CN111994282B - 一种可旋转的喷药无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可旋转的喷药无人机，通过设置角度调节装置，以实现对喷杆进行90°角度的转动，从而使喷杆上的喷头可进行竖直方向的喷药，有效提高喷杆的适用性，使喷药无人机可适用于水平喷药和竖直喷药；同时，通过设置旋转组件，以结合角度调节装置实现喷杆在绕铰接块进行转动的同时进行自转，以将转盘上两端水平向下的喷头调节至竖直相背，从而实现对喷杆两侧的农作物进行喷药，有效提高喷药的效率；另外，通过在限位环上设置驱动部件和转盘上设置传动齿轮，以使驱动部件驱动传动齿轮带动转盘进行转动，从而实现对转动90°角度后的竖直喷杆进行旋转喷药，实现对两侧农作物的多角度的竖直喷药，有效提高喷药的覆盖面积。
Description
技术领域
本发明涉及喷药无人机技术领域，具体涉及一种可旋转的喷药无人机。
背景技术
随着无人机技术的不断进步，各式各样的无人机运用于不同的领域；在农林和农业种植领域，无人机喷药也逐渐成为新的喷药方式；无人机喷药具有喷药速度快、自动化程度高、适合于大规模农业生产，极大地改变和促进了传统农业的科技发展，提高了农业生产率。现有技术中的喷药无人机通过在两侧设置喷杆，并在喷杆上设置喷头进行喷药；由于喷杆为固定式的，因此只能进行水平方向的喷药和水平方向上的旋转喷药，不能进行竖直方向的喷药和竖直方向的旋转喷药。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种可旋转的喷药无人机，旨在解决上述喷药无人机不能进行竖直方向的喷药和竖直方向的旋转喷药的问题。
本发明提供了一种可旋转的喷药无人机，包括机体，所述机体上设有支架，所述支架上设有限位环，所述限位环上可转动设有转盘，所述限位环上设有驱动部件，所述驱动部件与所述转盘进行传动连接；还包括喷杆，所述喷杆通过圆块铰接于所述转盘的一面，所述转盘上设有角度调节装置，所述角度调节装置与所述圆块进行铰接；所述转盘的底部设有用于对调节角度后的所述喷杆进行限位的限位装置；还包括旋转组件，所述旋转组件通过所述角度调节装置的带动使所述喷杆进行自转运动。
进一步地，所述角度调节装置包括步进电机、圆盘、第一连杆以及第二连杆，所述步进电机设于所述转盘上，所述圆盘连接于所述步进电机的输出端，所述第一连杆铰接于所述圆盘的上端，所述第二连杆铰接于所述圆盘的下端；所述第一连杆和所述第二连杆分别铰接于所述转盘两侧的所述圆块上，以使所述转盘两侧的所述圆块进行相反方向的同步转动。
进一步地，所述旋转组件包括调节锥齿轮和环形锥齿轮，所述调节锥齿轮设于所述喷杆的端部，所述环形锥齿轮设于所述转盘上，所述调节锥齿轮与所述环形锥齿轮进行啮合。
进一步地，所述驱动部件为驱动电机，所述驱动电机固定设于所述限位环上，所述转盘的中部固定设有传动齿轮，所述驱动电机的输出端通过齿轮与所述传动齿轮进行啮合，以使所述驱动电机驱动所述转盘在所述限位环上进行转动。
进一步地，所述限位装置包括滑道、滑杆、推杆、限位块以及第一电磁锁，所述滑道连接于所述转盘底侧，所述滑杆可活动位于所述滑道内，所述限位块连接于所述滑杆的端部，所述推杆的一端铰接于所述圆盘的一面，所述推杆的另一端铰接于所述限位块上；所述喷杆上设有限位杆，所述限位块上设有限位槽，所述第一电磁锁设于所述限位槽内，所述限位杆通过卡环与所述第一电磁锁进行插接配合。
进一步地，所述限位环的两侧设有矩形块，所述矩形块上设有卡槽，所述卡槽内设有第二电磁锁，所述限位杆通过所述卡环与所述第二电磁锁进行插接配合。
进一步地，所述转盘通过滚珠与所述限位环进行可转动配合。
进一步地，还包括第一按压开关和第二按压开关，所述第一按压开关设于所述转盘一侧的所述滑道上，所述第二按压开关设于所述转盘另一侧的所述滑道上；所述第一按压开关与所述第一电磁锁电性连接，所述第二按压开关与所述第二电磁锁电性连接。
进一步地，还包括药桶，所述药桶的底部设有可转动的连接管，所述连接管与所述转盘进行螺纹连接；所述药桶的两侧设有用于连接于所述支架上的连接部。
