CN113148171A - 一种喷雾无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷雾无人机，包括主体、设置在主体上的旋翼以及喷头，其特征在于，还包括风机和具有环形出风缝隙的风环部，其中，所述风环部通过进风口与所述风机连接，其中，所述风机驱动空气由所述进风口进入所述风环部并从所述环形出风缝隙排出形成环形风墙。通过具有环形出风缝隙的风环部的设置，使得空气从所述环形出风缝隙流出形成所述环形风墙，保护药液雾滴，一方面降低所述旋翼产生的气流对药液雾滴的影响，另一方面防止药液雾滴向所述环形风墙外扩散，对药液雾滴的运动进行一定程度的控制，有效地提高药液雾滴的落靶率，保证农药的效果。

Description

一种喷雾无人机

技术领域

本发明涉及农业设备技术领域，尤其涉及一种喷雾无人机。

背景技术

在农药领域，研究纳米农药是为了充分发挥农药有效成分的药效潜能，提高农药施用效果，即达到提高药效、减施增效、改善环境的目的。农药的施用方式方法决定了“纳米农药”一定是指农药有效成分到达靶标上的颗粒(包括液体颗粒)是在100nm以下的“纳米颗粒”范围，而不仅仅是在制剂状态时的农药颗粒在纳米状态。只有在靶标上农药颗粒是纳米状态，农药制剂才能体现出农药药效性能的提高和药效的与众不同。

如今，随着无人机技术的日渐成熟，采用无人机进行农药喷洒逐渐成为农业生产的趋势。但，通过无人机进行农药的喷洒，无人机旋翼旋转产生的气流会对药液雾滴产生影响，使得其不能准确地落在靶标上，影响农药效果，造成农药浪费。虽然，如今在无人机喷雾上应用静电喷雾技术，通过静电喷施的方式进行农药施药，能够有效地提高农药的靶标表面和背面的附着率、分布均匀性，也可起到减少雾滴漂移的作用，但仍然存在旋翼旋转产生的气流对雾滴造成影响的问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种喷雾无人机。

为达到上述目的，本发明提供了一种喷雾无人机，包括主体、设置在主体上的旋翼以及喷头，其特征在于，还包括风机和具有环形出风缝隙的风环部，其中，所述风环部通过进风口与所述风机连接，其中，所述风机驱动空气由所述进风口进入所述风环部并从所述环形出风缝隙排出形成环形风墙，所述喷头设置在所述环形风墙内且其喷出方向与所述环形出风缝隙的出风方向相同，所述出风方向为空气从所述环形出风缝隙流出的方向。

进一步的技术方案还可以是，所述进风口位于所述风环部的边缘，所述风环部内设置有与所述进风口连通的环形风道，所述环形风道与所述环形出风缝隙连接，空气通过所述进风口进入所述环形风道内，并从所述环形出风缝隙排出，且，所述环形风道距离所述出风口的距离越远，所述环形风道的横截面积越小。

进一步的技术方案还可以是，所述风环部包括C型部、第一自由端和第二自由端，其中，所述第一自由端和所述第二自由端分别连接所述C型部的一端，所述风环部包括C型部、所述第一自由端和所述第二自由端配合形成所述环形风道，所述第一自由端和所述第二自由端分别从所述C型部的两端部向中延伸使得所述第一自由端和所述第二自由端的投影面积部分重合，所述第一自由端和所述第二自由端之间的间隙形成所述环形出风缝隙。

进一步的技术方案还可以是，所述第一自由端的直径小于所述第二自由端，所述第二自由的末端呈直线，所述第一自由端的末端呈朝所述第二自由端弯曲的弧线。

进一步的技术方案还可以是，所述第一自由端和所述第二自由端之间设置有第一隔板，所述第一隔板沿所述风环部圆周均匀分布。

进一步的技术方案还可以是，所述进风口设置有第二隔板，所述第二隔板用于对经过所述进风口的气流进行分流。

进一步的技术方案还可以是，所述主体上对称设置有两个起降架，所述风环部的两侧分别通过转轴转动地与两根所述起降架连接，且所述转轴上连接有转动电机，所述转动电机驱动所述风环部以所述转轴为轴转动。

