CN209563388U - 一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，属于植保农林业设备技术领域，无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置主要包括脉动燃烧喷管、化油器、火花塞、电磁阀、油箱、药箱、高压发生器、气泵、液泵、控制盒、12VDC电源。本实用新型运用烟雾载药技术和无人机旋翼下洗气流作用，使烟雾粒子在作物内部的小气候环境中能够较好的穿透和悬浮，从而有效提高施药效率，提升防治效果；此外，本实用新型实现了对无人机升空后施药装置供油、供气、点火的自动控制，解决了常规航空烟雾防治空中无法点火的问题，使得装置的使用更加灵活便捷。

Description

一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置

技术领域

本实用新型涉及植保机械技术领域，特别是涉及一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置。

背景技术

无人机植保技术是在传统植保技术上融合了航空技术，能够快速高效具有穿透性、针对性的防治覆盖。而针对浓密苗木、密植果树以及玉米、甘蔗等高杆作物，常规无人机喷雾技术雾滴穿透性不足，只是浮于作物表层，病虫害防治不到位，导致农业损失严重。此外，常规无人机烟雾以地面手动点火为主，若在空中作业时熄火，则需降落后重新点火，使用起来较为繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，以解决上述现有技术存在的问题，提升雾滴穿透性和沉积效果以有效控制农业、林业病虫害问题，减少农药浪费，减轻对环境的污染，以及实现施药系统自动化以提升机器的便捷性，减轻作业人员工作强度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，包括通过无人机支架搭载在无人机上的脉动燃烧喷烟系统、供气系统、供油系统、供液系统、电源和控制盒，

所述脉动燃烧喷烟系统包括固定于所述无人机支架上的脉动燃烧喷管；

所述供气系统包括化油器和气泵，所述气泵通过三通管与所述化油器的进气口连通，所述脉动燃烧喷管与所述化油器通过螺栓密封固定；

所述供油系统包括电磁阀和油箱，所述气泵通过所述三通管的另一端与所述油箱的增压孔连通，所述油箱的出油口经过连通所述电源的电磁阀后与所述化油器的进油口连接；

所述供液系统包括药箱和液泵，所述药箱中的药液通过所述液泵与所述脉动燃烧喷管的出口前端连接；

该装置还包括有远程遥控电路，所述远程遥控电路与所述控制盒信号链接，所述控制盒用于控制所述电磁阀的常开常闭以及控制所述气泵的点动；所述电源用于为所述电磁阀和气泵供电。

优选的，无人机支架包括两根支架横梁和无人机起落架，所述支架横梁与无人机起落架采用连接件管接或螺栓连接固定，所述药箱通过螺栓连接固定在所述支架横梁上；所述无人机通过螺栓固定于所述无人机起落架上。

优选的，所述脉动燃烧喷管包括燃烧室、燃烧室喷管和冷却管，所述燃烧室通过点焊与所述燃烧室喷管连接，燃烧室支架通过点焊固定于所述燃烧室喷管上，所述冷却管套于所述燃烧室喷管上并通过所述燃烧室支架进行支撑。

优选的，所述脉动燃烧喷管的总长为651mm，所述冷却管的直径为60mm，所述燃烧室喷管的直径为25mm。

优选的，所述脉动燃烧喷烟系统还包括有火花塞，所述火花塞通过一端的螺纹旋入所述燃烧室旁边的点火螺纹孔中。

优选的，该装置还包括有气泵支架，所述气泵支架由钢板焊接而成，所述气泵的电机一端塞入所述气泵支架的圆筒中进行轴向固定，所述气泵支架通过海绵双面胶固定于所述药箱上。

优选的，所述支架横梁采用20×20mm的角钢加工而成，长度为 260mm，厚度为1.5mm。

优选的，该装置还包括有通过海绵双面胶固定于所述药箱上的高压发生器，所述控制盒用于控制所述高压发生器的常开常闭，所述电源为所述高压发生器供电。

优选的，所述脉动燃烧喷管底部的固定扎带通过螺栓固定于所述无人机支架上，所述电磁阀通过螺栓固定于所述无人机支架上，所述油箱通过凸型板与螺栓固定于所述无人机支架上。

优选的，所述电源为12V的直流电源。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型中的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，采用了脉动燃烧发烟的方法使烟雾粒子在作物内部的小气候环境中能够较好的悬浮，提高了沉积效果，利用无人机旋翼的下洗气流原理提高了雾滴在靶标作物的穿透性。为喷烟装置增加了控制系统，实现了自动供气以及空中自动点火与熄火，实现了无人机植保机械真正意义上的自动化。通过在燃烧室喷管的外部增加冷却管，大大减小了脉动燃烧的高温对施药与无人机飞行产生的影响，增强了作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为脉动燃烧喷烟装置的整体结构示意图一；

