CN208494691U - 一种智能喷涂无人机喷嘴组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无人机技术领域，公开了一种智能喷涂无人机喷嘴组件，包括包括调节机构、混合机构和喷管机构；调节机构包括X自由度舵机装置和Y自由度舵机装置，混合机构包括混合头，喷管机构包括喷管和喷头。本实用新型通过改进喷嘴组件，增加了无人机的载重量，提高了无人机单次作业喷涂的能力；提高了单次作业中喷涂的效率和精度，使用更加灵活工作性能更强。因此，本实用新型适合推广使用。

Description

一种智能喷涂无人机喷嘴组件

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种智能喷涂无人机喷嘴组件。

背景技术

目前在建筑行业房屋墙面粉刷装饰、喷涂文字等和输电线路绝缘电线绝缘漆的定期维护大多依靠人工进行喷涂，高空作业难度大，作业强度也很大，对人的体能是种考验；除此之外，高空喷涂投入的成本也高，其中最主要的是高空喷涂作业具有很大的危险性，因此通过无人机代替人工作业将是一个很好的选择。

当前已经有相关高空喷涂的无人机，但是时下的喷涂无人机载重能力小，续航里程小，单次作业的半径小、周期短，单次作业中喷涂量也很小，在针对稍大区域的喷涂任务时，当下的喷涂无人机需要重复多次作业才能实现，导致任务周期长、效率低、成本高。

相当一部分原因在于，喷涂无人机在喷涂过程中难以控制喷涂的角度和精度，喷嘴组件直接固定在无人机的机身上，且喷嘴往往是固定角度，需要调整喷涂的方向是，主要通过调整无人机的姿态来实现。因此，当前的无人机喷嘴组件工作方式不够灵活。

因此，在本领域存在亟待解决的技术问题，需要提出更为合理的技术方案，解决以上技术问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种智能喷涂无人机喷嘴组件，对无人机的喷嘴组件进行结构上的改进，为喷嘴增加X方向的旋转自由度和Y方向的旋转自由度，并且两个自由度能够相互叠加以实现多角度的调整，提高了喷嘴组件的灵活性，允许喷嘴在喷涂过程中进行角度调节，提高了喷涂的精度，也提高了喷涂的可控性和效率。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种智能喷涂无人机喷嘴组件，包括调节机构、混合机构和喷管机构。具体的说：

所述的调节机构包括X自由度舵机装置和Y自由度舵机装置，混合机构包括混合头，喷管机构包括喷管和喷头；所述的X自由度舵机装置连接到无人机，Y自由度舵机装置连接到X自由度舵机装置的转轴并随转轴转动，混合头连接到Y自由度舵机装置的转轴并随转轴转动；混合头包括主体、进料口、进气口和出料口，所述主体内部设有混合腔，进料口、进气和出料口均连通混合腔，且出料口连通喷管的一端，所述喷头位于喷管的另一端。

进一步的，X自由度舵机装置包括L形连接件和X自由度舵机，L形连接件的一边与无人机连接固定，X自由度舵机固定在L形连接件的另一边上。X自由度舵机在L形连接件上提供一个自由度的转动，帮助喷头移动切换喷涂的方向和角度。

再进一步，Y自由度舵机装置包括拐角连接件和Y自由度舵机，拐角连接件连接到X自由度舵机并随X自由度舵机的转轴转动，Y自由度舵机设置在拐角连接件上。Y自由度舵机在拐角连接件上提供一个自由度的转动，帮助喷头移动改变喷涂的方向和角度；通过X自由度舵机装置和Y自由度舵机装置的配合，能够实现喷头方向的自由调节，对无人机前方的物面进行多角度精确喷涂。

进一步的，所述的L形连接件和拐角连接件上均设有减重槽。L形连接件采用轻质材料制成，一般可采用碳纤维材料制成，目的在于降低喷嘴组件的自重。在L形连接件上设置减重槽，具体设计时所述的减重槽可横向贯穿L形连接件，达到最大的减重效果。

进一步的，所述的混合头上设置有连接轴，连接轴与Y自由度舵机的转轴同轴相连并随转轴转动；所述连接轴上设有减重孔。混合头与Y自由度舵机连接实现转动，考虑到无人机的载重，因此搭载的舵机尺寸较小，连接件的尺寸也尽量偏小，这种情况下混合头在转动时容易与L形连接件等结构发生抵触，使用连接轴将混合头与Y自由度舵机的相对位置加大，可以避免抵触情况的发生。

