CN111846235A - 一种用于高续航植保无人机的中继补给装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，属于无人机中继装置领域，一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，本方案使用小容量的喷洒药箱解决无人机的续航问题，通过对小容量的喷洒药箱进行多次中继补给，实现无人机增加无人机航程的目的，通过现有的无人机航电控制技术控制无人机自动完成农药泼洒和农药补给工作，减小无人机农药播撒过程中人工操作的部分，不易影响无人机正常的农药喷洒工作，不易在农药喷洒过程出现无人机能源低下而造成的农药喷洒工作中断现象，可以实现改善无人机在农药喷洒过程中农药补给的问题，实现在无人机农药喷洒过程中快速自动补给，不易影响农药喷洒效率。
Description
技术领域
本发明涉及无人机中继补给装置领域，更具体地说，涉及一种用于高续航植保无人机的中继补给装置。
背景技术
植保无人机，是指用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等，随着无人机技术和航电控制等技术的发展，无人机现今已能实现在控制终端的控制下完成预定路线的飞行，同时无需人工操作，自行完成降落和起飞等任务，因此无人机在现实生活中被应用的更加广泛。
植保无人机具有作业高度低，飘移少，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等诸多优点。另外，电动无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50％的农药使用量，节约90％的用水量，这将很大程度的降低资源成本。用无人机喷洒的方式大大减少了人员聚集带来的接触风险。
然而无人机航程始终受制于现有的能源技术，传统的蓄电池难以保证无人机的高航程需求，而利用太阳能等新能源的无人机又会受制于无人机自身体量问题(太阳能电板及其发电装置需要无人机提供足够的载物空间)，而无人机的载荷通常会对无人机的航程有较大的约束，较大的载荷会加速无人机能源的消耗，因此植保无人机工作执行药物喷洒的过程中，携带的药箱重量会影响无人机航程，大容量的药箱虽然可支持较长时间的药物喷洒工作，但是无人机的能源供给系统却反而因自身容量的问题制约无人机的航程，影响农药喷洒工作的效率，而与之相反的，搭载小容量的药箱虽然解决了无人机的续航问题，但是在农药喷洒的过程需要无人机药箱进行人工补给或者直接选择更换药箱，也会影响农药喷洒效率。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，使用小容量的喷洒药箱解决无人机的续航问题，使无人机可以完成较高航程，不易在农药喷洒过程出现无人机能源低下而造成的农药喷洒中断现象，可以实现改善无人机在农药喷洒过程中农药补给的问题，实现在无人机农药喷洒过程中快速自动补给，不易影响农药喷洒效率。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，包括固定底座，所述固定底座内插接有与自身相匹配的立柱，所述固定底座的侧壁螺纹连接有锁紧螺钉，而锁紧螺钉贯穿固定底座侧壁并与立柱接触，所述立柱远离固定底座的一端固定连接有储药箱，所述储药箱内滑动连接有与自身相匹配的密封盖，所述储药箱的上端连接有锁定环，所述储药箱与锁定环之间通过多个卡扣实现固定连接，所述密封盖与锁定环之间连接有压力传感器，所述压力传感器与锁定环固定连接，所述密封盖呈山坡状凸起，所述密封盖上固定连接有定位管，所述定位管贯穿密封盖并与储药箱内部相连通，所述定位管位于密封盖凸起最高处，所述定位管侧壁上开凿有输液孔，所述输液孔内固定连接有与自身相匹配的防杂网，所述密封盖的上侧放置有与自身相匹配的载药箱体，所述载药箱体插接有与定位管相匹配的补给管，所述补给管的一端贯穿载药箱体并延伸至载药箱体内，所述补给管的侧壁上开凿有进液孔，所述进液孔内固定连接有与自身相匹配的滤网，且定位管插在补给管内时，防杂网与滤网的位置相匹配。