图2为脉动燃烧喷烟装置的整体结构示意图二；

图3为脉动燃烧喷管的主视图；

图4为无人机支架的结构示意图；

其中，1脉动燃烧喷管；2火花塞；3化油器；4电磁阀；5油箱； 6三通管；7高压发生器；8凸型板；9药箱；10气泵；11气泵支架； 12无人机支架；13无人机撑脚；14直流电源；15控制盒；16液泵； 17无人机；18燃烧室；19冷却管；20燃烧室支架；21燃烧室喷管； 22固定扎带；23支架横梁；24无人机起落架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，以解决上述现有技术存在的问题，提升雾滴穿透性和沉积效果以有效控制农业、林业病虫害问题，减少农药浪费，减轻对环境的污染，以及实现施药系统自动化以提升机器的便捷性，减轻作业人员工作强度。

基于此，本实用新型提供的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，包括通过无人机支架搭载在无人机上的脉动燃烧喷烟系统、供气系统、供油系统、供液系统、电源和控制盒，脉动燃烧喷烟系统包括固定于无人机支架上的脉动燃烧喷管；供气系统包括化油器和气泵，气泵通过三通管与化油器的进气口连通，脉动燃烧喷管与化油器通过螺栓密封固定；供油系统包括电磁阀和油箱，气泵通过三通管的另一端与油箱的增压孔连通，油箱的出油口经过连通电源的电磁阀后与化油器的进油口连接；供液系统包括药箱和液泵，药箱中的药液通过液泵与脉动燃烧喷管的出口前端连接；该装置还包括有远程遥控电路，远程遥控电路与控制盒信号链接，控制盒用于控制电磁阀的常开常闭以及控制气泵的点动；电源用于为电磁阀和气泵供电。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1-4，其中，图1为脉动燃烧喷烟装置的整体结构示意图一；图2为脉动燃烧喷烟装置的整体结构示意图二；图3为脉动燃烧喷管的主视图；图4为无人机支架的结构示意图。

如图1-4所示，本实用新型提供一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，包括：

由脉动燃烧喷管1、化油器3、火花塞2与高压发生器7组成的脉动燃烧喷烟系统；

为喷烟系统提供空气的供气系统；

为喷烟系统提供燃油的供油系统；

为喷烟系统提供药液的供液系统；

用于固定供气系统中气泵10的气泵支架11；

为电磁阀4、气泵10、高压发生器7提供动力的直流电源14；

用于控制电磁阀4、气泵10、高压发生器7启闭的控制盒15；

用于搭载无人机17的支撑架。

供气系统包括由油管连接的化油器3、三通管6和气泵10，气泵 10工作产生的空气通过三通管6流入化油器3的进气口。

供油系统包括由油管连接的电磁阀4、油箱5、三通管6与气泵 10，气泵10工作产生的空气通过三通管6另一端流入油箱5的增压孔，通过油箱5内外压差将汽油从油箱5的出油口压出，经过连通电源的电磁阀4流入化油器3的进油口。

供液系统包括由油管连接的药箱9和液泵16，药箱9的药液通过液泵16流入脉动燃烧喷管1的出口前端，燃烧室中产生的大量高温高压气体将药液破碎、裂解成烟雾。

气泵支架11由钢板焊接而成，具有足够的强度与刚度，可用来支撑气泵10，大大减少气泵10在工作时产生的振动对喷烟系统的影响。气泵10的电机一端固定于气泵支架11中，通过气泵支架11将气泵10固定于药箱9上。

