CN115735885A - 基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置 - Google Patents

Abstract

一种基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，包括药箱、药泵和连接杆，药箱和药泵设置在无人机上，连接杆的上端固定在无人机旋翼下方；连接杆的下部安装有悬架，悬架相对连接杆的位置可上下活动，悬架的下方通过铰接的方式安装有三通；综上所述，本发明基于无人机地理位置信息监测模块，可判断无人机的飞行倾角，进而判断喷杆需要调节的角度和长度，以保证整个作业过程中无人机的喷洒角度一直垂直与地面，且喷头与地面间的相对高度不发生变化，减少了农药的雾滴飘移，并杜绝了因飞行速度过大时，导致喷洒倾角过大，造成局部少喷、漏喷的现象，实现了降低喷洒过程中飞行倾角对喷施效果影响。

Description

基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置。

背景技术

现有的无人机喷洒装置在作业时无法实现喷洒角度以及喷杆长度可调的功能，易出现无人机飞行作业过程中，由于无人机的飞行倾角的变化，导致喷洒作业不均匀以及雾滴飘移现象加剧，影响农药的喷洒效率，降低了农药的使用率并污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，以解决现有技术中无人机喷洒时无法实现喷洒角度和喷杆长度调节、致使喷洒作业不均匀的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的一种基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置的技术方案是：

一种基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，包括药箱、药泵和连接杆，药箱和药泵设置在无人机上，连接杆的上端固定在无人机旋翼下方；

连接杆的下部安装有悬架，悬架相对连接杆的位置可上下活动，悬架的下方通过铰接的方式安装有三通，三通的两端安装有离心喷头，所述三通的两肩处设置有插管口，药泵设置在药箱内，药泵通过两根软管分别用两个插管口连接；

所述悬架上还安装有倾角调节机构和长度调节机构，所述倾角调节机构用于驱动三通绕与悬架的铰接处转动，长度调节机构用于调整悬架相对连接杆的位置。

进一步的，悬架包括两块连接板，长度调节机构包括第一电机、齿轮、竖向齿条和链式齿条，所述连接杆位于两块连接板之间，且连接杆上开设有通孔，第一电机位于连接板的一侧，两块连接板的上端安装在第一电机的主轴上，且第一电机的主轴与连接板为转动连接；

齿轮安装在第一电机的主轴上，竖向齿条固定在连接杆上，链式齿条安装在连接杆上且可以传动，链式齿条与竖向齿条相互平行，所述齿轮位于竖向齿条和链式齿条之间，齿轮分别与竖向齿条和链式齿条相啮合。

进一步的，倾角调节机构包括第二电机，两块连接板的下端安装在第二电机的主轴上，且第二电机的主轴与连接板为转动连接；所述三通的端部固定有U型件，U型件固定在第二电机的主轴上。

进一步的，第二电机的主轴上安装有磁式锁止盘，磁式锁止盘包括永磁盘和电磁盘，永磁盘和电磁盘均包括圆盘结构，圆盘结构上安装有永磁磁铁，其中电磁盘的永磁磁铁上设置有内嵌式电磁铁；

永磁盘套转在第二电机主轴上，且永磁盘相对于第二电机主轴可以转动，永磁盘固定在第二电机的电机外壳上，第二电机的主轴上设置有平键结构，电磁盘设置在第二电机主轴的平键结构上，永磁盘和电磁盘通过两块永磁磁铁配合固定。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明基于无人机地理位置信息监测模块，可判断无人机的飞行倾角，进而判断喷杆需要调节的角度和长度，以保证整个作业过程中无人机的喷洒角度一直垂直与地面，且喷头与地面间的相对高度不发生变化，减少了农药的雾滴飘移，并杜绝了因飞行速度过大时，导致喷洒倾角过大，造成局部少喷、漏喷的现象，实现了降低喷洒过程中飞行倾角对喷施效果影响。

附图说明

图1为本发明所提供的基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置的安装示意图；

图2为本发明所提供的基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置的的结构示意图；

图3为长度调节机构的装配示意图；

图4为倾角调节机构的装配示意图；

图5为永磁盘的结构图；

图6为电磁盘的结构图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置的具体实施例1：

如图1-6所示，本实施例中，一种基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，包括药箱1、药泵和连接杆2，药箱1和药泵设置在无人机3上，连接杆2的上端通过法兰安装在无人机3旋翼下方；

连接杆2的下部安装有悬架，悬架相对连接杆2的位置可上下活动，悬架的下方通过铰接的方式安装有三通4，三通4的两端安装有离心喷头5，所述三通4的两肩处设置有插管口6，药泵设置在药箱1内，药泵通过两根软管7分别用两个插管口6连接；

本实施例中药箱1、药泵、软管7、三通4以及离心喷头5组成喷洒系统，药箱1内药液通过药泵泵入软管7，然后由软管7、三通4到达离心喷头5；所述悬架上还安装有倾角调节机构和长度调节机构，所述倾角调节机构用于驱动三通4绕与悬架的铰接处转动，长度调节机构用于调整悬架相对连接杆2的位置。

悬架包括两块连接板8，长度调节机构包括第一电机9、齿轮10、竖向齿条11和链式齿条12，所述连接杆2位于两块连接板8之间，且连接杆2上开设有通孔13，第一电机9位于连接板8的一侧，两块连接板8的上端安装在第一电机9的主轴上，且第一电机9的主轴与连接板8为转动连接；

