CN206552271U - 一种多旋翼燃料电池植保无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多旋翼燃料电池植保无人机，包括机臂、旋翼、旋翼电机、燃料电池、药箱、以及由上盖板和下盖板组成的机体，所述机臂包括第一机臂、第二机臂以及将两者相连的第三机臂，每个机臂末端分别与相应旋翼电机相连，每个机臂的前端分别通过固定板与上盖板和下盖板相连；上盖板上设有氢气瓶和云台摄像机，药箱设于下盖板下方，且药箱与下盖板之间通过药箱支架相连，药箱的底部和上部分别设有喷药口和加药口，燃料电池固定设于药箱与下盖板之间，燃料电池与氢气瓶之间通过带氢气阀门的氢气管路相连，燃料电池通过导线连接直流转换器给各负载使用。该无人机具有较长的续航时间，具备清洁与环保的优点，应用前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无人机农药喷洒领域，涉及一种农药喷洒无人机，具体涉及一种多旋翼燃料电池植保无人机。
背景技术
农药喷洒在农牧业领域占据很大一部分人力和物力成本，现代化的农牧业一般采用无人机进行农药喷洒，在整个农药喷洒作业中，喷洒农药的操作人员的劳动强度很大，直接接触农药，人容易受到农药的伤害。同时由于人工操作，整个农药喷洒作业的效率并不高。国内采用无人机技术喷洒农药已经走向实际应用阶段，更重要的是以锂电池为动力的无人机其续航时间短，作业次数多，更换较麻烦，工作量大，具体实用中具有一定的局限性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多旋翼农药喷洒效率高、飞行时间久、稳定性高、平稳性高，多旋翼无人机。为实现此目的，本实用新型使用的技术方案 克服传统的不足，喷洒装置结构简单，设计科学合理，能够根据无人机的飞行调整自身位置，保持喷洒的最佳位置，飞行时间长久，飞行更加的平稳，提高喷洒覆盖率。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种多旋翼燃料电池植保无人机，包括机臂、旋翼、旋翼电机、燃料电池、药箱、以及由上盖板和下盖板组成的机体，所述机臂包括多个第一机臂、多个第二机臂以及将第一机臂和第二机臂之间相连的第三机臂，每一个第一机臂和第二机臂的末端分别与相应的旋翼电机固定相连，每一个旋翼电机的输出轴上固定一个旋翼，所述第一机臂和第二机臂的前端分别通过固定板与上盖板和下盖板相连，从而分布在机体四周；上盖板上设有氢气瓶和云台摄像机，药箱设于下盖板下方，且药箱与下盖板之间通过药箱支架相连，药箱的底部和上部分别设有喷药口和加药口，燃料电池固定设于药箱与下盖板之间，燃料电池与氢气瓶之间通过带氢气阀门的氢气管路相连，燃料电池出口通过导线连接直流转换器，直流转换器输出端通过导线连接无人机上各负载使用。
作为改进，所述氢气瓶通过氢气瓶底座与上盖板固定，所述云台摄像机通过摄像机支架与上盖板固定。
作为改进，所述第一机臂为弧形机臂，多个弧形的第一机臂在机体的前后均匀分布，所述第二机臂为由两个相对的弧形杆连接组成，旋翼电机固定在第二机臂的两个相对的弧形杆连接处，多个第二机臂在机体的左右均匀分布。
作为改进，所述下盖板上设有给燃料电池降温和供氧的燃料电池风扇。
作为改进，所述下盖板底部设有斜向两侧的脚架，所述脚架的高度大于药箱加燃料电池的高度。
作为改进，所述上盖板上设有与直流转换器相连的辅助储能电池。
作为改进，所述第一机臂有四个，四个第一机臂在机体的前后均匀分布，第二机臂有两个，分别分布在机体的左右。
本实用新型的有益效果是：
