CN208258856U - 用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置 - Google Patents

Abstract

用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，包括喷杆、盖板、轴承、调节喷杆高度的螺杆组、电机、方套筒组、喷杆座以及凸轮顶杆机构；所述轴承外圈设有轴承座；轴承内圈与螺杆组相接；所述电机通过电机支架与轴承座固定连接，电机输出轴端设有电机齿轮，所述螺杆组外缘还设有驱动齿轮，电机齿轮与驱动齿轮相啮合；所述方套筒组套在电机外侧，方套筒组个数与螺杆组个数对应；通过上述机构的设置，本实用新型的喷杆可在飞行作业过程中打开，并可在空中调节预期高度；非作业时，整个装置折叠在起落架内，不影响植保无人机的平稳放置与运输，本装置结构简单，操作方便，大幅提高农药雾滴的喷洒量，增强了植保无人机飞防作业的防治效果。

Description

用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置

技术领域

本发明属于农业植物保护技术领域，具体涉及一种用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置。

背景技术

植保无人机是用于植物保护作业的无人驾驶航空器，通过地面遥控或自主导航进行飞防作业，相比于传统地面植保机械具有灵活高效的优点。但是由于植保无人机自身载药量小，因此不得不采用高浓度超低量的模式进行施药，农药雾滴明显小于传统机械施药的雾滴。由于植保无人机悬浮于作物冠层之上，受作物冠层紊流的影响，飞行稳定性差且距离冠层较远，其喷头无法贴近冠层，农药雾滴滞空时间长，导致雾滴易蒸发、易飘移、靶标沉积量不足不均等问题，严重影响了植保无人机飞防作业的防治效果。申请号CN2017206144212的中国专利公开了一种植保无人机的喷杆伸缩机构，通过微型电机带动传动齿轮转动，并进一步带动丝杆转动，丝杆的正反转带动齿条的前后移动，从而实现喷杆的伸缩，该伸缩机构仅实现了喷杆的水平移动，解决了植保无人机施药范围小以及碰撞农作物的问题，因此需要重新设计一种可以调节喷杆高度的装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，以解决上植保无人机喷头无法贴近冠层，农药雾滴滞空时间长，以及雾滴易蒸发、易飘移、靶标沉积量不足不均的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，包括喷杆，所述折叠装置还包括盖板、轴承、调节喷杆高度的螺杆组、电机、方套筒组、喷杆座以及凸轮顶杆机构，所述盖板固定连接于植保无人机底部；所述轴承外圈设有轴承座，轴承座与盖板通过螺栓固定连接；轴承内圈与螺杆组相接，轴承上方设有轴承挡圈，轴承挡圈的一端位于所述螺杆组外缘的轴肩中；所述电机通过电机支架与轴承座固定连接，电机输出轴端设有电机齿轮，所述螺杆组外缘还设有驱动齿轮，电机齿轮与驱动齿轮相啮合；所述方套筒组套在电机外侧，方套筒组个数与螺杆组个数对应；所述方套筒组内电机安装位置的对角下方靠近底面处设有喷杆座，所述喷杆座上表面设有喷杆座导轨，侧面设有喷杆座挡板；所述凸轮顶杆机构位于喷杆座上方，固定于方套筒组底部。

本发明更进一步改进方案是，所述螺杆组由螺杆一、螺杆二和螺杆三组成：螺杆一直径最大，设有内螺纹；螺杆二直径次之，设有内螺纹和外螺纹；螺杆三直径最小，设有外螺纹，三根螺杆依次嵌套；螺杆一和螺杆二的内螺纹均从螺杆一端端面延伸至接近另一端的内凸孔内端面；螺杆二和螺杆三的外螺纹在螺杆的一端轴肩上，但并不布满轴肩；所有螺纹旋向相同，螺杆一内螺纹与螺杆二外螺纹匹配旋转，螺杆二内螺纹与螺杆三外螺纹匹配旋转。当螺杆一与螺杆三发生相对旋转时，螺杆组将拉伸或收缩，反向旋转时，螺杆组将收缩或拉伸。