齿轮10安装在第一电机9的主轴上，竖向齿条11固定在连接杆2上，链式齿条12安装在连接杆2上且可以传动，链式齿条12与竖向齿条11相互平行，所述齿轮10位于竖向齿条11和链式齿条12之间，齿轮10分别与竖向齿条11和链式齿条12相啮合，竖向齿条11和链式齿条12共同使用，并关于齿轮10对称，保证了工作的稳定性；为了提高第一电机9和悬架的稳定性，所示竖向齿条11和链式齿条12可以设置两组，并分别位于连接杆2的相对两侧，齿轮10同样设置有两个，并且分别与两组的齿条相啮合。

倾角调节机构包括第二电机14，两块连接板8的下端安装在第二电机14的主轴上，且第二电机14的主轴与连接板8为转动连接；所述三通4的端部固定有U型件15，U型件15固定在第二电机14的主轴上。

本实施例喷管倾角与长度可调柔性喷施装置借鉴了无人机3镜头的云台技术，根据对无人机3地理信息和飞行状态信息的采集，实现对两个电机的实时控制，从而完成对喷杠的长度和喷洒角度进行控制，以完成更好的喷施效果；具体的，整体机构主要是将竖向齿条11与连接杆2固连在一起，通过法兰将整个机构连接在无人机3旋翼下方，对于长度调节机构，通过对第一电机9的控制，实现控制齿轮10与固连在连接杆2上的齿条以及链式齿条12进行啮合，进而第一电机9的主轴在连接杆2的通孔13内上下活动，而悬架以及三通4均设置在第一电机9主轴上，从而跟随第一电机9上下活动，实现一定范围内的长度调节；

当第二电机14接受到控制信号的时候，通过第二电机14主轴对U型件15进行控制，当角度到达目标要求时，第二电机14断电，第二电机14具有自锁功能，能够限制其主轴转动，最终实现喷头倾角的改变，从而保证其喷洒角度可控的功能；倾角调节机构和长度调节机构是以两块连接板8为媒介来进行连接的，在飞行过程中，整个机构实现了喷管倾角与长度调节的柔性喷洒装置。

作为本发明的另一种实施例，当喷洒角度调整完毕后，为了避免第二电机14功率过大，损伤电机，可以在第二电机14的主轴上安装磁式锁止盘16，具体的，磁式锁止盘16包括永磁盘17和电磁盘18，永磁盘17和电磁盘18均包括圆盘结构19，圆盘结构19上安装有永磁磁铁20，其中电磁盘18的永磁磁铁20上设置有内嵌式电磁铁21；

永磁盘17套转在第二电机14主轴上，且永磁盘17相对于第二电机14主轴可以转动，永磁盘17固定在第二电机14的电机外壳上，第二电机14的主轴上设置有平键结构，电磁盘18设置在第二电机14主轴的平键结构上，永磁盘17和电磁盘18通过两块永磁磁铁20配合固定；

当第二电机14主轴转动时，永磁盘17和电磁盘18通过其内部永磁磁铁20进行装配固定，此时内嵌式电磁铁21不工作，当第二电机14停止工作时，内嵌式电磁铁21通电，永磁盘17和电磁盘18之间的磁力增大从而抱死，使第二电机14主轴进行锁死，对第二电机14主轴进行卡死，防止角度发生变化。

Claims (4)

1.一种基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，其特征在于：包括药箱、药泵和连接杆，药箱和药泵设置在无人机上，连接杆的上端固定在无人机旋翼下方；

连接杆的下部安装有悬架，悬架相对连接杆的位置可上下活动，悬架的下方通过铰接的方式安装有三通，三通的两端安装有离心喷头，所述三通的两肩处设置有插管口，药泵设置在药箱内，药泵通过两根软管分别用两个插管口连接；

所述悬架上还安装有倾角调节机构和长度调节机构，所述倾角调节机构用于驱动三通绕与悬架的铰接处转动，长度调节机构用于调整悬架相对连接杆的位置。

2.根据权利要求1所述的基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，其特征在于：悬架包括两块连接板，长度调节机构包括第一电机、齿轮、竖向齿条和链式齿条，所述连接杆位于两块连接板之间，且连接杆上开设有通孔，第一电机位于连接板的一侧，两块连接板的上端安装在第一电机的主轴上，且第一电机的主轴与连接板为转动连接；

齿轮安装在第一电机的主轴上，竖向齿条固定在连接杆上，链式齿条安装在连接杆上且可以传动，链式齿条与竖向齿条相互平行，所述齿轮位于竖向齿条和链式齿条之间，齿轮分别与竖向齿条和链式齿条相啮合。

3.根据权利要求2所述的基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，其特征在于：倾角调节机构包括第二电机，两块连接板的下端安装在第二电机的主轴上，且第二电机的主轴与连接板为转动连接；所述三通的端部固定有U型件，U型件固定在第二电机的主轴上。

4.根据权利要求2所述的基于植保无人机的喷管倾角与长度可调柔性喷施装置，其特征在于：第二电机的主轴上安装有磁式锁止盘，磁式锁止盘包括永磁盘和电磁盘，永磁盘和电磁盘均包括圆盘结构，圆盘结构上安装有永磁磁铁，其中电磁盘的永磁磁铁上设置有内嵌式电磁铁；

永磁盘套转在第二电机主轴上，且永磁盘相对于第二电机主轴可以转动，永磁盘固定在第二电机的电机外壳上，第二电机的主轴上设置有平键结构，电磁盘设置在第二电机主轴的平键结构上，永磁盘和电磁盘通过两块永磁磁铁配合固定。

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