CN114786819A - 喷洒单元 - Google Patents

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CN114786819A CN202180007049.8A CN202180007049A CN114786819A CN 114786819 A CN114786819 A CN 114786819A CN 202180007049 A CN202180007049 A CN 202180007049A CN 114786819 A CN114786819 A CN 114786819A
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liquid
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M·法尔斯
佐藤善孝
A·C·查普尔
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Abstract

本发明涉及一种喷洒单元(10)，该喷洒单元(10)带有轴(20)、雾化盘状物(30)、喷洒方向修改组件(40)和液体注施机(50)。所述雾化盘状物被配置为围绕以盘状物的中心为中心的所述轴旋转。所述液体注施机被配置为将液体施用到雾化盘状物的表面。所述喷洒方向修改组件靠近所述雾化盘状物。所述喷洒方向修改组件包括至少一个空气通道(41)。所述至少一个空气通道被配置为靠近雾化盘状物提供空气，以修改离开雾化盘状物的外边缘的液滴随后的轨迹。

Description

喷洒单元
技术领域
本发明涉及喷洒单元和具有这种喷洒单元的运载工具。
背景技术
将作物保护产品施用于作物通常通过喷洒施用实现，其中雾化装置通常是液压的喷雾喷嘴、旋转的盘状物或笼状物，或空气剪切装置。雾化装置的性能对将作物保护产品有效地施用于作物叶子非常重要，尤其是关于产生的液滴尺寸。液滴尺寸的范围被称为滴谱。较细的雾化导致更多的小液滴，更多的小液滴在单位面积的沉积物的数量方面提供更大的覆盖率，同时在沉积物下面提供增加的面积，这两点对生物学功效是优选的，然而较粗的雾化导致相对更少的较大的液滴和单位面积的较少的沉积物。然而，小液滴易于漂移，导致不期望的偏离目标损失，并且通常对树冠具有较差的渗透率，这两种影响都可以通过使用较大的、较高动量的液滴来减少，但代价是减少在被处理的树冠上产生沉积物的机会次数。然而，在产品喷洒施用期间，作物田地的不同部分对漂移的缓解具有不同的要求：例如，顺风侧的作物田地的边缘比逆风侧的田地的中心或边缘具有更大的在施用区域之外的偏离目标漂移的风险。另一种使用实例是不同(种类或大小)的杂草需要不同的液滴尺寸，或者不同的农业活性成分的功效根据液滴尺寸具有不同的表。结果是，能够根据生物学性能所需的每单位面积的液滴数量和偏离目标漂移风险之间的最佳平衡在施用期间不断调节液滴尺寸是有利的。此外，风对漂移的影响也是重要的，尤其是风不是恒定的，而是在所有三个维度上、在时间和空间上都有变化，结果是每单位面积的液滴数量和偏离目标漂移风险之间的最佳平衡不断变化。因此，需要一种能够根据喷洒装置在目标田地的位置和当前的风速和风向不断调节它的液滴尺寸的喷洒装置，同时考虑到滴谱的这种变化的生物学后果。例如，在阵风条件下，为了控制漂移，在田地的边缘可能需要相当大的液滴，但这可能会降低活性成分的功效，因此在该点需要更大剂量的农业活性成分。平衡这些冲突的要求很难通过液压的喷雾喷嘴实现，因为为了实现不同的喷雾滴谱，喷嘴必须在不同的压力下操作，或者改变不同的孔口尺寸，而这两种方式都需要时间来实现。然而，使用旋转的盘状物，通过相互独立地改变旋转速度和流向盘状物的流量，几乎可以瞬间调节滴谱。然而，降低快速旋转中的盘状物(例如，在无人驾驶的空中运载工具(UAV)中)的转速，具有两种结果：第一，它根据需要增加了雾化之后的液滴尺寸；以及第二，它降低了离开盘状物的液滴的速率，其结果是，尤其当包括来自UAV中的旋翼或空气辅助悬臂喷洒器上的下降气流时，喷洒锥形的宽度减少，其结果是喷幅的宽度减少，并且由多个喷幅产生的任何重叠更易变化。这是不期望的，因为它导致处理相同区域的工作速率的增加和邻近的列之间未处理的区域的风险，以及过多和不足剂量的风险。其次，例如在喷洒时的UAV的加速/减速期间，以及当施用喷洒液体时UAV的质量减少期间，(例如，在UAV中的)旋翼的旋转速度都会影响下降气流的数量和速率以及随后影响喷幅的宽度。因此，需要一种能够根据喷洒装置在目标田地的位置、当前的风速和风向以及来自UAV旋翼的下降气流和/或UAV的飞行高度不断调节它的滴谱的喷洒装置，而不影响喷洒锥形的宽度和施用喷幅的宽度。
发明内容
具有改进的用于液体(例如那些含有化学和/或生物学的农业活性成分的液体)的喷洒的装置将是有利的。
通过独立权利要求的主题解决了本发明的目的，其中在从属权利要求中记载了其他实施方案。应注意，以下所描述的本发明的方面和实施例还适用于喷洒单元、具有一个或多个喷洒单元的运载工具。
在第一方面，提供了一种喷洒单元。所述喷洒单元包括轴、雾化盘状物、喷洒方向修改组件以及液体注施机。所述雾化盘状物被配置为围绕以所述雾化盘状物中心为中心的所述轴旋转。所述液体注施机被配置为将液体施用到所述雾化盘状物的表面。所述喷洒方向修改组件靠近所述雾化盘状物。所述喷洒方向修改组件包括至少一个空气通道。所述至少一个空气通道被配置为靠近雾化盘状物提供空气，以修改离开雾化盘状物的外边缘的液滴随后的轨迹。