进一步的技术方案还可以是，所述风机设置在所述主体上，且所述风机的出风口通过可弯曲的风管与所述进风口连接。

进一步的技术方案还可以是，所述风环部上设置有支架，所述喷头通过所述支架安装在所述风环部上，并位于所述风环部的中心位置，所述喷头可跟随所述风环部转动而转动。

进一步的技术方案还可以是，所述喷头为静电喷雾喷头。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

通过具有环形出风缝隙的风环部的设置，使得空气从所述环形出风缝隙流出形成所述环形风墙，保护药液雾滴，一方面降低所述旋翼产生的气流对药液雾滴的影响，另一方面防止药液雾滴向所述环形风墙外扩散，对药液雾滴的运动进行一定程度的控制，有效地提高药液雾滴的落靶率，保证农药的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例中一种喷雾无人机的结构示意图；

图2为本发明实施例中风环部的结构示意图；

图3为本发明实施例中风环部的另一结构示意图；

图4为本发明实施例中静电连接件的结构示意图；

图5为本发明实施例中静电连接件的另一结构示意图。

图中：1主体、2旋翼、21旋翼电机、3喷头、31支架、4风机、5风环部、51环形出风缝隙、52进风口、53C型部、54第一自由端、55第二自由端、56第一隔板、57第二隔板、58转动电机、59风管、6起降架、71药液管、72静电连接件、73碳纤维导电层。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本实施例公开了一种喷雾无人机，包括主体1、设置在主体1上的旋翼2以及喷头3。

如图2和图3所示，还包括风机4和具有环形出风缝隙51的风环部5，其中，所述风环部5通过进风口52与所述风机4连接，其中，所述风机4驱动空气由所述进风口52进入所述风环部5并从所述环形出风缝隙51排出形成环形风墙，所述喷头3设置在所述环形风墙内且其喷出方向与所述环形出风缝隙51的出风方向相同，所述出风方向为空气从所述环形出风缝隙51流出的方向。

在实际应用中，所述旋翼2由旋翼电机21驱动转动产生向下的气流，带动所述主体1以及设置在所述主体1上的其他部件升空；在进行农药的施用时，所述风机4转动，驱动空气由所述进风口52进入所述风环部5，并从所述风环部5上的环形出风缝隙51排出形成环形风墙，需要说明的是，所述环形出风缝隙51的出风方向为大致地向下，可以垂直向下或向一侧倾斜一定角度，所述喷头3设置在所述环形风墙内且其喷出方向与所述环形出风缝隙51的出风方向相同，这样，所述旋翼2转动产生的气流，以及外界的气流吹向所述环形风墙时，首先会被所述环形风墙阻挡，并被一定程度地衰减，当这些气流进入所述环形风墙内部时，已经被衰减至一定程度，虽然对位于所述环形风墙内的药液雾滴仍然存在一定的扰动，但由于所述喷头3喷出的药液雾滴由于位于所述环形风墙内部，当受到从所述环形风墙外吹入的气流影响时，出现一定程度的偏移，但在接触到所述环形风墙时，会被所述环形风墙阻挡，防止向所述环形风墙外扩散，且受所述环形风墙的气流影响，随其移动。

需要说明的是，由于气流流动存在衰减作用，距离越远，气流流动的速度越小，因此，所述旋翼2转动产生的气流，其影响最大的区域，位于所述旋翼2下方一定距离的区域，在该区域内，对药液雾滴的扰动影响最大，而设置在所述主体1下方的所述环形部，形成的所述环形风墙，对内部药液雾滴保护作用最强的区域与所述旋翼2的影响区域重叠，使得所述旋翼2转动产生的气流在其对药液雾滴影响最大的区域内，在所述环形风墙保护下，对位于所述环形风墙内的药液雾滴的影响降低，且随着药液雾滴向下移动，在所述环形风墙的保护下，逐渐远离所述旋翼2的影响区域。这样，通过所述环形风墙，能够很好地保护药液雾滴，降低所述旋翼2产生的气流对药液雾滴的影响，提高药液雾滴的落靶率，保证农药的效果。

