WO2021087708A1 - 流场调节组件、流量计、喷洒装置和可移动平台 - Google Patents

流场调节组件、流量计、喷洒装置和可移动平台 Download PDF

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陈志强
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Abstract

一种流场调节组件（21）、流量计（20）、喷洒装置（200）和可移动平台（1000），流场调节组件（21）的主体支架（212）的端面（2121）与端盖（211）形成与分支管路（213）连通的腔体（215）；导流结构（214）与端盖（211）形成过渡流道（216），用于使端盖（211）的进液口（2111）内的液体稳定运动至分支管路（213）的目标位置处。该流场调节组件（21）能够减少或避免流量计（20）的检测电极（2211）两端的电势差的不断变化，提高流量测量精度。

Description

流场调节组件、流量计、喷洒装置和可移动平台 技术领域
本申请涉及流量检测技术领域，尤其涉及一种流场调节组件、流量计、喷洒装置和可移动平台。
背景技术
为了便于控制喷洒流量和计算已喷药量，植保无人机的喷洒装置通常包括水箱、流量计和水泵，流量计连接于水箱和水泵之间，用于测量由水箱流经水泵的药液的流量。现有的喷洒装置，在水箱内的液体流至水泵的过程中，不可避免的存在流体转弯的现象，有的地方还会出现漩涡，因而不仅会造成压力损失，浪费水泵的能量；而且会导致流体沿轴线的旋转等不稳定运动，流场的旋转会导致流量计的检测电极两端的电势差不断变化，给采样带来困难，降低流量测量精度。
发明内容
基于此，本申请提供了一种流场调节组件、流量计、喷洒装置和可移动平台，旨在减少了压力损失和提高流量测量精度。
根据本申请的第一方面，本申请提供了一种流场调节组件，用于流量计，包括：
端盖，具有进液口；
主体支架，具有端面，所述端面与所述端盖配合形成腔体；
至少两个分支管路，设于所述主体支架上，并均与所述腔体连通；
其中，所述流场调节组件还包括导流结构；所述导流结构与所述端盖配合形成过渡流道，所述过渡流道用于使所述进液口内的液体稳定运动至所述分支管路的目标位置处，以均衡流经所述目标位置处的液体的流场和/或流向。
根据本申请的第二方面，本申请提供了一种流量计，包括：
如上所述的流场调节组件；
流量检测机构，设于所述流场调节组件的主体支架上，所述流量检测机构能够部分穿设所述流场调节组件的各分支管路以接触流经各所述分支管路内的液体，用于检测各所述分支管路内液体的流量和/或速率。
根据本申请的第三方面，本申请提供了一种喷洒装置，包括：
供液箱；
至少两个水泵；
如上所述的流量计，连通于所述供液箱和各所述水泵，所述流量计的分支管路的数量与所述水泵的数量相等，用于检测由所述供液箱流入各所述水泵内的液体的流量和/或速率。
根据本申请的第四方面，本申请提供了一种可移动平台，包括：
可移动主体；
如上所述的喷洒装置，装设于所述可移动主体上。
本申请实施例提供了一种流场调节组件、流量计、喷洒装置和可移动平台，通过导流结构与端盖配合形成过渡流道，过渡流道能够减少了流体转弯或漩涡现象的出现，使得流体在流量计内较为稳定地流动。由此不仅减少压力损失，减少了水泵的能量损失；而且减少了沿轴线的旋转等不稳定运动，从而减少或避免流量计的检测电极两端的电势差的不断变化，进而提高了流量测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本申请一实施例提供的一种可移动平台的示意图；
图2是本申请一实施例提供的一种流量计的结构示意图；
图3是本申请一实施例提供的一种流量计的分解示意图；
图4是本申请一实施例提供的一种流量计一角度的剖面示意图；
图5是图4中流量计在A处的局部放大示意图；
图6是本申请一实施例提供的一种流量计一角度的剖面示意图；
图7是本申请一实施例提供的一种流量计一角度的剖面示意图；
图8是本申请一实施例提供的一种流量计的部分结构示意图，其中示出了主体支架、分支管路、导流结构和电极组件的结构示意图；
图9是图8中流量计的剖面示意图；
图10是本申请一实施例提供的端盖一角度的结构示意图；
图11是本申请一实施例提供的端盖另一角度的结构示意图；
图12是本申请一实施例提供的一种流量计的分解示意图，其中端盖和转接件可根据实际需要选择其中一者装设于主体支架的端面上；
图13是本申请一实施例提供的流量计的部分结构示意图，其中示出了信号采集组件和控制板。
附图标记说明：
1000、可移动平台；100、可移动主体；200、喷洒装置；10、供液箱；
20、流量计；
21、流场调节组件；
211、端盖；2111、进液口；2112、入口端部；2113、出口端部；21131、导流面；21132、平面子部；21133、凸起子部；21134、空腔；21135、平滑壁；21136、台阶子部；2114、过渡部；
