CN206358368U - 矩形喷洒无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种矩形喷洒无人机，所述矩形喷洒无人机包括：矩形框架，其包括彼此连接而形成为矩形的多个杆；以及喷洒系统，其安装于所述矩形框架，其中，所述喷洒系统包括喷出物贮存器、泵和安装于沿横向延伸的若干个杆的同一端的若干个喷头，所述泵用于将所述喷出物贮存器中的喷出物供给到所述喷头，以由所述喷头将所述喷出物喷出。本实用新型的矩形喷洒无人机可以用于药液的喷洒，使得药液漂移少，作业效率高，喷洒幅度大。

Description

矩形喷洒无人机

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种用于农业植保的矩形喷洒无人机。

背景技术

由于利用无人机向农作物进行低空洒药具有操作简单、用药量少、安全性高，并且便于信息化管理等特点，因此，越来越多的农场或者家庭开始利用无人机对农作物进行洒药。目前市场上用于药液喷洒的无人机多以米字型为主，并存在以下缺点：作业效率低、喷洒均匀度不高、雾滴的靶向性低、雾滴易受旋翼气流影响，造成雾滴漂失，药液对机身污染等。

中国发明专利申请公布号为CN 105836134A的发明专利中公开了一种旋转式喷淋飞行器，沿中心盘周向均布至少两根支撑杆，支撑杆一端固定于中心盘，另一端沿中心盘径向向外延伸；支撑杆上均设第一螺旋桨和第二螺旋桨，第一螺旋桨平行于水平面，位于支撑杆上方，第二螺旋桨垂直于水平面，位于支撑杆前方；包括驱动第一螺旋桨的第一马达与驱动第二螺旋桨的第二马达；药箱通过吊架安装于中心盘下方；药箱内设有抽水泵；在每根支撑杆下方悬吊一根导管，导管连通抽水泵和喷头。该旋转式喷淋飞行器与传统的植保无人机相比，在一定程度上提高了喷洒速度和效率，但是其仍存在喷洒幅度小、雾滴的靶向性低、雾滴易受旋翼气流影响，造成雾滴漂失，药液对机身污染等缺点。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型解决的技术问题是提供一种矩形喷洒无人机，该矩形喷洒无人机作业效率高、喷洒幅度大，药液的漂移量小。

为此，本实用新型可以采用、但不限于如下方案。

一种矩形喷洒无人机，其中，所述矩形喷洒无人机包括：

矩形框架，其包括彼此连接而形成为矩形的多个杆；以及

喷洒系统，其安装于所述矩形框架，

其中，所述喷洒系统包括喷出物贮存器、泵和安装于沿横向延伸的若干个杆的同一端的若干个喷头，所述泵用于将所述喷出物贮存器中的喷出物供给到所述喷头，以由所述喷头将所述喷出物喷出。