需要说明的是，所述环形风墙的作用还在于，保护药液雾滴，防止其向所述环形风墙外扩散，对药液雾滴的运动进行一定程度的控制，有效地提高药液雾滴的落靶率，保证农药的效果。从所述环形出风缝隙51吹出的气流，随着移动距离的增大，会逐渐扩散，这样，所述环形风墙的气流流动轨迹，大致地呈锥台形，即，从所述环形出风缝隙51出来的气流相对集中，且随着移动距离的增加，逐渐向外扩散，在所述喷头3喷出药液雾滴后，药液雾滴首先在所述旋翼2影响最大的区域内，被所述环形风墙保护，降低所述旋翼2产生的气流对药液雾滴的影响，且随着药液雾滴逐渐向下移动，脱离所述旋翼2的影响区域，且药液雾滴逐渐向外扩散，接触所述环形风墙，并受其气流的影响被其带动移动，向外扩散至一定范围，最后落在靶标上，这样，一方面能够有效地控制药液雾滴的扩散范围，使得药液雾滴既不会集中地落在某一小区域，造成施药过量，导致药害，也不会扩散至指定区域外，影响其他区域的植株，能够药效地控制药液雾滴的作用范围，且在该作用范围内，药液雾滴能够均匀且有效地落在靶标上，保证农药效果。另外，所述环形风墙的作用在在于，通过气流带动药液雾滴的移动，提高其降落速度，使得药液雾滴能够快速地扩散并落在指定区域的靶标上，降低药液漂移的影响。

在所述风环部5的具体设置上，所述进风口52位于所述风环部5的边缘，所述风环部5内设置有与所述进风口52连通的环形风道，所述环形风道与所述环形出风缝隙51连接，空气通过所述进风口52进入所述环形风道内，并从所述环形出风缝隙51排出，且，所述环形风道距离所述出风口的距离越远，所述环形风道的横截面积越小。这样，空气从所述进风口52进入所述环形风道后，随着空气流动，一部分空气从靠近所述进风口52一侧的所述环形出风缝隙51吹出，其余空气则继续沿环形风道移动，并在环形风道内距离所述出风口最远处汇聚，并从所述环形出风缝隙51吹出，且由于所述环形风道距离所述出风口的距离越远，所述环形风道的横截面积越小，使得随着空气从所述环形出风缝隙51排出，所述环形风道内仍能保持一定的气压，使得从所述环形出风缝隙51各处流出的气流速度大致一致，最终使得其形成的所述环形风墙强度的均匀性。

具体地，如图2和图3所示，所述风环部5包括C型部53、第一自由端54和第二自由端55，其中，所述第一自由端54和所述第二自由端55分别连接所述C型部53的一端，所述风环部5包括C型部53、所述第一自由端54和所述第二自由端55配合形成所述环形风道，所述第一自由端54和所述第二自由端55分别从所述C型部53的两端部向中延伸使得所述第一自由端54和所述第二自由端55的投影面积部分重合，所述第一自由端54和所述第二自由端55之间的间隙形成所述环形出风缝隙51。当空气从环形出风缝隙51流出时，根据科恩达效应，部分空气被被吸附在所述风环部5的内壁面上并沿所述风环部5的内壁面流动，所述风环部5的重心区域则产生一定的负压，从而使得周围附近的空气被吸入，并与在所述风环部5内壁面流动的气流汇合成高速且压缩的气流从所述环形出风缝隙51中流出，实现空气的放大效应，提高从所述环形出风缝隙51流出的气流的速度，增加所述环形风墙的强度。

另外，为了进一步的提高气流的流速，且导向气流从所述环形出风缝隙51流出，并控制其流出方向，所述第一自由端54的直径小于所述第二自由端55，所述第二自由的末端呈直线，所述第一自由端54的末端呈朝所述第二自由端55弯曲的弧线。

另外，所述第一自由端54和所述第二自由端55之间设置有第一隔板56，所述第一隔板56沿所述风环部5圆周均匀分布。通过所述第一隔板56的设置，一方面，增加所述风环部5的结构强度，避免所述第一自由端54和所述第二自由端55在空气流出时受气流影响产生震动，导致从所述环形出风缝隙51流出的气流出现紊乱，影响其形成的所述环形风墙的强度；另外，所述第一隔板56的作用还在于，可以对流入所述风环部5内的空气进行分流，使得这部分空气能够更加均匀地从所述环形出风缝隙51中流出，从而改善出风均匀性。