脉动燃烧喷管1包括由燃烧室支架20连接的燃烧室喷管21和冷却管19；化油器3中汽油与空气的混合气体流入燃烧室喷管21的燃烧室18，通过火花塞2点燃后产生大量高温高压气体经喷管进药口时将药液吹出喷管。温度较高的燃烧室喷管21通过燃烧室支架20将热量传输给冷却管19，完成冷却。喷管总长651mm，冷却管19直径长60mm，燃烧室喷管21直径长25mm。

控制盒15控制电磁阀4的常开常闭，高压发生器7的常开常闭以及气泵10的点动；直流电源14为电磁阀4、高压发生器7与气泵 10提供12V的直流电。

如图3所示，无人机支架12由两根支架横梁23与无人机起落架 24组成，通过连接件管接与螺栓连接两种方式固定。其中，支架横梁23通过20×20的角钢加工而成，长260mm，厚1.5mm。无人机 17通过螺栓固定于起落架上。

更具体地，其中，脉动燃烧喷管1、化油器3、电磁阀4、油箱5、药箱9、液泵16均能与无人机17固定连接；高压发生器7、气泵支架11、直流电源14、控制盒15通过海绵双面胶固定于药箱9上；药箱9通过螺栓连接于无人机支架12上的支架横梁23固定；气泵10 的电机一端塞入气泵支架11的圆筒中完成轴向固定，以防气泵10因为电机工作时振动脱离药箱9；脉动燃烧喷管1、火花塞2、化油器3 的进油口、电磁阀4、油箱5的出油口通过油管依次连接，脉动燃烧喷管1的燃烧室18用于产生高温高压气体，脉动燃烧喷管1的出口方向可以朝下，也可以朝向左右两侧；脉动燃烧喷管1与化油器3之间通过密封圈与螺栓完成密封与固定；电磁阀4用于控制化油器3供油油路通断；火花塞2通过一端的螺纹旋入喷管燃烧室18旁边的点火螺纹孔中；脉动燃烧喷管1底部的固定扎带22通过螺栓固定于无人机支架12上；电磁阀4通过螺栓固定于无人机支架12上；油箱5 通过凸型板8与螺栓固定于无人机支架12上；气泵10的出口、三通管6、化油器3的进气口均能通过油管依次连接，用于对化油器3进行供气；三通管6另一端口、油箱5顶部增压孔通过油管连接，用于气泵10提供的气压对油箱5内进行增压，将油从出油口压出；药箱 9的出药口、液泵16、喷管的进药口均能通过油管依次连接；液泵 16通过连接板与螺栓固定于药箱9侧面；将药液送入喷管尾端，由脉动燃烧喷管1产生的高温高压气体吹散、裂解，产生大量烟雾。无人机17通过螺栓联接与无人机支架12的起落架连接固定。无人机撑脚13分别放置于无人机起落架24的四个落脚上，用于保证无人机 17平稳降落，以防发生炸机等事故。

如图2所示，脉动燃烧喷管1由燃烧室18、燃烧室喷管21、燃烧室支架20和冷却管19组成。燃烧室18通过点焊与燃烧室喷管21 连接，燃烧室支架20通过点焊固定于燃烧室喷管21上，冷却管19 套于燃烧室喷管21上，与燃烧室支架20接触不固定。

该装置设有远程遥控电路，遥控装置发射端通过数字编码技术控制红外线二极管，控制盒15接收机包括气泵10、高压发生器7、电磁阀4的信号接收端。通过发射端发出红外光信号，接收端输入信号，完成直流电源14与气泵10、高压发生器7、电磁阀4的通断电控制，实现远程自动点火与熄火、自动供气与供药。直流电源14输入电压为12V，气泵10、高压发生器7与电磁阀4的额定电压为12V。

准备工作时，将无人机17喷烟系统放置于水平空旷的空地上，确认电磁阀4液泵16处于关闭状态下，采用汽油燃烧提供药液气化所需的温度，采用柴油作为油溶性药剂介质，将药液与柴油混合后放入药箱9内，将汽油加入油箱5内。电磁阀4、高压发生器7、气泵 10的正负极输入端通过导线与控制盒15上对应正负极连接，直流电源14的正负极与控制盒15上对应的正负极连接，高压发生器7的负极输出端通过高压导线与火花塞2相连，正极与无人机17的起落架相连并接地。

