CN111204451A - 一种植保专用共轴双桨无人直升机 - Google Patents

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于鉴麟
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Abstract

本发明公开了一种植保专用共轴双桨无人直升机，包括：无人机本体(1)、主旋翼装置(2)、尾旋翼装置(3)以及喷洒装置(4)；主旋翼装置(2)位于无人机本体(1)的上方，包括：传动轴(21)、上螺旋桨(22)、下螺旋桨(23)、第一驱动装置(24)以及第二驱动装置(25)；尾旋翼装置(3)与无人机本体(1)的尾部固定连接，包括：连杆(31)、左螺旋桨(32)以及右螺旋桨(33)；喷洒装置(4)固定设置于机身(11)的下方。该植保专用共轴双桨无人直升机具有机动性强、升力大、起降距离短、适用范围广、制造成本低等优点。

Description

一种植保专用共轴双桨无人直升机
技术领域
本发明公开涉及无人机的技术领域，尤其涉及一种植保专用共轴双桨无人直升机。
背景技术
随着社会的发展和科技的进度，无人机的应用越来越广泛。在植物保护方面，人们通过远程遥控无人机对大面积植物喷洒药物，以便除去植物上的害虫以及地下的虫卵，进而对植物起到保护作用，与传统采用人工喷洒药物的方式相比，利用无人机进行药物喷洒时，不仅显著加快了药物喷洒的速度，大幅度提高了工作效率，同时还大大降低了工作人员的工作强度。
目前，在植物保护中普遍使用的是多旋翼无人机和固定翼无人机，多旋翼无人机虽然结构简单，但是由于其升力有限，导致多旋翼无人机的植保药剂携带量较少，单次喷洒的面积较小，需要多次往返填充药剂，严重影响工作效率。固定翼无人机的升力明显优于多旋翼无人机的升力，使其单次携带的植保药剂量较多，弥补了多旋翼无人机的不足，但是由于固定翼无人机的起飞距离长，因此不适合林区作业。此外，固定翼无人机还存在结构复杂，生产成本高等问题。
因此，如何解决目前在植保作业方面，存在的无人机使用局限性大、升力小、制造成本高的问题，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明公开提供了一种植保专用共轴双桨无人直升机，以至少解决目前在植保作业方面现有的无人机使用局限性大、升力小、制造成本高等问题。
本发明提供的技术方案，具体为，一种植保专用共轴双桨无人直升机，包括：无人机本体1、主旋翼装置2、尾旋翼装置3以及喷洒装置4；
所述主旋翼装置2包括：传动轴21、上螺旋桨22、下螺旋桨23、第一驱动装置24以及第二驱动装置25；
所述传动轴21安装于所述无人机本体1的上方；
所述上螺旋桨22和下螺旋桨23均与所述传动轴21固定连接；
所述第一驱动装置24和所述第二驱动装置25均与所述传动轴21驱动连接，且在所述第一驱动装置24和所述第二驱动装置25的驱动下，所述上螺旋桨22和下螺旋桨23能够以所述传动轴21为轴进行相互独立转动；
所述尾旋翼装置3包括：连杆31、左螺旋桨32以及右螺旋桨33；
所述连杆31的中部与所述无人机本体1的尾部固定连接，且在所述连杆31的两端分别设置有第三电机311以及第四电机312；
所述左螺旋桨32与所述第三电机311的动力输出端驱动连接，所述右螺旋桨33与所述第四电机312的动力输出端驱动连接；
所述喷洒装置4固定设置于所述机身11的下方。
优选，所述传动轴21包括：主轴211以及轴套212；
所述轴套212转动套装于所述主轴211的外部；
所述上螺旋桨22固定套装于所述主轴211的上部，所述下螺旋桨23固定套装于所述轴套212的外部。
进一步优选，所述第一驱动装置24通过同步带5与所述主轴211驱动连接，且在所述主轴211的外侧壁沿周向设置有与所述同步带5内齿啮合的外齿；
所述第二驱动装置25通过同步带5与所述轴套212驱动连接，且在所述轴套212的外侧沿周向设置有与所述同步带5内齿啮合的外齿。
进一步优选，所述第一驱动装置24包括：电子调速器以及电机，所述电子调速器的输出端与所述电机的控制端连接，且所述电机的动力输出轴沿周向设置有与所述同步带5内齿啮合的外齿。
