CN207907953U - 农用无人机植保精确喷洒系统 - Google Patents

Abstract

农用无人机植保精确喷洒系统，包括直升机机架、药桶、流量计、喷头、水泵，药桶、流量计、喷头、水泵之间通过管路相连通，流量计和水泵连接至喷洒控制系统，在直升机机架上设置有称重传感器模块，药桶悬挂或者支撑在称重传感器模块上，称重传感器模块连接至喷洒控制系统。本实用新型通过称重传感器模块，在喷洒作业时可以采集药桶内药液在一定时间段内的重量变化情况可以得到该时间段内的实际流量，实际流量与流量计的反馈信号流量相比可以得到一个校正系数，采用校正系数可以对喷洒的药液量进行校正，能够克服流量计的计量误差。

Description

农用无人机植保精确喷洒系统

技术领域

本实用新型涉及农用无人机植保领域，特别涉及农业无人机植保中的精确喷洒系统，属于农业植保技术领域。

背景技术

农业无人机植保是一种高效、精准、成本低、效率高、环境较为友好的作业方式，其效率是人工的50倍以上，其达到相同的效果的施药量是传统的植保作业用量的80%以下，由于采用喷雾式喷洒，用水量减少90%以上，采用无人机植保能够大大提高农业生产作业效率，降低农药用量，减少进入土壤和大气中的农药污染，保证食品安全，所以无人机植保在近几年得到了长足的发展，目前的无人机喷洒系统包括药桶、水泵、流量计、及雾化喷头，在施药的过程中，根据以下公式来确定飞行速度和流量的关系：M=11.112a/(vF)，其中M：每亩喷洒用药液总量，单位为：升/亩；F：有效喷幅，单位为米；V：飞行速度，单位为米/秒；a=总流量，单位为升/分钟，控制系统根据施药总量及飞行速度来调节流量，其中流量是根据流量计的信号输送至喷洒控制系统得到流量数据的的，所以若流量计的计量发生偏差，则其实际喷洒的药量就会发生误差，导致施药无法按照设计的方案进行，产生过度施药或者施药不足的后果，这两种情况的发生都会导致农业植保的精益生产问题。而且恰恰在目前的农业植保中，这种情况长期存在，主要是以下两方面的原因：一是在农业植保中需要根据农作物的种类、受灾情况等多种因素确定所用的农药种类和浓度，所以配制后形成的药液粘度也不一致，液体流量计用于计量不同粘度的液体时，相同体积的液体其显示反馈的信号数据是不同的；二是目前在农用直升机上应用的流量计基本为霍尔式涡轮流量计，涡轮流量计一般包括壳体组件、叶轮组件、导流组件、霍尔传感器组件及运算组件，其大致结构如中国专利申请号2016207519343所公布样子，叶轮组件包括叶轮，在叶轮中心开设有贯通的轴孔，轴孔中穿设有主轴，主轴两端穿设在轴套中，叶轮与主轴之间时转动关系，当有液体流过冲击叶轮转动，叶轮转动时带动霍尔传感器部件转动，液体流量大则转速快，液体流量小则转速慢，根据叶轮的转速可以运算得到液体的流量，由于所计量的很多液体具有腐蚀性，在主轴两端及主轴与叶轮的轴孔之间不适合设置轴承，这种形式的流量计在农业植保实践使用中发现具有以下问题：由于经过流量计的液体中含有农药成分，在液体流经流量计时，液体会进入主轴与轴孔的间隙中，当流量计不工作时，这些残留在主轴与轴孔的间隙之间的液体会蒸发，蒸发掉水分的固体农药颗粒会粘附主轴及轴孔上，滞留在主轴与轴孔的间隙中，长时间使用甚至会堵塞，这就改变了叶轮转动时的阻力，使叶轮旋转的阻力变大，造成流量计计量失真，主轴与轴孔的接触面积越大，间隙的空间量也就越大，这种现象就越容易发生，发生后产生的阻力就越大，流量计计量失真后传输给喷洒控制系统的流量数据也就很不准确了，特别是第二种情况在目前的无人机植保中基本是无法克服的。这种流量计带来的偏差不符合无人机植保精益作业的方向和要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服目前的无人机植保中喷洒系统中存在的上述问题，提供一种农用无人机植保精确喷洒系统。

