CN112591095A - 一种农用喷药无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种农用喷药无人机，其包括无人机本体，所述无人机本体上安装有喷药装置以及药液箱；所述喷药装置包括多个喷头，所述喷头具有连接所述药液箱的药液入口以及连接气源的气流入口，所述喷头还具备气雾出口；由所述药液入口进入的药液以及由所述气流入口进入的气流两者经所述喷头处理后均由所述气雾出口喷出。本发明的农用喷药无人机通过设置气助式的喷头，气源提供的气流与被雾化的药液混合后从气雾出口喷出，可有效提升喷头的喷射效果，使得药雾可播撒至更远的地方，喷药无人机的瞬时喷药范围更广，如此可大幅提升喷药作业效率。

Description

一种农用喷药无人机
技术领域
本发明涉及一种农业装备技术领域，特别是涉及一种农用喷药无人机。
背景技术
由于无人机喷药作业方式具有高效、不损伤作物的特性，并随着无人机技术发展，尤其是其飞行稳定性、自主性及电源续航能力增加，使其替代了传统的人工喷药作为方式，成为喷药作业方式的主要方式。
现有的喷药无人机，其喷头的喷射效果差，使得无人机喷药的覆盖范围小，影响喷药效率。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种喷头的喷射距离远、喷药效率高的农用喷药无人机。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种农用喷药无人机，其包括无人机本体，所述无人机本体上安装有喷药装置以及药液箱；
所述喷药装置包括多个喷头，所述喷头具有连接所述药液箱的药液入口以及连接气源的气流入口，所述喷头还具备气雾出口；由所述药液入口进入的药液以及由所述气流入口进入的气流两者经所述喷头处理后均由所述气雾出口喷出。
进一步地，所述喷头包括外壳与雾化单元，所述外壳内具备气腔，所述气雾出口与所述气流入口对置设置并分别位于所述气腔的两侧；
所述雾化单元置于所述气腔内，且所述雾化单元的外壁与所述外壳的内壁之间形成有一圈供气流通过的环形气隙；
所述药液入口置于所述雾化单元的侧部，药液入口内药液的流向垂直于所述气雾出口的喷出方向。
进一步地，所述无人机本体为多旋翼无人机，其具备多个圆周阵列设置的电机，每个所述电机均具备朝上伸出的输出轴，且各电机的输出轴上均固定有旋翼；
所述电机具备鼓风部作为为所述喷头提供气流的气源。
进一步地，所述电机包括机壳，所述机壳内具备转子腔以及鼓风腔；所述转子腔内安装有转定子组件，所述转定子组件具备伸入所述鼓风腔内的轴端；
所述鼓风部包括设置在所述鼓风腔内的涡轮风扇，所述涡轮风扇固定在所述轴端上；所述鼓风腔的侧壁设置有出风口，所述鼓风腔的底部设置有入气口。
进一步地，所述喷头的数量与所述电机的数量相等；所有所述喷头呈圆周阵列排布；
所有所述出风口与所有所述喷头一一对应连接。
进一步地，所有所述喷头呈圆周阵列排布；所述农用喷药无人机还包括疏密调节机构，所述疏密调节机构用于调节所有所述喷头作向中心聚拢或向四周分散的运动。
进一步地，所述疏密调节机构包括对应于每一个所述喷头设置的连接杆组，所述连接杆组包括呈“人”字形铰接的第一连杆与第二连杆；所述药液箱为中间粗两边逐渐变细的结构，且其置于所有所述连接杆组之间；当所有所述喷头聚拢至最密的状态时，所述第一连杆与第二连杆均贴靠所述药液箱的外壁。
有益效果：本发明的农用喷药无人机通过设置气助式的喷头，气源提供的气流与被雾化的药液混合后从气雾出口喷出，可有效提升喷头的喷射效果，使得药雾可播撒至更远的地方，喷药无人机的瞬时喷药范围更广，如此可大幅提升喷药作业效率。
附图说明
附图1为喷药无人机的第一状态结构图；
附图2为附图1中A部分的放大结构图；
附图3为喷药无人机的第二状态结构图；
附图4为附图3中B部分的放大结构图；
附图5为喷头的结构图；
附图6为无人机本体的电机部分的结构图。
图中：1-无人机本体；11-电机；111-机壳；112-转子腔；113-鼓风腔；114-出风口；115-入气口；12-旋翼；13-机体；14-涡轮风扇；2-喷药装置；21-喷头；22-药液入口；23-气流入口；24-气雾出口；25-外壳；251-气腔；26-雾化单元；3-药液箱；4-疏密调节机构；41-第一连杆；42-第二连杆；43-机构座体；44-第三连杆；45-第四连杆；46-升降架；47-升降动力元件；48-第五连杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1与附图3所示的农用喷药无人机，其包括无人机本体1，所述无人机本体1上安装有喷药装置2以及药液箱3；
