CN205813362U - 一种四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于农业无人机植保技术领域的一种四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，包括无人机、执行机构、药箱、集成控制器和手柄控制器，执行机构包括高压静电发生器、两个雾化喷头和液泵，所述集成控制器安装在机架上，包括信号接收模块、喷头控制器模块、高压静电发生器控制器模块、液泵控制器模块和输出模块；集成控制器根据手柄控制器的遥控信号控制执行机构的工作；本实用新型在高压静电发生器高压的作用下利用感应荷电的方式使得液滴荷电，药液带电后在电场力的作用下，命中率显著提高、覆盖均匀、雾滴沉降速度快，增强了药液在作物下部和叶背的附着能力，减少环境损失和农药对环境造成的污染。

Description

一种四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统

技术领域

本实用新型属于农业无人机植保技术领域，具体涉及一种四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统。

背景技术

随着我国城乡一体化建设进程加快，发展规模种植已成为了农业现代化重要举措，随着农业种植大户、家庭农场和农民合作社等新型农业生产经营主体的出现和壮大，传统的背负式植保作业方式，已经不能适应现代化农业发展的要求，迫切需要一种非背负式的施药设备。静电喷洒技术是一种施药新技术，药液带电后在电场力的作用下，命中率显著提高、覆盖均匀、雾滴沉降速度快，增强了作物下部和叶背的附着能力，减少飘移损失和农药对环境造成的污染，同时高压静电提高了药液的活性，以减少的施药量到达防治病虫害的目的，与常规喷洒相比具有高效、低污染的优点。农用植保无人机具有用药量少，作业面积广作业效率高、便于信息化管理等优点广泛受到了关注，但是关于无人机静电喷洒系统的设计鲜有报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，实现变量精准施药，提高了农药的利用率，减少农药对环境造成的污染。

本实用新型的技术方案是：一种四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，包括无人机、执行机构、药箱、集成控制器和手柄控制器；

执行机构包括高压静电发生器、两个雾化喷头和液泵；高压静电发生器包括分别固定安装在无人机的机架上的第一高压静电发生器和第二高压静电发生器，第一高压静电发生器的正极与第二高压静电发生器的负极连接；两个雾化喷头分别安装在无人机两侧旋翼的正下方；第一高压静电发生器的负极与一个雾化喷头电连接，第二高压静电发生器的正极与另一个雾化喷头电连接；

所述药箱固定安装在机架上，所述液泵安装在药箱内，雾化喷头与液泵通过管道连接；

所述集成控制器安装在机架上，包括信号接收模块、喷头控制器模块、高压静电发生器控制器模块、液泵控制器模块和输出模块；所述手柄控制器包括喷头控制信号发出模块、高压静电发生器控制控制信号发出模块、液泵控制信号发出模块；所述信号接收模块与手柄控制器电连接，用于接收手柄控制器发出的信号，且将接收的信号分别传送到喷头控制器模块、高压静电发生器控制器模块和液泵控制器模块，喷头控制器模块、高压静电发生器控制器模块和液泵控制器模块分别生成控制指令、且传送到输出模块，输出模块与执行机构电连接、且将接收到的控制指令分别传送到执行机构，控制雾化喷头、高压静电发生器和液泵的工作。

上述方案中，所述雾化喷头的雾化转盘通过螺旋安装有组合电极；所述组合电极包括铜环和八根电极针，八根所述电极针以45°间隔焊接到铜环外侧上。

进一步的，所述组合电极与雾化喷头的转盘距离为1～2cm。

进一步的，所述电极针长度为1cm。

上述方案中，所述雾化喷头为无刷式电动离心雾化喷头。

上述方案中，所述雾化喷头与机架的底部距离为5～10cm。

上述方案中，所述液泵的进口和出口均设有过滤器。

上述方案中，所述液泵为离心水泵。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型在高压静电发生器高压的作用下利用感应荷电的方式使得液滴荷电，药液带电后在电场力的作用下，命中率显著提高、覆盖均匀、雾滴沉降速度快，增强了药液在作物下部和叶背的附着能力，减少环境损失和农药对环境造成的污染；本实用新型在旋翼下方安装无刷式电动离心雾化喷头，雾化产生的农药雾滴在两侧旋翼下洗气流的胁迫作用下，定向沉降到靶标上，大大提高了农药的利用率，无刷式电动离心雾化喷头可以通过集成控制器控制电动离心雾化喷嘴的转速，从而实现变量喷洒的目的；采用离心水泵供液振动噪声较低减少了无人机整体的振动，使无人机飞行时更加的平稳。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的结构连接示意图；

