CN112173119B - 一种风动无人机喷洒系统 - Google Patents

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Abstract

一种风动无人机喷洒系统，包括无人机和集成在无人机上的喷洒装置，无人机包括机身、与机身连接的机臂、设在机臂外端的无刷电机和与无刷电机配合的螺旋桨；所述喷洒装置包括设在机身上的储药箱和设在机臂外端且于螺旋桨下方的旋转喷洒机构，旋转喷洒机构与无刷电机一一对应，储药箱通过导液管与旋转喷洒机构连接；所述旋转喷洒机构包括筒体、设在筒体下方的雾化盘、与雾化盘连接的齿轮加速组件和设在筒体内上部的风叶，螺旋桨旋转在下方形成的风场驱动风叶，风叶通过齿轮加速组件带动雾化盘，导液管的输出端对应雾化盘。充分利用无人机飞行时产生的风场，能够把风场利用起来作为喷洒装置的动力，喷洒装置本身无需额外动力也达到农药喷洒的效果。

Description

一种风动无人机喷洒系统
技术领域
本发明涉及无人机，尤其是一种风动无人机喷洒系统。
背景技术
近年来，随着科技的高速发展，嵌入式技术和无人机技术的相结合，给农业植保行业带来了新的机遇。由于人工成本的不断增加等等原因，导致了农业作业人员的短缺和作业效率的降低，并且人工喷洒农药因受地域条件限制，毁苗率过高、施药效果不理想。因此，使用农用无人机正是为了解决这一问题。现有的无人机农药喷洒装置，大多数都是需要额外的动力源，比如外加电力装置来进行喷洒工作，如中国专利公开号为CN105416588A一种无人机的喷洒模组，其包括喷洒件、动力装置、输送通道、动力连接件及管道连接件；动力装置被构造成驱动喷洒件转动；输送通道与喷洒件连通；动力连接件连接动力装置；管道连接件连接输送通道。这不仅仅需要消耗大量的无人机自身的电能，同时电力装置的成本高，还需要考虑电力装置对无人机系统本身的电气影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种风动无人机喷洒系统，充分利用无人机飞行时产生的风场，能够把风场利用起来作为喷洒装置的动力，喷洒装置本身无需额外动力也达到农药喷洒的效果，喷洒装置全部采用机械结构，不会对无人机的电气系统产生任何影响，而且成本低，使用寿命长。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种风动无人机喷洒系统，包括无人机和集成在无人机上的喷洒装置，所述无人机包括机身、与机身连接的机臂、设在机臂外端的无刷电机和与无刷电机配合的螺旋桨；所述喷洒装置包括设在机身上的储药箱和设在机臂外端且于螺旋桨下方的旋转喷洒机构，旋转喷洒机构与无刷电机一一对应，储药箱通过导液管与旋转喷洒机构连接；所述旋转喷洒机构包括筒体、设在筒体下方的雾化转盘、与雾化转盘连接的齿轮加速组件和设在筒体内上部的风叶，螺旋桨旋转在下方形成的风场驱动风叶，风叶通过齿轮加速组件带动雾化转盘，导液管的输出端对应雾化转盘。
本发明工作原理：当无人机飞行时，无人机下方会产生一个很强大的风场，尤其是在螺旋桨的下方位置，安装在机臂螺旋桨下方的喷洒装置能充分利用该风场，气流会进去喷洒装置的进风口，带动高效率的风叶进行旋转，风叶的高速旋转带动齿轮加速组件，转化为齿轮加速组件的动力源；动力经过齿轮加速组件进行变速运动，变速之后，会把该速能转化为高速旋转的动能，进而传输给雾化转盘；雾化转盘获取到动能之后，会进行高速旋转，从导液管过来的农药，滴在雾化转盘上加速甩出，进而实现雾化的效果；雾化后的水珠，再由风场吹动，可以喷洒在具体的农作物上，实现雾化喷药的效果。
作为改进，所述筒体通过连接件组件与机臂连接，所述连接件组件包括呈十字型的第一连接件和呈L型的第二连接件，第一连接件的四个连接外端弯曲并与筒体的上部连接，所述第二连接件包括水平设置的连接杆和与连接杆垂直的连接套，所述连接杆的一端与第一连接件的中部连接，连接杆的另一端与连接套连接，所述连接套设有穿孔，连接套套在机臂上。
作为改进，所述筒体包括中筒、设在中筒上端的上筒和设在中筒下端的下筒，所述中筒呈圆柱形，所述上筒包括上环形部和上锥型部，上环形部通过上锥型部与中筒连接，所述下筒包括下环形部和下锥型部，下环形部通过下锥型部与中筒连接。
作为改进，所述第一连接件的四个连接端通过螺栓连接在上环形部的内壁。
作为改进，所述导液管的输出端通过下筒的下环形部进入下筒内，下端内于雾化转盘的上方设有环形管，所述导液管的输出端与环形管连接，所述环形管的底部设有出液孔。
作为改进，所述齿轮加速组件包括上层组件和下层组件，所述上层组件包括上层板、第一齿轮和设置第一齿轮相对两侧的第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，风叶通过第一转轴与第一齿轮连接，第一齿轮和第二齿轮枢接在上层板上；所述下层组件包括下层板、第三齿轮和设置第三齿轮相对两侧的第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合，与第二齿轮接的第二转轴穿过上层板与第四齿轮连接，第三齿轮通过第三转轴与雾化转盘连接，第三齿轮和第四齿轮枢接在下层板上。
作为改进，所述齿轮加速组件设在中筒内，上层板和下层板通过螺栓固定在中筒的内壁。
作为改进，所述上层板和下层板呈十字，其四个边角形成通风风道。
作为改进，所述雾化转盘的中心由多层不同高度的圆平面构成，雾化转盘的边缘设有若干圆周均匀分布的旋转沟。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
