CN109466773A - 一种带静电弥雾功能的农业植保无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带静电弥雾功能的农业植保无人机，包括机身、旋翼支撑杆、旋翼、起落架、药液箱、电源模块和高压静电发生器，起落架外侧设置有向外延伸的喷药支撑杆，药液箱底部设置有高压泵，高压泵后连接喷洒输液管，喷洒输液管上设置有至少一个高压喷头，喷洒输液管固定在喷药支撑杆底面并沿喷药支撑杆向外侧延伸，喷洒输液管内设置有导线，导线的一端与高压静电发生装置的高压输出端连接，高压静电发生装置的输入端、电源模块、旋翼、高压泵分别与机身内的主控模块电连接。本发明采用高压泵和高压喷头直接挤压药液使喷出的药液成雾状，因此噪音小，节能环保，通过导线直接将高压静电发生装置的高压静电导入药液，结构简单，施药效率高。

Description

一种带静电弥雾功能的农业植保无人机

技术领域

本发明涉及农业植保设备技术领域，尤其涉及一种带静电弥雾功能的农业植保无人机。

背景技术

静电喷雾法的特点是其形成雾滴带有电荷，因而可以将农药利用率提高到90%以上；并对靶标产生包抄效应。即带电雾滴受作物表面感应电荷吸引包围靶体，而沉积到靶体正面和背面，提高防治效果。影响雾滴的沉积方式和在靶标上的沉积部位，主要取决于静电力和重力的比值，如静电力大于重力，雾滴沿电力线的方向运动，可沉积于靶体的正面和背面；若静电力小于重力，雾滴按重力方向沉降，无包抄效应。

现有的静电弥雾植保设备都是肩扛、背负、或担架式移动，从施药的角度来说受到很多限制，不能够大面积的进行施药，工作效率低，药剂利用率低，人力及药剂资源浪费严重，环境污染严重，也给施药者的身体健康带来很大的影响，容易引发施药者中毒等问题。中国作为农业大国，18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业，我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。

随着人们越来越注重环境保护，植保无人机越来越受到人们的青睐，在植保无人机上安装弥雾器装置，就能远程控制其向植物喷洒药剂，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，简单方便，效率大大提高。但是，传统植保无人机的弥雾装置为汽油弥雾机，采用的是高温爆震技术，具体为油在喉管处负压作用下，经喷油嘴进入喉管中与此处空气混合，并进入燃烧室的进气管中。与此同时，点火***开关接通，产生高压电，火花塞放出高压电弧，点燃混合气。混合气点火“***”，燃烧室及化油器内压力迅速增高。这股高压气体使进气阀片关闭进气孔，并以极高速度冲出喷管。这种弥雾器装置噪音较大，结构复杂，重量较重，汽油弥雾机产生的烟雾对环境造成污染，且只适用于低杆农作物。当植保无人机用于玉米、果树等高杆农作物农药喷洒时，传统弥雾装置喷出的烟雾在扇叶的风力作用下向下运动，当下降到叶面以下，烟雾继续向下运动，直接落到地面，作物和树木的背面接收不到药剂，降低了药物的作用。

因此，提供一种噪音小、结构简单、环境污染小、施药效率高、应用范围广的农业植保无人机是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种带静电弥雾功能的农业植保无人机，有效解决了现有技术中农业植保无人机噪音大、结构复杂、环境污染严重、施药效率低、应用范围小的问题。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种带静电弥雾功能的农业植保无人机，包括机身，所述机身两端对称设置有若干旋翼支撑杆，所述旋翼支撑杆端部设置有旋翼，所述机身底部两端对称设置有起落架，所述机身正下方设置有药液箱，所述药液箱的上表面中部向内凹陷形成凹槽，所述凹槽内设置有电源模块，所述药液箱的两端分别可拆卸地固定在对应的所述起落架上，所述起落架外侧设置有向外延伸的喷药支撑杆，所述药液箱底部设置有高压泵，所述高压泵的入液口通过管路连接至所述药液箱底部的出液口，所述高压泵的出液口通过管路连接至多通转接头的入口，所述多通转接头设置有多个出口，每个所述出口分别连接有一根喷洒输液管，每根所述喷洒输液管上设置有至少一个高压喷头，所述喷洒输液管固定在所述喷药支撑杆底面并沿所述喷药支撑杆向外侧延伸，所述喷洒输液管内设置有导线，所述机身内设置有高压静电发生装置，所述导线的一端从与所述喷洒输液管对应的多通转接头的出口一侧伸出，并与所述高压静电发生装置的高压输出端连接，所述导线的另一端沿所述喷洒输液管内壁延伸至所述高压喷头内，以使所述高压喷头喷出的液滴能均匀带上负电荷，所述高压静电发生装置的输入端、电源模块、旋翼、高压泵分别与所述机身内的主控模块电连接。