进一步的，一种用于高续航植保无人机的中继补给装置的使用方法，其主要步骤包括：
S1、农药喷洒准备，前往需要进行农药喷洒任务的区域，使用无人机进行试飞，勘测待泼洒区域的地形，合理规划无人机在进行泼洒任务过程的行进路线，减小无人机泼洒过程的航程需求，根据泼洒任务农药总量和载药箱体的装载量计算无人在泼洒任务中需要补充农药的次数，同时并根据上述算得的次数等分任务行进路线，并获取分割点，在农药喷洒任务区域选择固定底座的设置地点；
S2、设置中继装置，在S1、农药喷洒准备中选择的设置地点组合安装中继装置，；
S3、执行泼洒任务，无人机携带载药箱体进行按照S1、农药喷洒准备中规划的行进路线进行泼洒任务，在无人机运动至分割点时，自动前往储药箱所在的位置进行农药的自动补充，结束农药补充后，重新回到预先规划的行进路线中继续进行泼洒任务。
进一步的，所述S1、农药喷洒准备中，固定底座设置地点需满足附近没有高层植被，技术人员便于施工，固定底座可以牢固的固定在设置地点，同时设置地点与多个分割点之间路线总和较短。
进一步的，所述S2、设置中继装置中，所述立柱可以选用电动推杆，技术人员可以利用控制终端对立柱的长度进行调控，进而调控储药箱的高度，在无人机进行泼洒任务过程中，立柱推动储药箱运动至无人机飞行高度稍低的区域，放那边无人机下落和起飞，而在技术人员需要多储药箱进行维护或清理时，则立柱推动储药箱运动至最低点，便于技术人员操作。
进一步的，所述储药箱内壁开凿有多个限位滑槽，所述密封盖的侧壁上固定连接有多个与限位滑槽相匹配的限位滑块，通过限位滑块与限位滑槽之间的配合实现对密封盖滑行的限位，使密封盖不易在滑行的过程中出现转动、侧覆等现象，不易影响储药箱整体的密封效果。
进一步的，所述补给管与载药箱体顶板之间固定连接有压缩弹簧，压缩弹簧可以辅助补给管下落，处于压缩状态的压缩弹簧，增加补给管下落速率，增加补给管的密封效果。
进一步的，所述补给管与载药箱体顶板之间固定连接有复位伸缩杆，且复位伸缩杆插接在压缩弹簧内侧，复位伸缩杆可以有效的保护压缩弹簧，使得压缩弹簧不易发生非工作向形变，不易造成压缩弹簧因过量形变而损坏。
进一步的，所述定位管与补给管之间连接有密封胶环，所述密封胶环与补给管固定连接，所述补给管与载药箱体之间连接有密封胶套，所述密封胶套与载药箱体固定连接，密封胶套和密封胶环可以分别增加载药箱体与补给管和定位管与补给管之间的密封性使得农药不易在泼洒过程中外泄。
进一步的，所述载药箱体的外壁固定连接有清洁纤维毡，所述清洁纤维毡有多个弹性纤维构成，所述弹性纤维远离载药箱体的一端为三维螺旋结构，相邻所述的弹性纤维远离载药箱体的一端相互纠缠在一起，所述清洁纤维毡与储药箱内壁过盈配合，使得载药箱体在下压和从储药箱上取出时，清洁纤维毡可以对储药箱内壁进行清理，并将杂物锁在清洁纤维毡内，从储药箱内带出，对储药箱进行清理维护。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本方案使用小容量的喷洒药箱解决无人机的续航问题，通过对小容量的喷洒药箱进行多次中继补给，实现无人机增加无人机航程的目的，通过现有的无人机航电控制技术控制无人机自动完成农药泼洒和农药补给工作，减小无人机农药播撒过程中人工操作的部分，不易影响无人机正常的农药喷洒工作，不易在农药喷洒过程出现无人机能源低下而造成的农药喷洒工作中断现象，可以实现改善无人机在农药喷洒过程中农药补给的问题，实现在无人机农药喷洒过程中快速自动补给，不易影响农药喷洒效率。
附图说明
图1为本发明的中继补给装置的主要结构爆炸图；
图2为本发明的中继补给装置结构示意图；
图3为本发明的中继补给装置的正面剖视图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为图3中B处的结构示意图；