212、主体支架；2121、端面；213、分支管路；214、导流结构；2141、第一导流部；2412、第二导流部；215、腔体；216、过渡流道；217、转接件；
22、流量检测机构；
221、电极组件；2211、电极；222、信号采集组件；2221、信号采集板；2222、电连接件；
223、线圈组件；2231、线圈；2232、铁芯；2233、固定架；224、控制板；2241、电连接部；23、密封件；24、缓冲件；25、壳体；26、第一连接头；261、法兰螺母；262、锁紧螺母；27、第二连接头；
30、水泵。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本申请的发明人发现，植保无人机的喷洒装置的水泵通常具有多个，而水箱的出水口只有一个。若需要测试每个水泵的流量，需要将一个水流分为多个水流。此时，通常在水箱与流量计之间增设分水器，通过该分水器将一个水流分为多个水流后，多个水流再经多通道的流量计流入各水泵。这种结构的喷洒装置，当分水器在将流体一分多时，不可避免的存在流体转弯的现象，有的地方还会出现漩涡。这不仅会造成压力损失，浪费水泵的能量；而且会导致流体沿轴线的旋转等不稳定运动，流场的旋转会导致检测电极两端的电势差不断变化，给采样带来困难，降低流量测量精度。
针对该发现，本申请的发明人对流量计的结构进行了改进，以使得流量计在将水箱内流出的液体一分多时，液体能够在流量计内较为稳定地流动，减少了流体转弯或漩涡现象的出现，由此不仅减少压力损失，减少了水泵的能量损失；而且减少了沿轴线的旋转等不稳定运动，从而减少或避免流量计的检测电极两端的电势差的不断变化，进而提高了流量测量精度。具体地，本申请提供一种流场调节组件，用于流量计，包括：端盖，具有进液口；主体支架，具有端面，所述端面与所述端盖配合形成腔体；至少两个分支管路，设于所述主体支架上，并均与所述腔体连通；其中，所述流场调节组件还包括导流结构；所述导流结构与所述端盖配合形成过渡流道，所述过渡流道用于使所述进液口内的液体稳定运动至所述分支管路的目标位置处，以均衡流经所述目标位置处的液体的流场和/或流向。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，本申请的实施例提供了一种可移动平台1000包括可移动主体100和喷洒装置200，喷洒装置200装设于可移动主体100上。该可移动平台1000用于农耕产业中对农产品、林木等进行农药、水等液体喷洒作业活动。可移动主体100可以实现移动、转动、翻转等动作，可移动主体100可以带动喷洒装置200运动到不同的位置或者不同的角度以在预设区域内进行喷洒作业。可移动平台1000可以包括农业喷洒车、农业无人机或人力喷洒装置等；或者可移动平台1000在一种形态下为农业喷洒车、农业无人机或人力喷洒装置中的一种，在另外的形态下为农业喷洒车、农业无人机或人力喷洒装置中的其他种类。
下面以可移动平台1000是农业无人机、喷洒液体是药液为例进行说明。可以理解，可移动平台1000的具体形式不限于农业无人机，在此不作限制。
请参阅图1，在一些实施例中，喷洒装置200包括供液箱10、流量计20和至少两个水泵30。流量计20连通于供液箱10和各水泵30。流量计20用于检测由供液箱10流入各水泵30内的液体的流量和/或速率。
在一些实施例中，水泵30的数量为多个，例如为两个、三个、四个或者更多，在此不作限定。各水泵30可以同时工作；也可以根据实际需求选择其中一个或者数个水泵30工作，剩余水泵30不工作，供液箱10内容纳有待喷洒的药液。该药液经流量计20流至水泵30。水泵30运行将药液泵出，从而进行喷洒作业。
请参阅图2和图3，在一些实施例中，流量计20包括流场调节组件21和流量检测机构22。流量检测机构22设于流场调节组件21的主体支架212上。流量检测机构22能够部分穿设流场调节组件21的各分支管路213以接触流经各分支管路213内的液体，用于检测各分支管路213内液体的流量和/或速率。
请参阅图3和图4，其中，流场调节组件21包括端盖211、主体支架212、分支管路213和导流结构214。端盖211具有进液口2111。主体支架212具有端面2121(请参阅图8)，端面2121与端盖211配合形成腔体215。分支管路213的数量包括至少两个，至少两个支管路设于主体支架212上，至少两个支管路均与腔体215连通。
其中，导流结构214与端盖211配合形成过渡流道216。过渡流道216用 于使进液口2111内的液体稳定运动至分支管路213的目标位置处，以均衡流经目标位置处的液体的流场和/或流向。
请参阅图6和图7，需要说明的是，分支管路213的目标位置处可以是分支管路213的任意合适位置，例如位于流量检测机构22的电极2211的检测端处或者测量平面，或者位于电极2211的检测端或测量平面至分支管路213的出水口之间的任意合适位置。
请参阅图4和图5，在一些实施例中，端盖211包括入口端部2112和出口端部2113。进液口2111设于入口端部2112上。出口端部2113连通于入口端部2112，出口端部2113与端面2121和第一导流部2141形成腔体215。其中，出口端部2113与第一导流部2141配合形成过渡流道216。
