CN208593497U - 一种植保无人机 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种植保无人机，包括飞行平台、飞控系统和喷洒机构，飞行平台的底部设有脚架杆和药箱，喷洒机构包括设置在脚架杆上的第一喷杆、设置在飞行平台底部中央靠后位置的第一离心喷头，以及，分别设置在第一喷杆两端的喷杆折叠机构；喷杆折叠机构包括舵机、丝杆、螺母、连杆、旋转件和第一固定件，舵机与丝杆连接，螺母与丝杆配合，旋转件的一端与螺母通过连杆连接，第一固定件与旋转件的两侧转动连接；旋转件的另一端连接有第二喷杆，第二喷杆上连接有第二离心喷头。当对枸杞、葡萄等单排种植作物喷洒药剂时，本申请所述结构能够充分有效地施药，提高作物的防治效果，并且本申请所述的植保无人机适用于更多的作物。

Description

一种植保无人机

技术领域

本申请涉及农用机械技术领域，特别涉及一种植保无人机。

背景技术

植保无人机，是用于农作物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人机一般由飞行平台(包括固定翼、直升机、多轴飞行器等)、飞控系统和喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子和粉剂等。植保无人机一般为旋翼无人机，通过螺旋桨正反旋转与转速控制提供飞行器升力与飞行器姿态调整的飞行器，其续航时间短，载重量适中，具有可悬停的优点，并可在田间地头垂直起降，被广泛用于农业、种植业领域。

现有植保无人机的喷洒机构都是平行于地面设置，对于大多数的作物，这类植保无人机可将药剂有效喷洒在其覆盖范围内的作物表面，具备良好的防治效果。然而，申请人在实践过程中发现，这类植保无人机可以作业的农作物类型有限，比如枸杞、葡萄这类单排种植的作物，其果实主要结在作物侧面，而现有植保无人机只能从作物上方喷洒药剂，因此无法为这类作物进行充分有效地施药，也就无法达到理想的防治效果。

实用新型内容

基于上述背景技术的内容，本申请提供一种植保无人机，以解决现有植保无人机在给枸杞、葡萄等单排种植作物喷洒药剂时，施药不充分、防治效果差的问题。

本申请提供一种植保无人机，包括飞行平台、飞控系统和喷洒机构，所述飞行平台的底部设有脚架杆和药箱，所述喷洒机构包括设置在所述脚架杆上的第一喷杆、设置在所述飞行平台底部中央靠后位置的第一离心喷头，以及，分别设置在所述第一喷杆两端的喷杆折叠机构；所述喷杆折叠机构包括舵机、丝杆、螺母、连杆、旋转件和第一固定件，所述舵机与所述丝杆连接，所述螺母与所述丝杆配合，所述旋转件的一端与所述螺母通过所述连杆连接，所述第一固定件与所述旋转件的两侧转动连接；所述旋转件的另一端连接有第二喷杆，所述第二喷杆上连接有第二离心喷头。

可选地，所述第一喷杆上固定有步进电机，所述步进电机的伸出轴上设有齿轮，所述脚架杆上设有与所述齿轮相啮合的直齿条。

可选地，所述步进电机的底部设有第一测距雷达。

可选地，所述第二离心喷头上设有第二测距雷达，所述第二测距雷达朝向所述植保无人机的中轴线一侧。

可选地，所述第二离心喷头顶端设有电机座，所述电机座上设有电机，所述电机与螺旋桨连接，所述第二离心喷头与所述第二喷杆通过所述电机座连接。

可选地，所述喷杆折叠机构还包括固定在所述第一喷杆末端的上固定件，所述上固定件依次垂直连接有第二固定件和U形连接板，所述舵机固定于所述第二固定件上，所述丝杆固定于所述U形连接板的两侧板之间，所述第一固定件设置在所述U形连接板的底板底部，所述舵机的伸出轴与所述丝杆通过联轴器连接。