本发明更进一步改进方案是，所述螺杆二和螺杆三的轴肩在拉伸到底端时，分别被螺杆一和螺杆二的内凸孔阻挡，防止螺杆二和螺杆三拉伸过头，与螺杆一和螺杆二脱离，所述螺杆二外缘靠近内凸孔端位置设有螺杆挡圈，防止螺杆二收缩过头，与螺杆一脱离。

本发明更进一步改进方案是，所述方套筒组由方套筒一、方套筒二、方套筒三组成，各方套筒均为底面为正方形的长方体，边长依次减小，三个方套筒依次嵌套连接，方套筒之间仅沿竖直方向互相滑动，方套筒组只能伸缩，无法转动；所述方套筒一外法兰与盖板通过螺钉固定连接，其内法兰阻挡方套筒二的外法兰，防止方套筒二脱离，方套筒二的内法兰阻挡方套筒三的外法兰，防止方套筒三脱离；所述方套筒三底部全封闭，与所述螺杆三底部通过螺钉紧固，可限制螺杆三旋转。可在所述螺杆组和方套筒组中串联增加更多的螺杆和方套筒，保证所有的螺杆和方套筒尺寸能依次嵌套安装，可进一步增加紧凑型自动折叠装置的伸缩长度，这样仅增加装置水平向的尺寸，而不会增加竖直向的尺寸，以确保整个装置在非工作期间都在起落架内。

本发明更进一步改进方案是，所述方套筒三下方靠近底面处开设有长条形口，沿底面水平设置，喷杆座表面设有与方套筒组三对应的长条形口，所述喷杆通过装有扭簧的销钉固定于喷杆座，喷杆从喷杆座的长条形口和方套筒三下方的长条形口中穿出。

本发明更进一步改进方案是，所述方套筒三设有两条长条形口，分别设于方套筒三垂直的两个侧面，长条形口中分别设有两条喷杆，所述两条喷杆随着自动折叠装置的下降呈逐渐展开状态，随自动折叠装置的上升呈逐渐折叠状态。喷杆在两个长条形口的限制下，有两个极限位置，在最左侧，喷杆呈折叠状态，在最右侧，喷杆呈展开状态。喷杆从展开状态到折叠状态，扭簧压力不断增大，推动喷杆，使喷杆有向右侧运动的趋势。在喷杆完全展开后，紧凑型自动折叠装置仍然有一段空间可以允许展开状态的喷杆下降或上升，可以控制展开后的喷杆到达预期的高度。

本发明更进一步改进方案是，所述喷杆依靠由凸轮和顶杆组成的凸轮顶杆机构控制位置，所述凸轮顶杆机构设有两个；所述凸轮安装在轴承座上；顶杆通过顶杆导槽由喷杆座导轨固定在方套筒三底部，并沿喷杆座导轨水平左右滑动，顶杆侧面设有顶杆挡板，所述喷杆达到极限折叠状态时，顶杆挡板可挡住方套筒三的长条形口，防止装置储藏运输时灰尘进入。在紧凑型自动折叠装置极限收缩状态下，凸轮压紧顶杆，顶杆被推至最左侧，将喷杆也推至最左侧；在紧凑型自动折叠装置拉伸过程中，凸轮慢慢向上，将顶杆放松，顶杆被喷杆向右推，喷杆从折叠状态慢慢打开至展开状态；当喷杆完全达到展开状态时，顶杆将被喷杆座挡板阻挡，无法再向右滑动，此时可以继续拉伸紧凑型自动折叠装置，凸轮将与顶杆分离，并逐渐远离，直至紧凑型自动折叠装置达到极限拉伸状态。整个拉伸过程，凸轮与顶杆始终对齐。在紧凑型自动折叠装置收缩过程中，凸轮逐渐接近顶杆，当凸轮顶杆接触后，凸轮开始下压顶杆，顶杆和喷杆一同被往左推，逐渐推至最左侧，当喷杆达到折叠状态时，紧凑型自动折叠装置同时收缩至极限收缩状态。

