CN113460307B - 一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱 - Google Patents

一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，包括安装在植保无人机上的外机箱，所述外机箱顶端敞开且内部设有药液储存罐，所述外机箱内部底端设有支撑药液储存罐的托板，所述外机箱侧壁顶端设有卡接药液储存罐的第一卡接机构；所述药液储存罐内部底壁上设有磁力转子，所述外机箱内部底壁上设有与磁力转子配合使用的磁力搅拌电机；所述第一卡接机构对称设有一对，每组所述第一卡接机构均包括开设在外机箱侧壁顶端的凹槽、竖板、U形架和第一弹簧，所述竖板竖直位于凹槽内且底端与凹槽转动连接，所述外机箱外侧壁上与凹槽顶部对应的位置水平设有U形架。该植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，结构合理，实用性强，可广泛推广。

Description

一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱
技术领域
本发明属于农业设备技术领域，具体涉及一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱。
背景技术
实施乡村振兴战略不仅要提高农业产业的全面升级，最基本、最重要的一点，就是要提升农业竞争力和可持续发展能力，最终实现农业农村现代化；农业无人机作为现代化农业的重要组成部分，因其较传统喷洒农药、肥料相比有更高的工作效率、安全性、穿透性等优点，近年来被广泛应用于“田间地头”，保持了较高的热度。
“植保”无人机作为农业无人机的一种，是精准农业的重要组成部分，其具备高效率、高精度和高环保等优势，支持了“农药零增长”目标的达成；当前，应用“植保”无人机在喷施生物农药过程中存在一定的问题，如“植保”无人机作业受气候影响大，由于携带有药箱，空气阻力较大，从而增加了功耗；药液进行稀释之后会产生沉淀或者结晶等现象，容易造成喷头堵塞，针对上述问题，本发明提出一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，包括安装在植保无人机上的外机箱，所述外机箱顶端敞开且内部设有药液储存罐，所述外机箱内部底端设有支撑药液储存罐的托板，所述外机箱侧壁顶端设有卡接药液储存罐的第一卡接机构；
所述药液储存罐内部底壁上设有磁力转子，所述外机箱内部底壁上设有与磁力转子配合使用的磁力搅拌电机；
所述第一卡接机构对称设有一对，每组所述第一卡接机构均包括开设在外机箱侧壁顶端的凹槽、竖板、U形架和第一弹簧，所述竖板竖直位于凹槽内且底端与凹槽转动连接，所述外机箱外侧壁上与凹槽顶部对应的位置水平设有U形架，所述U形架与竖板顶部之间通过第一弹簧连接，所述竖板靠近药液储存罐一端面的顶部设有与药液储存罐顶端面卡接的三角形卡块；
所述外机箱朝向植保无人机头部的一侧设有降阻机构，所述降阻机构为锥形结构的导流壳罩，所述导流壳罩的两侧壁上水平开设有若干道通孔。
优选的，所述外机箱内设有自动控制电子元件，自动控制电子元件与安装在植保无人机上的无人机信号收发器连接，无人机信号收发器通过互联网与地面控制终端无线连接。
优选的，所述自动控制电子元件包括并排安装在外机箱内部底端壁上的电池、Arduino控制主板、L298N直流电机驱动模块以及安装在药液储存罐内部的液位传感器，电池分别为Arduino控制主板、L298N直流电机驱动模块以及磁力搅拌电机供电，L298N直流电机驱动模块和液位传感器用于接收来自Arduino控制主板的控制信号，L298N直流电机驱动模块控制磁力搅拌电机旋转。
优选的，所述药液储存罐顶端面上设有顶盖，所述顶盖通过一对第二卡接机构与药液储存罐侧壁卡接，所述顶盖上居中设有连接口，所述连接口的两侧设有安装把手，所述顶盖底端竖直设有与连接口连通的导向柱，所述导向柱上水平滑动套设有浮板，所述浮板侧壁与药液储存罐内壁滑动抵接。
优选的，所述导向柱底端套设有限位板，所述导向柱与磁力转子之间设有防护件。
优选的，所述防护件包括水平位于导向柱和磁力转子之间的板框，所述板框中部安装有隔网，且所述板框通过支杆固定在药液储存罐内部底壁上。
优选的，所述第二卡接机构包括竖直固定在药液储存罐侧壁顶端的套环、壳罩、推板、第二弹簧和插板，所述套环贯穿顶盖，所述套环的一侧设有固定在顶盖顶端面上的壳罩，所述壳罩内部竖直滑动设有推板，所述推板顶端贯穿壳罩顶壁，所述推板靠近套环的一端面垂直固定有与套环配合插接的插板，所述推板远离套环的一端面与壳罩内壁之间连接有第二弹簧，且所述壳罩顶端面上开设有供推板活动的通槽。
