的问题，其中申请号为201821694593.6专利的研发人员均是围绕如何保证料物的利用分撒盘进行分撒，缺忽略了受限于无人机的飞行特性，使得料物出现双重撒料，导致过量的现象，及受限于分撒轮，使得料物分撒半径受限的问题，加大了无人机的飞行时间；而申请号为201820231662.3专利的研发人员，则是为了利用振动筛实现料斗的均匀下料，却忽略的料物还易堆积于下料阀处，以及振动筛对料物的粒径进行限制的问题，及复杂的设计，忽略了当代科技受限于电池电量存储的问题，农用无人机无法长时间升空工作；而申请号为201910228246.7专利的研发人员，则是围绕如何利用雾化头对液体进行雾化，缺忽略了该方式分撒效率低，需无人机长时间悬空操作；而申请号为201910228246.7专利的研发人员，则是围绕如何利用无人机对货物进行运载，缺忽略了在卸货时，需人员配合进行卸货的问题。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种农用无人机，用以解决传统技术中的无人机受限于分料方式，易双重撒料，导致抛撒过量的现象；料物类型受输料部件限制，且还堵塞输料通道；及利用雾化喷药，需增加悬空时间；货物进行运载时，需人员配合卸货的问题。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种农用无人机，包括机架，所述机架上转动设有分料轮，所述分料轮的物料接收区沿中心向外侧迂回设置。

作为一种改进的方案，所述机架上还设有喷药杆，所述喷药杆的端部转动设有雾液转换机构。

作为一种改进的方案，所述雾液转换机构包括转动设置转换管，所述转换管上安装有喷淋头及雾化头，且所述喷淋头和所述雾化头通过转换件作切换动作。

作为一种改进的方案，所述转换件包括固接于所述转换管内的隔板，并通过所述隔板将其分为对应喷淋头和雾化头的两个储液空腔，所述喷药杆内还倾斜固接有导液板，所述导液板的下端部与所述隔板的上端部相抵。

作为一种改进的方案，所述转换管通过转环同轴转动安装于所述喷药杆的下端部。

作为一种改进的方案，所述转环的套装固接于所述转换管上，所述转环靠近上端部的内壁上开设有环形槽，所述喷药杆的周壁上固接有约束于所述环形槽内的凸环。

作为一种改进的方案，所述喷药杆的周壁上还安装有第一舵机，所述转环的外壁上固接有齿环，所述齿环与所述第一舵机的动力输出端相啮合。

作为一种改进的方案，所述机架上还设有料斗，所述料斗上安装有下料通道，所述下料通道上安装有用以摆动所述料斗内料物的下料机构。

作为一种改进的方案，所述下料机构包括摆动设置于所述下料通道内的通断板，且所述通断板的上表面还固接有拨料杆，所述拨料杆延伸至所述料斗内。

作为一种改进的方案，所述通断板的两端通过转轴转动设置于所述下料通道上，所述下料通道上还安装有第二舵机，其中一个所述转轴穿过所述下料通道与所述第二舵机的输出端固接。

作为一种改进的方案，所述拨料杆靠近所述通断板的摆动端。

作为一种改进的方案，所述机架上还安装有自动卸料的悬挂机构。

作为一种改进的方案，所述悬挂机构包括磁吸部件及约束于其上可拆卸式的挂钩。

作为一种改进的方案，所述分料轮通过滑动机构安装于所述机架上。

作为一种改进的方案，所述滑动机构包括安装于所述机架上的承载板，所述承载板上通过动力组件滑动安装有滑动板，所述分料轮转动安装于所述滑动板上。

作为一种改进的方案，所述分料轮包括盘体，所述盘体上沿旋转对称式固接有若干分料齿。

作为一种改进的方案，所述分料齿靠近所述盘体中心的位置设有由外向内呈渐低式设置的导料面。

作为一种改进的方案，所述盘体为弧形盘，所述弧形盘的内凹面处于上方。

作为一种改进的方案，所述挂钩还利用悬挂件连接于所述机架上。

作为一种改进的方案，所述滑动板的滑动间距长度为所述分料轮的半径长度。

作为一种改进的方案，所述分料轮通过驱动电机安装于所述滑动板上。

作为一种改进的方案，所述承载板的上表面通过座体滑动安装有滑动柱，所述滑动板的通过竖板滑动安装于于所述滑动柱上。

作为一种改进的方案，所述动力组件包括固接于所述滑动板底面的锁主体，所述锁主体相对并列固接有两个，所述承载板的上表面还分别并列固接有两个继铁板，两个所述锁主体位于两个所述继铁板之间，且分别与两个所述继铁板之间相匹配。

作为一种改进的方案，所述磁吸部件包括两个并列设置的板体，其中一个所述板体上安装有电磁锁，所述电磁锁的驱动端固接有锁柱，往复滑动设置于两个板体之间，所述挂钩的柄端开设有悬挂孔，所述锁柱贯穿所述悬挂孔。