在一些实施例中，分支管路213的数量与水泵30的数量相等。每一个水泵30对应设有一个分支管路213。供液箱10中的液体从端盖211的进液口2111流入流量计20后，经过渡流道216流入各分支管路213，再通过各分支管路213流入对应的水泵30。其中，流量检测机构22能够部分接触各分支管路213内的液体，从而检测各分支管路213内液体的流量和/或速率。因而，流量计20能够测量每一个水泵30的流量和/或速率，从而为提高喷洒的控制精度和已喷药量计算准确度提供了保障。
可以理解的，分支管路213的数量可以为两个、三个、四个或者更多。其中，分支管路213的形状以及各分支管路213之间的相对位置关系可以根据实际需求进行设置。示例性的，分支管路213为一根直管路，各分支管路213大致平行设置。示例性的，分支管路213的数量为偶数个，且对称设置在端盖211的中心线的两侧。
请参阅图3和图4，在一些实施例中，端盖211的中心线与分支管路213的中心线大致平行。至少两个分支管路213的中心线共面设置。
在一些实施例中，分支管路213的材质与主体支架212的材质相同，且分支管路213与主体支架212一体成型设置，以减少组装工序，提高流量计20的加工效率。在其他实施例中，分支管路213的材质也可与主体支架212的材质不同，或分支管路213与主体支架212分体设置。
请参阅图8和图9，结合图4和图5，在一些实施例中，导流结构214能够使过渡流道216具有逐渐变化的液体流通面积，以使得液体从端盖211的进液 口2111流入后能够流畅地进入分支管路213，避免了由于流场旋转而降低流量计20的流量测量精度的问题。在另一些实施例中，导流结构214也可以使过渡流道216光滑连接，以使得液体从端盖211的进液口2111流入后能够流畅地进入分支管路213。
在一些实施例中，各分支管路213的液体流通横截面积之和大于过渡流道216的液体流通横截面积；和/或，过渡流道216的液体流通横截面积大于入口端部2112的液体流通横截面积。如此，流量计20的液体流通横截面积能够根据端盖211和分支管路213的流量差异逐渐变化，既保证了管道的液体流通能力，又避免了多余的流道空间，从而避免了或减少了气体进入多余的流道空间而出现困气的问题。
在一些实施例中，各分支管路213的液体流通横截面积之和大致等于过渡流道216的液体流通横截面积的两倍；和/或，过渡流道216的液体流通横截面积大致等于入口端部2112的液体流通横截面积的两倍。在其他实施例中，入口端部2112的液体流通横截面积、过渡流道216的液体流通横截面积和各分支管路213的液体流通横截面积之和之间的对应关系可以根据实际需求进行设置，例如上述两倍关系替换为1.5倍、2.5倍、3倍等其他任意合适的对应关系中的一个。
其中，导流结构214可以设于流量计20的任意合适位置。在一些实施例中，导流结构214形成于分支管路213与腔体215的连接处，以使得液体从端盖211的进液口2111流入后能够流畅地进入分支管路213。
请参阅图8和图9，结合图4和图5，在一些实施例中，导流结构214包括第一导流部2141。第一导流部2141沿端面2121向进液口2111方向延伸，并与端盖211形成过渡流道216。具体地，第一导流部2141与端盖211的出口端部2113形成过渡流道216。第一导流部2141能够改变从入口端部2112流出的液体的流向和/或流场，避免了入口端部2112流出的液体直接冲击位于分支管路内的测量平面而导致流速降低、能量损失、以及产生压降和旋涡的问题，减少了沿轴线的旋转等不稳定运动，提高了流量测量精度。因而，第一导流部2141能够使进液口2111内的液体稳定运动至分支管路213的目标位置处，从而均衡流经目标位置处的液体的流场和/或流向，进而提高流量测量精度。
请参阅图4和图5，在一些实施例中，第一导流部2141的中心线与端盖211 的中心线大致重合。具体地，第一导流部2141的中心线与入口端部2112的中心线大致重合。第一导流部2141正对入口端部2112设置，保证第一导流部2141能够调节流入各分支管路213的液体的流场和/或流向，避免出口端部2113流出的液体直接冲击流量计20的测量平面，从而提高流量计20的流量测量精度。
请参阅图8和图9，结合图4和图5，在一些实施例中，第一导流部2141包括导流锥。导流锥沿端面2121向进液口2111方向延伸。入口端部2112流出的液体经导流锥的椎面时，液体的流场和/或流向逐渐改变，避免入口端部2112流出的液体直接冲击位于分支管路内的测量平面，从而提高流量测量精度。在其他实施例中，第一导流部2141也可以为其他任意合适的形状，例如椎台结构等，在此不作限定。
在一些实施例中，第一导流部2141的远离主体支架212一端的横截面积小于邻近主体支架212一端的横截面积，从而将入口端部2112流出的液体平稳导流至各分支管路213。