为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案：农用无人机植保精确喷洒系统，包括直升机机架、药桶、流量计、喷头、水泵，药桶、流量计、喷头、水泵之间通过管路相连通，流量计和水泵连接至喷洒控制系统，在直升机机架上设置有称重传感器模块，药桶悬挂或者支撑在称重传感器模块上，称重传感器模块连接至喷洒控制系统；进一步的；在称重传感器模块上具有支架，支架与药桶之间具有快接结构；进一步的；所述的快接结构为：在称重传感器模块上具有悬挂支架，悬挂支架的两侧至少设置有两个上下方向的定位销柱/定位销孔，在药桶上设置有与悬挂支架上的定位销柱/定位销孔数量及位置相匹配的定位销孔/定位销柱，定位销柱穿设在定位销孔中；进一步的；在称重传感器模块上具有支撑支架，在支撑支架上设置有至少三根竖杆，三根竖杆上连接有束缚圈，束缚圈的形状与药桶的周边轮廓相适应；进一步的；所述的流量计为霍尔式液体涡轮流量计，该流量计包括叶轮组件，所述的叶轮组件包括叶轮，在所述的叶轮两侧中心分别开设有一个圆形盲孔，两个圆形盲孔的轴线位于同一条直线上，在两个圆形盲孔中分别配合设置有一根半轴，在叶轮的两侧分别设置有一个轴套，两根半轴的另一端分别设置在轴套中；进一步的，所述的两个盲孔中一个或者两个为锥形盲孔，半轴端部为与锥形盲孔相适应的锥体。

本实用新型的积极有益技术效果在于：通过称重传感器模块，在喷洒作业时可以采集药桶内药液在一定时间段内的重量变化情况（即该时间段内喷洒出的药液重量），重量除以药液的比重可以得到该时间段内喷出药液的总体积，总体积除以时间段的时长（时长分钟数）可以得到该时间段内的实际流量（升/分钟），当流量计有误差时，实际流量与流量计的反馈信号流量并不相等，实际流量与流量计的反馈信号流量相比可以得到一个校正系数，将校正系数应用M=11.112a/(vF)的公式中可以对喷洒的药液量进行校正，其中药液的比重可以在配制时通过重量和体积关系可以计算出来，药液的比重也可以采用固定容积的药桶盛满药液后置放到称重传感器上后得到。本实用新型中的校正系数可以在直升机不飞行时开启喷洒系统得到，也可以在飞行作业时实时采集两个时间点药桶重量的变化得到，采用本实用新型的流量计，叶轮上的轴孔采用盲孔，大大降低了主轴与轴孔之间的接触面积，减少了主轴与轴孔之间的间隙量，降低了农药滞留在间隙中后所造成的阻力，能够在一定程度上降低这种阻力所带来的计量误差。

附图说明

图1是本系统的示意图。

图2是药桶与支架之间的采用束缚圈的主视结构示意图。

图3是药桶与支架之间的采用束缚圈的俯视结构示意图。

图4是流量计上的叶轮组件的示意图。

图5是图4中叶轮的示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本实用新型的实施，提供本实用新型的实施实例。这些实施实例仅仅是对本实用新型的阐述，不限制本实用新型的范围。本实用新型中的流量计与水泵可以集成为流量泵，流量泵是本系统中流量计和水泵的等同替换。

结合附图对本实用新型进一步详细的解释，附图中各标记为：1：药桶；2：管路；3：水泵；4：流量计；5：喷头；6：喷洒控制系统；7：称重传感器模块；8：悬挂支架；9：定位销柱；10：支撑支架；11：竖杆；12：束缚圈；13：叶轮；14：半轴一；15：半轴二；16：轴套一；17：轴套二；18：锥形盲孔一；19：锥形盲孔二。