优选地，所述矩形框架还包括两个矩形板，所述两个矩形板在所述矩形框架的纵向上的中央夹着构成所述矩形框架的、沿纵向延伸的若干个杆。

优选地，所述矩形喷洒无人机还包括：

电机；

螺旋桨，其由所述电机驱动；和

电子控制系统，其包括飞行控制器和与所述飞行控制器电连接且用于控制所述电机的转速的电子调速器，

所述电机和所述电子调速器安装于所述杆，所述飞行控制器安装于所述两个矩形板之间，

所述电子控制系统与所述喷洒系统连接以控制所述泵的动作，

其中，所述喷头位于安装于同一沿横向延伸的杆的同一端的螺旋桨的正下方。

优选地，所述矩形框架的宽度为1.0至1.5米，长度为4.5至5.5米，并且/或者

所述矩形框架的长宽比为3/1至6/1。

优选地，所述杆为碳纤维杆，所述矩形板为碳纤维板。

优选地，所述矩形喷洒无人机还包括电源系统，该电源系统与所述电子控制系统电连接，

所述飞行控制器设于所述两个矩形板的中心位置。

优选地，所述矩形喷洒无人机包括用于将所述电机安装至所述杆的电机安装底座，

所述喷头安装于所述电机安装底座，

所述喷出物贮存器安装于所述两个矩形板中的远离所述螺旋桨的一个矩形板，

所述泵安装于所述喷出物贮存器，所述泵与所述喷出物贮存器和所述喷头通过连通管路连接。

优选地，多个螺旋桨在横向和纵向上对称地分布在所述矩形框架的两个长边侧，形成双一字形排布。

优选地，沿横向延伸的若干个杆的两相反端均安装有喷头。

优选地，所述喷头为压力喷头。

1、本实用新型的矩形喷洒无人机为超大喷幅的非对称矩形无人机，其采用矩形框架结构，相对于例如放射性结构的无人机，矩形结构大大减小了占地面积，使其携带更加方便快捷。

2、本实用新型的矩形喷洒无人机由于其矩形框架的长度可达5m左右，使其单次喷洒面积大，作业效率高。

3、本实用新型的矩形喷洒无人机中，可实现喷出物(药液)的三级加速：(1)压力喷头的一级加速；(2)喷头位于螺旋桨的正下方，借助于螺旋桨自身所产生的下旋风形成二级加速；(3)横向上对应的螺旋桨的三级加速。与例如十字结构相比，本实用新型的矩形框架的横向距离(横向上对应的两个螺旋桨)近，螺旋桨的风力会将药液向内聚集，增加药物喷洒均匀度。故实现了减少漂移量的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的矩形喷洒无人机的总体结构示意图；

图2为图1的矩形喷洒无人机的另一视角下的结构示意图；

图3为图1的矩形喷洒无人机的螺旋桨排布旋转顺序示意图；

图4为本实用新型的一个实施例的矩形喷洒无人机的工作原理框图；

图5为图1的矩形喷洒无人机的作业效果图。

附图标记说明

1-矩形框架；11-碳纤维杆(杆)；12-碳纤维板(矩形板)；2-喷洒系统；21-喷头；22-贮存药液容器(喷出物贮存器)；23-水泵(泵)；3-电子控制系统；31-飞行控制器；32-电子调速器；33-电机；34-电机安装底座；5-螺旋桨。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的实施例，在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

参考图1和2，本实施例中所提供的矩形喷洒无人机包括矩形框架1，该矩形框架1是由碳纤维杆11和两块碳纤维板12形成的一种整体框架结构。其中，碳纤维杆11共设有8根，在纵向(图1中的左下至右上方向)上设置有2根长度为5米的彼此平行的碳纤维杆，在横向(图1中的左上至右下方向)设有6根长度为1m的彼此平行的碳纤维杆，左右各设为3根。两块碳纤维板12上下分布，并将两根长度为5米的碳纤维杆11夹在中间，因此形成一个以两块碳纤维板12为中心，左右前后均对称的矩形框架结构1。由于本实施例中的矩形喷洒无人机的矩形框架长度长达5m，因而其喷洒范围大，作业效率高。

本实施例中的喷洒系统2安装于矩形框架1上，用于向农作物喷洒药液。该喷洒系统2包括喷头21、贮存药液容器22、水泵23以及连通管道(图中未示出)。药液储存在贮存药液容器22内部，经由水泵23抽出后通过连通管道输送至喷头21，然后由喷头21向农作物形成扇面喷洒(参考图5)。未示出的连通管道可以设置在碳纤维杆11内。

在本实施例中，喷头21设置于横向延伸的多个碳纤维杆11的同一侧(矩形的一个长边)，在这些碳纤维杆11的横向另一侧不设置喷头21。应当理解，可以通过水泵23、贮存药液容器22和电池中的一者或多者实现矩形喷洒无人机的重量平衡，这种平衡还可以适当考虑喷洒中空气对喷头21一侧的反作用力。

本实施例中的电子控制系统3安装于矩形框架1上，该电子控制系统3包括飞行控制器31和电子调速器32。飞行控制器31设置在两块碳纤维板12之间的中心位置，并与电子调速器32相连，电子调速器32用于控制电机33的转速。用于连接飞行控制器31和各电子调速器32的电线和/或信号线可以设置在碳纤维杆11内。飞行控制器31输出信号至电子调速器32，电子调速器32接收飞行控制器31输出的信号并控制电机33的转速，进而可控制螺旋桨5的升力，因此通过飞行控制器31可控制该矩形喷洒无人机的飞行高度以及飞行过程中的稳定性。飞行控制器31持续输出不同的PWM(脉宽调制)信号给各个电子调速器32，让其输出给电机33，配合螺旋桨5持续产生升力，配合本实用新型的总体框架结构使无人机的作业效率提升50％～80％。

该电子控制系统3与矩形框架1的具体安装关系和位置可以为：电机安装底座34共设有十二个，每根横向延伸的碳纤维杆11的两端各安装一个电机安装底座34，每一电机安装底座34上安装一个电机33，电子调速器32安装于电机安装底座34并与电机33相连。应当理解，可以省略电机安装底座34而将电子调速器32和电机33直接安装在碳纤维杆11上。