换句话说，一种带有雾化盘状物的喷洒单元，该喷洒单元包含喷洒方向修改组件，该喷洒方向修改组件具有空气通道。空气流动通过所述空气通道朝向已经离开雾化盘状物的外边缘的液滴的方向，并修改这些液滴的喷洒方向，从而影响喷幅宽度。与此独立地，雾化盘状物旋转的旋转速度的变化会改变液滴尺寸。作为其结果，所述喷幅宽度和所述液滴尺寸可以以如下方式独立地变化：该方式允许在广泛的喷雾液滴尺寸范围内实现恒定且均匀的幅宽。例如，低容量的气流将产生较窄宽度的列，而高容量的气流会产生较宽宽度的列，在这两种情况下，所述雾化盘状物旋转和液体流动，以及因此在雾化盘状物上的雾化期间实现的液滴尺寸是相同的。
以这种方式，可以提供每单位面积土地的每株植物的活性成分的正确施用。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件具有盘状形式。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件具有盘状形式，该盘状形式具有径向长度大于轴向长度的大体上平坦的几何设计。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件定位成大体上对称地平行于雾化盘状物。
以此方式，所述喷洒方向修改组件的形状和尺寸可以与所述雾化盘状物相似。然而，所述喷洒方向修改组件显然与雾化盘状物产生不同的技术功能。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件至少部分地是双壁的，其中两个壁之间的空间被配置为形成所述至少一个空气通道。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件包括多个大体上径向设置的空气通道。
以此方式，所述喷洒方向修改组件就会以均匀且受控的方式直接影响所有液滴的轨迹。具有较高速率的空气流量将导致较宽的喷幅，而具有较低速率的空气流量将导致较窄的喷幅。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件的至少一个空气通道被配置为相对于雾化盘状物的表面以大体上平行的方向提供空气。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件是不旋转的。
换句话说，所述喷洒方向修改组件不围绕所述轴或第二轴旋转，而是连接至所述喷洒单元的另一部分/容纳在喷洒单元的另一部分内。
在第二方面，提供了一种喷雾运载工具，该喷雾运载工具包括至少一个根据第一方面的喷洒单元。
在一个实施例中，所述喷洒方向修改组件的至少一个空气通道被配置为在关于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向上比在后-前方向上和在前-后方向上提供更多的空气进入。
换句话说，来自喷洒方向修改组件的空气流量是以这种方式来控制的，即实现更宽和更均匀的喷幅(相对于运载工具的移动方向垂直的方向)，其好处是诸如UAV等喷雾运载工具可以实现更高或更精确的工作速率。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件具有至少一个空气通道和多个空气通道开口，其中在空间上沿相对于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向排列的所有空气通道开口的横截面积大于在空间上沿后-前方向和沿前-后方向排列的所有空气通道开口的横截面积。
以这种方式，更多的空气量被引向相对于喷雾运载工具的前-后轴线垂直的方向(假定所有空气通道的空气速率相同)，在喷雾运载工具的移动期间支撑扇形的喷雾片。
在一个实施例中，喷雾运载工具包括喷洒方向修改组件，该喷洒方向修改组件具有多个空气通道。通过在空间上沿相对于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向排列的空气通道的空气流量高于通过在空间上沿后-前方向和沿前-后方向排列的空气通道的空气流量。
在一个实施例中，喷雾运载工具还包括液箱、至少一个喷洒方向修改组件调节致动器、多个传感器、处理单元。
所述液箱被配置为保持液体。所述至少一个喷洒单元被配置为喷洒液体。所述至少一个喷洒方向修改组件调节致动器被配置为操作和/或移动至少一个喷洒单元的喷洒方向修改组件。所述多个传感器中的至少一个传感器被配置为测量所述雾化盘状物围绕以所述雾化盘状物中心为中心的所述轴的旋转速度。所述多个传感器中的至少一个传感器被配置为测量从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速。所述处理单元被配置为确定在雾化盘状物上雾化后离开雾化盘状物边缘的液滴的液滴尺寸，包括利用测得的雾化盘状物的旋转速度、测得的液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速以及液体的物理化学特性。所述处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
换句话说，喷洒锥形的宽度和施用喷幅的宽度可以保持恒定，即使液滴尺寸不断被调节，例如，由于喷洒装置在目标田地的位置、当前的风速和风向、和/或例如，来自UAV旋翼的下降气流和/或UAV的飞行高度。
在一个实施例中，处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以修改通过喷洒方向修改组件的至少一个空气通道的空气流量，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
换句话说，控制通过空气通道的空气流量是修改空气幕的一种方式，并因此影响了离开雾化盘状物的液滴随后的轨迹。