优选的，所述顶盖10底端面上连接有分别环绕套环30设置的密封圈33。
优选的，所述推板底端面上设有导向块，所述顶盖顶端面上设有与导向块配合滑动的限位槽。
本发明的技术效果和优点：该植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，通过在外机箱靠近植保无人机头部的一侧设置呈锥形结构的导流壳罩，且在若干道通孔的配合下，有效降低了外机箱的空气阻力，从而降低了植保无人机的功耗；通过磁力搅拌电机和磁力转子的配合，可实现对药液储存罐内部药液的均匀搅拌，防止在药液储存罐底部形成杂质沉淀将喷头堵塞，影响施药效果；在一对第一卡接机构中凹槽、竖板、U形架、第一弹簧及三角形卡块之间的相互配合下，便于药液储存罐的拆装固定，从而方便药液储存罐的清理维修。该植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，结构合理，实用性强，可广泛推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的外机箱结构示意图；
图3为本发明的外机箱内部结构示意图；
图4为本发明的防护件结构示意图；
图5为本发明的图2中A处放大图；
图6为本发明的图3中B处放大图；
图7为本发明的控制原理结构框图；
图8为本发明的自动控制电子元件结构框图。
图中：1外机箱、2药液储存罐、3降阻机构、4第一卡接机构、5导流壳罩、6通孔、7第二卡接机构、8安装把手、9连接口、10顶盖、11托板、12磁力转子、13磁力搅拌电机、14电池、15Arduino控制主板、16导向柱、17限位板、18浮板、19防护件、20板框、21隔网、22支杆、23凹槽、24竖板、25U形架、26第一弹簧、27壳罩、28推板、29第二弹簧、30套环、31插板、32限位槽、33密封圈。
具体实施方式
结合附图，对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。
本发明如图1-图8所示，包括安装在植保无人机上的外机箱1，外机箱1顶端敞开且内部设有药液储存罐2，外机箱1内部底端设有支撑药液储存罐2的托板11，外机箱1侧壁顶端设有卡接药液储存罐2的第一卡接机构4；
第一卡接机构4对称设有一对，每组第一卡接机构4均包括开设在外机箱1侧壁顶端的凹槽23、竖板24、U形架25和第一弹簧26，竖板24竖直位于凹槽23内且底端与凹槽23转动连接，外机箱1外侧壁上与凹槽23顶部对应的位置水平设有U形架25，U形架25与竖板24顶部之间通过第一弹簧26连接，竖板24靠近药液储存罐2一端面的顶部设有与药液储存罐2顶端面卡接的三角形卡块，通过推动竖板24转动，便可实现药液储存罐2的快速安装固定；
药液储存罐2内部底壁上设有磁力转子12，外机箱1内部底壁上设有与磁力转子12配合使用的磁力搅拌电机13，用于对药液进行搅拌，防止在药液储存罐2底部形成杂质沉淀，导致喷头堵塞，影响施药效果；
外机箱1朝向植保无人机头部的一侧设有降阻机构3，降阻机构3为锥形结构的导流壳罩5，导流壳罩5的两侧壁上水平开设有若干道通孔6，可有效减少植保无人机飞行过程中的空气阻力，降低植保无人机的功耗。
外机箱1内设有自动控制电子元件，自动控制电子元件与安装在植保无人机上的无人机信号收发器连接，无人机信号收发器通过互联网与地面控制终端无线连接。
自动控制电子元件包括并排安装在外机箱1内部底端壁上的电池14、Arduino控制主板15、L298N直流电机驱动模块以及安装在药液储存罐2内部的液位传感器，电池14分别为Arduino控制主板15、L298N直流电机驱动模块以及磁力搅拌电机13供电，L298N直流电机驱动模块和液位传感器用于接收来自Arduino控制主板15的控制信号，L298N直流电机驱动模块控制磁力搅拌电机13旋转，自动控制电子元件用于实现对该药箱的远程操控，液位传感器用于感应药液余量。
药液储存罐2顶端面上设有顶盖10，顶盖10通过一对第二卡接机构7与药液储存罐2侧壁卡接，顶盖10上居中设有连接口9，连接口9的两侧设有安装把手8，顶盖10底端竖直设有与连接口9连通的导向柱16，导向柱16上水平滑动套设有浮板18，浮板18侧壁与药液储存罐2内壁滑动抵接，浮板18可跟随药液减少而下浮，避免药液晃动影响植保无人机正常飞行。
导向柱16底端套设有限位板17，导向柱16与磁力转子12之间设有防护件19。
防护件19包括水平位于导向柱16和磁力转子12之间的板框20，板框20中部安装有隔网21，且板框20通过支杆22固定在药液储存罐2内部底壁上，可防止连接喷头的药液输送管抵触到磁力转子12上。