图6为本发明的中继补给装置的储药箱待机时的正面剖视图；
图7为本发明的无人机载药箱进行补充作业时的正面剖视图。
图中标号说明：
1固定底座、2锁紧螺钉、3立柱、4储药箱、5输药管、6限位滑槽、7密封盖、8锁定环、9定位管、10防杂网、11载药箱体、12补给管、13滤网、14密封胶套。15密封胶环、16复位伸缩杆、17压缩弹簧、18清洁纤维毡。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-5，一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，包括固定底座1，固定底座1内插接有与自身相匹配的立柱3，固定底座1的侧壁螺纹连接有锁紧螺钉2，而锁紧螺钉2贯穿固定底座1侧壁并与立柱3接触，，立柱3远离固定底座1的一端固定连接有储药箱4，储药箱4内滑动连接有与自身相匹配的密封盖7，储药箱4的上端连接有锁定环8，储药箱4与锁定环8之间通过多个卡扣实现固定连接，密封盖7与锁定环8之间连接有压力传感器，压力传感器与锁定环8固定连接，密封盖7呈山坡状凸起，密封盖7上固定连接有定位管9，定位管9贯穿密封盖7并与储药箱4内部相连通，定位管9位于密封盖7凸起最高处，定位管9侧壁上开凿有输液孔，输液孔内固定连接有与自身相匹配的防杂网10，密封盖7的上侧放置有与自身相匹配的载药箱体11，载药箱体11插接有与定位管9相匹配的补给管12，补给管12的一端贯穿载药箱体11并延伸至载药箱体11内，补给管12的侧壁上开凿有进液孔，进液孔内固定连接有与自身相匹配的滤网13，且定位管9插在补给管12内时，防杂网10与滤网13的位置相匹配。
一种用于高续航植保无人机的中继补给装置的使用方法，其主要步骤包括：
S1、农药喷洒准备，前往需要进行农药喷洒任务的区域，使用无人机进行试飞，勘测待泼洒区域的地形，合理规划无人机在进行泼洒任务过程的行进路线，减小无人机泼洒过程的航程需求，根据泼洒任务农药总量和载药箱体11的装载量计算无人在泼洒任务中需要补充农药的次数，同时并根据上述算得的次数等分任务行进路线，并获取分割点，在农药喷洒任务区域选择固定底座1的设置地点；
S2、设置中继装置，在S1、农药喷洒准备中选择的设置地点组合安装中继装置；
S3、执行泼洒任务，无人机携带载药箱体11进行按照S1、农药喷洒准备中规划的行进路线进行泼洒任务，在无人机运动至分割点时，自动前往储药箱4所在的位置进行农药的自动补充，结束农药补充后，重新回到预先规划的行进路线中继续进行泼洒任务。
其中，为了正常完成上述的泼洒任务，中继装置除了需要上述主要结构外，还需配设部分对于本领域技术人员而言为公知技术的辅助设备，对于本方案中出现的涉电装置，包括但不仅限于立柱3、压力传感器和无人机等结构均电性连接有控制终端，控制终端用于控制对应涉电装置的正常工作。
对于储药箱4而言，储药箱4内壁的下端固定连接有输药管5，输药管5的一端贯穿储药箱4的底板并延伸至储药箱4内，输药管5的另一端则农药存放装置相连通，且农药存放装置内放置有高压水泵，输药管5与高压水泵相连通，在密封盖7被载药箱体11下压与锁定环8分离时，与锁定环8固定连接的压力传感器受到的压力变小，而控制终端在接收到锁定环8的电信号后会启动高压水泵，将农药存放装置内的农药输入储药箱4内，随着储药箱4内农药量增多，农药会通过定位管9和补给管12进入载药箱体11内，完成农药的补给工作，在无人机携带载药箱体11离开储药箱4后，高压水泵继续向储药箱4内注入农药，直至农药将密封盖7重新顶回图4所示的位置，此时锁定环8重新检测到密封盖7的压力，高压水泵停止工作，避免储药箱4内农药外泄。
对于载药箱体11而言，载药箱体11的槽底板上还需均匀开凿有喷洒孔，喷洒孔内固定连接有与自身相匹配的雾化喷头，通过雾化喷头喷洒农药。