其中，第一导流部2141的椎体角度可以根据实际需求设置为任意合适角度，只要能够入口端部2112流出的液体平稳导流至各分支管路213即可。例如第一导流部2141的椎体角度为5°-85°，具体可以为5°、6°、10°、15°、20°、25°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、85°、5°至10°之间的任意其他合适角度、10°至85°之间的任意其他合适角度等。
其中，第一导流部2141的椎体角度是指当第一导流部2141呈椎体结构时，第一导流部2141的母线与第一导流部2141的中心线之间的夹角，即图5中的角度α。
在一些实施例中，第一导流部2141与主体支架212一体成型，节省了二者的组装工序，提高了流量计20的加工效率。在其他实施例中，第一导流部2141也可与主体支架212分体设置，二者通过胶黏剂粘结等可拆卸连接。
在一些实施例中，多个分支管路213大致呈一直线间隔排列设置。第一导流部2141设于多个分支管路213的中部，亦即第一导流部2141设置于最中部两个分支管路213的中间。
请参阅图8和图9，结合图4和图5，在一些实施例中，导流结构214包括第二导流部2412。具体地，每一分支管路213均对应设有第二导流部2412。该第二导流部2412沿着导流锥的锥面方向向分支管路213延伸。导流锥将入口端 部2112流出的液体导流至第二导流部2412，第二导流部2412能够将经导流锥导流的液体光滑过渡或导流至对应的分支管路213，减少了沿轴线的旋转等不稳定运动，从而保证了分支管路213内的流线流畅，避免分支管路213内的流场旋转，以提高分支管路内流场的稳定性，进而提高流量计20的流量测量精度。
其中，第二导流部2412可以根据实际需求设计为任意合适的形状或结构，只要能够起到导流、使液体光滑过渡即可，例如为曲面、弧面、斜面等中的至少一种。
请参阅图4和图5，在一些实施例中，为了进一步提高流入各分支管路213的液体的流场和/或流向稳定性，出口端部2113具有沿着进液口2111向分支管路213延伸的导流面21131。该导流面21131面向导流锥的椎面设置。导流面21131与导流锥共同配合，避免入口端部2112流出的液体直接冲击位于各分支管路213的测量平面，使进液口2111内的液体平稳运动至分支管路213的测量平面处，提高测量平面处液体的流场和/或流向。
其中，导流面21131可以根据实际需求设计为任意合适的形状或结构，只要能够起到导流、使液体光滑过渡即可，例如为曲面、弧面、斜面等中的至少一种。
请参阅图10和图11，在一些实施例中，出口端部2113包括平面子部21132和凸起子部21133，凸起子部21133从入口端部2112远离进液口2111的一端朝向主体支架212延伸，且凸起子部21133的横截面积大于入口端部2112的横截面积。平面子部21132从凸起子部21133远离进液口2111的一端沿凸起子部21133的周向向外延伸，用于与端面2121连接，从而实现端盖211与主体支架212的固定连接。凸起子部21133朝向进液口2111方向内凹设置以形成导流面21131。这种结构，能够使过渡流道216具有逐渐增大的液体流通横截面积，从而使得液体从端盖211的进液口2111流入后能够流畅地进入分支管路213，避免流场旋转或转弯而降低流量计20的流量测量精度。
在一些实施例中，平面子部21132的外周为长方形。当然，在其他实施例中，平面子部21132的外周也可以为方形等其他任意合适形状，只要能够与端面2121配合实现端盖211与主体支架212的固定，并能够使过渡流道216与各分支管路213连通的即可。
请参阅图10，在一些实施例中，凸起子部21133具有与入口端部2112和 分支管路213连通的空腔21134，该空腔21134的横截面尺寸从远离端面2121的一端朝向邻近端面2121的一端逐渐增大，以使第一导流部2141、过渡部2114和出口端部2113配合形成过渡流道216，该过渡流道216具有逐渐增大的液体流通横截面积。
需要说明的是，上述某部件的横向与多个分支管路的排列方向平行，并与入口端部2112的中心线垂直。某部件的横截面尺寸或液体流通横截面积是指该部件沿横向切所得截面的轮廓尺寸。
请参阅图11，在一些实施例中，凸起子部21133包括两个平滑壁21135，平滑壁21135的相对两端分别连接于过渡部2114和平面子部21132。两个平滑壁21135对称设置于入口端部2112的两侧。
具体地，平滑壁21135的纵截面尺寸从邻近过渡部2114一端向远离过渡部2114的一端逐渐减小。其中，平滑壁21135的纵向与多个分支管路213的排列方向垂直，并与入口端部2112的中心线垂直。平滑壁21135的纵截面尺寸是指平滑壁21135沿纵向切所得截面的轮廓尺寸。更为具体地，平滑壁21135与平面子部21132之间的夹角为锐角。
请参阅图10，结合图5，在一些实施例中，出口端部2113还包括台阶子部21136，形成于平面子部21132的内壁。流量计20还包括设于台阶子部21136处的密封件23，该密封件23用于防止腔体215内的药液从平面子部21132与端面2121之间的周向间隙漏出，从而提高流量计20的密封性能。其中，密封件23可以采用包括橡胶、硅胶等至少一种密封材料制成。