上述喷洒系统2的各组成部分的具体安装位置可以为：贮存药液容器22安装于下侧(远离螺旋桨5)的碳纤维板12，喷头21安装于电机安装底座34，水泵23固定于贮存药液容器22。

本实施例中的矩形喷洒无人机还包括电源系统，电源系统可以包括例如两块锂电池，锂电池可以安装于上侧(螺旋桨5所在侧)的碳纤维板12。电源系统与电子控制系统3通过控制电路连接，该电源系统用于向该矩形喷洒无人机提供电源，该电源系统上设有各种型号的通用接头，可以方便与多种不同型号的市售锂电池连接，以满足该矩形喷洒无人机的电力需求。

本实施例中，该矩形喷洒无人机的螺旋桨5的安装位置为：螺旋桨5安装于电机33的输出轴，十二个螺旋桨5前后对称且左右对称地分布在矩形框架1的横向两侧，形成双一字形排布。在该矩形喷洒无人机的作业过程中，其螺旋桨排布以及旋转顺序如图3所示。同侧一只碳纤维杆11上的旋转顺序不同，可以相互之间抵消反向作用力，使总体产生很高的稳定性。

优选地，喷头21可设置为压力喷头。优选地，喷头21可以装卸地安装于矩形框架1，这样可以为不同的喷洒目的更换不同的喷头。

该矩形喷洒无人机的工作原理如图4所示。该矩形喷洒无人机的电子控制系统3通过发送控制信号控制水泵23的起停及功率，在正常作业时，水泵23将药液从贮存药液容器22中抽出，通过喷头21和螺旋桨5的产生的下旋风实现对药液的加压喷洒。

该矩形喷洒无人机的作业效果如图5所示。

由上述对本实施例的详细描述中，可以得出：

由于喷头21为压力喷头，这样在该矩形喷洒无人机作业过程中，该喷头21喷洒出的药液自身具有一定压力，可减少外力引起的药液漂移现象，提高了无人机喷洒药液的作业效率。

同时，由于本实施例中的每个喷头21均位于一个螺旋桨5的正下方，在无人机的工作过程中，螺旋桨自身产生的下旋风会对喷头21喷出的药液进行二次加速，从而进一步减少了药液漂移，提高了作业效率。

另外，由于本实施例中，矩形框架1的长度达5m左右(例如，4.5m至5.5m)；就这么大的用于植保的无人机而言，如果采用十字结构，喷头21安装在左右两测，在喷药过程中药液只会受到来自上方螺旋桨的下旋风的下压，但是前后两个螺旋桨5所产生的风力由于距离过远的缘故，不会对喷洒效果有任何有利影响，使得药液漂移量很大。与十字结构的无人机相比，本实用新型的矩形喷洒无人机的螺旋桨5的横向距离近(例如，横向上对应的两个螺旋桨5之间的中心对中心距离可以为例如1m至1.5m)，对于一个螺旋桨5下方的喷头21喷出的药液而言，横向上对应的螺旋桨的风力会将药液向内(长度方向内侧)聚集，对药液形成三次加速，增加药物喷洒均匀度。故做到了大大减少药液的漂移量。相对于放射性结构而言，该矩形喷洒无人机的矩形结构又大大减小了占地面积，使携带更加方便。

综上，一级加速使得喷洒的药液带有初始速度，再配合二三级加速，使得喷洒的药液具有很强的穿透性，可以使药液更加均匀的喷洒到农作物上，大大减少了药液的漂移，避免了药液重喷、漏喷等现象，提高了药液的有效利用率。

上面说明了本实用新型的优选实施例，然而，本实用新型不限于此。

(1)本实用新型的一个重点是喷洒无人机的框架为矩形，使得横向上相对应的两个螺旋桨5之间的距离较小，横向一侧的螺旋桨5对横向另一侧的喷头21喷出的药液也产生下压力。而多个喷头21在纵向上成一字形排列，可以实现大的喷洒面积。

但是，碳纤维杆11和喷头21的数量不限于图中所示。例如，在纵向上，碳纤维杆11和喷头21的数量可以增加或减少。优选地，在纵向上，沿横向延伸的碳纤维杆11的数量大于或等于3个，更优选地，大于或等于4个。