图2为本实用新型一实施方式的整体结构示意图；

图3为本实用新型一实施方式的组合电极示意图；

图4为本实用新型一实施方式的系统框架示意图。

图中：1、第一高压静电发生器；2、高压导线；3、主管路；4、分支管路；5、雾化喷头；6、组合电极；7、旋翼；8、药箱；9、集成控制器；10、支撑架；11、机架；12、铜环；13、电极针；14、液泵；15、第二高压静电发生器；16、信号接收模块；17、喷头控制器模块；18、高压静电发生器控制器模块；19、液泵控制器模块；20、输出模块；21、喷头控制信号发出模块；22、高压静电发生器控制控制信号发出模块；23、液泵控制信号发出模块。

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同或相似的部分。附图仅用于说明本实用新型，不代表本实用新型的实际结构和真实比例。

图1和图2所示为本实用新型所述四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统的一种实施方式，所述四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，包括无人机、执行机构、药箱8、集成控制器和手柄控制器，集成控制器根据手柄控制器的遥控信号控制执行机构的工作。

执行机构包括高压静电发生器、两个雾化喷头5和液泵14；高压静电发生器包括分别固定安装在无人机的机架11上的第一高压静电发生器1和第二高压静电发生器15，第一高压静电发生器1的正极与第二高压静电发生器15的负极连接；两个雾化喷头5分别安装在无人机两侧旋翼7的正下方；第一高压静电发生器1的负极与一个雾化喷头5通过高压导线2电连接，第二高压静电发生器15的正极与另一个雾化喷头5通过高压导线2电连接。利用感应荷电的方式，使得一侧的喷雾带有负电荷，另一侧的喷雾带有正电荷，使得整个无人机机身电流为零，保证了无人机作业时的安全性和可靠性。

所述雾化喷头5为无刷式电动离心雾化喷头，在旋翼下方安装无刷式电动离心雾化喷头，所述雾化喷头5与机架11的底部距离为5～10cm，雾化产生的农药雾滴在两侧旋翼下方气流的胁迫作用下，定向沉降到靶标上，大大提高了农药的利用率。

所述药箱8固定安装在机架11上，所述液泵14安装在药箱8内底部，防治药箱8晃动时造成喷雾不均匀，雾化喷头5与液泵14通过管道连接，液泵14的进口和出口均设有过滤器。所述液泵14为离心水泵，用离心水泵供液振动噪声较低减少了无人机整体的振动，使无人机飞行时更加的平稳。

如图3所示，所述雾化喷头5的雾化转盘通过螺旋安装有组合电极6；所述组合电极6包括铜环12和八根电极针13，八根所述电极针13以45°间隔焊接到铜环12外侧上，利用感应荷电和电晕荷电的方式使得药液带电，在电场力的作用下增加靶标的沉积量。组合电极6使药液荷电，增加药液的附着性。组合电极6荷电效果较好兼有感应荷电及电晕荷电。优选的，所述组合电极6与雾化喷头5的转盘距离为1～2cm，能取得好的荷电效果。优选的，所述电极针13长度为1cm，不会影响雾化喷头5的喷雾，使喷雾更加均匀。

如图4所示，喷雾控制器、高压静电发生器控制器和液泵控制器组装成所述集成控制器形成远程控制，所述集成控制器安装在机架11上，集成控制器与主管路3连接，主管路3通过两条分支管路4与雾化喷头5连接。所述集成控制器包括信号接收模块16、喷头控制器模块17、高压静电发生器控制器模块18、液泵控制器模块19和输出模块20；所述手柄控制器包括喷头控制信号发出模块21、高压静电发生器控制控制信号发出模块22、液泵控制信号发出模块23；所述信号接收模块16与手柄控制器电连接，用于接收手柄控制器发出的信号，且将接收的信号分别传送到喷头控制器模块17、高压静电发生器控制器模块18和液泵控制器模块19，喷头控制器模块17、高压静电发生器控制器模块18和液泵控制器模块19分别生成控制指令、且传送到输出模块，输出模块与执行机构电连接、且将接收到的控制指令分别传送到执行机构，控制执行机构的工作：喷头控制器模块17控制雾化喷头5的开闭以及转速，实现变量喷洒的目的，减少药液的使用量；高压静电发生器控制器模块18控制高压静电发生器的开闭；液泵控制器模块19控制液泵14的开闭。