实施例一

工作时，通过风速仪测量环境风速，确保风速在1m/s以下。遥控器启动无人机17旋翼，将无人机17飞离地面。遥控器点动启动气泵10，气泵10工作状态下，通过三通管6将空气注入化油器3进气口；短暂持续几秒后，遥控器启动电磁阀4并保持常开，空气经过三通管6另一端从油箱5顶部的增压孔打入，将油从油箱5的出油口压出，经电磁阀4进入化油器3的进油口，与汽油混合，将汽油雾化，形成油气混合体；遥控器启动高压发生器7并保持常开，火花塞2工作完成点火将油气混合体点燃，在脉动燃烧喷管1的燃烧室18中燃烧；汽油燃烧体积迅速增大，产生高温高压气体进入喷管内；同时，遥控器开启液泵16，液泵16正常工作，药箱9中药液经液泵16泵入喷管的尾端，与喷管中的高温高压气体相遇，药液瞬间被破碎雾化，产生大量烟雾并与高温高压气体一同从喷管的尾部向外喷出。工作稳定后，遥控器停止高压发生器7工作，电磁阀4保持工作状态。通过无人机17遥控器设定无人机17飞行高度为5m，飞行速度为2m/s，沿飞行轨迹进行施药作业。作业完毕后，遥控器先关闭液泵16后，待无烟雾喷出后，关闭电磁阀4，降落无人机17。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：包括通过无人机支架搭载在无人机上的脉动燃烧喷烟系统、供气系统、供油系统、供液系统、电源和控制盒，

所述脉动燃烧喷烟系统包括固定于所述无人机支架上的脉动燃烧喷管；

所述供气系统包括化油器和气泵，所述气泵通过三通管与所述化油器的进气口连通，所述脉动燃烧喷管与所述化油器通过螺栓密封固定；

所述供油系统包括电磁阀和油箱，所述气泵通过所述三通管的另一端与所述油箱的增压孔连通，所述油箱的出油口经过连通所述电源的电磁阀后与所述化油器的进油口连接；

所述供液系统包括药箱和液泵，所述药箱中的药液通过所述液泵与所述脉动燃烧喷管的出口前端连接；

该装置还包括有远程遥控电路，所述远程遥控电路与所述控制盒信号链接，所述控制盒用于控制所述电磁阀的常开常闭以及控制所述气泵的点动；所述电源用于为所述电磁阀和气泵供电。

2.根据权利要求1所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：无人机支架包括两根支架横梁和无人机起落架，所述支架横梁与无人机起落架采用连接件管接或螺栓连接固定，所述药箱通过螺栓连接固定在所述支架横梁上；所述无人机通过螺栓固定于所述无人机起落架上。

3.根据权利要求1所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：所述脉动燃烧喷管包括燃烧室、燃烧室喷管和冷却管，所述燃烧室通过点焊与所述燃烧室喷管连接，燃烧室支架通过点焊固定于所述燃烧室喷管上，所述冷却管套于所述燃烧室喷管上并通过所述燃烧室支架进行支撑。

4.根据权利要求3所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：所述脉动燃烧喷管的总长为651mm，所述冷却管的直径为60mm，所述燃烧室喷管的直径为25mm。

5.根据权利要求3所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：所述脉动燃烧喷烟系统还包括有火花塞，所述火花塞通过一端的螺纹旋入所述燃烧室旁边的点火螺纹孔中。

6.根据权利要求1所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：该装置还包括有气泵支架，所述气泵支架由钢板焊接而成，所述气泵的电机一端塞入所述气泵支架的圆筒中进行轴向固定，所述气泵支架通过海绵双面胶固定于所述药箱上。

7.根据权利要求2所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：所述支架横梁采用20×20mm的角钢加工而成，长度为260mm，厚度为1.5mm。

8.根据权利要求1所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：该装置还包括有通过海绵双面胶固定于所述药箱上的高压发生器，所述控制盒用于控制所述高压发生器的常开常闭，所述电源为所述高压发生器供电。

9.根据权利要求1所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：所述脉动燃烧喷管底部的固定扎带通过螺栓固定于所述无人机支架上，所述电磁阀通过螺栓固定于所述无人机支架上，所述油箱通过凸型板与螺栓固定于所述无人机支架上。

10.根据权利要求1所述的无人机搭载的脉动燃烧喷烟装置，其特征在于：所述电源为12V的直流电源。