所述喷药装置2包括多个喷头21，所有喷头21呈圆周阵列排布构成喷头阵列，如附图5所示，所述喷头21具有连接所述药液箱3的药液入口22以及连接气源的气流入口23，所述喷头21还具备气雾出口24；由所述药液入口22进入的药液以及由所述气流入口23进入的气流两者经所述喷头21处理后均由所述气雾出口24喷出。由于气流与雾化后的药液(以下简称药雾)均由同一气雾出口24喷出，因此，气流与药雾会在气雾出口24处充分混合，气流的喷射速度高，其可裹挟着药雾使得药雾可飞行至更远的位置，提升喷头21的施药距离。
具体地，所述喷头21包括外壳25与雾化单元26，所述外壳25内具备气腔251，所述气雾出口24与所述气流入口23对置设置并分别位于所述气腔251的两侧；所述雾化单元26置于所述气腔251内，且所述雾化单元26的外壁与所述外壳25的内壁之间形成有一圈供气流通过的环形气隙；所述药液入口22置于所述雾化单元26的侧部，药液入口22内药液的流向垂直于所述气雾出口24的喷出方向，雾化单元26的药雾出口正对气雾出口24。通过上述结构，由于气雾出口24与所述气流入口23在一条线上，气流通过环形气隙后喷出速度受影响较小，且由于环形气隙围绕雾化单元26设置，气流通过环形气隙后可与雾化单元26的药雾出口出来的药雾充分混合并裹挟着药雾喷出。
上述雾化单元26的朝向气流入口23的一端以及背向气流入口23的一端均具有锥形结构以减少风阻，保证气流的喷出速度不受太大影响。
此外，由于喷头21的原理有赖于气源才能实现，若在无人机本体1上增加气源等结构会增加无人机本体1的负重，为了解决该问题，采用如下方案：所述无人机本体1为多旋翼无人机，其具备多个圆周阵列设置的电机11，每个所述电机11均具备朝上伸出的输出轴，且各电机11的输出轴上均固定有旋翼12；每个所述电机11均具备鼓风部作为为所述喷头21提供气流的气源。
具体地，如附图6所示，所述电机11包括机壳111，所述机壳111内具备转子腔112以及鼓风腔113；所述转子腔112内安装有转定子组件，所述转定子组件具备伸入所述鼓风腔113内的轴端；所述鼓风部包括设置在所述鼓风腔113内的涡轮风扇14，所述涡轮风扇14固定在所述轴端上；所述鼓风腔113的侧壁设置有出风口114，所述鼓风腔113的底部设置有入气口115。
如此，电机11一边驱动旋翼12转动以提供无人机飞行所需的升力，一边驱动涡轮风扇14运转以提供喷头21运行所需的气流，如此，无需增设其他形式的气源即可为喷头21提供气流，可避免增加无人机本体1的负重。
所述喷头21的数量与所述电机11的数量相等；所有所述喷头21呈圆周阵列排布；所有所述出风口114与所有所述喷头21一一对应连接。各出风口114与对应的喷头21之间通过气管连接。
优选地，所有所述喷头21呈圆周阵列排布；所述农用喷药无人机还包括疏密调节机构4，所述疏密调节机构4用于调节所有所述喷头21作向中心聚拢或向四周分散的运动，以改变喷头阵列的分布半径。通过调节喷头阵列的分布半径可以改变喷头组件作业的覆盖范围，以使得喷头组件可适应不同植物的喷涂需求，如：若农作物是一行一行种植的，且相邻两行农作物的间距较大，可通过疏密调节机构4使喷头阵列的分布半径变小，无人机可对农作物进行逐行喷药，减少喷药损失；若农作物是紧密成片种植的，可通过疏密调节机构4使喷头阵列的分布半径变大，如此，喷头组件的喷药范围大，可大幅提升喷药效率。
具体地，所述疏密调节机构4包括机构座体43，所述机构座体43上安装有与所述喷头21等数量的调节连杆；所述调节连杆包括连接杆组与驱动杆组；
如附图2与附图4所示，所述连接杆组包括第一连杆41与第二连杆42，所述第一连杆41的两端分别铰接在所述机构座体43以及所述第二连杆42的中部，第一连杆41与第二连杆42构成“人”字形结构；所述第二连杆42的下端安装有所述喷头21；所述第二连杆42的上端连接所述驱动杆组；
所述驱动杆组包括平置设置的第三连杆44，所述第三连杆44与所述机构座体43之间设置有两根第四连杆45，每根所述第四连杆45的两端均分别铰接在所述机构座体43及所述第三连杆44上；且两根所述第四连杆45两端的铰接轴所在位置构成平行四边形的四个角点。
通过上述结构，当第四连杆45转动，可带动连接杆组运转，以使得喷头阵列内的所有喷头21作聚拢运动或分散运动。
优选地，两个所述第四连杆45中，其中一个所述第四连杆45与所述机构座体43的铰接中心轴和所述第一连杆41与所述机构座体43的铰接中心轴同轴。如此，调节连杆中对应于每一个喷头21的连接杆组与驱动杆组布局紧凑，占有空间较少。