在一个实施例中，处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以相对于雾化盘状物移动喷洒方向修改组件的至少一个空气通道，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
换句话说，改变喷洒方向修改组件的空气通道相对于雾化盘状物的空间距离是修改空气幕的另一种方式，并因此影响离开雾化盘状物的液滴随后的轨迹。
在一个实施例中，喷雾运载工具还包括一个液箱、至少一个喷洒方向修改组件调节致动器、多个传感器和处理单元。所述液箱被配置为保持液体。所述至少一个喷洒单元被配置为喷洒液体。所述至少一个喷洒方向修改组件调节致动器被配置为操作和/或移动至少一个喷洒单元的喷洒方向修改组件。所述多个传感器中的至少一个传感器被配置为测量喷雾运载工具相对于地面的速度。所述多个传感器中的至少一个传感器被配置为测量相对于喷雾运载工具关于喷雾运载工具的前-后轴线的空气运动方向。所述多个传感器中的至少一个传感器被配置为测量相对于喷雾运载工具的空气运动速度。所述处理单元被配置为确定相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向，并确定相对于地面的空气运动速度，该确定包括利用喷雾运载工具的速度、相对于喷雾运载工具关于喷雾运载工具的前-后轴线的空气运动方向和相对于喷雾运载工具的空气运动速度。所述处理单元被配置为控制雾化盘状物的旋转速度、液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速和/或至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于所述控制的至少一个指令包括利用已确定的相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向和已确定的相对于地面的空气运动速度。
换句话说，不断测量风向和风速，并使用风向和风速控制由喷雾运载工具的喷洒单元所喷洒的液滴尺寸和/或喷洒方向修改组件的相应空气流量。因此，可以实现最佳的喷洒模式(与风况无关)。
在一个实施例中，所述喷雾运载工具包括所述多个传感器中的至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置为提供可以确定喷雾运载工具离地面的高度的数据。所述处理单元被配置为控制所述雾化盘状物的旋转速度、液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速和/或至少一个喷洒方向修改组件调节致动器。确定用于所述控制的至少一个指令包括利用已确定的相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向、已确定的相对于地面的空气运动速度和已确定的喷雾运载工具离地面的高度。
因此，在确定液滴尺寸和喷雾运载工具的喷洒模式时，要考虑到喷雾运载工具离地面的高度。
有利地，由上述方面中的任何一个所提供的益处同样适用于所有其他方面，反之亦然。
通过参考下文所描述的实施方案，上述方面和实施例将变得显而易见，并且将被阐明。
附图说明
下面将参考以下附图描述实施例性实施方案：
图1a示出了新开发的喷洒单元的实施例的示意性设置；
图1b示出了根据图1a的喷洒单元的实施例，其中带有锥形的雾化盘状物；
图2a从侧面的角度示出了带有一个空气通道的圆盘状喷洒方向修改组件的实施例的示意性设置；
图2b从侧视图的角度示出了带有多个空气通道开口的圆盘状喷洒方向修改组件的实施例的示意性设置；
图3a从俯视图的角度示出了带有多个空气通道和相应的空气通道开口的圆盘状喷洒方向修改组件的实施例的示意性设置；
图3b从俯视图的角度示出了带有多个空气通道和空气通道开口的圆盘状喷洒方向修改组件的另一个实施例的示意性设置；
图4示出了带有和不带有喷洒方向修改组件的喷洒单元的喷幅的比较；
图5示出了带有喷洒单元的喷雾运载工具的示意性实施例；
图6示出了带有喷洒单元的喷雾运载工具的示意性实施例，以及对通过喷洒方向修改组件的空气流量的控制；
图7示出了带有不同喷洒单元的喷雾运载工具及其相应的喷幅的示意性实施例；
图8示出了带有喷洒单元的喷雾运载工具的示意性实施例，以及根据产生不同的液体液滴尺寸对通过喷洒方向修改组件的空气流量的控制；
图9示出了带有喷洒单元和喷洒方向修改组件的喷雾运载工具的示意性实施例，喷洒方向修改组件相对于雾化盘状物位于不同的位置。
具体实施方式
图1a示出了喷洒单元10的实施例。该喷洒单元包括轴20、雾化盘状物30、喷洒方向修改组件40，以及液体注施机50。雾化盘状物被配置为围绕以雾化盘状物的中心为中心的轴旋转。液体注施机被配置为将液体施用到雾化盘状物的表面。喷洒方向修改组件靠近雾化盘状物。喷洒方向修改组件包括至少一个空气通道41。至少一个空气通道被配置为靠近雾化盘状物提供空气，以修改离开雾化盘状物的外边缘的液滴随后的轨迹。
以这种方式，喷洒单元的喷洒方向修改组件就会影响喷幅的宽度。喷洒方向修改组件位于靠近雾化盘状物的位置，经由产生的气流将雾化的液滴从雾化盘状物沿期望的方向引导出来。因此，可以更容易地提供每单位面积土地上活性成分的正确施用。
需要指出的是，术语“雾化的”或“雾化”并不是指个体原子，而是涉及与这个术语关于喷洒系统的US标准，即指尺寸不一的颗粒的细小的雾状物。
在一个实施例中，术语“雾化盘状物”指的是扁平的雾化盘状物，但也包括锥形的雾化盘状物。
在一个实施例中，雾化盘状物包括设置在雾化盘状物外围中的齿或锯齿。
在一个实施例中，液体注施机包括至少一个进料管。该进料管被配置为将液体从液箱转移到雾化盘状物，并将液体施用在雾化盘状物上。
在一个实施例中，液体注施机包括至少一个液箱和至少一个进料管。