可选地，所述喷杆折叠机构上设置有防尘罩。

本申请所具备的有益效果如下：当需要对枸杞、葡萄等单排种植作物喷洒药剂时，利用喷杆折叠机构调节第二喷杆，具体地，舵机会带动丝杆旋转，丝杆旋转过程中螺母会沿丝杆移动，螺母牵动连杆运动，从而使连杆带动旋转件沿固定点转动，这样旋转件就进一步带动第二喷杆和第二离心喷头偏转，这样第二喷杆与水平方向就会形成倾角，将第二离心喷头导向作物侧面，而第一离心喷头可以从作物上方喷洒药剂，这样就可以从作物上方以及两侧进行喷洒，喷洒更加充分有效，从而提高了防治效果；当喷杆折叠机构不折叠时，第二喷杆与水平面平行，可以适用于其他大部分作物的植保，因此，本申请所述的植保无人机适用更多的作物，使植保无人机不再具有局限性。

附图说明

图1为本申请实施例示出的植保无人机的前视图；

图2为本申请实施例示出的喷杆折叠机构(未折叠时)的结构示意图；

图3为本申请实施例示出的喷杆折叠机构(折叠时)的结构示意图；

图4为本申请实施例示出的植保无人机的后斜视图；

图5为本申请实施例示出的植保无人机的前斜视图。

图例说明：1-飞行平台，101-脚架杆，102-药箱；2-喷洒机构，201-第一喷杆，202-第一离心喷头，203-喷杆折叠机构，204-舵机，205-丝杆，206-螺母，207-连杆，208-旋转件，209-第一固定件，210-第二喷杆，211-第二离心喷头，212-步进电机，213-齿轮，214-直齿条，215-第一测距雷达，216-第二测距雷达，217-电机座，218-电机，219-螺旋桨，220-上固定件，221-第二固定件，222-U形连接板，223-联轴器，224-防尘罩；3-作物。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-图3所示，本申请实施例提供一种植保无人机，包括飞行平台1、飞控系统和喷洒机构2，其中，飞行平台1包括固定翼、直升机、多轴飞行器等，飞行平台1可参照现有植保无人机的结构，本实施例在此不再赘述；飞控系统，是无人机的总控系统，用于控制无人机的启停、升降、转向以及喷洒机构2的相关工作等，可采用地面遥控和地面农业管理平台来进行控制。飞行平台1的底部设有脚架杆101和药箱102，脚架杆101用于连接和安装喷洒机构2，药箱102用于向各个离心喷头提供药剂来源。

具体地，喷洒机构2包括设置在脚架杆101上的第一喷杆201、设置在飞行平台1底部中央靠后位置的第一离心喷头202，以及，分别设置在第一喷杆201两端的喷杆折叠机构203；喷杆折叠机构203包括舵机204、丝杆205、螺母206、连杆207、旋转件208和第一固定件209，舵机204与丝杆205连接，螺母206与丝杆205配合，旋转件208的一端与螺母206通过连杆207连接，第一固定件209与旋转件208的两侧转动连接；旋转件208的另一端连接有第二喷杆210，第二喷杆210上连接有第二离心喷头211。无人机在悬停工作时，第一喷杆201保持与地面平行，使第一离心喷头202从作物3的上方喷洒药剂。第一固定件209和旋转件208上均可设置转孔，利用转轴依次穿过两者的转孔，这样就可使旋转件208沿第一固定件209的固定点转动。