进一步优选，所述第二驱动装置25包括：电子调速器以及电机，所述电子调速器的输出端与所述电机的控制端连接，且所述电机的动力输出轴沿周向设置有与所述同步带5内齿啮合的外齿。
进一步优选，所述上螺旋桨22为正桨，工作时逆时针旋转，所述下螺旋桨23为反桨，工作时顺时针旋转。
进一步优选，在所述第三电机311的控制端和所述第四电机312的控制端均连接有电子调速器。
进一步优选，所述左螺旋桨32与所述右螺旋桨33同向安装。
进一步优选，所述喷洒装置4包括：植保药箱41以及喷洒漏斗42；
所述植保药箱41与所述无人机本体1的底部固定连接；
所述喷洒漏斗42固定设置于所述植保药箱41的下方，且与所述植保药箱41的内部腔体连通，在所述喷洒漏斗42的出药口设置有电控阀门。
本发明提供的植保专用共轴双桨无人直升机，通过第一驱动装置和第二驱动装置带动传动轴转动，使得传动轴上安装的上螺旋桨和下螺旋桨相互独立转动，为该植保专用共轴双桨无人直升机提供动力。与现有的植保用多旋翼无人机相比，该植保专用共轴双桨无人直升机利用上螺旋桨和下螺旋桨同时旋转产生较大的升力，使其单次携带的药剂量更多，提高工作效率。同时，与现有的植保用固定翼无人机相比，由于该植保专用共轴双桨无人直升机的起飞距离短，提高其适用性，并且该植保专用共轴双桨无人直升机的结构简单，制造成本低。此外，该植保专用共轴双桨无人直升机的尾旋翼装置由连杆、左螺旋桨和右螺旋桨构成，通过左螺旋桨和右螺旋桨间的配合，使得该植保专用共轴双桨无人直升机转向更快、机动性更强。综上所述，该植保专用共轴双桨无人直升机具有机动性强、升力大、起降距离短、适用范围广以及制造成本低等优点。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开实施例提供的一种植保专用共轴双桨无人直升机的结构示意图；
图2为本发明公开实施例提供的一种植保专用共轴双桨无人直升机中传动轴的结构示意图；
图3为本发明公开实施例提供的一种植保专用共轴双桨无人直升机中上螺旋桨和下螺旋桨的结构示意图；
图4为本发明公开实施例提供的一种植保专用共轴双桨无人直升机中尾旋翼装置的结构示意图；
图5为本发明公开实施例提供的一种植保专用共轴双桨无人直升机中喷洒装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
参见图1为一种植保专用共轴双桨无人直升机，该植保专用共轴双桨无人直升机由无人机本体1、主旋翼装置2、尾旋翼装置3和喷洒装置4构成。主旋翼装置2由传动轴21、上螺旋桨22、下螺旋桨23、第一驱动装置24和第二驱动装置25构成。参见图3，传动轴21安装于无人机本体1的上方，上螺旋桨22和下螺旋桨23均固定安装于传动轴21上，第一驱动装置24和第二驱动装置25均与传动轴21驱动连接，并且在第一驱动装置24和第二驱动装置25的驱动下，上螺旋桨22和下螺旋桨23能够以传动轴21为轴进行相互独立转动。参见图4，尾旋翼装置3由连杆31、左螺旋桨32和右螺旋桨33构成，连杆31的中部与无人机本体1的尾部固定连接，并且在连杆31的两端分别安装有第三电机311以及第四电机312，左螺旋桨32与第三电机311的动力输出端驱动连接，右螺旋桨33与第四电机312的动力输出端驱动连接。喷洒装置4固定设置于机身11的下方。
上述的植保专用共轴双桨无人直升机的具体使用步骤如下：首先将植保药剂填装至喷洒装置内，然后启动第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置和第二驱动装置带动传动轴转动，使得上螺旋桨和下螺旋桨相互独立转动并产生升力，使得该植保专用共轴双桨无人直升机顺利升空。当该植保专用共轴双桨无人直升机移动至植保工作区域时，将喷洒装置内的植保药物喷洒置植保工作区域内，并通过控制尾旋翼装置来控制该植保专用共轴双桨无人直升机的运动方向，使得该植保专用共轴双桨无人直升机能够运动至植保工作区域内的任何位置，进而保证植保药物喷洒到植保工作区域内的每个角落。