在一个实施例中，术语“喷洒方向修改组件靠近雾化盘状物”是指喷洒方向修改组件位于雾化盘状物的下方和/或上方。优选地，喷洒方向修改组件位于雾化盘状物的下方。在这种情况下，与雾化盘状物的位置相比，喷洒方向修改组件更靠近地面。
在一个实施例中，术语“至少一个空气通道被配置为靠近雾化盘状物提供空气”是指至少一个空气通道的定位，以使来自至少一个空气通道的空气能够被引向离开雾化盘状物外边缘的液滴，使得这些液滴的轨迹可以被修改(在靠近雾化盘状物的地方)。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件被配置为修改所有离开雾化盘状物外边缘的液滴的轨迹。
在一个实施例中，术语“液体”是指包括化学和/或生物基农业活性成分的液体，例如除草剂、杀虫剂、杀菌剂、作物营养剂、生物刺激剂、植物生长调节剂等。
在一个实施例中，“至少一个空气通道”被配置为在雾化盘状物周围的所有方向上提供空气。在一个实施例中，存在“至少一个空气通道开口42”，其(圆周地)围绕喷洒方向修改组件的侧面。
在一个实施例中，靠近轴的箭头表示轴和雾化盘状物的潜在旋转方向。该旋转也可以是顺时针方向。
在一个实施例中，雾化盘状物的平面表面上方的箭头表示离心力和液体雾化的方向。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件侧向上的箭头表示空气流量的方向。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件可以具有任何合理的形状，只要不干扰它的功能。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件具有盘状形式。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件具有盘状形式，具有径向长度大于轴向长度的喷洒方向修改组件的大体上平坦的几何设计。
在一个实施例中，术语“盘状”描述了具有圆形、椭圆形和椭圆径向截面的设计。
在一个实施例中，术语“大体上平坦的几何设计”是指喷洒方向修改组件在轴向方向和径向方向上都可能有结构性的隆起或凹陷。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件具有圆盘形式。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件盘状物具有100mm至1000mm的直径，更优选地具有20mm至100mm的直径，特别优选地具有40mm至80mm的直径。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件定位成大体上对称地平行于雾化盘状物。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件与雾化盘状物轴向间隔。在一个实施例中，雾化盘状物和方向修改组件之间的轴向间隔在0.1mm和40mm之间，优选地在0.5mm和20mm之间。
在一个实施例中，一个以上的喷洒方向修改组件与雾化盘状物轴向间隔，且在雾化盘状物的下方或上方相互堆叠，或者一个或多个喷洒方向修改组件位于雾化盘状物的上方，且一个或多个喷洒方向修改组件位于雾化盘状物的下方。
在一个实施例中，一个以上的喷洒方向修改组件被配置为根据不同的空气流量模式靠近雾化盘状物提供空气。
以这种方式，通过在不同的喷洒方向修改组件以及其相应的空气流量模式之间进行切换，可以不断调节空气流量。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件至少部分地是双壁的。两个壁之间的空间被配置为形成至少一个空气通道41。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件的两个壁中的至少一个壁被配置为相对于另一个壁平行移动以减小或增加至少两个壁之间的距离。因此，通过改变喷洒方向修改组件的两个壁之间的距离，可以改变和控制通过空气通道的空气流量(同时保持空气速率恒定)。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件包括至少一个壁移动致动器，该壁移动致动器被配置为相对于空气通道的另一个壁平行地移动至少一个壁，以减小或增加至少两个壁之间的距离。
图1b示出了根据图1a的喷洒单元10的带有锥形的雾化盘状物30的实施例。喷洒方向修改组件40被示出为有槽的盘状物，其中锥形的雾化盘状物的一部分位于有槽的盘状物内。图1b中描绘的箭头具有与图1a上下文中所描述的相似的含义。
图2a从侧面示出了带有一个空气通道41的圆盘状喷洒方向修改组件40的一个实施例的示意性设置。在这个实施例中，喷洒方向修改组件具有一个空气通道开口42，该空气通道开口(圆周地)围绕喷洒方向修改组件盘状物的侧面。
图2b从侧视图的角度示出了带有至少一个空气通道41(不可见)和多个空气通道开口42的圆盘状喷洒方向修改组件40的一个实施例的示意性设置。
图3a从俯视图的角度示出了带有多个空气通道41和相应的空气通道开口42的圆盘状喷洒方向修改组件40的一个实施例的示意性设置。虚线表示空气通道从喷洒方向修改组件的外部可能不可见。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件包括多个大体上径向设置的空气通道41。
在一个实施例中，大体上径向设置的空气通道41具有相应的空气通道开口42。
在一个实施例中，一个或多个空气通道开口在雾化盘状物的侧面上。