作为一种改进的方案，所述悬挂件为挂绳，所述挂绳的一端固接于承载板的底面，另一端固接于所述挂钩的钩端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

其中利用分料轮滑动设置，实现由分料轮的物料接收区从中心到外沿来回切换，实现当物料接收区位于中心时，实现圆形物料抛撒区域，适用于小面积的田地使用；当物料接收区域位于外沿时，实现扇形物料抛撒区域，其中与分料轮的外沿接触，其中料物接收区偏离于分料轮的中心，可以实现充分的利用分料轮高度转动所产生的动力，实现对料物的快速抛出，增大抛撒半径；加大了跑出速度进而增大抛撒半径，由其的适用于大型田地的使用；呈扇形抛撒，使得抛撒方向一定，便于通过控制无人机的飞行路线，实现对田地内单次式料物的抛撒；

其中利用悬挂机构不仅实现了对料物的运载，并且利用磁吸部件实现了对料物的悬空抛料，且无需人工协助卸料，由其的适用于无人的田地使用，更由其的适用于运载带有毒性的药物的使用，克服对人体造成的损伤；

其中通过下料机构，通过通断板的摆动实现控制下料通道下料量的同时，还利用其摆动实现对下料通道的通料作用；其中通断板上固接有拨料杆，并通过拨料杆处于下料通道内的部分更进一步的实现对下料通道内的料物疏通，利用延伸至料斗的部分实现对料斗内的料物摆动，实现排料的过程中无卡料的现象，且该结构结构设计巧妙简单，克服传统技术中的复杂的振动筛，并且不会限制料物的粒径；

利用雾液转换装置，实现根据实际的应用场景进行切换；当对小面积的田地使用时，利用雾化头嘴实现均匀的覆盖，当实现对大面积的田地进行使用时，则切换呈喷淋头进行快速的喷射，实现快速的对大型田地进行喷洒工作；不仅调节简便，更为重要的是简化了部件，降低了无人机的重量设计合理；结构间配合精密；方便快捷；简化随动部件，降低工作过程中的故障率的发生；提高工作过程中的稳定性；部件少，组装工序简便，且故障率低；结构简单，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大示意图；

图3为图1中B部分的放大示意图；

图中：1-机架，2-料斗，3-喷药杆，4-雾化头，5-喷淋头，6-下料通道，7-承载板，8-座体，9-滑动柱，10-竖板，11-锁主体，12-继铁板；13-板体；14-电磁锁；15-挂钩；16-挂绳；17-第二舵机；18-驱动电机；19-盘体；20-分料齿；21-导料面；22-隔板；23-储液空腔；24-导液板；25-第一舵机；26-齿环；27-转环；28-凸环；29-通断板；30-转轴；31-拨料杆；32-转换管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示，农用无人机，包括机架1，机架1上转动设有分料轮，分料轮的物料接收区沿中心向外侧迂回设置。

机架1上还设有喷药杆3，喷药杆3的端部转动设有雾液转换机构。

喷药杆3对应匹配于每个飞行叶片上。

雾液转换机构包括转动设置转换管32，转换管32上安装有喷淋头5及雾化头4，且喷淋头5和雾化头4通过转换件作切换动作。

转换件包括固接于转换管32内的隔板22，并通过隔板22将其分为对应喷淋头5和雾化头4的两个储液空腔23，喷药杆3内还倾斜固接有导液板24，导液板24的下端部与隔板22的上端部相抵，利用导液板24实现将液体导入至储液空腔23内，其中利用隔板22与导液板24相抵，实现的是当转换管32切换到位时，液体通过其中一个储液空间进行喷出工作。

转换管32通过转环27同轴转动安装于喷药杆3的下端部，便于通过驱动转换管32转动实现转换工作。

转环27的套装固接于转换管32上，转环27靠近上端部的内壁上开设有环形槽，喷药杆3的周壁上固接有约束于环形槽内的凸环28，便于装配使用。

喷药杆3的周壁上还安装有第一舵机25，转环27的外壁上固接有齿环26，齿环26与第一舵机25的动力输出端相啮合，利用第一舵机25实现驱动转换管32转动，其中利用第一舵机25便于实现对转换管32转动角度调节。

机架1上还设有料斗2，料斗2上安装有下料通道6，下料通道6上安装有用以摆动料斗2内料物的下料机构。

下料机构包括摆动设置于下料通道6内的通断板29，且通断板29的上表面还固接有拨料杆31，拨料杆31延伸至料斗2内。

通断板29的两端通过转轴30转动设置于下料通道6上，下料通道6上还安装有第二舵机17，其中一个转轴30穿过下料通道6与第二舵机17的输出端固接，利用第二舵机17实现对通断板29的摆动角度进行控制，可以通过摆动角度控制下料速度。