上述实施例的流量计20，由于设置有导流结构214和导流面21131，因而入口端部2112内的药液运动至各分支管路213时，流体基本呈流线态势，减少了流体转弯、紊流、旋涡或汽蚀现象，从而实现流体稳定或安静地流动至流量检测机构22的电极2211的检测端处。由此不仅减少压力损失，减少了水泵30的能量损失；而且减少了沿轴线的旋转等不稳定运动，从而减少或避免流量计20的检测电极2211两端的电势差的不断变化，进而有效提高了流量测量精度。
请参阅图4和图5，在一些实施例中，出口端部2113远离分支管路213的一端的横截面尺寸小于朝向邻近分支管路213的一端的横截面尺寸。更为具体地，出口端部2113以横截面尺寸逐渐减小的方式从远离分支管路213的一端朝向邻近分支管路213的一端延伸。上述流量计20，入口端部2112流出的液体， 靠近第一导流部2141的液体部分能够经第一导流部2141导流或经第一导流部2141与出口端部2113二者共同导流，靠近出口端部2113的液体能够经出口端部2113导流或经出口端部2113与第一导流部2141的共同导流，因而各分支管路213中两侧的分支管路213中流入的液体稳定性也能得到保障，避免入口端部2112流出的液体直接冲击位于两侧的分支管路213内的测量平面，从而使每一分支管路213内的测量平面处的液体均较为稳定，进而提高各水泵30的流量测量精度。
请参阅图4和图5，在一些实施例中，为了进一步提高液体的流场和/或流向的稳定性，端盖211还包括过渡部2114。过渡部2114连接并连通于入口端部2112和出口端部2113，以使入口端部2112内的液体稳定运动至出口端部2113。具体地，过渡部2114具有光滑或平滑的过渡面，该过渡面可以为曲面或弧面。
在一些实施例中，入口端部2112的最大横截面尺寸小于过渡部2114的最大横截面尺寸。过渡部2114的最大横截面尺寸小于出口端部2113的最大横截面尺寸。如此，入口端部2112能够通过过渡部2114与出口端部2113平滑连接，避免入口端部2112内的液体流入出口端部2113时发生流体转弯或旋涡现象。
在一些实施例中，第一导流部2141延伸至过渡部2114处。在该实施例中，第一导流部2141、过渡部2114和出口端部2113配合形成过渡流道216，从而使入口端部2112的液体稳定运动至分支管路213。
在一些实施例中，导流结构214包括第三导流部(图未示)。第三导流部设于分支管路213内，用于引导流线，调节从腔体215处流至目标位置处的液体的流场和/或流向，从而避免发生旋涡，使得使液体平稳运动至各分支管路213的测量平面处。具体地，第三导流部呈板状结构，即第三导流部为导流板。其中，第三导流部与主体支架212可以分体设置，也可以一体成型，在此不作限定。
在一些实施例中，端盖211与主体支架212可拆卸连接，在需要更换端盖211或者将端盖211更换为其他部件时，直接将端盖211从主体支架212上拆卸下来即可，方便快捷。端盖211与主体支架212可拆卸连接方式可以包括螺丝连接、卡扣连接等。在其他实施例中，端盖211也可以与主体支架212一体成型，节省组装工序，提高流量计20的加工效率。
请参阅图12，流场调节组件21还包括转接件217。转接件217可拆卸连接于主体支架212上。转接件217具有与分支管路213数量相等的液体流道。具体地，转接件217包括盖合板和设于盖合板上的液体流道。液体流道与分支管路213数量相等。盖合板和端盖211可以根据实际需求选择性地与端面2121可拆卸连接，即在某些应用场景下，盖合板与端面2121连接，端盖211与端面2121不连接；在另一些应用场景下，盖合板与端面2121不连接，端盖211与端面2121连接。
当端盖211与主体支架212连接时，流量计20能够用于测量各分支管路213内液体的流量和/或速率；当转接件217与主体支架212连接时，流量计20能够用于校准流量计20的流量检测机构22。具体地，当需要测量各分支管路213内液体的流量和/或速率时，将端盖211与主体支架212连接，此时，药液从端盖211的进液口2111进入经过渡流道216平稳分流至各分支管路213，流量检测机构22能够检测各分支管路213内液体的流量和/或速率，从而提高喷洒的控制精度和已喷药量计算准确度。为了保证喷洒均匀性，需要对各水泵30进行流量校准。当需要校准流量计20时，将端盖211从主体支架212上拆下，将转接件217安装于主体支架212上，此时将各分支管路213串联进行校准，校准操作简单，校准效率高，提升了用户体验。
请参阅图3、图4、图6和图7，在一些实施例中，流量检测机构22包括电极组件221、信号采集组件222、线圈组件223和控制板224。其中，电极组件221穿设分支管路213，电极组件221的数量与分支管路213数量相等。电极组件221包括两个电极2211，两个电极2211分别穿设于对应的分支管路213的相对两侧。具体地，两个电极2211的检测端分别穿过分支管路213后，能够与流过分支管路213内的液体接触，并且两个电极2211的检测端相对设置。在一些实施例中，信号采集组件222设于主体支架212上，用于采集电极组件221的信号。在一些实施例中，信号采集组件222包括两个信号采集板2221，两个信号采集板2221与两个电极2211对应设置在主体支架212的同一侧，用于采集对应侧电极2211的信号。两个信号采集板2221电连接，且其中一个信号采集板2221与控制板224电连接。本实施例中，通过每侧的信号采集板2221采集对应侧的电极2211的信号，能够降低信号干扰。