图3b从俯视图的角度示出了带有多个空气通道41和空气通道开口42的圆盘状喷洒方向修改组件40的另一个实施例的示意性设置。虚线表示空气通道从喷洒方向修改组件的外部可能不可见。
在一个实施例中，多个大体上径向设置的空气通道41是直的、弯的、对称的和/或不对称的。
在一个实施例中，圆盘状喷洒方向修改组件具有大体上径向设置的空气通道41和/或空气通道开口42。在空间上沿垂直方向(西东方向)排列的所有空气通道开口42的横截面积大于沿南北方向排列的所有空气通道开口的横截面积。为了产生预期的喷幅，当喷洒单元10沿行进方向(如图3b所示)移动时，这是有利的。
图4示出了带有和不带有喷洒方向修改组件40的喷洒单元10的喷幅的比较。在实施例a)中，描绘了带有轴20、雾化盘状物30和液体注施机50，但不带有喷洒方向修改组件的喷洒单元10。在实施例b)中，示出了带有轴20、雾化盘状物40和液体注施机50的喷洒单元10。根据该实施例的喷洒单元还包括喷洒方向修改组件40，该喷洒方向修改组件40具有至少一个空气通道41和多个空气通道开口42。来自空气通道41的空气修改了离开雾化盘状物边缘的液滴的方向。倘若雾化盘状物的旋转、液体流速和用于两个实施例的液体相同，实施例b)中的喷幅与根据实施例a)的喷幅相比更宽。
在一个实施例中，实施例a)和b)中的箭头与图1有关的解释的箭头类似。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件40的至少一个空气通道41被配置为相对于雾化盘状物的表面以大体上平行的方向提供空气。
如图4的实施例b)所示，这是一种修改离开雾化盘状物的外边缘的液滴随后的轨迹的方法。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件是不旋转的。
在一个实施例中，喷洒方向修改组件被连接至喷洒单元的主体/容纳在喷洒单元的主体内，该主体不是轴或雾化盘状物。
在一个实施例中，喷洒单元可用于悬臂喷洒器、UAV、无人驾驶的地面运载工具(UGV)、机器人平台和背包式喷洒器。
图5示出了带有喷洒单元10的喷雾运载工具100的示意性实施例。
在一个实施例中，该运载工具是一个无人机或UAV。
在一个实施例中，该运载工具是地面运载工具，诸如无人驾驶的地面运载工具(UGV)、机器人平台、拖拉机。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件的至少一个空气通道41被配置为在相对于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向上比在后-前方向上和前-后方向上提供更多的空气进入。
在一个实施例中，术语“提供更多的空气”是指在某段时间内的空气体积流量。
在一个实施例中，存在具有相应的空气通道开口42的多个空气通道41。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件具有至少一个空气通道41和多个空气通道开口42，其中在空间上沿相对于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向排列的所有空气通道开口42的横截面积大于在空间上沿后-前方向和沿前-后方向排列的所有空气通道开口的横截面积。
根据一个实施例，喷洒方向修改组件具有多个空气通道41，并且其中通过在空间上沿相对于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向排列的空气通道的空气流量高于通过在空间上沿后-前方向和沿前-后方向排列的空气通道的空气流量。
必须指出的是，“空气流量”，即“空气体积流量/时间单位”可以通过一定时间单位内的空气速率乘以空气通道的横截面积来计算。
图6示出了带有喷洒单元10的喷雾运载工具100的示意性实施例，以及对通过喷洒方向修改组件40的空气流量的控制。该喷雾运载工具还包括液箱110、至少一个喷洒方向修改组件调节致动器120、多个传感器130和处理单元140。液箱被配置为保持液体。至少一个喷洒单元被配置为喷洒液体。至少一个喷洒方向修改组件调节致动器被配置为操作和/或移动至少一个喷洒单元的喷洒方向修改组件。多个传感器中的至少一个传感器131被配置为测量雾化盘状物30围绕以雾化盘状物中心为中心的轴20的旋转速度。多个传感器中的至少一个传感器132被配置为测量从液体注施机50到雾化盘状物30表面的液体流速。处理单元被配置为确定在雾化盘状物上雾化后离开雾化盘状物边缘的液滴尺寸，包括利用测得的雾化盘状物的旋转速度、测得的液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速以及液体的物理化学特性。处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用确定的液滴尺寸。
在一个实施例中，被配置为测量雾化盘状物围绕轴的旋转速度的至少一个传感器131包括转速计(RPM仪表)。
在一个实施例中，被配置为测量从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速的至少一个传感器132是转子流量计或等同物。
在一个实施例中，处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸、测得的雾化盘状物的旋转速度、测得的液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速以及液体的物理化学特性。
在一个实施例中，处理单元被配置为确定离开雾化盘状物边缘的液滴的滴谱，并且处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用确定的滴谱。