（1）本发明不需要额外的动力源，利用无人机飞行时，螺旋桨旋转产生的风场，然后把风力气流转化为喷洒装置的动能，然后实现农药的雾化喷洒；
（2）本发明喷洒装置没有任何的电力装置，不产生额外的电气干扰信号，可以保证不影响无人机自身的电气系统，同时成本低，使用寿命长，农药雾化效果可控。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为喷洒装置立体图。
图3为喷洒装置俯视图。
图4为喷洒装置侧面视图。
图5为齿轮加速组件示意图。
图6为齿轮加速组件立体图。
图7为雾化转盘示意图。
图8为筒体与导液管配合的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
一种风动无人机喷洒系统，包括无人机和集成在无人机上的喷洒装置。
如图1所示，所述无人机包括机身1、与机身1连接得机臂6、设在机臂6外端的无刷电机和与无刷电机配合的螺旋桨4。
所述喷洒装置包括设在机身1上的储药箱2和设在机臂6外端且于螺旋桨4下方的旋转喷洒机构3，旋转喷洒机构3与无刷电机一一对应，储药箱2通过导液管5与旋转喷洒机构连接。本发明喷洒装置可适用不同类型的无人机，无人机的螺旋桨4数量也不受限制。
如图2至4所示，所述旋转喷洒机构3包括筒体31、设在筒体31下方的雾化转盘35、与雾化转盘35连接的齿轮加速组件36和设在筒体31内上部的风叶34。所述筒体31呈中间小，上下两端大的形状，筒体31呈竖直设置，其上端为进风口，下端为出风口；所述筒体31其包括中筒312、设在中筒312上端的上筒311和设在中筒312下端的下筒313；所述中筒312呈圆柱形，所述上筒311包括上环形部和上锥型部，上环形部通过上锥型部与中筒312连接，所述下筒313包括下环形部和下锥型部，下环形部通过下锥型部与中筒312连接。所述筒体31通过连接件组件与机臂6连接，所述连接件组件包括呈十字型的第一连接件32和呈L型的第二连接件33；第一连接件32的四个连接外端弯曲并通过螺栓与筒体31的上环形部内壁连接；所述第二连接件33包括水平设置的连接杆332和与连接杆332垂直的连接套331，所述连接杆332的一端与第一连接件32的中部连接，连接杆的另一端与连接套331连接，所述连接套331设有穿孔，连接套套331在机臂6上，该种安装结构不用破坏和改装无人机本身的结构，所以加装方便，也能使喷洒装置可靠的固定在机臂6的外端，适用范围广。
如图8所示，所述导液管5的输出端通过下筒313的下环形部进入下筒313内，下端内于雾化转盘35的上方设有环形管51，所述导液管5的输出端与环形管51连接，所述环形管51的底部设有出液孔52，储药箱2的内要经导液管5进入筒体31内，呈环形分布的出液孔52能将农药呈环形的滴落在雾化转盘35的中心，雾化转盘35旋转后能够360度范围将中心的农药甩出，因此农药喷洒更均匀。
如图5、6所示，所述齿轮加速组件36设在中筒312内，所述齿轮加速组件36包括上层组件和下层组件，上层组件位于下层组件的上方，二者通过齿轮和转轴实现联动；所述上层组件包括上层板361、第一齿轮362和设置第一齿轮362相对两侧的第二齿轮363，第一齿轮362大于第二齿轮363，且第一齿轮362与第二齿轮363啮合，风叶34位于第一齿轮362的针上方，风叶34通过第一转轴364与第一齿轮362连接，第一转轴364的下端通过轴承枢接在上层板361；所述下层组件包括下层板365、第三齿轮366和设置第三齿轮366相对两侧的第四齿轮367，第四齿轮367大于第三齿轮366，且第三齿轮366与第四齿轮367啮合，与第二齿轮363接的第二转轴368穿过上层板361与第四齿轮367连接并最终通过轴承枢接在下层板365上；第三齿轮366通过第三转轴369与雾化转盘35连接，第三转轴369穿过下层板365的轴承向下延伸至雾化转盘35的中心；所述上层板361和下层板365呈十字，其四端分别通过螺栓固定在中筒312的内壁，其四个边角形成通风风道无人机螺旋桨4形成的风场从筒体31的上端进入，经过中筒312通风风道流向筒体31的下端，形成风路循环。
如图7所示，所述雾化转盘35的中心由多层不同高度的圆平面351构成，雾化转盘35的边缘设有若干圆周均匀分布的旋转沟352；雾化转盘35与筒体31的下端设有间隔，一方面可以作为出风口，另外也不会阻碍雾化转盘35的转动，当风从环形出风口排出时，可以对雾化转盘35旋转沟352内的农药加速和打散，提高雾化效果。
无人机喷洒装置有很多种类型，比如有电动无刷电机带动旋转装置实现雾化喷洒，也有用电动装置实现其他形式的雾化喷洒，但是这些装置都需要额外的电动系统来为喷洒装置提供动力，同时需要消耗无人机自身的电能，并且容易对无人机本身的电力系统产生一些不必要的干扰，加大了无人机本身的负荷。同时喷洒系统需要对无人机的电力走线进行全局化考虑，并且量身定制，不利于喷洒装置的兼容性，再且，这些电动喷洒装置成本高，需要用到很多电子元件，无疑会增加无人机的成本。所以正是基于以上的考虑，本发明的喷洒装置采用全机械化结构，不使用额外的电能或者其他形式的动力能，充分利用无人机本身飞行时产生的风场，转化为喷洒装置的动力源，不消耗无人机本身的电能。由于是全机械结构，不会向外产生电信干扰信号，也不会对无人机本身的电能系统产生干扰，所以喷洒装置的安全性高；并且本发明装置在涉及的时候，也考虑到安装的方便，直接安装在无人机桨叶下方的一定距离，不用考虑具体的布线问题，安装上就可以实现农药的喷洒作业。