本实用新型的工作过程：

四旋翼静电喷洒植保无人机进行喷洒作业时，首先利用无人机远程手柄控制器以红外线方式发出控制信号，集成控制器的信号接收模块16接收红外信号、且传送到喷头控制器模块17，喷头控制器模块17通过输出模块20控制雾化喷头5启动，如需改变喷雾流量及喷雾粒径范围，则可以通过手柄控制器发出红外信号，改变雾化喷头5的转速；其次利用无人机远程手柄控制器以红外线方式发出控制信号，集成控制器的信号接收模块16接收红外信号、且传送到液泵控制器模块19，液泵控制器模块19输出模块20控制液泵14启动，为喷雾装置供药；最后利用无人机远程手柄控制器以红外线的方式发出控制信号，集成控制器的信号接收模块16接收红外信号、且传送到高压静电发生器控制器模块18，高压静电发生器控制器模块18通过输出模块20控制高压静电发生器的启动，利用组合电极6使得喷雾荷电，增加雾滴沉积量。

四旋翼静电喷洒植保无人机喷洒作业完成时，首先利用无人机远程手柄控制器以红外线方式发出控制信号，关闭高压静电发生器，再关闭液泵14停止为喷雾装置供药，最后关闭雾化喷头5。

本实用新型可以针对不同的作物进行防治，通过集成控制器控制雾化喷嘴5的转速，达到变量喷洒的目的，从而实现变量精准施药；采用离心水泵供液振动噪声较低减少了无人机整体的振动，使无人机飞行时更加的平稳，在旋翼7下方安装电动离心雾化喷嘴，利用旋翼7产生的下洗气流增加荷电液滴的动能，定向沉降到靶标上，大大提高防治效果。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，包括无人机、执行机构、药箱(8)、集成控制器和手柄控制器；

执行机构包括高压静电发生器、两个雾化喷头(5)和液泵(14)；高压静电发生器包括分别固定安装在无人机的机架(11)上的第一高压静电发生器(1)和第二高压静电发生器(15)，第一高压静电发生器(1)的正极与第二高压静电发生器(15)的负极连接；两个雾化喷头(5)分别安装在无人机两侧旋翼(7)的正下方；第一高压静电发生器(1)的负极与一个雾化喷头(5)电连接，第二高压静电发生器(15)的正极与另一个雾化喷头(5)电连接；

所述药箱(8)固定安装在机架(11)上，所述液泵(14)安装在药箱(8)内，雾化喷头(5)与液泵(14)通过管道连接；

所述集成控制器安装在机架(11)上，包括信号接收模块(16)、喷头控制器模块(17)、高压静电发生器控制器模块(18)、液泵控制器模块(19)和输出模块(20)；所述手柄控制器包括喷头控制信号发出模块(21)、高压静电发生器控制控制信号发出模块(22)、液泵控制信号发出模块(23)；所述信号接收模块(16)与手柄控制器电连接，用于接收手柄控制器发出的信号，且将接收的信号分别传送到喷头控制器模块(17)、高压静电发生器控制器模块(18)和液泵控制器模块(19)，喷头控制器模块(17)、高压静电发生器控制器模块(18)和液泵控制器模块(19)分别生成控制指令、且传送到输出模块，输出模块与执行机构电连接、且将接收到的控制指令分别传送到执行机构，控制雾化喷头(5)、高压静电发生器和液泵(14)的工作。

2.根据权利要求1所述的四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，所述雾化喷头(5)的雾化转盘通过螺旋安装有组合电极(6)；所述组合电极(6)包括铜环(12)和八根电极针(13)，八根所述电极针(13)以45°间隔焊接到铜环(12)外侧上。

3.根据权利要求2所述的四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，所述组合电极(6)与雾化喷头(5)的转盘距离为1～2cm。

4.根据权利要求2所述的四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，所述电极针(13)长度为1cm。

5.根据权利要求1所述的四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，所述雾化喷头(5)为无刷式电动离心雾化喷头。

6.根据权利要求1或4所述的四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，所述雾化喷头(5)与机架(11)的底部距离为5～10cm。

7.根据权利要求1所述的四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，所述液泵(14)的进口和出口均设有过滤器。

8.根据权利要求1所述的四旋翼植保无人机农药静电喷洒系统，其特征在于，所述液泵(14)为离心水泵。