术语“滴谱”是指液滴尺寸分布。
在一个实施例中，喷雾运载工具还包括输入单元，该输入单元被配置为接收液体的物理化学特性的数据。输入单元被配置为向处理单元提供关于液体的物理化学特性的信息。作为一个示例，液体的物理化学特性可以被编码在液体包装上的二维码中，该二维码例如可以由喷雾运载工具的输入单元扫描。
根据一个实施例，处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以修改通过喷洒方向修改组件的至少一个空气通道的空气流量，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
在一个实施例中，处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以修改通过喷洒方向修改组件的至少一个空气通道的空气流量，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸、测得的雾化盘状物的旋转速度、测得的液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速以及液体的物理化学特性。
根据一个实施例，处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以相对于雾化盘状物移动喷洒方向修改组件的至少一个空气通道，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
根据一个实施例，处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以相对于雾化盘状物移动喷洒方向修改组件的至少一个空气通道，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸、测得的雾化盘状物的旋转速度、测得的液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速以及液体的物理化学特性。
根据一个实施例，多个传感器中的至少一个传感器133被配置为测量喷雾运载工具相对于地面的速度，并且多个传感器中的至少一个传感器134被配置为测量相对于喷雾运载工具关于喷雾运载工具的前-后轴线的空气运动方向，多个传感器中的至少一个传感器135被配置为测量相对于喷雾运载工具的空气运动速度，其中，处理单元被配置为确定相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向，并确定相对于地面的空气运动速度，该确定包括利用喷雾运载工具的速度、相对于喷雾运载工具关于喷雾运载工具的前-后轴线的空气运动方向和相对于喷雾运载工具的空气运动速度，并且其中处理单元被配置为控制雾化盘状物的旋转速度、从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速和/或至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于所述控制的至少一个指令包括利用已确定的相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向和已确定的相对于地面的空气运动速度。
根据一个实施例，喷雾运载工具还包括多个传感器中的至少一个传感器136，该传感器136被配置为提供可以确定喷雾运载工具离地面的高度的数据。处理单元被配置为控制雾化盘状物的旋转速度、从液体施用器到雾化盘状物表面的液体流速和/或至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于所述控制的至少一个指令包括利用已确定的相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向、已确定的相对于地面的空气运动速度和已确定的喷雾运载工具离地面的高度。
在一个实施例中，被配置为测量喷雾运载工具相对于地面的速度的至少一个传感器133包括GPS系统。
在一个实施例中，被配置为测量喷雾运载工具相对于地面的速度的至少一个传感器133包括基于激光反射的系统。
在一个实施例中，被配置为测量相对于喷雾运载工具的空气运动方向的至少一个传感器134包括风向标。
在一个实施例中，被配置为测量相对于喷雾运载工具的空气运动速度的至少一个传感器135包括二维或三维声学风速计。
在一个实施例中，被配置为测量相对于喷雾运载工具的空气运动速度的至少一个传感器135包括皮托管。
在一个实施例中，被配置为测量相对于喷雾运载工具的空气运动方向、速度(和距离)的至少一个传感器134和135包括激光雷达传感器，优选地多普勒激光雷达传感器。
在一个实施例中，用于确定高度的传感器136是雷达传感器。
在一个实施例中，用于确定高度的传感器136是激光飞行时间传感器。
在一个实施例中，至少一个喷洒方向修改组件调节致动器是指将能量转换为运动的至少一个机械装置。能量的来源可以是，例如，电流、液压流体压力、气压、机械能、热能或磁能。例如，电动马达组件可以是一种将电流转换为旋转运动的致动器，并可进一步将旋转运动转换为线性运动以执行移动。以此方式，致动器可以包括电机、齿轮、连杆、轮子、螺杆、泵、活塞、开关、伺服或其他用于将一种形式的能量转换为运动的元件。