本发明更进一步改进方案是，所述电机中轴线与螺杆组中轴线的连线与盖板对角线重合，所述电机齿轮带动驱动齿轮转动，为螺杆一提供旋转动力。所述电机处于装置内部角落，可以进一步节省空间。

本发明更进一步改进方案是，所述轴承为角接触球轴承。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，通过设置轴承、调节喷杆高度的螺杆组、电机、方套筒组、喷杆座以及凸轮顶杆机构，能在无人机飞行作业时控制喷杆垂直打开，并可在空中调节预期高度，在无人机不低飞的情况下，让喷头尽可能的贴近冠层，解决了农药雾滴滞空时间久，喷洒不均不足的问题；飞行过程中，当喷杆被障碍物阻挡时在扭簧力的作用下可以自动向后折叠，随后又自动展开，以保护喷杆不受损坏；非作业时，两侧的喷杆折叠收置于机身后部，可自动避开起落架，喷杆的升降量大且折叠后结构紧凑。本发明结构简单，操作方便，大幅提高农药雾滴的喷洒量，增强了植保无人机飞防作业的防治效果。

附图说明

图1是本发明安装于植保无人机的整体结构示意图；

图2是本发明极限收缩装置剖视图；

图3是本发明极限拉伸装置剖视图；

图4是本发明凸轮顶杆机构结构示意图；

图5是本发明喷杆座结构示意图；

图6是本发明方套筒三结构示意图；

图7是本发明折叠装置整体装配示意图；

图8是本发明极限收缩装置示意图；

图9是本发明极限拉伸装置示意图；

图中序号，1-盖板、2-轴承座、3-轴承、4-驱动齿轮、5-螺杆一、6-螺杆二、7-螺杆三、8-轴承挡圈、9-电机支架、10-电机齿轮、11-电机、12-方套筒一、13-方套筒二、14-方套筒三、15-螺杆挡圈、16-凸轮、17-顶杆、18-顶杆导槽、19-顶杆挡板、20-喷杆座导轨、21-喷杆座、22-销钉、23-喷杆座挡板、24-喷杆、25-内凸孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

参阅图1-9，用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，包括喷杆24，所述折叠装置还包括盖板1、轴承3、调节喷杆24高度的螺杆组、电机11、方套筒组、喷杆座21以及凸轮顶杆机构，所述盖板1固定连接于植保无人机底部；所述轴承3外圈设有轴承座2，轴承座2与盖板1通过螺栓固定连接；轴承3内圈与螺杆组相接，轴承3上方设有轴承挡圈8，轴承挡圈8的一端位于所述螺杆组外缘的轴肩中；所述电机11通过电机支架9与轴承座2固定连接，电机11输出轴端设有电机齿轮10，所述螺杆组外缘还设有驱动齿轮4，电机齿轮10与驱动齿轮4相啮合；所述方套筒组套在电机11外侧，方套筒组个数与螺杆组个数对应；所述方套筒组内电机安装位置的对角下方靠近底面处设有喷杆座21，所述喷杆座21上表面设有喷杆座导轨20，侧面设有喷杆座挡板23；所述凸轮顶杆机构位于喷杆座21上方，固定于方套筒组底部。

本实施例中，所述螺杆组由螺杆一5、螺杆二6和螺杆三7组成：螺杆一5直径最大，设有内螺纹；螺杆二6直径次之，设有内螺纹和外螺纹；螺杆三7直径最小，设有外螺纹，三根螺杆依次嵌套；螺杆一5和螺杆二6的内螺纹均从螺杆的一端端面延伸至接近另一端的内凸孔25内端面；螺杆二6和螺杆三7的外螺纹在螺杆的一端轴肩上，但并不布满轴肩；所有螺纹旋向相同，螺杆一5内螺纹与螺杆二6外螺纹匹配旋转，螺杆二6内螺纹与螺杆三7外螺纹匹配旋转。