其中密封盖7设置为山坡状凸起，使得密封盖7表面不易堆积杂物和异物，同时密封盖7选用低密度材料制成，可以被液体农药浮起，同时输液孔开凿在定位管9的边也可以有效防止外界异物直接穿过输液孔进入储药箱4内，在无人机携带载药箱体11运动到图2所示的位置时，在无人机和载药箱体11自重的作用下，将密封盖7下压，此时密封盖7与锁定环8结束接触，高压水泵向储药箱4内注入农药，同时密封盖7在下降的过程中压缩储药箱4内农药存放的空间，将农药挤压到载药箱体11内，完成农药的补充，在无人机携带载药箱体11飞离储药箱4时，在补给管12自重的作用下，向下滑落直至滤网13运动到载药箱体11的下侧，此时滤网13不在连通载药箱体11与外界，完成对载药箱体11的密封，完成载药箱体11的农药补给工作。
本方案使用小容量的喷洒药箱解决无人机的续航问题，使无人机可以完成较高航程，不易在农药喷洒过程出现无人机能源低下而造成的农药喷洒中断现象，可以实现改善无人机在农药喷洒过程中农药补给的问题，实现在无人机农药喷洒过程中快速自动补给，不易影响农药喷洒效率。
请参阅图4和图6，储药箱4内壁开凿有多个限位滑槽6，密封盖7的侧壁上固定连接有多个与限位滑槽6相匹配的限位滑块，通过限位滑块与限位滑槽6之间的配合实现对密封盖7滑行的限位，使密封盖7不易在滑行的过程中出现转动、侧覆等现象，不易影响储药箱4整体的密封效果，请参阅图5和图7，补给管12与载药箱体11顶板之间固定连接有压缩弹簧17，压缩弹簧17可以辅助补给管12下落，处于压缩状态的压缩弹簧17，增加补给管12下落速率，增加补给管12的密封效果，补给管12与载药箱体11顶板之间固定连接有复位伸缩杆16，且复位伸缩杆16插接在压缩弹簧17内侧，复位伸缩杆16可以有效的保护压缩弹簧17，使得压缩弹簧17不易发生非工作向形变，不易造成压缩弹簧17因过量形变而损坏，定位管9与补给管12之间连接有密封胶环15，密封胶环15与补给管12固定连接，补给管12与载药箱体11之间连接有密封胶套14，密封胶套14与载药箱体11固定连接，密封胶套14和密封胶环15可以分别增加载药箱体11与补给管12和定位管9与补给管12之间的密封性使得农药不易在泼洒过程中外泄。
请参阅图3和图4，载药箱体11的外壁固定连接有清洁纤维毡18，清洁纤维毡18有多个弹性纤维构成，弹性纤维远离载药箱体11的一端为三维螺旋结构，相邻的弹性纤维远离载药箱体11的一端相互纠缠在一起，清洁纤维毡18与储药箱4内壁过盈配合，使得载药箱体11在下压和从储药箱4上取出时，清洁纤维毡18可以对储药箱4内壁进行清理，并将杂物锁在清洁纤维毡18内，从储药箱4内带出，对储药箱4进行清理维护。
本方案使用小容量的喷洒药箱解决无人机的续航问题，通过对小容量的喷洒药箱进行多次中继补给，实现无人机增加无人机航程的目的，通过现有的无人机航电控制技术控制无人机自动完成农药泼洒和农药补给工作，减小无人机农药播撒过程中人工操作的部分，不易影响无人机正常的农药喷洒工作，不易在农药喷洒过程出现无人机能源低下而造成的农药喷洒工作中断现象，可以实现改善无人机在农药喷洒过程中农药补给的问题，实现在无人机农药喷洒过程中快速自动补给，不易影响农药喷洒效率。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，包括固定底座(1)，所述固定底座(1)内插接有与自身相匹配的立柱(3)，所述固定底座(1)的侧壁螺纹连接有锁紧螺钉(2)，而锁紧螺钉(2)贯穿固定底座(1)侧壁并与立柱(3)接触，其特征在于：所述立柱(3)远离固定底座(1)的一端固定连接有储药箱(4)，所述储药箱(4)内滑动连接有与自身相匹配的密封盖(7)，所述储药箱(4)的上端连接有锁定环(8)，所述储药箱(4)与锁定环(8)之间通过多个卡扣实现固定连接，所述密封盖(7)与锁定环(8)之间连接有压力传感器，所述压力传感器与锁定环(8)固定连接，所述密封盖(7)呈山坡状凸起，所述密封盖(7)上固定连接有定位管(9)，所述定位管(9)贯穿密封盖(7)并与储药箱