如附图所示，农用无人机植保精确喷洒系统，包括直升机机架、药桶1、流量计4、喷头5，药桶、流量计、喷头之间通过管路2相连通，流量计连接至喷洒控制系6统，在直升机机架上设置有称重传感器模块7，直升机机架在图中没有示出，药桶1悬挂或者支撑在称重传感器模块上，称重传感器模块连接至喷洒控制系统6；在称重传感器模块上具有支架，支架与药桶之间具有快接结构；图中快接结构为：在称重传感器模块上具有悬挂支架8，悬挂之间8整体重量全部落在称重传感器模块上，悬挂支架的两侧至少设置有两个上下方向的定位销柱/定位销孔，在药桶上设置有与悬挂支架上的定位销柱/定位销孔数量及位置相匹配的定位销孔/定位销柱，定位销柱穿设在定位销孔中；定位销柱/定位销孔为定位销柱或定位销孔，当悬挂支架上为定位销孔时，药桶上为定位销柱，当悬挂支架上为定位销柱时，药桶上为定位销孔，图1中，药桶上的是定位销柱，定位销柱可以与药桶为一体，也可以为固定连接在药桶上部件，图3、图4示出的是药桶位于称重传感器传感器之上的另一种连接结构，在称重传感器模块上具有支撑支架10，在支撑支架上设置有至少三根竖杆，图3中示出了四根竖杆，四根竖杆上连接有束缚圈，束缚圈的形状与药桶的周边轮廓相适应；所述的流量计为霍尔式液体涡轮流量计，该流量计包括叶轮组件，所述的叶轮组件包括叶轮13，在所述的叶轮两侧中心分别开设有一个圆形盲孔，两个圆形盲孔的轴线位于同一条直线上，在两个圆形盲孔中分别配合设置有一根半轴，两根半轴如14、15所示，所述的两个盲孔中一个或者两个为锥形盲孔，半轴端部为与锥形盲孔相适应的锥体；图4、图5中示出的两个盲孔如18、19所示，均为锥形盲孔，半轴端部为与锥形盲孔相适应的锥体，在叶轮的两侧分别设置有一个轴套，两个轴套如图中的16、17所示，两根半轴的另一端分别设置在轴套中。

在详细说明本实用新型的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (6)

1.农用无人机植保精确喷洒系统，包括直升机机架、药桶、流量计、喷头、水泵，药桶、流量计、喷头、水泵之间通过管路相连通，流量计和水泵连接至喷洒控制系统，其特征在于：在直升机机架上设置有称重传感器模块，药桶悬挂或者支撑在称重传感器模块上，称重传感器模块连接至喷洒控制系统。

2.根据权利要求1所述的农用无人机植保精确喷洒系统，其特征在于：在称重传感器模块上具有支架，支架与药桶之间具有快接结构。

3.根据权利要求2所述的农用无人机植保精确喷洒系统，其特征在于：所述的快接结构为：在称重传感器模块上具有悬挂支架，悬挂支架的两侧至少设置有两个上下方向的定位销柱/定位销孔，在药桶上设置有与悬挂支架上的定位销柱/定位销孔数量及位置相匹配的定位销孔/定位销柱，定位销柱穿设在定位销孔中。

4.根据权利要求2所述的农用无人机植保精确喷洒系统，其特征在于：在称重传感器模块上具有支撑支架，在支撑支架上设置有至少三根竖杆，至少三根竖杆上连接有束缚圈，束缚圈的形状与药桶的周边轮廓相适应。

5.根据权利要求1所述的农用无人机植保精确喷洒系统，其特征在于：所述的流量计为霍尔式液体涡轮流量计，该流量计包括叶轮组件，所述的叶轮组件包括叶轮， 在所述的叶轮两侧中心分别开设有一个圆形盲孔，两个圆形盲孔的轴线位于同一条直线上，在两个圆形盲孔中分别配合设置有一根半轴，在叶轮的两侧分别设置有一个轴套，两根半轴的另一端分别设置在轴套中。

6.根据权利要求5所述的农用无人机植保精确喷洒系统，其特征在于：所述的两个盲孔中一个或者两个为锥形盲孔，半轴端部位于锥形盲孔相适应的锥体。