本发明通过高压泵和高压喷头的对药液的挤压使得喷出的药液成雾状，并通过导线将高压静电发生装置的高压静电导入药液，使得喷出的雾状药滴均匀带上负电荷，与地面植被之间形成静电场，通过电场力的作用，使得带电雾状药滴沉积到植被的正面和背面，并均匀吸附在植被的表面，提高了沉降率，降低了漂移量，实现对低杆作物和高杆作物的施药效果，从而提高防治效果，扩大植保无人机的使用范围。由于本发明采用的是高压泵和高压喷头直接挤压药液的物理挤压方式使喷出的药液成雾状，因此噪音小，节能环保，通过导线直接将高压静电发生装置的高压静电导入药液，结构简单，施药效率高。

优选地，所述高压静电发生装置为输出电压可调的高压静电发生器。通过电压可调式的高压静电发生器可以根据不同的施药作物和施药环境调节输出的静电电压，使得喷出的雾状药滴所荷电压值为最优荷电电压值，提高不同施药作物和施药环境下的施药效果。

优选地，所述高压静电发生装置外包覆有屏蔽层，以避免所述高压静电发生装置在工作过程中对所述无人的无线信号造成干扰。通过设置屏蔽层，可以减少高压静电发生装置产生的电场对无人机接发无线信号的干扰，提高无人机操控的准确度。屏蔽层可以采用铜箔或铝箔。

优选地，所述旋翼支撑杆上靠近所述机身的部位还设置有无线信号收发器，所述无线信号收发器与所述主控模块电连接。通过在所述旋翼支撑杆上靠近所述机身的部位设置无线信号收发器，可以增强收发的无线信号的强度，获得更好的无线信号收发效果。

优选地，所述凹槽的上表面与所述电源模块之间还设置有弹性垫。通过弹性垫对飞行过程中的颠簸进行缓冲，减少电源模块的振动，避免电源模块的插接件松动，并能减少电源模块的损坏，延长电源模块的使用寿命。

优选地，所述电源模块通过绑带固定在所述凹槽内，所述绑带上设置有魔术扣。通过绑带固定电源模块，进一步加强飞行过程中电源模块的稳定性，绑带通过魔术扣粘设，拆装方便，且使用带魔术扣的绑带固定电源模块，重量轻，固定效果好。

优选地，所述高压喷头一侧设置有调压装置，所述调压装置与所述高压喷头为一体结构。通过调压装置调节高压喷头的喷射压力，从而进一步调节高压喷头喷射出的带电药滴的药液量和雾化效果。

优选地，所述多通转接头、喷洒输液管、高压喷头和调压装置均为绝缘材质制成。将与传导高压静电的导线采用绝缘材料，提高导线传导静电的效果，从而提高喷洒输液管内药液的荷电效果，进而提高施药效果。

优选地，所述导线从所述多通转接头的出口一侧伸出的部位设置有绝缘封装部。通过绝缘封装部，不仅能够避免电荷损失，还能提高导线从多通转接头的出口一侧伸出的部位的密封性。

优选地，所述导线为铜丝。通过铜丝传导高压静电，导电效果更好。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一种带静电弥雾功能的农业植保无人机的结构示意图；

图2是本发明一种带静电弥雾功能的农业植保无人机的俯视图;