Claims (4)

1.一种风动无人机喷洒系统，包括无人机和集成在无人机上的喷洒装置，所述无人机包括机身、与机身连接的机臂、设在机臂外端的无刷电机和与无刷电机配合的螺旋桨；其特征在于：所述喷洒装置包括设在机身上的储药箱和设在机臂外端且于螺旋桨下方的旋转喷洒机构，旋转喷洒机构与无刷电机一一对应，储药箱通过导液管与旋转喷洒机构连接；所述旋转喷洒机构包括筒体、设在筒体下方的雾化转盘、与雾化转盘连接的齿轮加速组件和设在筒体内上部的风叶，螺旋桨旋转在下方形成的风场驱动风叶，风叶通过齿轮加速组件带动雾化转盘，导液管的输出端对应雾化转盘；
所述筒体通过连接件组件与机臂连接，所述连接件组件包括呈十字型的第一连接件和呈L型的第二连接件，第一连接件的四个连接外端弯曲并与筒体的上部连接，所述第二连接件包括水平设置的连接杆和与连接杆垂直的连接套，所述连接杆的一端与第一连接件的中部连接，连接杆的另一端与连接套连接，所述连接套设有穿孔，连接套套在机臂上；
所述筒体包括中筒、设在中筒上端的上筒和设在中筒下端的下筒，所述中筒呈圆柱形，所述上筒包括上环形部和上锥型部，上环形部通过上锥型部与中筒连接，所述下筒包括下环形部和下锥型部，下环形部通过下锥型部与中筒连接；
所述第一连接件的四个连接端通过螺栓连接在上环形部的内壁；
所述导液管的输出端通过下筒的下环形部进入下筒内，下筒 内于雾化转盘的上方设有环形管，所述导液管的输出端与环形管连接，所述环形管的底部设有出液孔；
所述齿轮加速组件包括上层组件和下层组件，所述上层组件包括上层板、第一齿轮和设置在 第一齿轮相对两侧的第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，风叶通过第一转轴与第一齿轮连接，第一齿轮和第二齿轮枢接在上层板上；所述下层组件包括下层板、第三齿轮和设置在 第三齿轮相对两侧的第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合，与第二齿轮连 接的第二转轴穿过上层板与第四齿轮连接，第三齿轮通过第三转轴与雾化转盘连接，第三齿轮和第四齿轮枢接在下层板上。
2.根据权利要求1所述的一种风动无人机喷洒系统，其特征在于：所述齿轮加速组件设在中筒内，上层板和下层板通过螺栓固定在中筒的内壁。
3.根据权利要求1所述的一种风动无人机喷洒系统，其特征在于：所述上层板和下层板呈十字，其四个边角形成通风风道。
4.根据权利要求1所述的一种风动无人机喷洒系统，其特征在于：所述雾化转盘的中心由多层不同高度的圆平面构成，雾化转盘的边缘设有若干圆周均匀分布的旋转沟。
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