请参阅图13，结合图3，在一些实施例中，两个信号采集板2221通过柔性 电路板等电连接件2222连接，构成信号检测环路，柔性电路板走线保证了信号环路平面与磁场方向平行，从而不会受到交变磁场的干扰。可选的，柔性电路板附近可以设置减震泡棉，防止柔性电路板震动而产生电磁干扰。在一些实施例中，电连接件2222的数量为两个，两个电连接件2222设置于两个信号采集板2221的相对两侧，使得信号采集板2221和电连接件2222构成信号检测环路。示例性的，两个信号采集板2221和两个电连接件2222形成C形结构，该C形结构两个自由端存在一缝隙，该缝隙位于信号采集板2221的中部，从而保证信号对称。
请参阅图4和图6，在一些实施例中，流量计还包括缓冲件24，用于防止或减少电连接件2222的震动，从而减少或避免因电连接件2222震动而产生的电磁干扰。缓冲件24可以为泡棉等任意具有弹性缓冲作用的部件。缓冲件24可以通过胶粘等方式与电连接件2222和主体支架212连接。
请参阅图13，结合图3，在一些实施例中，控制板224的中部设有电连接部2241，该电连接部2241与其中一个信号采集板2221电连接，以提高流量检测精度。示例性的，分支管路213的数量为四个，从左到右依次为分支管路213a、231b、213c、213d，电连接部2241位于控制板224的中部，以使控制板224与其中一个信号采集板2221在各分支管路的中部位置实现电连接，从而保证分支管路213a、213b的检测回路与分支管路213c、231d的检测回路长度大致相同或差异不大，进而提高流量检测精度。
在一些实施例中，线圈组件223设于主体支架212的一侧，且位于相邻两个分支管路213之间。线圈组件223用于产生电磁场，该电磁场为交变磁场，线圈组件223所产生的电磁场能够穿过分支管路213进入分支管路213内。当流经分支管路213的液体的流速、流场或流向变化时，在电磁场的作用下，两个电极2211的感应电动势的差值也会随之变化。
线圈组件223的数量可以根据实际需求进行设置，例如设计为一个、两个或者更多，只要能够产生磁场使各分支管路213内的电极2211产生感应电动势即可。当线圈组件223的数量为多个时，多个线圈组件223对称分布在各分支管路213的中部，以使各分支管路213目标位置处的磁场强度基本一致，保证了流量测量精度。具体地，电极2111设于分支管路213的中部。
请参阅图3、图4和图6，示例性的，分支管路213的数量为四个，相互平 行设置，分别为分支管路213a、231b、213c、213d，液体流动方向自上而下。两个电极2211沿前后方向设置。线圈组件223的数量为两个，对称设置在四个分支管路213的中间，即分别在分支管路213a、231b之间，以及分支管路213c、231d之间，磁场方向呈左右方向，与液体流动垂直。流经分支管路213的液体的离子在电磁场的作用下发生偏转，产生了沿着前后方向的电动势，采用电极组件221即可检测该电动势的大小。该流量计20采用电磁感应的检测原理，电磁场、分支管路213和两个电极2211的排布三者呈正交分布，电动势和磁场强度均与水流速度成正比，通过电极2211检测电压从而反推水流流量的大小。
请参阅图4和图6，在一些实施例中，线圈组件223包括线圈2231、铁芯2232和固定架2233，线圈2231绕设在铁芯2232上。铁芯2232设于固定架2233上，用于约束磁场方向，减少漏磁现象。固定架2233安装于主体支架212或分支管路213上。
请参阅图3、图4和图6，在一些实施例中，控制板224与线圈组件223相对设置于主体支架212的两侧。控制板224与信号采集组件222电连接，用于根据信号采集组件222采集的信号，获取流经各分支管路213内的液体的流量和/或速率。
在一些实施例中，将检测电路布置在信号采集板2221上，信号相对微弱。将电源信号和信号的运算、放大等处理电路布置在控制板224上，信号相对强烈，避免了强信号对弱信号的干扰，从而保证流量检测精度。
在一些实施例中，分支管路213的进水口和出水口均可设置接地电极2211，流经分支管路213的液体与接地电极2211接触，接地电极2211均与信号采集板2221电连接，从而实现电流的流通。
请参阅图2、图3、图4和图6，在一些实施例中，流量计20还包括壳体25，用于保护流量检测机构22。分支管路213和流量检测机构22均设于壳体25内。缓冲件24设于电连接件2222与壳体25之间。当组装流量计20时，将电极组件221设于各分支管路213上。
下面以各分支管路213与主体支架212一体成型为例说明流量计20的组装过程。
