CN112960117A - 一种雾滴沉积率高的植保无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于植保无人机技术领域，提供了一种雾滴沉积率高的植保无人机，具有机身，机身连接有储料桶，储料桶与高压泵连接，机身安装有电池，机身底端具有四根起落杆，机身的六个侧表面具有机架，机架连接有无刷电机，无刷电机连接有螺旋桨，机架安装有喷头安装装置，喷头安装装置安装有静电电动喷头，静电电动喷头上端具有调节螺母，静电电动喷头下端具有飞轮，静电电动喷头具有金属喷嘴，机身的下端设有一用于检测雾滴沉积率的检测装置；由于安装了静电电动喷头以及检测装置，可以使得雾滴快速附着在作物叶片上下表面不易飘逸，并根据检测装置对雾滴沉积率的信息采集在线对无人机进行调整，从而使得雾滴沉积率高。

Description

一种雾滴沉积率高的植保无人机
技术领域
本发明属于植保无人机技术领域，尤其涉及一种雾滴沉积率高的植保无人机。
背景技术
植保无人机是用于农林植物保护作业的无人机，主要通过远程遥控实现喷洒药剂、播种、浇灌等作业，与传统地面机械植保作业相比，植保无人机可有效杜绝农药对植保作业人员的伤害；由于植保无人机采用喷雾方式进行喷药、浇灌、播种等，因此能大大减少原料消耗，节约成本；由于植保无人机喷药、灌溉时旋翼产生的向下气流能有效增加雾流对农作物的穿透性，因此防治、浇灌效果好。
而目前我国植保无人机对农作物的灌溉技术还处于初级阶段，许多植保无人机的喷雾技术存在着雾滴飘逸的问题，同时，雾滴沉积率的获取是有效提高喷雾效果的重要环节，但是目前关于田间在线实时快速检测技术的研究还较为缺乏，无法为喷施决策提供实时的反馈，植保无人机喷洒的药雾的雾滴沉积率不高，喷洒作业效率低。
因此，有必要提供一种新的雾滴沉积率高的植保无人机，以解决现有植保无人机喷洒的雾滴沉积率不高的技术问题。
发明内容
本发明提供一种雾滴沉积率高的植保无人机，旨在解决现有植保无人机喷洒的雾滴易飘逸、无法在线获取雾滴沉积率，导致沉积率不高的问题。
本发明是这样实现的，一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于:包括机身、静电电动喷头、螺旋桨、储料桶、电池、软管、机架、无刷电机、高压泵、储料桶安装槽、电池安装槽、机架安装孔、起落杆、螺纹连接头、调节螺母、金属喷嘴、飞轮、扇叶、提手、电池控制按钮、电池极耳、软管、喷头安装装置、出料口、入料管；机身最中间的位置设置有储料桶安装槽，储料桶安装槽中安装有储料桶，储料桶上表面连接有注料口和把手，储料桶通过入料管与高压泵连接，高压泵具有六个出料口；靠近储料桶安装槽处开有电池安装槽，电池安装槽中安装有电池，电池上表面具有提手，靠近提手的位置为电池控制按钮，电池底端为电池极耳；机身底端具有四根起落杆；机身的六个侧表面都具有机架安装孔，机架安装孔安装有机架，机架远离机身的一端的上侧连接有无刷电机，无刷电机连接有螺旋桨，螺旋桨具有三片扇叶，无刷电机与电池相连接，且受外部控制器控制；机架远离机身的一端的下侧安装有喷头安装装置，喷头安装装置通过螺纹连接头安装有静电电动喷头，静电电动喷头上端具有调节螺母，静电电动喷头内部开设液流槽，静电电动喷头下端具有飞轮，静电电动喷头最下端具有金属喷嘴，喷头安装装置的入液口通过软管与高压泵的出料口相连接，机身的下端设有一用于检测雾滴沉积率的检测装置。
更进一步地，静电电动喷头内部的液流槽为螺旋形。
更进一步地，液流槽和金属喷嘴通过喷头入液口和软管连接到高压泵的出料口，同时储料桶、高压泵、软管和静电电动喷头形成封闭的液体通道。
更进一步地，静电电动喷头处于螺旋桨的正下方。
更进一步地，检测装置包括云台以及雾滴沉积传感器，雾滴沉积传感器安装在云台上，云台设在机身的下侧表面，与储料桶安装槽相对的方向上，雾滴沉积传感器与电池相连接，且测试的数据可被外部接收器所接受，该传感器技术应为本领域技术人员的公知常识，故在此不做过多赘述。
更进一步地，电池长度较窄的两面上安装有卡销，机身的电池安装槽长度较窄的两条边的位置设置有卡销槽。
更进一步地，机身下部设置的起落杆的中间部位具有加固装置，同时在起落杆的最底部固定安装有垫脚。
更进一步地，高压泵整个装置通过四根连接销固接储料桶的正下方。