上述的植保专用共轴双桨无人直升机，通过第一驱动装置和第二驱动装置带动传动轴转动，使得上螺旋桨和下螺旋桨相互独立转动，为该植保专用共轴双桨无人直升机提供升力。与现有的植保用多旋翼无人机相比，该植保专用共轴双桨无人直升机中的上螺旋桨和下螺旋桨同时旋转时，能够在上螺旋桨和下螺旋桨周围快速产生较大的压力差，由此产生更大的升力，使得该植保专用共轴双桨无人直升机的单次携带植保药剂量更多，因此该植保专用共轴双桨无人直升机的工作效率更高。同时，与现有的植保用固定翼无人机相比，该植保专用共轴双桨无人直升机的起降距离短，可原地垂直升空，使得该植保专用共轴双桨无人直升机的实用性更强、适用范围更广，并且该植保专用共轴双桨无人直升机的制造成本远远低于现有的植保用固定翼无人机的制造成本。此外，该植保专用共轴双桨无人直升机通过其尾部设置的左螺旋桨和右螺旋桨产生侧向推力，以实现快速转弯和变向的目的，因此该植保专用共轴双桨无人直升机的机动性更强。由此可见，该植保专用共轴双桨无人直升机具有机动性强、升力大、起降距离短、适用范围广以及制造成本低等优点。
目前，国外制造无人直升机中，部分也采用共轴双桨式设计，该共轴双桨式设计中需要使用斜盘，以达到转弯变向的目的。但由于该斜盘本身结构复杂，制造成本较高，且需要安装在上下两个螺旋桨之间，需占用一定空间，使得两个螺旋桨之间的间距增大，导致无人机的体积和重量增大。上述的植保专用共轴双桨无人直升机采用尾旋翼装置实现转弯和变向，无需安装斜盘，因此不仅降低了该植保专用共轴双桨无人直升机的体积和重量，提升了载重量，还降低了制造成本。
参见图2，上述的植保专用共轴双桨无人直升机中，传动轴21包括：主轴211以及轴套212。轴套212转动套装于主轴211的外部。上螺旋桨22固定套装于主轴211的上部，下螺旋桨23固定套装于轴套212的外部。通过将传动轴设计成由主轴和轴套转动套装构成，并将上螺旋桨和下螺旋桨分别与主轴和轴套固定连接，实现了上螺旋桨和下螺旋桨独立转动，为该植保专用共轴双桨无人直升机提供巨大的升力提供保障。
参见图2，上述的植保专用共轴双桨无人直升机中，第一驱动装置24通过同步带5与主轴211驱动连接，并且在主轴211的外侧壁沿周向设置有与同步带5内齿啮合的外齿；第二驱动装置25通过同步带5与轴套212驱动连接，并且在轴套212的外侧沿周向设置有与同步带5内齿啮合的外齿。该植保专用共轴双桨无人直升机利用同步带将第一驱动装置和第二驱动装置的动力传递至主轴和轴套，并由此带动上螺旋桨和下螺旋桨旋转，为该植保专用共轴双桨无人直升机提供升力。与现有的植保用无人机相比，该植保专用共轴双桨无人直升机通过利用同步带内齿与主轴和轴套外齿啮合的方式传递动力，能获得电机与螺旋桨之间准确的传动比，便于螺旋桨转速的精确控制，且同步带相比于其他传动装置重量更轻，节约能源的同时也提高了载重量。
上述的植保专用共轴双桨无人直升机中，第一驱动装置24包括：电子调速器以及电机，电子调速器的输出端与电机的控制端连接，且电机的动力输出轴沿周向设置有与同步带5内齿啮合的外齿。第二驱动装置25包括：电子调速器以及电机，电子调速器的输出端与电机的控制端连接，且电机的动力输出轴沿周向设置有与同步带5内齿啮合的外齿。通过利用同步带内齿与电机动力输出轴外齿啮合传递动力，进一步提高了动力传输效率和能源利用率。此外，通过设置电子调速器，对电机转速进行控制，使得上螺旋桨和下螺旋桨的旋转速度可调，由此导致升力大小的可适当变化，进而使得该植保专用共轴双桨无人直升机的机动性更强。
上述的植保专用共轴双桨无人直升机中，上螺旋桨22为正桨，工作时逆时针旋转，下螺旋桨23为反桨，工作时顺时针旋转。通过将上螺旋桨和下螺旋桨的安装方式和旋转方向相反，可有效的提高旋转时的升力，使得该植保专用共轴双桨无人直升机的载重量增大，更好的满足植保作业的要求。
上述的植保专用共轴双桨无人直升机中，在第三电机311的控制端和第四电机312的控制端均连接有电子调速器。通过电子调速器控制第三电机和第四电机的转速，可有效控制左螺旋桨与右螺旋桨的转速，使得左螺旋桨与右螺旋桨产生的推力能够根据需要适当调整，以完成无人机的转弯和变向操作，提高了该植保专用共轴双桨无人直升机的机动性。同时，该植保专用共轴双桨无人直升机中的左螺旋桨32与右螺旋桨33同向安装，保证了无人机能够快速顺利的转弯和变向，进一步提高了该植保专用共轴双桨无人直升机的机动性。