本实用新型中的矩形喷洒无人机的围绕多个杆的顶端形成的矩形的长宽比优选大于2/1，更优选地，该长宽比为3/1至6/1。

在图1和图2所示的结构中，在纵向上，相邻的两个碳纤维杆11之间的距离可以大致相同。然而，中间两个碳纤维杆11之间的距离可以略大。

(2)在图示的实施例中，喷头21设置于横向延伸的多个碳纤维杆11的同一侧(矩形的一个长边)，在这些碳纤维杆11的横向另一侧不设置喷头21。然而，本实用新型不限于此，例如，可以在横向延伸的碳纤维杆11的两侧都设置喷头21。

(3)在图示的实施例中，纵向延伸的碳纤维杆连接到横向延伸的碳纤维杆的两端的内侧部位，然而，本实用新型不限于此。例如，纵向延伸的碳纤维杆可以连接到横向延伸的碳纤维杆的两端附近。此时，还可以将喷头设置于横向延伸的碳纤维杆的顶端附近。例如，本实用新型中的“安装于沿横向延伸的若干个杆的同一端的若干个喷头”不仅包括喷头安装于杆的顶端的情况，而且包括喷头安装到杆的顶端附近的情况。

然而，可以理解，在碳纤维杆内或沿着碳纤维杆布置药液用连通管路或电线/信号线是有利的。因此，与喷头设置在远离沿横向延伸的碳纤维杆的顶端的位置的情况相比，将喷头安装到碳纤维杆的顶端附近可以简化药液用连通管路或电线/信号线布线，并缩短药液用连通管路或电线/信号线的布线长度。

(4)上面提到了碳纤维杆11和碳纤维板12。然而，构成本实用新型的矩形喷洒无人机的矩形框架1的材料不限于碳纤维。但是该材料优选具有低比重、高强度的优点。例如，构成矩形框架1的材料可以是各种纤维增强的塑料、铝合金等。

并且，除了图示的碳纤维杆11和碳纤维板12，本实用新型的矩形喷洒无人机还可以包括其它连接杆或板。

(5)应当理解，本实用新型的矩形喷洒无人机不限于喷洒植保用药液。其还可以喷洒泡沫、粉剂等。另外，该矩形喷洒无人机还可以用于防疫、灭火等其它用途。

(6)应当理解，本申请中的“矩形”不包括“正方形”。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种矩形喷洒无人机，其特征在于，所述矩形喷洒无人机包括：

矩形框架，其包括彼此连接而形成为矩形的多个杆；以及

喷洒系统，其安装于所述矩形框架，

其中，所述喷洒系统包括喷出物贮存器、泵和安装于沿横向延伸的若干个杆的同一端的若干个喷头，所述泵用于将所述喷出物贮存器中的喷出物供给到所述喷头，以由所述喷头将所述喷出物喷出。

2.根据权利要求1所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，所述矩形框架还包括两个矩形板，所述两个矩形板在所述矩形框架的纵向上的中央夹着构成所述矩形框架的、沿纵向延伸的若干个杆。

3.根据权利要求2所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，所述矩形喷洒无人机还包括：

电机；

螺旋桨，其由所述电机驱动；和

电子控制系统，其包括飞行控制器和与所述飞行控制器电连接且用于控制所述电机的转速的电子调速器，

所述电机和所述电子调速器安装于所述杆，所述飞行控制器安装于所述两个矩形板之间，

所述电子控制系统与所述喷洒系统连接以控制所述泵的动作，

其中，所述喷头位于安装于同一沿横向延伸的杆的同一端的螺旋桨的正下方。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，所述矩形框架的宽度为1.0至1.5米，长度为4.5至5.5米，并且/或者

所述矩形框架的长宽比为3/1至6/1。

5.根据权利要求2或3所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，

所述杆为碳纤维杆，所述矩形板为碳纤维板。

6.根据权利要求3所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，所述矩形喷洒无人机还包括电源系统，该电源系统与所述电子控制系统电连接，

所述飞行控制器设于所述两个矩形板的中心位置。

7.根据权利要求3所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，

所述矩形喷洒无人机包括用于将所述电机安装至所述杆的电机安装底座，

所述喷头安装于所述电机安装底座，

所述喷出物贮存器安装于所述两个矩形板中的远离所述螺旋桨的一个矩形板，

所述泵安装于所述喷出物贮存器，所述泵与所述喷出物贮存器和所述喷头通过连通管路连接。

8.根据权利要求3所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，多个螺旋桨在横向和纵向上对称地分布在所述矩形框架的两个长边侧，形成双一字形排布。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，沿横向延伸的若干个杆的两相反端均安装有喷头。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的矩形喷洒无人机，其特征在于，所述喷头为压力喷头。