将线圈组件223通过快拆件安装于主体支架212的一侧。将信号采集组件222通过快拆件安装于主体支架212上，其中各分支管路213穿设信号采集组 件222，各分支管路213位于两个信号采集板2221之间。将控制板224通过快拆件安装于主体支架212的另一相对侧。将具有分支管路213、电极组件221、线圈组件223、信号采集组件222和控制板224的主体支架212通过快拆件装设于壳体25上。通过快拆件穿设端盖211、主体支架212锁紧于壳体25上，从而完成流量计20的组装。其中，快拆件可以为螺丝、螺钉或其他快拆件，在此不作限定。
请参阅图3、图4、图10和图11，在一些实施例中，流量计20还包括第一连接头26和第二连接头27。第一连接头26连接于端盖211的入口端部2112。第二连接头27连接于分支管路213的出水口。第一连接头26和第二连接头27均能够与外部结构连接，从而实现流量计与外部结构的连接。可选地，第一连接头26和/或第二连接头27为快拆接头，例如螺母等，既能够保证流量计20与外部结构的稳固连接，又能够快速拆卸第一连接头26和第二连接头27，方便流量计20与外部结构的快速拆装，从而便于液路系统的搭建、拆装与维护。
具体地，第一连接头26包括法兰螺母261和锁紧螺母262。法兰螺母261上设有内螺纹，入口端部2112的外周设有内螺纹。法兰螺母261穿设锁紧螺母262并与入口端部2112螺纹连接。法兰螺母261套设于入口端部2112外。锁紧螺母262内部设有用于与外部结构螺纹锁紧连接的内螺纹。这种结构能够实现第一连接头26与外部结构的快速拆装，并能够保证端盖211与外部结构的稳定连接。第二连接头27设于壳体25外。分支管路213的出水口穿设壳体25并与第二连接头27连接。第二连接头27套设于分支管路213的出水口外部。
在一些实施例中，为了提高流量计的气密性，主体支架2121与壳体25的连接处可以设有密封圈。
上述实施例提供的流场调节组件21、流量计20、喷洒装置200和可移动平台1000，通过导流结构214与端盖211配合形成过渡流道216，过渡流道216能够减少了流体转弯或漩涡现象的出现，使得流体在流量计20内较为稳定地流动。由此不仅减少压力损失，减少了水泵30的能量损失；而且减少了沿轴线的旋转等不稳定运动，从而减少或避免流量计20的检测电极2211两端的电势差的不断变化，进而提高了流量测量精度。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到 各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (35)

  1. 一种流场调节组件，用于流量计，其特征在于，包括：
    端盖，具有进液口；
    主体支架，具有端面，所述端面与所述端盖配合形成腔体；
    至少两个分支管路，设于所述主体支架上，并均与所述腔体连通；
    其中，所述流场调节组件还包括导流结构；所述导流结构与所述端盖配合形成过渡流道，所述过渡流道用于使所述进液口内的液体稳定运动至所述分支管路的目标位置处，以均衡流经所述目标位置处的液体的流场和/或流向。
  2. 根据权利要求1所述流场调节组件，其特征在于，所述导流结构用于使所述过渡流道具有逐渐变化的横截面。
  3. 根据权利要求2所述流场调节组件，其特征在于，各所述分支管路的液体流通横截面积之和大于所述过渡流道的液体流通横截面积；和/或，各所述分支管路的液体流通横截面积之和大致等于所述过渡流道的液体流通横截面积的两倍。
  4. 根据权利要求1所述流场调节组件，其特征在于，所述导流结构形成于所述分支管路与所述腔体的连接处。
  5. 根据权利要求2所述流场调节组件，其特征在于，所述导流结构包括：
    第一导流部，沿所述端面向所述进液口方向延伸，并与所述端盖形成所述过渡流道。
  6. 根据权利要求5所述流场调节组件，其特征在于，所述第一导流部的中心线与所述端盖的中心线大致重合。
  7. 根据权利要求5所述流场调节组件，其特征在于，所述第一导流部包括:
    导流锥,沿所述端面向所述进液口方向延伸。
  8. 根据权利要求7所述流场调节组件，其特征在于，所述第一导流部的背离所述主体支架一端的横截面积小于邻近所述主体支架一端的横截面积。
  9. 根据权利要求7所述流场调节组件，其特征在于，所述第一导流部的椎体角度为5°-85°。
  10. 根据权利要求7所述流场调节组件，其特征在于，所述导流结构包括：
    第二导流部，沿着所述导流锥的锥面方向向所述分支管路延伸。
  11. 根据权利要求10所述流场调节组件，其特征在于，所述第二导流部包括：
    曲面、弧面、斜面中的至少一种。
  12. 根据权利要求5所述流场调节组件，其特征在于，所述端盖包括：
    入口端部，所述进液口设于所述入口端部上；
    出口端部，连通于所述入口端部，并与所述端面和所述第一导流部形成所述腔体；
    其中，所述出口端部与所述第一导流部配合形成所述过渡流道。