在设置连接轴时，相应增加了零部件，也增加了无人机的自重，因此设置减重孔降低了自重，避免连接轴对无人机自重影响过大。

再进一步，所述的混合腔为锥形，混合腔的前部收口，收口处连通出料口，混合腔的后部为广口，广口处设有后堵头，且广口处连通进气口，进料口连通到混合腔的侧壁面。广口与收口位于同一轴线上，从广口到收口处呈现孔径逐渐缩小的渐变，这样设置的原因在于，从广口处进入的气体到达收口处，其压缩量增大，在流量一定的情况下，气体的流速会加大；而涂料从侧面加入混合腔之后，被高速气流撞击发生形态的变化，由粘滞的液态转换成细碎的雾状，并通过喷管经喷头喷出。

进一步的，所述的进料口处连接有液压泵，所述的进气口处设置有气阀，所述的出料口处设置有流量阀。液压泵用于汲取涂料并送入进料口，气阀用于控制进气口的开闭，从而控制气体是否进入进气口，流量阀用于控制进入喷管的流量值，在喷涂不同的内容时，需要控制喷出流体的速度、流量等参数，从而实现更为精准的喷涂。

进一步的，一般情况下，喷管处采用的喷头为雾化喷头。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过改进喷嘴组件，使无人机的喷嘴能够灵活调整，提高了无人机喷涂时的精确度。

2.本实用新型设置X自由度舵机装置和Y自由度舵机装置，由二者组合形成的调节机构能够搭配实现喷嘴多个方向上的灵活调整。

3.本实用新型通过在L形连接件和拐角连接件上设置减重槽，在连接轴上设置减重孔，降低了调节机构的重量，从而降低了无人机的自重，有效提高了无人机的载重能力和续航能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图及局部放大示意图。

图2是X自由度舵机装置的整体结构示意图。

图3是Y自由度舵机装置的整体结构示意图。

图4是混合头的整体结构示意图。

图5是混合头的剖视结构示意图。

图6是喷头的整体结构示意图。

图中，各标号的含义为：1-X自由度舵机装置；101-L形连接件；102-X自由度舵机；2-Y自由度舵机装置；201-拐角连接件；202-Y自由度舵机；3-混合头；300-主体；301-进料口；302-进气口；303-出料口；304-连接轴；305-后堵头；306-混合腔；307-减重孔；4-喷管；5-喷头；6-流量阀；7-减重槽。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

实施例：

如图1～图6所示，本实施例公开了一种智能喷涂无人机喷嘴组件，包括调节机构、混合机构和喷管机构。

在本实施例中，所述的调节机构包括X自由度舵机装置1和Y自由度舵机装置2，混合机构包括混合头3，喷管机构包括喷管4和喷头5；所述的X自由度舵机装置连接到无人机，Y自由度舵机装置连接到X自由度舵机装置的转轴并随转轴转动，混合头连接到Y自由度舵机装置的转轴并随转轴转动；混合头包括主体300、进料口301、进气口302和出料口303，所述主体内部设有混合腔306，进料口、进气和出料口均连通混合腔，且出料口连通喷管的一端，所述喷头位于喷管的另一端。

X自由度舵机装置包括L形连接件101和X自由度舵机102，L形连接件的一边与无人机连接固定，X自由度舵机固定在L形连接件的另一边上。X自由度舵机在L形连接件上提供一个自由度的转动，帮助喷头移动切换喷涂的方向和角度。

Y自由度舵机装置包括拐角连接件201和Y自由度舵机202，拐角连接件连接到X自由度舵机并随X自由度舵机的转轴转动，Y自由度舵机设置在拐角连接件上。Y自由度舵机在拐角连接件上提供一个自由度的转动，帮助喷头移动改变喷涂的方向和角度；通过X自由度舵机装置和Y自由度舵机装置的配合，能够实现喷头方向的自由调节，对无人机前方的物面进行多角度精确喷涂。

在本实施例中，X自由度舵机和L形连接件采用螺栓进行连接固定，Y自由度舵机和拐角连接件采用螺栓进行连接固定；且连接处均使用橡胶垫圈进行软连接这样设置的好处是减少舵机受到的振动，并在长时间使用后，保证舵机与连接件的连接紧密性。