无人机主要采用了燃料电池提供动力，在燃料电池发电之前由辅助电池给相应用电设备供电，当燃料电池启动后承担主要能量输出，可以长达数个小时时间的持续飞行，克服了锂离子只能提供续航10-20分钟的弊端，大大提高喷洒农药的效率。由于无人机的旋翼是呈正六边形布置，多旋翼无人机的姿态和位置控制实现起来很简单，受风力的影响也非常小，具有很好的实用性。
附图说明
图1为多旋翼燃料电池植保无人机整体结构示意图。
图2为多旋翼燃料电池植保无人机前后方向结构示意图。
图3为多旋翼燃料电池植保无人机去掉上盖板及以上部分结构示意图。
图4为在图3基础上再去掉机臂部分侧向结构示意图。
图5为燃料电池风扇结构示意图。
图中，1-氢气阀门，2-氢气管路，3-氢气瓶，4-摄像机长方体支架，5-摄像机圆柱体支架，6-云台摄像机，7-氢气罐底座，8-正极，9-负极，10-第一机臂，11-第二机臂，12-固定板，13-药箱，14-脚架，15-锂电池，16-直流转换器，17- 第三机臂，18-旋翼电机，19-旋翼，20-燃料电池风扇，21-上盖板，22-药箱支架，23-下盖板，24-喷药口，25-加药口，26-燃料电池，27-燃料电池氧气进口，28-风扇叶片。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的原理、工作过程和具体实施方式作进一步的说明。
一种多旋翼燃料电池植保无人机，包括机臂、旋翼19、旋翼电机18、燃料电池26、药箱13、以及由上盖板21和下盖板23组成的机体，所述机臂包括第一机臂10、第二机臂11以及将第一机臂10和第二机臂11之间相连的第三机臂17，每一个第一机臂10和第二机臂11的末端分别设有与之固定相连的旋翼电机18，每一个旋翼电机18的输出转轴上固定相连一个与相应的旋翼19，所述第一机臂10和第二机臂11的前端分别通过固定板12与上盖板21和下盖板23相连；上盖板21上设有氢气瓶3和云台摄像机6，药箱13设于下盖板23下方，且药箱13与下盖板23之间通过药箱支架22相连，药箱13的底部和上部分别设有喷药口24和加药口25，燃料电池26固定设于药箱13与下盖板23之间，燃料电池26与氢气瓶3之间通过带氢气阀门1的氢气管路2相连，燃料电池26出口通过导线连接直流转换器16，燃料电池26的正极8和负极9分别通过导线与直流转换器16输入端相连，直流转换器16输出端与无人机上的锂电池15以及各个负载相连。无人机上的负载为各个旋翼电机18对应的供电端及电调、氢气阀门1的供电端、云台摄像机6的供电端相连为它们提高电压稳定的电能。
所述氢气瓶3通过氢气瓶3底座与上盖板21固定，并且在摄像机长方体支架4和摄像机圆柱体支架5的下方，氢气罐底座7的高度为20 mm，宽度为4 mm。
所述云台摄像机6通过摄像机支架与上盖板21固定，摄像机支架包括摄像机长方体支架4和摄像机圆柱体支架5，摄像机长方体支架4固定安装在上盖板21上，摄像机圆柱体支架5可旋转的固定安装在摄像机长方体支架4上，云台摄像机6固定在摄像机圆柱体支架5上，摄像机长方体支架4的长为4mm,宽为3 mm，高为40 mm，摄像机圆柱体支架5的直径为4mm，长为30mm。
所述第一机臂10为弧形机臂，四个弧形的第一机臂10在机体的前后均匀分布，所述第二机臂11为由两个相对的弧形杆连接组成，和旋翼电机18固定在第二机臂11的两个相对的弧形杆连接处，两个第二机臂11分布在机体的左右，第一机臂10和第二机臂11的数量可以根据实际需要进行增减，保证所有机臂以机体为对称分布即可。
所述下盖板23上设有给燃料电池26降温和供氧的燃料电池风扇20。
所述下盖板23底部设有斜向两侧的脚架14，所述脚架14的高度大于药箱13加燃料电池26的高度。
所述上盖板21上设有与直流转换器16相连的辅助储能电池，所述辅助储能电池为锂电池15