  13. 根据权利要求12所述流场调节组件，其特征在于，所述过渡流道的液体流通横截面积大于所述入口端部的液体流通横截面积；和/或，所述过渡流道的液体流通横截面积大致等于所述入口端部的液体流通横截面积的两倍。
  14. 根据权利要求12所述流场调节组件，其特征在于，所述出口端部具有沿着所述进液口向所述分支管路延伸的导流面。
  15. 根据权利要求14所述流场调节组件，其特征在于，所述导流面包括：
    曲面、弧面、斜面中的至少一种。
  16. 根据权利要求12所述流场调节组件，其特征在于，所述出口端部背离所述分支管路的一端的横截面尺寸小于朝向邻近所述分支管路的一端的横截面尺寸。
  17. 根据权利要求16所述流场调节组件，其特征在于，所述出口端部以横截面尺寸逐渐减小的方式从背离所述分支管路的一端朝向邻近所述分支管路的一端延伸。
  18. 根据权利要求12所述流场调节组件，其特征在于，所述端盖还包括：
    过渡部，连接并连通于所述入口端部和所述出口端部，以使所述入口端部内的液体稳定运动至所述出口端部。
  19. 根据权利要求18所述流场调节组件，其特征在于，所述入口端部的最大横截面尺寸小于所述过渡部的最大横截面尺寸；所述过渡部的最大横截面尺寸小于所述出口端部的最大横截面尺寸。
  20. 根据权利要求18所述流场调节组件，其特征在于，所述第一导流部延伸至所述过渡部处。
  21. 根据权利要求5所述流场调节组件，其特征在于，所述导流结构包括：
    第三导流部，设于所述分支管路内，用于调节从所述腔体处流至所述目标位置处的液体的流场和/或流向。
  22. 根据权利要求21所述流场调节组件，其特征在于，所述第三导流部呈板状结构。
  23. 根据权利要求1-22任一项所述流场调节组件，其特征在于，所述端盖的中心线与所述分支管路的中心线大致平行；和/或，至少两个所述分支管路的中心线共面设置。
  24. 根据权利要求1-22任一项所述流场调节组件，其特征在于，所述分支管路的数量为偶数个，且对称设置在所述端盖的中心线的两侧。
  25. 根据权利要求1-22任一项所述流场调节组件，其特征在于，所述端盖与所述主体支架可拆卸连接。
  26. 根据权利要求25所述流场调节组件，其特征在于，所述流场调节组件还包括：
    转接件，可拆卸连接于所述主体支架上，具有与所述分支管路数量相等的液体流道。
  27. 根据权利要求26所述流场调节组件，其特征在于，当所述端盖与所述主体支架连接时，所述流量计能够用于测量各所述分支管路内液体的流量和/或速率；当所述转接件与所述主体支架连接时，所述流量计能够用于校准所述流量计的流量检测机构。
  28. 一种流量计，其特征在于，包括：
    如权利要求1-27任一项所述的流场调节组件；
    流量检测机构，设于所述流场调节组件的主体支架上，所述流量检测机构能够部分穿设所述流场调节组件的各分支管路以接触流经各所述分支管路内的液体，用于检测各所述分支管路内液体的流量和/或速率。
  29. 根据权利要求28所述的流量计，其特征在于，所述流量检测机构包括：
    电极组件，穿设所述分支管路，所述电极组件的数量与所述分支管路数量相等；
    信号采集组件，设于所述主体支架上，并与所述电极组件的数量相同，用于采集所述电极组件的信号；
    线圈组件，设于所述主体支架的一侧，且位于相邻两个所述分支管路之间；
    控制板，与所述线圈组件相对设置于所述主体支架的两侧，并与所述信号采集组件电连接，用于根据所述信号采集组件采集的信号，获取流经各所述分支管路内的液体的流量和/或速率。
  30. 根据权利要求29所述的流量计，其特征在于，所述电极组件包括：
    两个电极，分别穿设于对应的所述分支管路的相对两侧。
  31. 根据权利要求30所述的流量计，其特征在于，所述信号采集组件包括：
    两个信号采集板，与两个所述电极对应设置在所述主体支架的同一侧，用于采集对应侧所述电极的信号；两个信号采集板电连接，且其中一个所述信号采集板与所述控制板电连接。
  32. 根据权利要求31所述的流量计，其特征在于，所述控制板的中部设有：
    电连接部，与其中一个所述信号采集板电连接。
  33. 一种喷洒装置，其特征在于，包括：
    供液箱；
    至少两个水泵；
    如权利要求28-32任一项所述的流量计，连通于所述供液箱和各所述水泵，所述流量计的分支管路的数量与所述水泵的数量相等，用于检测由所述供液箱流入各所述水泵内的液体的流量和/或速率。
  34. 一种可移动平台，其特征在于，包括：
    可移动主体；
    如权利要求33所述的喷洒装置，装设于所述可移动主体上。
  35. 根据权利要求34所述的可移动平台，其特征在于，所述可移动平台包括：
    农业无人机、农业喷洒车、人力喷洒装置中的至少一种。
PCT/CN2019/115460 2019-11-04 2019-11-04 流场调节组件、流量计、喷洒装置和可移动平台 WO2021087708A1 (zh)

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