本实施例中，所述螺杆二6和螺杆三7的轴肩在拉伸到底端时，分别被螺杆一5和螺杆二6的内凸孔25阻挡，所述螺杆二6外缘靠近内凸孔25端位置设有螺杆挡圈15。

本实施例中，所述方套筒组由方套筒一12、方套筒二13、方套筒三14组成，各方套筒均为底面为正方形的长方体，边长依次减小，三个方套筒依次嵌套连接，方套筒之间仅沿竖直方向互相滑动；所述方套筒一12外法兰与盖板1通过螺钉固定连接，其内法兰阻挡方套筒二13的外法兰，防止方套筒二13脱离，方套筒二13的内法兰阻挡方套筒三14的外法兰，防止方套筒三14脱离；所述方套筒三14底部全封闭，与所述螺杆三7底部通过螺钉紧固。

本实施例中，所述方套筒三14下方靠近底面处开设有长条形口，沿底面水平设置，喷杆座21表面设有与方套筒组三14对应的长条形口，所述喷杆24通过装有扭簧的销钉22固定于喷杆座21，喷杆24从喷杆座21的长条形口和方套筒三14下方的长条形口中穿出。

本实施例中，所述方套筒三14设有两条长条形口，分别设于方套筒三14垂直的两个侧面，长条形口中分别设有两条喷杆24，所述两条喷杆24随着自动折叠装置的下降呈逐渐展开状态，随自动折叠装置的上升呈逐渐折叠状态。

本实施例中，所述喷杆24依靠由凸轮16和顶杆17组成的凸轮顶杆机构控制位置，所述凸轮顶杆机构设有两个；所述凸轮16安装在轴承座2上；顶杆17通过顶杆导槽18由喷杆座导轨20固定在方套筒三14底部，并沿喷杆座导轨20水平左右滑动，顶杆17侧面设有顶杆挡板23，所述喷杆24达到极限折叠状态时，顶杆挡板23可挡住方套筒三14的长条形口。

本实施例中，所述电机11中轴线与螺杆组中轴线的连线与盖板1对角线重合，所述电机齿轮10带动驱动齿轮4转动，为螺杆一5提供旋转动力。

本实施例中，所述轴承3为角接触球轴承。

具体工作过程：

使用时，操作人员通过地面遥控系统控制植保无人机进入作物生长区域，当达到无人机作业飞行高度时候，通过电机控制让位于底部的喷杆逐渐下降并依次靠近作物冠层，此时，位于方套筒中的自动折叠装置可以控制喷杆在下降过程中展开，如图9所示，折叠装置中的凸轮逐渐向上移动，将顶杆放松，从而进一步促使喷杆向外侧展开，喷杆完全展开后，调节折叠装置将完全展开状态的喷杆进行微调，控制其到达预期的高度进行施药作业，位于套筒两侧的喷杆可以对左右两边作物的冠层同时进行施药，提高作业效率；作业过程中，当喷杆与作物发生碰撞时会自动向后折叠，随后喷杆在扭簧的作用下又将自动展开，此过程可以保护喷杆不受损坏；施药完成后，通过遥控系统，控制喷杆逐渐上升，此时折叠装置中的凸轮压紧顶杆，将顶杆逐渐向内侧移动，将喷杆也推至收缩状态，直至完全收缩，如图8所示；最后，操作人员控制完成作业的植保无人机回到地面进行检查并补充新的药剂。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，包括喷杆(24)，其特征在于：所述折叠装置还包括盖板(1)、轴承(3)、调节喷杆(24)高度的螺杆组、电机(11)、方套筒组、喷杆座(21)以及凸轮顶杆机构，所述盖板(1)固定连接于植保无人机底部；所述轴承(3)外圈设有轴承座(2)，轴承座(2)与盖板(1)通过螺栓固定连接；轴承(3)内圈与螺杆组相接，轴承(3)上方设有轴承挡圈(8)，轴承挡圈(8)的一端位于所述螺杆组外缘的轴肩中；所述电机(11)通过电机支架(9)与轴承座(2)固定连接，电机(11)输出轴端设有电机齿轮(10)，所述螺杆组外缘还设有驱动齿轮(4)，电机齿轮(10)与驱动齿轮(4)相啮合；所述方套筒组套在电机(11)外侧，方套筒组个数与螺杆组个数对应；所述方套筒组内电机安装位置的对角下方靠近底面处设有喷杆座(21)，所述喷杆座(21)上表面设有喷杆座导轨(20)，侧面设有喷杆座挡板(23)；所述凸轮顶杆机构位于喷杆座(21)上方，固定于方套筒组底部。