进一步地，还包括第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和所述第二滚轮成角度90°设于所述圆盘上，以使所述圆盘通过转动来对所述第一按压开关和所述第二按压开关进行开闭的控制。
相对现有技术，具有以下有益效果：
1.通过设置角度调节装置，以实现对喷杆进行90°角度的转动，从而使喷杆上的喷头可进行竖直方向的喷药，有效提高喷杆的适用性，使喷药无人机可适用于水平喷药和竖直喷药。
2.通过设置旋转组件，以结合角度调节装置实现喷杆在绕铰接块进行转动的同时进行自转，以将转盘上两端水平向下的喷头调节至竖直相背，从而实现对喷杆两侧的农作物进行喷药，有效避免喷头在跟随喷杆转动90°角度后朝内的问题出现，有效避免转盘两侧喷头相对造成喷药范围缩小的问题出现，有效提高喷药的效率。
3.通过在限位环上设置驱动部件和转盘上设置传动齿轮，以使驱动部件驱动传动齿轮带动转盘进行转动，从而实现对转动90°角度后的竖直喷杆进行旋转喷药，实现对两侧农作物的多角度的竖直喷药，有效提高喷药的覆盖面积。
4.通过设置限位装置，以实现对转动90°角度后的喷杆进行限位支撑，从而降低转盘在转动的过程中喷杆出现晃动造成喷药效果降低的问题出现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明一种可旋转的喷药无人机的示意图；
图2为本发明一种可旋转的喷药无人机的轴视图；
图3为本发明一种可旋转的喷药无人机的轴视图；
图4为本发明一种可旋转的喷药无人机的轴视图；
图5为本发明一种可旋转的喷药无人机的轴视图；
图6为本发明一种可旋转的喷药无人机的角度调节装置示意图；
图7为本发明一种可旋转的喷药无人机的旋转组件和限位装置示意图；
图8为本发明一种可旋转的喷药无人机的A局部放大示意图；
图9为本发明一种可旋转的喷药无人机的B局部放大示意图；
图10为本发明一种可旋转的喷药无人机的第一电磁锁和第二电磁锁结构示意图。
图中，1-机体；2-支架；3-限位环；4-转盘；5-旋翼；6-喷杆；7-圆块；8-药桶；9-连接管；10-支脚；11-喷头；12-电动水泵；21-步进电机；22-圆盘；23-第一连杆；24-第二连杆；31-调节锥齿轮；32-环形锥齿轮；40-滚珠；41-驱动部件；42-传动齿轮；43-齿轮；51-滑道；52-滑杆；53-推杆；54-限位块；55-第一电磁锁；56-矩形块；58-第二电磁锁；60-限位杆；61-电磁铁；62-锁杆；63-螺旋导线；64-弹簧；70-铰接块；80-连接部；541-限位槽；551-第一按压开关；552-第一滚轮；581-第二按压开关；582-第二滚轮。
具体实施方式
为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下：
实施例1：
如图1至图9所示，本发明提供了一种可旋转的喷药无人机，包括设有旋翼5的机体1，机体1上设有支架2，支架2上连接有支脚10；支架2上设有限位环3，限位环3上可转动设有转盘4，限位环3上设有驱动部件41，驱动部件41与转盘4进行传动连接，以通过驱动部件41驱动转盘4相对限位环3进行转动；还包括喷杆6，喷杆6通过圆块7铰接于转盘4的一面两侧，喷杆6上均布设有多个喷头11；转盘4上设有角度调节装置，角度调节装置与圆块7进行铰接，以通过角度调节装置驱动转盘4两侧的圆块7进行转动，从而使可转动位于圆块7内的喷杆6绕铰接块70进行转动；转盘4的底部设有用于对调节角度后的喷杆6进行限位的限位装置，以使转盘4两侧的喷杆6在绕铰接块70转动至竖直位置时可进行限位锁紧；通过限位装置对转动90°角度后的喷杆6进行进一步地限位支撑，以降低转盘4旋转的过程中喷杆6产生晃动的问题；还包括旋转组件，旋转组件通过角度调节装置的带动使喷杆6进行自转运动，以实现对喷头11进行调节。
进一步地，由于喷杆6可转动限位于圆块7内，喷杆6在角度调节装置的作用下绕铰接块70进行转动的同时，旋转组件带动喷杆6进行自转，以将水平向下的喷头11调节至竖直向外；进一步地，圆块7套接于喷杆6上，以通过喷杆6上位于圆块7两侧的圆环进行限位。