参见图5，上述的植保专用共轴双桨无人直升机中，喷洒装置4包括：植保药箱41以及喷洒漏斗42。植保药箱41与无人机本体1的底部固定连接。喷洒漏斗42固定设置于植保药箱41的下方，且与植保药箱41的内部腔体连通，在喷洒漏斗42的出药口设置有电控阀门。该植保专用共轴双桨无人直升机利用植保药箱存储植保药剂，并通过开启喷洒漏斗出药口处的电控阀门，以实现药剂喷洒工作。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，包括：无人机本体(1)、主旋翼装置(2)、尾旋翼装置(3)以及喷洒装置(4)；
所述主旋翼装置(2)包括：传动轴(21)、上螺旋桨(22)、下螺旋桨(23)、第一驱动装置(24)以及第二驱动装置(25)；
所述传动轴(21)安装于所述无人机本体(1)的上方；
所述上螺旋桨(22)和下螺旋桨(23)均与所述传动轴(21)固定连接；
所述第一驱动装置(24)和所述第二驱动装置(25)均与所述传动轴(21)驱动连接，且在所述第一驱动装置(24)和所述第二驱动装置(25)的驱动下，所述上螺旋桨(22)和下螺旋桨(23)能够以所述传动轴(21)为轴进行相互独立转动；
所述尾旋翼装置(3)包括：连杆(31)、左螺旋桨(32)以及右螺旋桨(33)；
所述连杆(31)的中部与所述无人机本体(1)的尾部固定连接，且在所述连杆(31)的两端分别设置有第三电机(311)以及第四电机(312)；
所述左螺旋桨(32)与所述第三电机(311)的动力输出端驱动连接，所述右螺旋桨(33)与所述第四电机(312)的动力输出端驱动连接；
所述喷洒装置(4)固定设置于所述机身(11)的下方。
2.根据权利要求1所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，所述传动轴(21)包括：主轴(211)以及轴套(212)；
所述轴套(212)转动套装于所述主轴(211)的外部；
所述上螺旋桨(22)固定套装于所述主轴(211)的上部，所述下螺旋桨(23)固定套装于所述轴套(212)的外部。
3.根据权利要求2所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，所述第一驱动装置(24)通过同步带(5)与所述主轴(211)驱动连接，且在所述主轴(211)的外侧壁沿周向设置有与所述同步带(5)内齿啮合的外齿；
所述第二驱动装置(25)通过同步带(5)与所述轴套(212)驱动连接，且在所述轴套(212)的外侧沿周向设置有与所述同步带(5)内齿啮合的外齿。
4.根据权利要求1或3所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，所述第一驱动装置(24)包括：电子调速器以及电机，所述电子调速器的输出端与所述电机的控制端连接，且所述电机的动力输出轴沿周向设置有与所述同步带(5)内齿啮合的外齿。
5.根据权利要求1或3所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，所述第二驱动装置(25)包括：电子调速器以及电机，所述电子调速器的输出端与所述电机的控制端连接，且所述电机的动力输出轴沿周向设置有与所述同步带(5)内齿啮合的外齿。
6.根据权利要求1所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，所述上螺旋桨(22)为正桨，工作时逆时针旋转，所述下螺旋桨(23)为反桨，工作时顺时针旋转。
7.根据权利要求1所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，在所述第三电机(311)的控制端和所述第四电机(312)的控制端均连接有电子调速器。
8.根据权利要求1所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，所述左螺旋桨(32)与所述右螺旋桨(33)同向安装。
9.根据权利要求1所述植保专用共轴双桨无人直升机，其特征在于，所述喷洒装置(4)包括：植保药箱(41)以及喷洒漏斗(42)；
所述植保药箱(41)与所述无人机本体(1)的底部固定连接；
所述喷洒漏斗(42)固定设置于所述植保药箱(41)的下方，且与所述植保药箱(41)的内部腔体连通，在所述喷洒漏斗(42)的出药口设置有电控阀门。
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