图7示出了每个都带有一个不同的喷洒单元的喷雾运载工具的示意性实施例，以及它们相应的喷幅。实施例a)中的喷雾运载工具包括带有雾化盘状物30的喷洒单元10以及带有径向设置的空气通道41和相应的对称的空气通道开口42的喷洒方向修改组件40。在喷洒方向修改组件的所有方向上，每次提供相同总量的空气体积流量。在实施例b)中，喷雾运载工具包括带有雾化盘状物30的喷洒单元以及带有多个空气通道41和相应的空气通道开口42的喷洒方向修改组件40，其中喷洒方向修改组件被配置为在关于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向上比在后-前方向上和前-后方向上提供更多的空气进入。横跨喷幅的整个距离，喷幅是非常均匀的。
图8示出了带有喷洒单元10的喷雾运载工具100的示意性实施例，以及根据产生不同的液滴尺寸对通过喷洒方向修改组件的空气流量的控制。在这个实施例中，喷雾运载工具是UAV，并且包括至少一个位于UAV的推进器单元下面的喷洒单元。该喷洒单元包括带有圆盘状喷洒方向修改组件的喷洒方向组件40。多个传感器130测量——除其他因素外——雾化盘状物的旋转和从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流动。处理单元(未示出)确定在雾化盘状物上雾化后离开雾化盘状物边缘的液滴的液滴尺寸。处理单元进一步使用感应到的和计算出的信息，以便指示至少一个喷洒方向修改组件调节致动器(未显示)来控制来自喷洒方向修改组件的空气流量朝向喷洒方向。
在一个替代的实施例中，处理单元可以利用已确定的相对于喷雾运载工具的前-后轴线在地面上的投影的空气运动(风)方向、已确定的喷雾运载工具相对于地面的空气运动(风)速度和已确定的喷雾运载工具离地面的高度的信息来计算适当的液滴尺寸或滴谱。为了达到适当的液滴尺寸或滴谱和适当的喷洒模式，处理单元控制雾化盘状物的旋转速度、液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速和/或至少一个喷射方向修改组件调节致动器。
在图8a的实施例中，离开雾化盘状物边缘的雾化液体的液滴尺寸较大(并且雾化盘状物的旋转速度较低)，并且高空气流量从喷洒方向修改组件流向离开雾化盘状物30边缘的液滴(空气流量用喷洒方向修改组件旁边的箭头表示，并且空气流量相对于雾化盘状物的表面大体上平行)。在图8b)的实施例中，离开雾化盘状物边缘的雾化液体的液滴尺寸较小(并且雾化盘状物的旋转速度较高)，并且低空气流量从喷洒方向修改组件流向离开雾化盘状物30边缘的液滴，这导致喷幅宽度与根据实施例a)的喷幅宽度相似(然而，滴谱不同)。
图9示出了带有喷洒单元10和相对于雾化盘状物30位于不同位置的喷洒方向修改组件40的喷雾运载工具100的示意性实施例。在这个实施例中，喷雾运载工具是UAV，并且确实包括位于UAV的推进器单元下面的至少一个喷洒单元。在实施例a)中，雾化盘状物位于喷洒方向修改组件的下方。在这个实施例中，喷洒方向修改组件的空气流量(在喷洒方向修改组件的侧面用粗箭头表示)可以补偿来自UAV的推进器单元的下降气流(也用粗箭头表示)。在实施例b)中，雾化盘状物位于喷洒方向修改组件的上方。此处，同样，来自喷洒方向修改组件的空气流量减轻了来自UAV的推进器单元的下降气流。
应注意，本发明的实施方案参考不同的主题进行了描述。具体而言，一些实施方案参考喷洒单元类型的权利要求进行描述，而其他实施方案参考喷雾运载工具类型的权利要求进行描述。然而，本领域技术人员将从上文和下文的描述中了解到，除非另有说明，否则除属于一类主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被认为在本申请中公开。然而，所有特征都可组合在一起，从而提供比这些特征的简单总和更多的协同作用。
尽管已经在附图和前面的描述中详细地例示和描述了本发明，但是这样的例示和描述应被认为是说明性或示例性的而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施方案。通过研究附图、公开内容和从属权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施方案的其他变体。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中引用某些措施这一事实，并不表示不能利用这些措施的组合来谋取利益。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。

Claims (17)

1.一种喷洒单元(10)，包括：
-轴(20)；
-雾化盘状物(30)；
-喷洒方向修改组件(40)；
-液体注施机(50)；
其中，所述雾化盘状物被配置为围绕以盘状物的中心为中心的所述轴旋转；
其中，所述液体注施机被配置为将液体施用到所述雾化盘状物的表面；
其中，所述喷洒方向修改组件靠近所述雾化盘状物；
其中，所述喷洒方向修改组件包括至少一个空气通道(41)；以及
其中，至少一个空气通道被配置为靠近雾化盘状物提供空气，以修改离开雾化盘状物的外边缘的液滴随后的轨迹。
2.根据权利要求1所述的喷洒单元，其中所述喷洒方向修改组件具有盘状形式。
3.根据权利要求2所述的喷洒单元，其中所述喷洒方向修改组件具有盘状形式，所述盘状形式具有径向长度大于轴向长度的大体上平坦的几何设计。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的喷洒单元，其中所述喷洒方向修改组件定位成大体上对称地平行于所述雾化盘状物。
5.根据前述权利要求中的一项所述的喷洒单元，其中所述喷洒方向修改组件至少部分地是双壁的，且两个壁之间的空间被配置为形成所述至少一个空气通道(41)。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的喷洒单元，其中所述喷洒方向修改组件包括多个大体上径向设置的空气通道(41)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的喷洒单元，其中所述喷洒方向修改组件的至少一个空气通道(41)被配置为相对于雾化盘状物的表面以大体上平行的方向提供空气。