具体地，角度调节装置包括步进电机21、圆盘22、第一连杆23以及第二连杆24，步进电机21设于转盘4上，圆盘22连接于步进电机21的输出端，第一连杆23铰接于圆盘22的上端，第二连杆24铰接于圆盘22的下端；第一连杆23和第二连杆24分别铰接于转盘4两侧的圆块7上，以使转盘4两侧的圆块7进行相反方向的同步转动；具体地，圆盘22通过第一连杆23与转盘4一侧的圆块7进行水平连接，圆盘22通过第二连杆24与转盘4另一侧的圆块7成斜线连接，以使第二连杆24的一端铰接于圆块7顶部面上，第二连杆24的另一端铰接于圆盘22底部面上，以实现圆盘22转动的过程中带动转盘4两侧的圆块7进行反方向转动，以使转盘4两侧的喷杆6进行90°角度的转动；进一步地，第二连杆24与圆盘22铰接位置的连接孔为矩形孔(如图8所示)，以使圆盘22转动角度90°后，第二连杆24运动到水平位置时，圆块7正好转动角度90°，从而避免出现初始成斜线设置的第二连杆24因长度大于第一连杆23的长度，而造成圆盘22无法推动转盘4两侧的圆块7进行反方向转动的问题出现；通过设置矩形孔，可充分抵消掉第二连杆24长于第一连杆23的部分，从而使转盘4两侧的喷杆6在转动角度90°后，第一连杆23和第二连杆24位于同一水平线上；通过设置角度调节装置，以实现对喷杆6进行90°角度的转动，从而使喷杆6上的喷头11可进行竖直方向的喷药，有效提高喷杆6的适用性，使喷药无人机可适用于水平喷药和竖直喷药，以实现无人机在两排农作物之间进行近距离飞行喷药；且通过结合可转动的转盘4，可实现喷头11水平和竖直方向上的旋转喷药和定向喷药的功能。
具体地，旋转组件包括调节锥齿轮31和环形锥齿轮32调节锥齿轮31设于喷杆6的端部，环形锥齿轮32设于转盘4上，调节锥齿轮31与环形锥齿轮32进行啮合；进一步地，环形锥齿轮32为四分之一的锥齿轮，以使环形锥齿轮32的两端成角度90°设于转盘4上；转盘4上设有用于通过调节锥齿轮31的通槽，以使调节锥齿轮31可在圆块7的转动下从转盘4的底侧沿着环形锥齿轮32运动至转盘4的上侧；通过设置旋转组件，以结合角度调节装置实现喷杆6在绕铰接块70进行转动的同时进行自转，以将转盘4上两端水平向下的喷头11调节至竖直相背，从而实现对喷杆6两侧的农作物进行喷药，有效避免喷头11在跟随喷杆6转动90°角度后朝内的问题出现，有效避免转盘4两侧喷头11相对造成喷药范围缩小的问题出现，有效提高喷药的效率。
具体地，驱动部件41为驱动电机，驱动电机固定设于限位环3上，转盘4的中部固定设有传动齿轮42，驱动电机的输出端通过齿轮43与传动齿轮42进行啮合；驱动电机通过电性连接于机体1上的电池提供动力源，以使驱动电机驱动输出端的齿轮43进行转动，从而带动传动齿轮42进行转动，固定连接于传动齿轮42上的转盘4跟随传动齿轮42进行同步转动，以实现转盘4在限位环3上进行转动，从而带动设于转盘4下底面上的喷杆6进行旋转，以实现旋转喷药的作用；通过在限位环3上设置驱动部件41和转盘4上设置传动齿轮42，以使驱动部件41驱动传动齿轮42带动转盘4进行转动，从而实现对转动90°角度后的竖直喷杆6进行旋转喷药，实现对两侧农作物的多角度的竖直喷药，有效提高喷药的覆盖面积，且有效降低因农作物单方向上的叶子遮挡造成喷药喷不到根部的问题出现，可通过旋转的喷杆6带动喷头11进行多角度的喷药，以将药液对农作物进行多角度的喷淋，以提高喷药的效果和效率。
具体地，转盘4通过滚珠40与限位环3进行可转动配合，通过滚珠40限位于转盘4盒限位环3之间，以使转盘4可转动设于限位环3上。
实施例2：
如图9所示，结合实施例1的技术方案，本实施例中，可旋转的喷药无人机还包括药桶8，药桶8的底部设有可转动的连接管9，以使转盘4在转动的过程中不带动固定的药桶8进行转动，有效减少转盘4转动的负载；连接管9与转盘4进行螺纹连接，以通过螺纹连接的方式将连接管9固定连接于转盘4上，以通过转盘4转动带动连接管9进行同步转动；进一步地，连接管9与药桶8的可转动连接为密封连接，以防止药水从转动处渗漏；药桶8的两侧设有用于连接于支架2上的连接部80，以通过螺栓将药桶8固定于支架2上，且通过螺栓可对药桶8进行拆卸清理；具体地，转盘4的下底面设有电动水泵12，电动水泵12通过连接管9与药桶8进行连接，以将药桶8内的药液通过电动水泵12抽入喷杆6上的喷头11进行喷淋。