第二卡接机构7包括竖直固定在药液储存罐2侧壁顶端的套环30、壳罩27、推板28、第二弹簧29和插板31，套环30贯穿顶盖10，套环30的一侧设有固定在顶盖10顶端面上的壳罩27，壳罩27内部竖直滑动设有推板28，推板28顶端贯穿壳罩27顶壁，推板28靠近套环30的一端面垂直固定有与套环30配合插接的插板31，推板28远离套环30的一端面与壳罩27内壁之间连接有第二弹簧29，且壳罩27顶端面上开设有供推板28活动的通槽，通过推动推板28便可实现对盖板10的快速拆装，进而便于对药液储存罐2内部清理。
顶盖10底端面上连接有分别环绕套环30设置的密封圈33，用于实现顶盖10与药液储存罐2之间的密封连接。
推板28底端面上设有导向块，顶盖10顶端面上设有与导向块配合滑动的限位槽32。
发明人借助所在单位植物保护一流学科平台，在实验室构建了该“植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱”装置，测量了其搅拌效果。
首先，发明人将在实验室制备的木霉菌菌液、芽孢杆菌液和链霉菌菌液进行浓度测定，三种生防菌菌液的浓度分别为2.2*106CFU、2.96*108CFU和3.56*106CFU；随后，将确定浓度的生防菌菌液分别稀释105倍、107倍、104倍，并取1ml到1l无菌水中，用实验室模拟搅拌装置进行搅拌完全(300rpm，5mins)；最后，及时移取三种搅拌完全菌液的(木霉菌菌液、芽孢杆菌液、链霉菌菌液)上层液体、中层液体、底层液体100μl分别涂布到PDA培养基、LB固体培养基、察式培养基中，重复5次，放置28℃培养箱中进行培养。1小时后重复上述操作。
实验表明，在1小时内，经搅拌装置搅拌的菌液，其上层液体、中层液体、底层液体的菌落数无显著性差异，且各液体之间的菌落数无显著性差异，达到预期效果。实验数据如下：
搅拌后链霉菌菌落数量及液体浓度
Figure BDA0003117061340000071
Figure BDA0003117061340000081
搅拌后芽孢杆菌菌落数量及液体浓度
Figure BDA0003117061340000082
Figure BDA0003117061340000091
工作原理：该植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，在使用时，参照图1、图2所示，外机箱1通过药液储存罐2顶端面上的一对安装把手8竖直安装在植保无人机上，药液输送管可通过连接口9插入药液储存罐2内部，将药液输送至喷头处；
在植保无人机飞行过程中，通过锥形结构的导流壳罩5可减小外机箱1的空气阻力，且在若干道水平的通孔6的配合下，可对空气进行导流，进一步降低了植保无人机飞行中外机箱1的空气阻力，从而降低了飞行能耗；
进一步的，参照图7、图8所示，植保无人机在飞行作业过程中，地面控制终端通过互联网向无人机信号收发器发送信号，无人机信号收发器接受到信号后传输至自动控制电子单元中的Arduino控制主板15，Arduino控制主板15控制脉冲信号对L298n直流电机驱动模块下达指令，随后L298n直流电机驱动模块控制磁力搅拌电机13旋转，磁力转子12跟随磁力搅拌电机13同步旋转，实现对药液储存罐2内部药液的均匀搅拌，防止在药液储存罐2底部形成杂质沉淀，影响施药效果，在此过程中，电池14为Arduino控制主板15和磁力搅拌电机13供电；
进一步的，参照图3所示，浮板18在导向柱16的导向下，可跟随药液减少而下浮，能够有效避免药液震荡对植保无人机的稳定飞行带来影响；
进一步的，参照图3、图4所示，通过板框20和隔网21的配合，能够避免药液输送管抵接在磁力转子12上，影响磁力转子12转动；
进一步的，参照图2、图5所示，朝向远离药液储存罐2的一侧推动竖板24顶部，使竖板24转动，随着竖板24的转动三角形卡块脱离药液储存罐2顶端面，此时便可将药液储存罐2取出，以便于对外机箱1内部的自动控制电子单元维修，第一弹簧26可驱使竖板24复位，方便药液储存罐2的再次安装固定；
进一步的，参照图4、图6所示，推动推板28朝向远离套环30的一侧移动，直至插板31与套环30不再插接，此时便可将顶盖10从药液储存罐2上揭起，方便对药液储存罐2内部清理，密封圈33可起到密封的作用，第二弹簧29可推动推板28复位，方便顶盖10的再次安装固定。
该植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，具有搅拌功能，能够无限操控，方便维修清理，且降低了空气阻力，实用性强，有利于推广使用。