拨料杆31靠近通断板29的摆动端，增加拨料杆31的摆动幅度；

机架1上还安装有自动卸料的悬挂机构。

悬挂机构包括磁吸部件及约束于其上可拆卸式的挂钩15。

分料轮通过滑动机构安装于机架1上。

滑动机构包括安装于机架1上的承载板7，承载板7上通过动力组件滑动安装有滑动板，分料轮转动安装于滑动板上，实现往复滑动切换。

分料轮包括盘体19，盘体19上沿旋转对称式固接有若干分料齿20，利用分料齿20实现增大物料的抛撒半径。

分料齿20靠近盘体19中心的位置设有由外向内呈渐低式设置的导料面21，利用导料面21实现对圆形抛撒时，对料物的导料。

盘体19为弧形盘，弧形盘的内凹面处于上方，利用内凹面实现对料物的初收集，再利用其凹面配合分料齿20实现快速抛出，其中利用内凹面可以实现料物斜向向上抛撒，有助于增加抛撒半径。

挂钩15还利用悬挂件连接于机架1上。

滑动板的滑动间距长度为分料轮的半径长度，实现由圆形抛撒到扇形抛撒之间的切换。

分料轮通过驱动电机18安装于滑动板上。

承载板7的上表面通过座体8滑动安装有滑动柱9，滑动板的通过竖板10滑动安装于于滑动柱9上。

动力组件包括固接于滑动板底面的锁主体11，锁主体11相对并列固接有两个，承载板7的上表面还分别并列固接有两个继铁板12，两个锁主体11位于两个继铁板12之间，且分别与两个继铁板12之间相匹配，利用该方式可以实现快速的对分料轮位置进行固定，满足两者抛料模式的切换。

其中动力组件也可以采用丝杠组进行切换，该方式与上述的区别在于切换速度慢点，但是也可以替代使用。

磁吸部件包括两个并列设置的板体13，其中一个板体13上安装有电磁锁14，电磁锁14的驱动端固接有锁柱，往复滑动设置于两个板体13之间，挂钩15的柄端开设有悬挂孔，锁柱贯穿悬挂孔，利用电磁锁14实现对锁柱的滑动驱动，使其当锁柱退回时，挂钩15从锁柱上脱落，实现料物的自动卸料，便于实现快速卸料，当然此方式也可以利用丝杠组进行替换。

悬挂件为挂绳16，挂绳16的一端固接于承载板7的底面，另一端固接于挂钩15的钩端，实现对挂钩15的约束。

其中本方案创新在于无人机物料抛撒结构、通料结构、喷药结构以及料物运载上的创新，其中无人机其他的结构采用市面上常见的结构即可，因不属于本方案的创新点，因此在此不多做赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种农用无人机，其特征在于：包括机架(1)，所述机架(1)上转动设有分料轮，所述分料轮的物料接收区沿中心向外侧迂回设置；

所述分料轮通过滑动机构安装于所述机架(1)上；

所述滑动机构包括安装于所述机架上的承载板，所述承载板上通过动力组件滑动安装有滑动板，所述分料轮转动安装于所述滑动板上；

所述动力组件包括固接于所述滑动板底面的锁主体，所述锁主体相对并列固接有两个，所述承载板的上表面还分别并列固接有两个继铁板，两个所述锁主体位于两个所述继铁板之间，且分别与两个所述继铁板之间相匹配；

所述机架(1)上还设有料斗(2)，所述料斗(2)上安装有下料通道(6)，所述下料通道(6)上安装有用以摆动所述料斗(2)内料物的下料机构；

所述下料机构包括摆动设置于所述下料通道(6)内的通断板(29)，且所述通断板(29)的上表面还固接有拨料杆(31)，所述拨料杆(31)延伸至所述料斗(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种农用无人机，其特征在于：所述机架(1)上还设有喷药杆(3)，所述喷药杆(3)的端部转动设有雾液转换机构。

3.根据权利要求1所述的一种农用无人机，其特征在于：所述机架(1)上还安装有自动卸料的悬挂机构。

4.根据权利要求2所述的一种农用无人机，其特征在于：所述雾液转换机构包括转动设置转换管(32)，所述转换管(32)上安装有喷淋头(5)及雾化头(4)，且所述喷淋头(5)和所述雾化头(4)通过转换件作切换动作。

5.根据权利要求4所述的一种农用无人机，其特征在于：所述转换件包括固接于所述转换管(32)内的隔板(22)，并通过所述隔板(22)将其分为对应喷淋头(5)和雾化头(4)的两个储液空腔(23)，所述喷药杆(3)内还倾斜固接有导液板(24)，所述导液板(24)的下端部与所述隔板(22)的上端部相抵。

6.根据权利要求3所述的一种农用无人机，其特征在于：所述悬挂机构包括磁吸部件及约束于其上可拆卸式的挂钩(15)。

7.根据权利要求6所述的一种农用无人机，其特征在于：所述磁吸部件包括两个并列设置的板体(13)，其中一个所述板体(13)上安装有电磁锁(14)，所述电磁锁(14)的驱动端固接有锁柱，往复滑动设置于两个板体(13)之间，所述挂钩(15)的柄端开设有悬挂孔，所述锁柱贯穿所述悬挂孔。

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