8.根据前述权利要求中的一项所述的喷洒单元，其中所述喷洒方向修改组件是不旋转的。
9.一种喷雾运载工具(100)，包括至少一个根据权利要求1至8中的一项所述的喷洒单元(10)。
10.根据权利要求9所述的喷雾运载工具，其中所述喷洒方向修改组件的至少一个空气通道(41)被配置为在关于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向上比在后-前方向上和在前-后方向上提供更多的空气进入。
11.根据权利要求10所述的喷雾运载工具，其中所述喷洒方向修改组件具有至少一个空气通道(41)和多个空气通道开口(42)，其中在空间上沿相对于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向排列的所有空气通道开口(42)的横截面积大于在空间上沿后-前方向和沿前-后方向排列的所有空气通道开口的横截面积。
12.根据权利要求10所述的喷雾运载工具，其中所述喷洒方向修改组件具有多个空气通道(41)，并且通过在空间上沿相对于喷雾运载工具的前-后轴线的垂直方向排列的空气通道的空气流量高于通过在空间上沿后-前方向和沿前-后方向排列的空气通道的空气流量。
13.根据权利要求9至12中的一项所述的喷雾运载工具，还包括：
-液箱(110)；
-至少一个喷洒方向修改组件调节致动器(120)；
-多个传感器(130)；
-处理单元(140)；
其中，所述液箱被配置为保持液体；
其中，所述至少一个喷洒单元被配置为喷洒液体；
其中，所述至少一个喷洒方向修改组件调节致动器被配置为操作和/或移动至少一个喷洒单元的喷洒方向修改组件；
其中，所述多个传感器中的至少一个传感器(131)被配置为测量雾化盘状物(30)围绕以雾化盘状物中心为中心的轴(20)的旋转速度；
其中，所述多个传感器中的至少一个传感器(132)被配置为测量从液体注施机(50)到雾化盘状物(30)表面的液体流速；
其中，处理单元被配置为确定在雾化盘状物上雾化后离开雾化盘状物边缘的液滴的液滴尺寸，包括利用测得的雾化盘状物的旋转速度、测得的液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速以及液体的物理化学特性；并且其中，所述处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
14.根据权利要求13所述的喷雾运载工具，其中所述处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以修改通过喷洒方向修改组件的至少一个空气通道的空气流量，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
15.根据权利要求13所述的喷雾运载工具，其中所述处理单元被配置为控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，以相对于雾化盘状物移动喷洒方向修改组件的至少一个空气通道，其中确定用于控制至少一个喷洒方向修改组件调节致动器的至少一个指令包括利用已确定的液滴尺寸。
16.根据权利要求9至12中的一项所述的喷雾运载工具，进一步包括：
-液箱(110)；
-至少一个喷洒方向修改组件调节致动器(120)；
-多个传感器(130)；
-处理单元(140)；
其中，所述液箱被配置为保持液体；
其中，所述至少一个喷洒单元被配置为喷洒液体；
其中，所述至少一个喷洒方向修改组件调节致动器被配置为操作和/或移动至少一个喷洒单元的喷洒方向修改组件；
其中，所述多个传感器中的至少一个传感器(133)被配置为测量喷雾运载工具相对于地面的速度；以及
其中，所述多个传感器中的至少一个传感器(134)被配置为测量相对于喷雾运载工具关于喷雾运载工具的前-后轴线的空气运动方向；
其中，所述多个传感器中的至少一个传感器(135)被配置为测量相对于喷雾运载工具的空气运动速度；
其中，所述处理单元被配置为确定相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向，并确定相对于地面的空气运动速度，该确定包括利用喷雾运载工具的速度、相对于喷雾运载工具关于喷雾运载工具的前-后轴线的空气运动方向和相对于喷雾运载工具的空气运动速度；以及
其中，所述处理单元被配置为控制雾化盘状物的旋转速度、液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速和/或至少一个喷洒方向修改组件调节致动器，其中确定用于所述控制的至少一个指令包括利用已确定的相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向和已确定的相对于地面的空气运动速度。
17.根据权利要求16所述的喷雾运载工具，其中，所述多个传感器中的至少一个传感器(136)被配置为提供能够确定喷雾运载工具离地面的高度的数据；以及
其中，所述处理单元被配置为控制雾化盘状物的旋转速度、液体从液体注施机到雾化盘状物表面的液体流速和/或至少一个喷洒方向修改组件调节致动器；
其中，确定用于所述控制的至少一个指令包括利用已确定的相对于前-后轴线在地面上的投影的空气运动方向、已确定的相对于地面的空气运动速度和已确定的喷雾运载工具离地面的高度。
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