以图2为例，当螺母206位于丝杆205的最左端时，第二喷杆210处于抬起(未折叠)状态，即第二喷杆210与第一喷杆201平行。当需要对枸杞、葡萄等单排种植作物喷洒药剂时，利用喷杆折叠机构203调节第二喷杆210，具体地，由飞控系统向204发送信号，舵机204带动丝杆205旋转，丝杆205旋转过程中螺母206会沿丝杆205移动，在此过程中，螺母206牵动连杆207运动，从而使连杆207带动旋转件208沿固定点转动，这样旋转件208就进一步带动第二喷杆210和第二离心喷头211偏转，第二喷杆210会逐渐向下偏转，从而将第二离心喷头211导向作物3的侧面，当螺母206运动到丝杆205的最右端时，第二喷杆210与水平方向夹角达到最大(如图3所示)，第二喷杆210被彻底折叠，从而更好地给作物3的侧面喷洒药剂，第一离心喷头202可以从作物3的上方喷洒药剂，这样就可以从作物3的上方以及两侧进行喷洒，喷洒更加充分有效，从而提高了防治效果。

当喷洒作业结束后，飞控系统向喷杆折叠机构203发送信号，由喷杆折叠机构203将第二喷杆210和第二离心喷头211抬起，使得第二喷杆210与地面平行，此时结构类似于目前现有植保无人机的结构，可以适用于其他大部分作物，可见，本申请所述的植保无人机适用更多的作物，使植保无人机的使用不再具有局限性。

为使喷杆折叠机构203的安装结构更加稳固，喷杆折叠机构203还包括固定在第一喷杆201末端的上固定件220，上固定件220依次垂直连接有第二固定件221和U形连接板222，舵机204固定于第二固定件221上，丝杆205固定于U形连接板222的两侧板之间，第一固定件209设置在U形连接板222的底板底部，舵机204的伸出轴与丝杆205通过联轴器223连接。

为进一步提高对作物3的防治效果，本实施例中，如图4所示，第一喷杆201上固定有步进电机212，步进电机212的伸出轴上设有齿轮213，脚架杆101上设有与齿轮213相啮合的直齿条214，步进电机212的底部设有第一测距雷达215，第二离心喷头211上设有第二测距雷达216，第二测距雷达216朝向植保无人机的中轴线一侧。

当第二喷杆210被折叠后，由第一测距雷达215实时检测植保无人机与作物3顶部之间的相对高度L1，同时由第二测距雷达216实时检测第二离心喷头211与作物3侧面之间的距离L2，第一测距雷达215和第二测距雷达216分别将检索结果发送给飞控系统，由飞控系统进行分析计算。之后，由飞控系统控制步进电机212的转动，则在齿轮213与直齿条214的啮合作用下，会带动第一喷杆201左右移动，第一喷杆201的移动方向由步进电机212的运转方向来决定，以使两侧的第二离心喷头211距离作物3侧面的距离保持一致，即具有相同的L2值，以实现最优喷洒效果；同时，飞控系统会根据相对高度L1来调整植保无人机的飞行高度，使无人机悬停在一个适合的高度，该高度是无人机喷洒效率和作用效果最优时的高度，可根据实际使用场景进行选取。需要说明的是，在无人机边飞行边对作物喷洒药剂的过程中，由于直齿条214的长度有限，如果第一喷杆201运动到左侧或右侧的极限位置，则后续可由飞控系统控制无人机整体向左或向右移动相应的距离，以保证无人机两侧的第二离心喷头211距离作物3侧面的距离L2始终保持一致。

为进一步提高对作物3的防治效果，本实施例中，参照图2或图3，第二离心喷头211顶端设有电机座217，电机座217上设有电机218，电机218与螺旋桨219连接，第二离心喷头211与第二喷杆210通过电机座217连接。当前述准备工作完成后，由飞控系统向电机218发送信号，则电机218启动，带动螺旋桨219运转，螺旋桨219旋转提供的气流可以使第二离心喷头211喷洒出的药剂更大范围的覆盖到作物3的侧面，从而提高作业效率，提高防治效果。

可选地，如图5所示，喷杆折叠机构203上设置有防尘罩224，设置防尘罩可以为喷杆折叠机构203提供一个相对密封的防护，避免外界的杂物及灰尘进入喷杆折叠机构203内，从而保证喷杆折叠机构203工作的安全性和可靠性。