关于实施本发明的有益技术效果为：由于安装了静电电动喷头以及检测装置，可以使得雾滴快速附着在作物叶片上下表面不易飘逸，并根据检测装置对雾滴沉积率的信息采集在线对无人机进行调整，从而使得雾滴沉积率高。
附图说明
图1是本发明的装配示意图；
图2是本发明的静电电动喷头正视图；
图3是本发明的静电电动喷头剖面图；
图4是本发明的静电电动喷头内部结构示意图；
图5是本发明的仰视图；
图6是本发明的机身轴测图；
图7是本发明的电池轴测图；
图8是本发明的高压泵轴测图；
图9是本发明的在第二实施例中的装配结构示意图；
图10是本发明在第二实施例中的检测装置的部分结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，无刷电机8、高压泵9、雾滴沉积传感器172、上雾滴沉积传感器174以及下雾滴沉积传感器175为现有技术，为本技术领域人员的公知常识，在此不做赘述。
实施例一
参照图1-图8，本发明为一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于:包括机身1、静电电动喷头2、螺旋桨3、储料桶4、电池5、软管6、机架7、无刷电机8、高压泵9、储料桶安装槽11、电池安装槽12、机架安装孔13、起落杆14、螺纹连接头21、调节螺母22、金属喷嘴23、飞轮24、扇叶31、提手51、电池控制按钮52、电池极耳54、软管6、喷头安装装置71、出料口91、入料管93；机身1最中间的位置设置有储料桶安装槽11，储料桶安装槽11中安装有储料桶4，储料桶4上表面连接有注料口41和把手42，储料桶4通过入料管93与高压泵9连接，高压泵9具有六个出料口91；靠近储料桶安装槽11处开有电池安装槽12，电池安装槽12中安装有电池5，电池5上表面具有提手51，靠近提手51的位置为电池控制按钮52，电池5底端为电池极耳54；机身1底端具有四根起落杆14；机身1的六个侧表面都具有机架安装孔13，机架安装孔13安装有机架7，机架7远离机身1的一端的上侧连接有无刷电机8，无刷电机8连接有螺旋桨3，螺旋桨3具有三片扇叶31，无刷电机8与电池5相连接，且受外部控制器控制；
其中，机架7远离机身1的一端的下侧安装有喷头安装装置71，喷头安装装置71通过螺纹连接头21安装有静电电动喷头2，静电电动喷头2上端具有调节螺母22，通过调节调节螺母22实现高度的微调，利于纠正静电电动喷头2的高度；静电电动喷头2下端具有飞轮24，飞轮24为扇叶形，工作时使液滴由飞轮24甩出；静电电动喷头2最下端具有金属喷嘴23，喷头安装装置71的入液口通过软管6与高压泵9的出料口91相连接，常规喷头喷射药液时，药液喷射轨迹是离散的，可控性不好，所以导致叶片受药不均，在金属喷嘴23输出口增设一个用于导流的飞轮24，静电电动喷头2内部设有液流槽26，液流槽26的入口与金属喷嘴23出口连通、出口沿圆周运动的切向，在旋转过程中，药液受离心力沿切向输出，提高可控性，从而利于提高沉积率；机身1的下端设有一用于检测雾滴沉积率的检测装置17，优选的，检测装置17可采用红外热像仪测试喷雾前、后作物冠层温度,通过温度变化率来反映雾滴在水稻冠层的沉积效果。
参照图1-图8，静电电动喷头2内部的液流槽26为螺旋形，液流槽26的截面积和半径都是递减的，液体通过连续变小的液流槽26中的螺旋面的相切和碰撞后，变成微小的液珠喷出而形成雾状，该螺旋设计使得阻力系数降至最低，不会堵塞，从而降低了更换喷头的麻烦。液流槽26和金属喷嘴23通过喷头入液口25和软管6连接到高压泵9的出料口91，同时储料桶4、高压泵9、软管6和静电电动喷头2形成封闭的液体通道，料桶4、高压泵9、软管6和静电电动喷头2形成封闭的液体通道才能够使得本发明作业时候，能够使得喷洒的液体能够通过液压泵9顺利的泵出到静电电动喷头2中，从而完成正常作业。
参照图1，静电电动喷头2处于螺旋桨3的正下方，静电电动喷头2位于螺旋桨3的正下方，因为本发明为六旋翼无人机，在悬停时候会产生强大的下洗气流,会影响喷头喷出的药液雾滴在沉降过程中的运动轨迹,将引起药液雾滴的飘移或造成施药不均匀，而处于螺旋桨3的正下方能受到最小的影响，通过限定药液的流速来进一步降低螺旋桨对射流方向的影响。