图3是本发明一种带静电弥雾功能的农业植保无人机的传导高压静电的导线在喷洒输液管和多通转接头内的局部布局示意图；

图4是本发明一种带静电弥雾功能的农业植保无人机的传导高压静电的导线从多通转接头的出口一侧伸出的部位的局部剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种带静电弥雾功能的农业植保无人机，如图1至图4所示，该无人机包括机身1，机身1两端对称设置有若干旋翼支撑杆2，旋翼支撑杆2端部设置有旋翼3，机身1底部两端对称设置有起落架4，机身1正下方设置有药液箱5，药液箱5的上表面中部向内凹陷形成凹槽5-1，凹槽5-1内设置有电源模块6，药液箱5的两端分别可拆卸地固定在对应的起落架4上，起落架4外侧设置有向外延伸的喷药支撑杆7，药液箱5底部设置有高压泵8，高压泵8的入液口通过管路连接至药液箱5底部的出液口，高压泵8的出液口通过管路连接至多通转接头9的入口，多通转接头9设置有多个出口9-1，每个出口9-1分别连接有一根喷洒输液管10，每根喷洒输液管10上设置有至少一个高压喷头11，喷洒输液管10固定在喷药支撑杆7底面并沿喷药支撑杆7向外侧延伸，喷洒输液管10内设置有导线13，机身1内设置有高压静电发生装置12，导线13的一端从与喷洒输液管10对应的多通转接头9的出口9-1一侧伸出，并与高压静电发生装置12的高压输出端连接，导线13的另一端沿喷洒输液管10内壁延伸至高压喷头11内，以使高压喷头11喷出的液滴能均匀带上负电荷，高压静电发生装置12的输入端、电源模块6、旋翼3、高压泵8分别与机身1内的主控模块16电连接。

具体地，在本实施方式中，机身1两端分别对称设置有2个旋翼支撑杆2，同一端的两个旋翼支撑杆2呈60°~80°夹角。机身1底部两端各设置有1组起落架4，机身1底部两端的两组起落架4对称设置，起落架4底部的横杆两头套设有缓冲套。每组起落架4外侧设置有1个向外延伸的喷药支撑杆7，每个喷药支撑杆7底部固定有1根喷洒输液管10，每个喷洒输液管10间隔一定距离设置有2个高压喷头11。每个喷洒输液管10内设置的导线13的后端分两支路分别延伸至喷洒输液管10上的两个喷头内，每个喷洒输液管10内设置的导线13前端汇集到一起后连接至高压静电发生装置12的输出端。多通转接头9设置有2个出口9-1。

在本实施方式中，高压静电发生装置12为输出电压可调的高压静电发生器。通过电压可调式的高压静电发生器可以根据不同的施药作物和施药环境调节输出的静电电压，使得喷出的雾状药滴所荷电压值为最优荷电电压值，提高不同施药作物和施药环境下的施药效果。

具体地，在本实施方式中，高压静电发生装置12包括输入低压可调电路，高压模块，电压反馈电路；输入低压可调电路与高压模块相连接，高压模块输出端与充电电极相连接，电压反馈电路一端连接高压模块的输出端，电压反馈电路的另一端连接高压模块的输入端。其中，输入低压可调电路包括稳压电路、初始电压可调电路和放大电路，初始电压可调电路与稳压电路相连接，稳压电路与放大电路相连接；输入低压可调电路实现输入电压的大步进调节、小步进调节以及初始电压调节；高压模块包括变压器、倍压电路及***器件，变压器分别与倍压电路和***器件相连接，高压模块用于将输入低压可调电路输出的直流电压经振荡升压以及倍压升压后产生高压，电压反馈电路用于控制高压模块输出的高压在负载变化的情况下保持稳定。

需要说明的是，本发明的输出电压可调的高压静电发生器还可以采用其它结构的电路，通过不同的调节电路使得高压静电发生器的输出电压可根据需要进行相应的调节属于现有技术，在此不再赘述。

本发明通过高压泵8和高压喷头11的对药液的挤压使得喷出的药液成雾状，并通过导线13将高压静电发生装置12的高压静电导入药液，使得喷出的雾状药滴均匀带上负电荷，与地面植被之间形成静电场，通过电场力的作用，使得带电雾状药滴沉积到植被的正面和背面，并均匀吸附在植被的表面，提高了沉降率，降低了漂移量，实现对低杆作物和高杆作物的施药效果，从而提高防治效果，扩大植保无人机的使用范围。

在本实施方式中，高压静电发生装置12外包覆有屏蔽层14，以避免高压静电发生装置12在工作过程中对无人的无线信号造成干扰。通过设置屏蔽层14，可以减少高压静电发生装置12产生的电场对无人机接发无线信号的干扰，提高无人机操控的准确度。屏蔽层14可以采用铜箔或铝箔。

在本实施方式中，旋翼支撑杆2上靠近机身1的部位还设置有无线信号收发器15，无线信号收发器15与主控模块16电连接。通过在旋翼支撑杆2上靠近机身1的部位设置无线信号收发器15，可以增强收发的无线信号的强度，获得更好的无线信号收发效果。