需要说明的是，本实施例及图1中所述的作物3，可以是常规种植的作物，也可以是如枸杞、葡萄等单排种植的作物，通过飞控系统对喷杆折叠机构203的控制，通过选取折叠或非折叠状态，即可使植保无人机满足不同作物的喷洒要求。

由以上技术方案可知，当需要对枸杞、葡萄等单排种植作物喷洒药剂时，利用喷杆折叠机构调节第二喷杆，具体地，舵机会带动丝杆旋转，丝杆旋转过程中螺母会沿丝杆移动，螺母牵动连杆运动，从而使连杆带动旋转件沿固定点转动，这样旋转件就进一步带动第二喷杆和第二离心喷头偏转，这样第二喷杆与水平方向就会形成倾角，将第二离心喷头导向作物侧面，而第一离心喷头可以从作物上方喷洒药剂，这样就可以从作物上方以及两侧进行喷洒，喷洒更加充分有效，通过第一测距雷达、第二测距雷达和螺旋桨，可以获取最优化的喷洒效果，作业效率也有显著提升；当喷杆折叠机构不折叠时，第二喷杆与水平面平行，可以适用于其他大部分作物的植保，因此，本申请所述的植保无人机适用更多的作物，使植保无人机不再具有局限性，结构稳固，工作安全性和可靠性高。

在本申请的相关描述中，需要说明的是，术语“中央”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不应理解为指示/暗示相对重要性或排列顺序。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“放置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种植保无人机，包括飞行平台(1)、飞控系统和喷洒机构(2)，所述飞行平台(1)的底部设有脚架杆(101)和药箱(102)，其特征在于，所述喷洒机构(2)包括设置在所述脚架杆(101)上的第一喷杆(201)、设置在所述飞行平台(1)底部中央靠后位置的第一离心喷头(202)，以及，分别设置在所述第一喷杆(201)两端的喷杆折叠机构(203)；所述喷杆折叠机构(203)包括舵机(204)、丝杆(205)、螺母(206)、连杆(207)、旋转件(208)和第一固定件(209)，所述舵机(204)与所述丝杆(205)连接，所述螺母(206)与所述丝杆(205)配合，所述旋转件(208)的一端与所述螺母(206)通过所述连杆(207)连接，所述第一固定件(209)与所述旋转件(208)的两侧转动连接；所述旋转件(208)的另一端连接有第二喷杆(210)，所述第二喷杆(210)上连接有第二离心喷头(211)。

2.根据权利要求1所述的植保无人机，其特征在于，所述第一喷杆(201)上固定有步进电机(212)，所述步进电机(212)的伸出轴上设有齿轮(213)，所述脚架杆(101)上设有与所述齿轮(213)相啮合的直齿条(214)。

3.根据权利要求2所述的植保无人机，其特征在于，所述步进电机(212)的底部设有第一测距雷达(215)。

4.根据权利要求2所述的植保无人机，其特征在于，所述第二离心喷头(211)上设有第二测距雷达(216)，所述第二测距雷达(216)朝向所述植保无人机的中轴线一侧。

5.根据权利要求1所述的植保无人机，其特征在于，所述第二离心喷头(211)顶端设有电机座(217)，所述电机座(217)上设有电机(218)，所述电机(218)与螺旋桨(219)连接，所述第二离心喷头(211)与所述第二喷杆(210)通过所述电机座(217)连接。

6.根据权利要求1所述的植保无人机，其特征在于，所述喷杆折叠机构(203)还包括固定在所述第一喷杆(201)末端的上固定件(220)，所述上固定件(220)依次垂直连接有第二固定件(221)和U形连接板(222)，所述舵机(204)固定于所述第二固定件(221)上，所述丝杆(205)固定于所述U形连接板(222)的两侧板之间，所述第一固定件(209)设置在所述U形连接板(222)的底板底部，所述舵机(204)的伸出轴与所述丝杆(205)通过联轴器(223)连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的植保无人机，其特征在于，所述喷杆折叠机构(203)上设置有防尘罩(224)。