参照图5，检测装置17包括云台171以及雾滴沉积传感器172，雾滴沉积传感器172安装在云台171上，云台171设在机身1的下侧表面，与储料桶安装槽11相对的方向上，云台171可保证雾滴沉积传感器172不随无人机晃动而摇动，以此能够提高检测结果的准确度；雾滴沉积传感器172与电池4相连接，且测试的数据可被外部接收器所接受，该传感器技术应为本领域技术人员的公知常识，故在此不做过多赘述，增加雾滴沉积传感器172，可以得到不同的数据，这样可以使得工作人员得到完整的数据，从而建立数据丰富的数据库，方便研究和进行下一次的作业。
参照图6以及图7，电池5长度较窄的两面上安装有卡销53，机身1的电池安装槽12长度较窄的两条边的位置设置有卡销槽121，卡销53和卡销槽121形成的连接方便拆卸、反复性好、工作安全可靠，因为无人机在空中飞行时候会有不可避免的振动，增加卡销53和卡销槽121可以进一步固定电池5，同时这种连接方式使得电池5拆卸方便，由于现有技术的限制，植保无人机完成一次完整的作业，往往需要多次的更换电池，本连接方式拆卸方便，减少了操作人员的工作量，增加了整个工作流程的效率。
参照图6，机身1下部设置的起落杆14的中间部位具有加固装置15，同时在起落杆14的最底部固定安装有垫脚16，因为本发明重量较重，同时完成一次喷洒工作往往需要频繁的起落，使得起落杆14经常受到外压力和应力，所以增加加固装置15，增加了承受应力的能力，增加了整个装置的安全性，安装垫脚16能够增加本发明与地面的接触面积，从而使得本发明起飞与降落时候更加稳定，从而间接增加了本发明的安全性。
参照图8，高压泵9整个装置通过四根连接销92固接储料桶4的正下方，通过连接销92的方式连接，能够进行精确的定位与连接，同时该技术成熟，使得价格便宜，同时连接稳定可靠，能够帮助高压泵9更稳定牢固地安装在储料桶4的下方，从而保证高压泵9与储料桶4连接的密闭性与稳定性。
本发明的工作原理为：工作时，首先通过卡销53和卡销槽121稳固安装好电池，之后通过按下电池控制按钮52为本发明的其他用电装置供电，之后打开注料口41，向其中注入需要喷洒的药液或者肥料，之后通过无人机遥控器控制本发明飞行到指定区域进行工作。工作时候，高压泵9将储料桶4中的药液通过软管6泵出到静电电动喷头2，通过液流槽26到金属喷嘴23喷出，由于静电电动喷头2本身带有静电，通过是由于飞轮24的高速旋转，喷出的药液带上静电，同时经过离心力粉碎成小雾滴被甩出飞轮24，由于电场力的作用，雾滴快速地附着在作物上，从而实现了雾滴沉积率高的目的。
关于实施本发明的有益技术效果为：由于安装了静电电动喷头2以及检测装置17，可以使得雾滴快速附着在作物叶片上下表面不易飘逸，并根据检测装置17对雾滴沉积率的信息采集在线对无人机进行调整，从而使得雾滴沉积率高。
实施例二
请参考图9-图10，在本实施例二中，其他结构不变，提供了另一种检测装置17的结构形式，旨在解决仅靠雾滴沉积传感器172无法实时真实地、较为精准地检测作物叶片上下表面上雾滴沉积率的问题，检测装置17还包括模拟叶片173，模拟叶片173通过一不锈钢弹簧176与加固装置15连接，即参考现实中植被叶片与其下部根茎的位置关系来设置，模拟叶片173上表面设有一上雾滴沉积传感器174，模拟叶片18下表面设有一下雾滴沉积传感器175，上雾滴沉积传感器174、下雾滴沉积传感器175与电池4相连接，且测试的数据可被外部接收器所接受，该传感器技术应为本领域技术人员的公知常识，故在此不做过多赘述，为了保证检测准确性，优选的，起落杆14采用电动伸缩式起落杆并受外界控制器控制；
其中，当无人机在空中作业时起落杆14伸长来降低加固装置15的高度以此降低模拟叶片173的高度，使模拟叶片173更接近作物叶片环境；工作时无人机螺旋桨3产生的乱流将会带动不锈钢弹簧21上的模拟叶片173模拟正在被喷雾的作物叶片翻转的相似运动，模拟叶片173上表面、下表面的上雾滴沉积传感器174、下雾滴沉积传感器175将会分别检测出模拟叶片173上表面、下表面上的雾滴沉积率，将数据实时反馈给外界控制器使无人机及时调整，使无人机在作业区域更换、作业环境不规则变化等不利条件下进行因地制宜喷雾作业；通过弹簧与模拟叶片的特定位置，即参考现实中植被叶片与其下部根茎的位置关系来设置，可更好的进行模拟，利于提高检测的准确性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于:包括机身(1)、静电电动喷头(2)、螺旋桨(3)、储料桶(4)、电池(5)、软管(6)、机架(7)、无刷电机(8)、高压泵(9)、储料桶安装槽(11)、电池安装槽(12)、机架安装孔(13)、起落杆(14)、螺纹连接头(21)、调节螺母(22)、金属喷嘴(23)、飞轮(24)、扇叶(31)、提手(51)、电池控制按钮(52)、电池极耳(54)、软管(6)、喷头安装装置(71)、出料口(91)以及入料管(93)；