下盖板23的长为100 mm，宽为100 mm，厚度为1 mm，燃料电池26固定在其下表面。
如图3所示，无人机底部的药箱13为一长方体形的农药喷洒药箱13，药箱13长为300mm，宽为300mm，高为220mm，喷药口24安装在药箱13底部的中心位置，加药口25安装在药箱13的上方边缘处。药箱13底部装有喷头，喷头通过微型泵将农药喷洒成雾状，喷头设于药箱13底部的喷药口24处，在微型泵外的农药喷洒储液箱上安装喷洒导向罩，更好的将农药喷洒到农作物上去，无人机喷洒装置采用喷雾喷洒方式至少可以节约 60％的农药使用量，节约95％的用水量， 这降低了资源成本。无人飞机喷洒技术的应用不受地形和高度限制，只要在无人机的飞行高度内， 在田间地头起飞对农作物实施作业， 无人机采用远距离遥控操作和飞控导航自主作业功能， 只需在喷洒作业前， 采集农田的 GPS 信息， 并把航线规划好， 输入到地面站的内部控制系统中， 地面站对飞机下达指令， 飞机就可以载着喷洒装置， 自主将喷洒作业完成， 完成之后自动飞回到起飞点。
其次该多旋翼无人机首次采用了燃料电池26提供动力，克服了传统的锂离子电池动力不足的缺点，锂离子电池更换，浪费了大量的时间，而燃料电池26在很大程度上实现了长时间无人机农田飞行，在飞机喷洒作业的同时， 还可通过室内计算机的显示界面做到实时观察喷洒作业的进展情况。同时，无人机自动导航作业基于 GPS 技术和嵌入式系统技术， 设计可实现自动计算规划边界、自动计算规划航道、能够计算农田面积可以实现实时飞行轨迹的导航，实现一键起飞，喷洒农药的功能，农药喷洒完毕后，又自动回到田间。云台摄像机6可以将扫描的农田信息，存储到计算机中，进行实时控制。
Claims (7)
1.一种多旋翼燃料电池植保无人机，其特征在于：包括机臂、旋翼、旋翼电机、燃料电池、药箱、以及由上盖板和下盖板组成的机体，所述机臂包括多个第一机臂、多个第二机臂以及将第一机臂和第二机臂之间相连的第三机臂，每一个第一机臂和第二机臂的末端分别与相应固定旋翼电机相连，每一个旋翼电机的输出轴上固定一个旋翼，所述第一机臂和第二机臂的前端分别通过固定板与上盖板和下盖板相连，从而分布在机体四周；上盖板上设有氢气瓶和云台摄像机，药箱设于下盖板下方，且药箱与下盖板之间通过药箱支架相连，药箱的底部和上部分别设有喷药口和加药口，燃料电池固定设于药箱与下盖板之间，燃料电池与氢气瓶之间通过带氢气阀门的氢气管路相连，燃料电池出口通过导线连接直流转换器，直流转换器输出端通过导线连接无人机上各负载使用。
2.根据权利要求1所述一种多旋翼燃料电池植保无人机，其特征在于：所述氢气瓶通过氢气瓶底座与上盖板固定，所述云台摄像机通过摄像机支架与上盖板固定。
3.根据权利要求1所述一种多旋翼燃料电池植保无人机，其特征在于：所述第一机臂为弧形机臂，多个弧形的第一机臂在机体的前后均匀分布，所述第二机臂为由两个相对的弧形杆连接组成，旋翼电机固定在第二机臂的两个相对的弧形杆连接处，多个第二机臂在机体的左右均匀分布。
4.根据权利要求1所述一种多旋翼燃料电池植保无人机，其特征在于：所述下盖板上设有给燃料电池降温和供氧的燃料电池风扇。
5.根据权利要求1所述一种多旋翼燃料电池植保无人机，其特征在于：所述下盖板底部设有斜向两侧的脚架，所述脚架的高度大于药箱加燃料电池的高度。
6.根据权利要求1所述一种多旋翼燃料电池植保无人机，其特征在于：所述上盖板上设有与直流转换器相连的辅助储能电池。
7.根据权利要求3所述一种多旋翼燃料电池植保无人机，其特征在于：所述第一机臂有四个，四个第一机臂在机体的前后均匀分布，第二机臂有两个，分别分布在机体的左右。
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