(4)内部相连通，所述定位管(9)位于密封盖(7)凸起最高处，所述定位管(9)侧壁上开凿有输液孔，所述输液孔内固定连接有与自身相匹配的防杂网(10)，所述密封盖(7)的上侧放置有与自身相匹配的载药箱体(11)，所述载药箱体(11)插接有与定位管(9)相匹配的补给管(12)，所述补给管(12)的一端贯穿载药箱体(11)并延伸至载药箱体(11)内，所述补给管(12)的侧壁上开凿有进液孔，所述进液孔内固定连接有与自身相匹配的滤网(13)，且定位管(9)插在补给管(12)内时，防杂网(10)与滤网(13)的位置相匹配。
2.根据权利要求1所述的，一种用于高续航植保无人机的中继补给装置的使用方法，其特征在于：其主要步骤包括：
S1、农药喷洒准备，前往需要进行农药喷洒任务的区域，使用无人机进行试飞，勘测待泼洒区域的地形，合理规划无人机在进行泼洒任务过程的行进路线，减小无人机泼洒过程的航程需求，根据泼洒任务农药总量和载药箱体(11)的装载量计算无人在泼洒任务中需要补充农药的次数，同时并根据上述算得的次数等分任务行进路线，并获取分割点，在农药喷洒任务区域选择固定底座(1)的设置地点；
S2、设置中继装置，在S1、农药喷洒准备中选择的设置地点组合安装中继装置；
S3、执行泼洒任务，无人机携带载药箱体(11)进行按照S1、农药喷洒准备中规划的行进路线进行泼洒任务，在无人机运动至分割点时，自动前往储药箱(4)所在的位置进行农药的自动补充，结束农药补充后，重新回到预先规划的行进路线中继续进行泼洒任务。
3.根据权利要求2所述的一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，其特征在于：所述S1、农药喷洒准备中，固定底座(1)设置地点需满足附近没有高层植被，技术人员便于施工，固定底座(1)可以牢固的固定在设置地点，同时设置地点与多个分割点之间路线总和较短。
4.根据权利要求2所述的，一种用于高续航植保无人机的中继补给装置的使用方法，其特征在于：述S2、设置中继装置中，所述立柱(3)可以选用电动推杆。
5.根据权利要求1所述的，一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，其特征在于：所述储药箱(4)内壁开凿有多个限位滑槽(6)，所述密封盖(7)的侧壁上固定连接有多个与限位滑槽(6)相匹配的限位滑块。
6.根据权利要求1所述的一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，其特征在于：所述补给管(12)与载药箱体(11)顶板之间固定连接有压缩弹簧(17)。
7.根据权利要求1所述的一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，其特征在于：所述补给管(12)与载药箱体(11)顶板之间固定连接有复位伸缩杆(16)，且复位伸缩杆(16)插接在压缩弹簧(17)内侧。
8.根据权利要求1所述的一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，其特征在于：，所述定位管(9)与补给管(12)之间连接有密封胶环(15)，所述密封胶环(15)与补给管(12)固定连接，所述补给管(12)与载药箱体(11)之间连接有密封胶套(14)，所述密封胶套(14)与载药箱体(11)固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于高续航植保无人机的中继补给装置，其特征在于：所述载药箱体(11)的外壁固定连接有清洁纤维毡(18)，所述清洁纤维毡(18)有多个弹性纤维构成，所述弹性纤维远离载药箱体(11)的一端为三维螺旋结构，相邻所述的弹性纤维远离载药箱体(11)的一端相互纠缠在一起。
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