实施例3：
如图6和图7所示，结合实施例2的技术方案，本实施例中，限位装置包括滑道51、滑杆52、推杆53、限位块54以及第一电磁锁55，滑道51连接于转盘4底侧，滑杆52可活动位于滑道51内，限位块54连接于滑杆52的端部，推杆53的一端铰接于圆盘22的一面，推杆53的另一端铰接于限位块54上；喷杆6上设有限位杆60，限位块54上设有限位槽541，第一电磁锁55设于限位槽541内，限位杆60通过卡环(未示出)与第一电磁锁55进行插接配合；当步进电机21驱动圆盘22进行转动的过程中，圆盘22带动推杆53推动限位块54向下运动，喷杆6转动角度90°后限位杆60正好进入到限位槽541内，以使卡环能够与第一电磁锁55进行配合，从而有效对转盘4两侧的喷杆6进行限位支撑，以降低转盘4在旋转的过程中带动喷杆6进行晃动；通过设置限位装置，以实现对转动90°角度后的喷杆6进行限位支撑，从而降低转盘4在转动的过程中喷杆6出现晃动造成喷药效果降低的问题出现。
实施例4：
如图9和图10所示，结合实施例3的技术方案，本实施例中，限位环3的两侧设有矩形块56，矩形块56上设有卡槽(未示出)，卡槽内设有第二电磁锁58，限位杆60通过卡环与第二电磁锁58进行插接配合，以通过第二电磁锁58将限位杆60限位于矩形块56上，从而为喷杆6提供竖直方向上的支撑，有效加强喷杆6的强度；进一步地，卡槽的一侧为开槽结构，以使喷杆6在绕铰接块70进行转动的过程中不与矩形块56干涉。
具体地，第一电磁锁55和第二电磁锁58包括绕有螺旋导线63的电磁铁61，第一电磁锁55的锁杆62通过弹簧64设于限位块54内并位于限位槽541内；第二电磁锁58的锁杆62通过弹簧64设于矩形块56内并位于卡槽内，当螺旋导线63通电后，电磁铁61与锁杆62产生排斥作用，推动锁杆62向卡槽或限位槽541内进行运动，以插入卡环内；当螺旋导线63断电后，电磁铁61与锁杆62的排斥力消失，锁杆62在弹簧64的作用力下进行回位，以对卡环进行解锁。
实施例5：
如图8所示，结合实施例4的技术方案，本实施例中，可旋转的喷药无人机还包括第一按压开关551和第二按压开关581，第一按压开关551设于转盘4一侧的滑道51上，第二按压开关581设于转盘4另一侧的滑道51上；第一按压开关551与第一电磁锁55电性连接，以通过第一按压开关551来控制第一电磁锁55的开闭；第二按压开关581与第二电磁锁58电性连接，以通过第二按压开关581控制第二电磁锁58的开闭。
具体地，还包括第一滚轮552和第二滚轮582，第一滚轮552和第二滚轮582成角度90°设于圆盘22上，以使圆盘22通过转动来实现对第一按压开关551和第二按压开关581进行控制开闭；初始时，第一滚轮552位于圆盘22的最低处，第二滚轮582位于第二按压开关581上，此时，第二按压开关581为通路状态，第二电磁锁58的锁杆62位于限位杆60上的卡环内；由于卡环的内径大于锁杆62的直径，以使第二按压开关581在圆盘22的转动的瞬间可进行断路，从而使卡环脱离锁杆62的束缚，以使喷杆6能够绕铰接块70进行转动而不受约束。
以上，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种可旋转的喷药无人机，其特征在于，包括机体(1)，所述机体(1)上设有支架(2)，所述支架(2)上设有限位环(3)，所述限位环(3)上可转动设有转盘(4)，所述限位环(3)上设有驱动部件(41)，所述驱动部件(41)与所述转盘(4)进行传动连接；还包括喷杆(6)，所述喷杆(6)通过圆块(7)铰接于所述转盘(4)的一面，所述转盘(4)上设有角度调节装置，所述角度调节装置与所述圆块(7)进行铰接；所述转盘(4)的底部设有用于对调节角度后的所述喷杆(6)进行限位的限位装置；还包括旋转组件，所述旋转组件通过所述角度调节装置的带动使所述喷杆(6)进行自转运动；