2.根据权利要求1所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述螺杆组由螺杆一(5)、螺杆二(6)和螺杆三(7)组成：螺杆一(5)直径最大，设有内螺纹；螺杆二(6)直径次之，设有内螺纹和外螺纹；螺杆三(7)直径最小，设有外螺纹，三根螺杆依次嵌套；螺杆一(5)和螺杆二(6)的内螺纹均从螺杆的一端端面延伸至接近另一端的内凸孔(25)内端面；螺杆二(6)和螺杆三(7)的外螺纹在螺杆的一端轴肩上，但并不布满轴肩；所有螺纹旋向相同，螺杆一(5)内螺纹与螺杆二(6)外螺纹匹配旋转，螺杆二(6)内螺纹与螺杆三(7)外螺纹匹配旋转。

3.根据权利要求2所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述螺杆二(6)和螺杆三(7)的轴肩在拉伸到底端时，分别被螺杆一(5)和螺杆二(6)的内凸孔(25)阻挡，所述螺杆二(6)外缘靠近内凸孔(25)端位置设有螺杆挡圈(15)。

4.根据权利要求2所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述方套筒组由方套筒一(12)、方套筒二(13)、方套筒三(14)组成，各方套筒均为底面为正方形的长方体，边长依次减小，三个方套筒依次嵌套连接，方套筒之间仅沿竖直方向互相滑动；所述方套筒一(12)外法兰与盖板(1)通过螺钉固定连接，其内法兰阻挡方套筒二(13)的外法兰，防止方套筒二(13)脱离，方套筒二(13)的内法兰阻挡方套筒三(14)的外法兰，防止方套筒三(14)脱离；所述方套筒三(14)底部全封闭，与所述螺杆三(7)底部通过螺钉紧固。

5.根据权利要求4所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述方套筒三(14)下方靠近底面处开设有长条形口，沿底面水平设置，喷杆座(21)表面设有与方套筒三(14)对应的长条形口，所述喷杆(24)通过装有扭簧的销钉(22)固定于喷杆座(21)，喷杆(24)从喷杆座(21)的长条形口和方套筒三(14)下方的长条形口中穿出。

6.根据权利要求5所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述方套筒三(14)设有两条长条形口，分别设于方套筒三(14)垂直的两个侧面，长条形口中分别设有两条喷杆(24)，所述两条喷杆(24)随着自动折叠装置的下降呈逐渐展开状态，随自动折叠装置的上升呈逐渐折叠状态。

7.根据权利要求6所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述喷杆(24)依靠由凸轮(16)和顶杆(17)组成的凸轮顶杆机构控制位置，所述凸轮顶杆机构设有两个；所述凸轮(16)安装在轴承座(2)上；顶杆(17)通过顶杆导槽(18)由喷杆座导轨(20)固定在方套筒三(14)底部，并沿喷杆座导轨(20)水平左右滑动，顶杆(17)侧面设有顶杆挡板(19)，所述喷杆(24)达到极限折叠状态时，顶杆挡板(19)可挡住方套筒三(14)的长条形口。

8.根据权利要求2-4任一项所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述电机(11)中轴线与螺杆组中轴线的连线与盖板(1)对角线重合，所述电机齿轮(10)带动驱动齿轮(4)转动，为螺杆一(5)提供旋转动力。

9.根据权利要求1所述的用于调节植保无人机喷杆高度的紧凑型自动折叠装置，其特征在于：所述轴承(3)为角接触球轴承。