在本实施方式中，凹槽5-1的上表面与电源模块6之间还设置有弹性垫17。通过弹性垫17对飞行过程中的颠簸进行缓冲，减少电源模块6的振动，避免电源模块6的插接件松动，并能减少电源模块6的损坏，延长电源模块6的使用寿命。

在本实施方式中，电源模块6通过绑带18固定在凹槽5-1内，绑带18上设置有魔术扣。通过绑带18固定电源模块6，进一步加强飞行过程中电源模块6的稳定性，绑带18通过魔术扣粘设，拆装方便，且使用带魔术扣的绑带18固定电源模块6，重量轻，固定效果好。

在本实施方式中，高压喷头11一侧设置有调压装置19，调压装置19与高压喷头11为一体结构。通过调压装置19调节高压喷头11的喷射压力，从而进一步调节高压喷头11喷射出的带电药滴的药液量和雾化效果。

在本实施方式中，多通转接头9、喷洒输液管10、高压喷头11和调压装置19均为绝缘材质制成。将与传导高压静电的导线13采用绝缘材料，提高导线13传导静电的效果，从而提高喷洒输液管10内药液的荷电效果，进而提高施药效果。

在本实施方式中，导线13从多通转接头9的出口9-1一侧伸出的部位设置有绝缘封装部20。通过绝缘封装部20，不仅能够避免电荷损失，还能提高导线13从多通转接头9的出口9-1一侧伸出的部位的密封性。

在本实施方式中，导线13为铜丝。通过铜丝传导高压静电，导电效果更好。

由于本发明采用的是高压泵8和高压喷头11直接挤压药液的物理挤压方式使喷出的药液成雾状，因此噪音小，节能环保，通过导线13直接将高压静电发生装置12的高压静电导入药液，结构简单，施药效率高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，包括机身，所述机身两端对称设置有若干旋翼支撑杆，所述旋翼支撑杆端部设置有旋翼，所述机身底部两端对称设置有起落架，所述机身正下方设置有药液箱，所述药液箱的上表面中部向内凹陷形成凹槽，所述凹槽内设置有电源模块，所述药液箱的两端分别可拆卸地固定在对应的所述起落架上，所述起落架外侧设置有向外延伸的喷药支撑杆，所述药液箱底部设置有高压泵，所述高压泵的入液口通过管路连接至所述药液箱底部的出液口，所述高压泵的出液口通过管路连接至多通转接头的入口，所述多通转接头设置有多个出口，每个所述出口分别连接有一根喷洒输液管，每根所述喷洒输液管上设置有至少一个高压喷头，所述喷洒输液管固定在所述喷药支撑杆底面并沿所述喷药支撑杆向外侧延伸，所述喷洒输液管内设置有导线，所述机身内设置有高压静电发生装置，所述导线的一端从与所述喷洒输液管对应的多通转接头的出口一侧伸出，并与所述高压静电发生装置的高压输出端连接，所述导线的另一端沿所述喷洒输液管内壁延伸至所述高压喷头内，以使所述高压喷头喷出的液滴能均匀带上负电荷，所述高压静电发生装置的输入端、电源模块、旋翼、高压泵分别与所述机身内的主控模块电连接。

2.根据权利要求1所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述高压静电发生装置为输出电压可调的高压静电发生器。

3.根据权利要求2所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述高压静电发生装置外包覆有屏蔽层，以避免所述高压静电发生装置在工作过程中对所述无人的无线信号造成干扰。

4.根据权利要求3所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述旋翼支撑杆上靠近所述机身的部位还设置有无线信号收发器，所述无线信号收发器与所述主控模块电连接。

5.根据权利要求1所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述凹槽的上表面与所述电源模块之间还设置有弹性垫。

6.根据权利要求1所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述电源模块通过绑带固定在所述凹槽内，所述绑带上设置有魔术扣。

7.根据权利要求1所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述高压喷头一侧设置有调压装置，所述调压装置与所述高压喷头为一体结构。

8.根据权利要求7所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述多通转接头、喷洒输液管、高压喷头和调压装置均为绝缘材质制成。

9.根据权利要求1所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述导线从所述多通转接头的出口一侧伸出的部位设置有绝缘封装部。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的带静电弥雾功能的农业植保无人机，其特征在于，所述导线为铜丝。