所述机身(1)最中间的位置设置有储料桶安装槽(11)，所述储料桶安装槽(11)中安装有储料桶(4)，所述储料桶(4)上表面连接有注料口(41)和把手(42)，所述储料桶(4)通过入料管(93)与高压泵(9)连接，所述高压泵(9)具有六个出料口(91)；靠近所述储料桶安装槽(11)处开有电池安装槽(12)，所述电池安装槽(12)中安装有电池(5)，所述电池(5)上表面具有提手(51)，靠近所述提手(51)的位置为电池控制按钮(52)，所述电池(5)底端为电池极耳(54)；所述机身(1)底端具有四根起落杆(14)；所述机身(1)的六个侧表面都具有机架安装孔(13)，所述机架安装孔(13)安装有机架(7)，所述机架(7)远离所述机身(1)的一端的上侧连接有无刷电机(8)，所述无刷电机(8)连接有螺旋桨(3)，所述螺旋桨(3)具有三片扇叶(31)，所述无刷电机(8)与电池(5)相连接，且受外部控制器控制；所述机架(7)远离所述机身(1)的一端的下侧安装有喷头安装装置(71)，所述喷头安装装置(71)通过螺纹连接头(21)安装有静电电动喷头(2)，所述静电电动喷头(2)上端具有调节螺母(22)，所述静电电动喷头(2)下端具有飞轮(24)，所述静电电动喷头(2)内部开设液流槽(26)，所述静电电动喷头(2)最下端具有金属喷嘴(23)，所述喷头安装装置(71)的入液口通过软管(6)与所述高压泵(9)的出料口(91)相连接，所述机身(1)的下端设有一用于检测雾滴沉积率的检测装置(17)。
2.根据权利要求1所述的一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于：所述静电电动喷头(2)内部的液流槽(26)为螺旋形。
3.根据权利要求1或2所述的一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于：所述液流槽(26)和金属喷嘴(23)通过喷头入液口(25)和软管(6)连接到高压泵(9)的出料口(91)，同时储料桶(4)、高压泵(9)、软管(6)和静电电动喷头(2)形成封闭的液体通道。
4.根据权利要求1所述的一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于：所述静电电动喷头(2)处于所述螺旋桨(3)的正下方。
5.根据权利要求1所述的一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于：所述检测装置(17)包括云台(171)以及雾滴沉积传感器(172)，所述雾滴沉积传感器(172)安装在所述云台(171)上，所述云台(171)设在所述机身(1)的下侧表面，与所述储料桶安装槽(11)相对的方向上，所述雾滴沉积传感器(172)与所述电池(4)相连接，且测试的数据可被外部接收器所接受，该传感器技术应为本领域技术人员的公知常识，故在此不做过多赘述。
6.根据权利要求1所述的一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于：所述电池(5)长度较窄的两面上安装有卡销(53)，所述机身(1)的电池安装槽(12)长度较窄的两条边的位置设置有卡销槽(121)。
7.根据权利要求1所述的一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于：所述机身(1)下部设置的起落杆(14)的中间部位具有加固装置(15)，同时在所述起落杆(14)的最底部固定安装有垫脚(16)。
8.根据权利要求1所述的一种雾滴沉积率高的植保无人机，其特征在于：所述高压泵(9)整个装置通过四根连接销(92)固接所述储料桶(4)的正下方。
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