以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，包括安装在植保无人机上的外机箱(1)，其特征在于：所述外机箱(1)顶端敞开且内部设有药液储存罐(2)，所述外机箱(1)内部底端设有支撑药液储存罐(2)的托板(11)，所述外机箱(1)侧壁顶端设有卡接药液储存罐(2)的第一卡接机构(4)；
所述药液储存罐(2)内部底壁上设有磁力转子(12)，所述外机箱(1)内部底壁上设有与磁力转子(12)配合使用的磁力搅拌电机(13)；
所述第一卡接机构(4)对称设有一对，每组所述第一卡接机构(4)均包括开设在外机箱(1)侧壁顶端的凹槽(23)、竖板(24)、U形架(25)和第一弹簧(26)，所述竖板(24)竖直位于凹槽(23)内且底端与凹槽(23)转动连接，所述外机箱(1)外侧壁上与凹槽(23)顶部对应的位置水平设有U形架(25)，所述U形架(25)与竖板(24)顶部之间通过第一弹簧(26)连接，所述竖板(24)靠近药液储存罐(2)一端面的顶部设有与药液储存罐(2)顶端面卡接的三角形卡块；
所述外机箱(1)朝向植保无人机头部的一侧设有降阻机构(3)，所述降阻机构(3)为锥形结构的导流壳罩(5)，所述导流壳罩(5)的两侧壁上水平开设有若干道通孔(6)。
2.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述外机箱(1)内设有自动控制电子元件，自动控制电子元件与安装在植保无人机上的无人机信号收发器连接，无人机信号收发器通过互联网与地面控制终端无线连接。
3.根据权利要求2所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述自动控制电子元件包括并排安装在外机箱(1)内部底端壁上的电池(14)、Arduino控制主板(15)、L298N直流电机驱动模块以及安装在药液储存罐(2)内部的液位传感器，电池(14)分别为Arduino控制主板(15)、L298N直流电机驱动模块以及磁力搅拌电机(13)供电，L298N直流电机驱动模块和液位传感器用于接收来自Arduino控制主板(15)的控制信号，L298N直流电机驱动模块控制磁力搅拌电机(13)旋转。
4.根据权利要求1所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述药液储存罐(2)顶端面上设有顶盖(10)，所述顶盖(10)通过一对第二卡接机构(7)与药液储存罐(2)侧壁卡接，所述顶盖(10)上居中设有连接口(9)，所述连接口(9)的两侧设有安装把手(8)，所述顶盖(10)底端竖直设有与连接口(9)连通的导向柱(16)，所述导向柱(16)上水平滑动套设有浮板(18)，所述浮板(18)侧壁与药液储存罐(2)内壁滑动抵接。
5.根据权利要求4所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述导向柱(16)底端套设有限位板(17)，所述导向柱(16)与磁力转子(12)之间设有防护件(19)。
6.根据权利要求5所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述防护件(19)包括水平位于导向柱(16)和磁力转子(12)之间的板框(20)，所述板框(20)中部安装有隔网(21)，且所述板框(20)通过支杆(22)固定在药液储存罐(2)内部底壁上。
7.根据权利要求4所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述第二卡接机构(7)包括竖直固定在药液储存罐(2)侧壁顶端的套环(30)、壳罩(27)、推板(28)、第二弹簧(29)和插板(31)，所述套环(30)贯穿顶盖(10)，所述套环(30)的一侧设有固定在顶盖(10)顶端面上的壳罩(27)，所述壳罩(27)内部竖直滑动设有推板(28)，所述推板(28)顶端贯穿壳罩(27)顶壁，所述推板(28)靠近套环(30)的一端面垂直固定有与套环(30)配合插接的插板(31)，所述推板(28)远离套环(30)的一端面与壳罩(27)内壁之间连接有第二弹簧(29)，且所述壳罩(27)顶端面上开设有供推板(28)活动的通槽。
8.根据权利要求7所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述顶盖(10)底端面上连接有分别环绕套环(30)设置的密封圈(33)。
9.根据权利要求7所述的一种植保无人机喷洒生防菌用的搅拌药箱，其特征在于：所述推板(28)底端面上设有导向块，所述顶盖(10)顶端面上设有与导向块配合滑动的限位槽(32)。
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