所述疏密调节机构4还包括动力组件，所述动力组件用于驱动所有所述驱动杆组同步运动，以驱动所有所述连接杆组运转。具体地，所述动力组件包括升降架46与升降动力元件47，所述升降动力元件47用于驱动所述升降架46作升降运动；所述升降架46上对应于每组所述驱动杆组均设置有一个第五连杆48；所述第五连杆48的两端分别铰接在所述升降架46及与其对应的所述驱动杆组的一个所述第四连杆45上。通过该结构，当升降动力元件47运转，升降架46可带动调节连杆中所有的连接杆组与驱动杆组运动。
无人机本体11具有置于整个所述机器人本体1中心的机体13；所述机构座体43安装在所述机体13的下方，所述药液箱3置于所有所述连接杆组之间。
所述药液箱3为中间粗两边细的结构，当所有所述喷头21聚拢至最密的状态时，所述第一连杆41与第二连杆42均贴靠(不一定接触)所述药液箱3的外壁。该布局方式合理，可使喷药无人机的结构紧凑，且重心降低，使得无人机的运行的稳定性。
所述升降架46置于所述机体13的上方，所述升降动力元件47的元件座体安装在所述机体13内，且所述升降动力元件47具有伸出至所述机体13之上并可相对于所述元件座体伸缩的伸缩部；所述伸缩部与所述升降架46驱动连接。
本发明的农用喷药无人机通过设置气助式的喷头，气源提供的气流与被雾化的药液混合后从气雾出口喷出，可有效提升喷头的喷射效果，使得药雾可播撒至更远的地方，喷药无人机的瞬时喷药范围更广，如此可大幅提升喷药作业效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种农用喷药无人机，其特征在于，其包括无人机本体(1)，所述无人机本体(1)上安装有喷药装置(2)以及药液箱(3)；
所述喷药装置(2)包括多个喷头(21)，所述喷头(21)具有连接所述药液箱(3)的药液入口(22)以及连接气源的气流入口(23)，所述喷头(21)还具备气雾出口(24)；由所述药液入口(22)进入的药液以及由所述气流入口(23)进入的气流两者经所述喷头(21)处理后均由所述气雾出口(24)喷出。
2.根据权利要求1所述的农用喷药无人机，其特征在于，所述喷头(21)包括外壳(25)与雾化单元(26)，所述外壳(25)内具备气腔(251)，所述气雾出口(24)与所述气流入口(23)对置设置并分别位于所述气腔(251)的两侧；
所述雾化单元(26)置于所述气腔(251)内，且所述雾化单元(26)的外壁与所述外壳(25)的内壁之间形成有一圈供气流通过的环形气隙；
所述药液入口(22)置于所述雾化单元(26)的侧部，药液入口(22)内药液的流向垂直于所述气雾出口(24)的喷出方向。
3.根据权利要求1所述的农用喷药无人机，其特征在于，所述无人机本体(1)为多旋翼无人机，其具备多个圆周阵列设置的电机(11)，每个所述电机(11)均具备朝上伸出的输出轴，且各电机(11)的输出轴上均固定有旋翼(12)；
所述电机(11)具备鼓风部作为为所述喷头(21)提供气流的气源。
4.根据权利要求1所述的农用喷药无人机，其特征在于，所述电机(11)包括机壳(111)，所述机壳(111)内具备转子腔(112)以及鼓风腔(113)；所述转子腔(112)内安装有转定子组件，所述转定子组件具备伸入所述鼓风腔(113)内的轴端；
所述鼓风部包括设置在所述鼓风腔(113)内的涡轮风扇(14)，所述涡轮风扇(14)固定在所述轴端上；所述鼓风腔(113)的侧壁设置有出风口(114)，所述鼓风腔(113)的底部设置有入气口(115)。
5.根据权利要求4所述的农用喷药无人机，其特征在于，所述喷头(21)的数量与所述电机(11)的数量相等；所有所述喷头(21)呈圆周阵列排布；
所有所述出风口(114)与所有所述喷头(21)一一对应连接。
6.根据权利要求1所述的农用喷药无人机，其特征在于，所有所述喷头(21)呈圆周阵列排布；所述农用喷药无人机还包括疏密调节机构(4)，所述疏密调节机构(4)用于调节所有所述喷头(21)作向中心聚拢或向四周分散的运动。
7.根据权利要求6所述的农用喷药无人机，其特征在于，所述疏密调节机构(4)包括对应于每一个所述喷头(21)设置的连接杆组，所述连接杆组包括呈“人”字形铰接的第一连杆(41)与第二连杆(42)；所述药液箱(3)为中间粗两边逐渐变细的结构，且其置于所有所述连接杆组之间；当所有所述喷头(21)聚拢至最密的状态时，所述第一连杆(41)与第二连杆(42)均贴靠所述药液箱(3)的外壁。
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