所述的L形连接件和拐角连接件上均设有减重槽7。L形连接件采用轻质材料制成，在本实施例中采用碳纤维材料制成，目的在于降低喷嘴组件的自重。在L形连接件上设置减重槽，具体设计时所述的减重槽可横向贯穿L形连接件，达到最大的减重效果。

在本实施例中，为了方便配合，所述的混合头上设置有连接轴304，连接轴与Y自由度舵机的转轴同轴相连并随转轴转动；所述连接轴上设有减重孔307。混合头与Y自由度舵机连接实现转动，考虑到无人机的载重，因此搭载的舵机尺寸较小，连接件的尺寸也尽量偏小，这种情况下混合头在转动时容易与L形连接件等结构发生抵触，使用连接轴将混合头与Y自由度舵机的相对位置加大，可以避免抵触情况的发生。

在设置连接轴时，相应增加了零部件，也增加了无人机的自重，因此设置减重孔降低了自重，避免连接轴对无人机自重影响过大。

所述的混合腔为锥形，混合腔的前部收口，收口处连通出料口，混合腔的后部为广口，广口处设有后堵头，且广口处连通进气口，进料口连通到混合腔的侧壁面。广口与收口位于同一轴线上，从广口到收口处呈现孔径逐渐缩小的渐变，这样设置的原因在于，从广口处进入的气体到达收口处，其压缩量增大，在流量一定的情况下，气体的流速会加大；而涂料从侧面加入混合腔之后，被高速气流撞击发生形态的变化，由粘滞的液态转换成细碎的雾状，并通过喷管经喷头喷出。

所述的进料口处连接有液压泵，所述的进气口处设置有气阀，所述的出料口处设置有流量阀6。液压泵用于汲取涂料并送入进料口，气阀用于控制进气口的开闭，从而控制气体是否进入进气口，流量阀用于控制进入喷管的流量值，在喷涂不同的内容时，需要控制喷出流体的速度、流量等参数，从而实现更为精准的喷涂。

一般情况下，喷管处采用的喷头为雾化喷头。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (8)

1.一种智能喷涂无人机喷嘴组件，包括调节机构、混合机构和喷管机构；其特征在于：所述的调节机构包括X自由度舵机装置(1)和Y自由度舵机装置(2)，混合机构包括混合头(3)，喷管机构包括喷管(4)和喷头(5)；所述的X自由度舵机装置连接到无人机，Y自由度舵机装置连接到X自由度舵机装置的转轴并随转轴转动，混合头连接到Y自由度舵机装置的转轴并随转轴转动；混合头包括主体(300)，主体上设有进料口(301)、进气口(302)和出料口(303)，所述主体内部设有混合腔(306)，进料口、进气口和出料口均连通混合腔，且出料口连通喷管的一端，所述喷头位于喷管的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种智能喷涂无人机喷嘴组件，其特征在于：X自由度舵机装置包括L形连接件(101)和X自由度舵机(102)，L形连接件的一边与无人机连接固定，X自由度舵机固定在L形连接件的另一边上。

3.根据权利要求2所述的一种智能喷涂无人机喷嘴组件，其特征在于：Y自由度舵机装置包括拐角连接件(201)和Y自由度舵机(202)，拐角连接件的一边连接到X自由度舵机并随X自由度舵机的转轴转动，Y自由度舵机设置在拐角连接件的另一边上。

4.根据权利要求3所述的一种智能喷涂无人机喷嘴组件，其特征在于：所述的L形连接件和拐角连接件上均设有减重槽(7)。

5.根据权利要求1所述的一种智能喷涂无人机喷嘴组件，其特征在于：所述的混合头上设置有连接轴(304)，连接轴与Y自由度舵机的转轴同轴相连并随转轴转动；所述连接轴上设有减重孔(307)。

6.根据权利要求1所述的一种智能喷涂无人机喷嘴组件，其特征在于：所述的混合腔为锥形，混合腔的前部收口，收口处连通出料口，混合腔的后部为广口，广口处设有后堵头(305)，且广口处连通进气口，进料口连通到混合腔的侧壁面。

7.根据权利要求1所述的一种智能喷涂无人机喷嘴组件，其特征在于：所述的进料口处连接有液压泵，所述的进气口处设置有气阀，所述的出料口处设置有流量阀(6)。

8.根据权利要求1所述的一种智能喷涂无人机喷嘴组件，其特征在于：所述的喷头为雾化喷头。