所述旋转组件包括调节锥齿轮(31)和环形锥齿轮(32)，所述调节锥齿轮(31)设于所述喷杆(6)的端部，所述环形锥齿轮(32)设于所述转盘(4)上，所述调节锥齿轮(31)与所述环形锥齿轮(32)进行啮合。
2.根据权利要求1所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，所述角度调节装置包括步进电机(21)、圆盘(22)、第一连杆(23)以及第二连杆(24)，所述步进电机(21)设于所述转盘(4)上，所述圆盘(22)连接于所述步进电机(21)的输出端，所述第一连杆(23)铰接于所述圆盘(22)的上端，所述第二连杆(24)铰接于所述圆盘(22)的下端；所述第一连杆(23)和所述第二连杆(24)分别铰接于所述转盘(4)两侧的所述圆块(7)上，以使所述转盘(4)两侧的所述圆块(7)进行相反方向的同步转动。
3.根据权利要求2所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，所述驱动部件(41)为驱动电机，所述驱动电机固定设于所述限位环(3)上，所述转盘(4)的中部固定设有传动齿轮(42)，所述驱动电机的输出端通过齿轮(43)与所述传动齿轮(42)进行啮合，以使所述驱动电机驱动所述转盘(4)在所述限位环(3)上进行转动。
4.根据权利要求3所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，所述限位装置包括滑道(51)、滑杆(52)、推杆(53)、限位块(54)以及第一电磁锁(55)，所述滑道(51)连接于所述转盘(4)底侧，所述滑杆(52)可活动位于所述滑道(51)内，所述限位块(54)连接于所述滑杆(52)的端部，所述推杆(53)的一端铰接于所述圆盘(22)的一面，所述推杆(53)的另一端铰接于所述限位块(54)上；所述喷杆(6)上设有限位杆(60)，所述限位块(54)上设有限位槽(541)，所述第一电磁锁(55)设于所述限位槽(541)内，所述限位杆(60)通过卡环与所述第一电磁锁(55)进行插接配合。
5.根据权利要求4所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，所述限位环(3)的两侧设有矩形块(56)，所述矩形块(56)上设有卡槽，所述卡槽内设有第二电磁锁(58)，所述限位杆(60)通过所述卡环与所述第二电磁锁(58)进行插接配合。
6.根据权利要求3所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，所述转盘(4)通过滚珠(40)与所述限位环(3)进行可转动配合。
7.根据权利要求5所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，还包括第一按压开关(551)和第二按压开关(581)，所述第一按压开关(551)设于所述转盘(4)一侧的所述滑道(51)上，所述第二按压开关(581)设于所述转盘(4)另一侧的所述滑道(51)上；所述第一按压开关(551)与所述第一电磁锁(55)电性连接，所述第二按压开关(581)与所述第二电磁锁(58)电性连接。
8.根据权利要求1所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，还包括药桶(8)，所述药桶(8)的底部设有可转动的连接管(9)，所述连接管(9)与所述转盘(4)进行螺纹连接；所述药桶(8)的两侧设有用于连接于所述支架(2)上的连接部(80)。
9.根据权利要求7所述的可旋转的喷药无人机，其特征在于，还包括第一滚轮(552)和第二滚轮(582)，所述第一滚轮(552)和所述第二滚轮(582)成角度90°设于所述圆盘(22)上，以使所述圆盘(22)通过转动来对所述第一按压开关(551)和所述第二按压开关(581)进行开闭的控制。
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