在该实施例中，所述进风口52设置有第二隔板57，所述第二隔板57用于对经过所述进风口52的气流进行分流。所述第二隔板57设置在所述进风口52，位于空气从风机4经过所述出风口流入所述风环部5之间的必经的流通通道，用于对经所述风机4流入所述风环部5的气流进行分流，这样，所述第二隔板57可以将由所述风机4流向所述风环部5内的气流分成两股，使得气流更加均匀地进入所述风环部5，提高出风均匀性，且通过所述第二隔板57对气流进行分流，能够有效减少气流在所述风环部5内的能量损失，提高气流从所述环形出风缝隙51流出的流速。

在该实施例中，所述主体1上对称设置有两个起降架6，所述风环部5的两侧分别通过转轴转动地与两根所述起降架6连接，且所述转轴上连接有转动电机58，所述转动电机58驱动所述风环部5以所述转轴为轴转动。通过所述转动电机58和所述转轴的设置，利用所述转动电机58驱动所述转轴转动，进而使得所述风环部5可以转动一定角度以调整其气流流出的方向，进而控制药液雾滴的喷洒方向。

在该实施例中，所述风机4设置在所述主体1上，且所述风机4的出风口通过可弯曲的风管59与所述进风口52连接。采用可弯曲的风管59，实现所述风机4与所述进风口52连接，这样，使得当所述风环部5转动调整喷洒方向时，所述风机4与所述进风口52之间连接的风管59不会影响到所述风环部5的转动，同时在所述风环部5转动时，仍能保证所述风机4能够向所述风环部5内输送空气。

另外，这所述喷头3的具体设置上，所述风环部5上设置有支架31，所述喷头3通过所述支架31安装在所述风环部5上，并位于所述风环部5的中心位置，所述喷头3可跟随所述风环部5转动而转动。这样使得所述风环部5在转动过程中可以带动通过所述支架31安装在所述风环部5上的所述喷头3跟随转动，保证所述喷头3喷出方向与所述风环部5上的所述风环出风缝隙的出风方向相同，能够有效地保证对药液雾滴的保护作用且降低药液雾滴的漂移。

在该实施例中，所述喷头3为静电喷雾喷头3。

具体地，如图4和图5所示，所述主体1上设置有药液管71，所述药液管71的一端与所述喷头3连接，另一端连接有静电连接件72，所述静电连接件72的另一端用于连接药液泵的出液口，所述药液泵、所述静电连接件72和所述药液泵之间相互连通形成供药液流通的管道，所述药液泵的进液口连接有储液箱，所述储液箱用于存储药液，所述药液泵通过所述进液口抽取所述储液箱内的药液，并将药液泵送使得其依次通过所述出液口、静电连接件72和所述药液管71，最后通过所喷头3喷出形成药液雾滴。

需要说明的是，所述静电连接件72内壁设置有碳纤维导电层73，所述碳纤维导电层73连接有高压导线，所述高压导线与高压静电发生器连接，所述高压导线与所述碳纤维导电层73连接，使其导电，所述碳纤维导电层73与药液接触并导电，使得其带电，当带电的药液从所述喷头3喷出时，雾化成带点的药液雾滴，可有效地提高农药在靶标表面和背面的附着率、分布均匀性，也可起到减少雾滴飘逸的作用，减少了农药的浪费，提高了农药利用率。

另外，由于所述高压导线不与药液直接接触，降低了其氧化产生氧化物的几率，避免氧化物堵塞所述喷头3的情况发生。

此外，通过所述碳纤维导电层73与药液直接接触并导电，由于碳纤维导电层73的材质是碳纤维，具备良好的导向性和稳定性，一方面既可以降低静电损耗，另一方面，所述碳纤维导电层73不会药液发生反应，不会产生氧化物等其他引起所述喷头3堵塞的杂物，进一步地降低了所述喷头3堵塞的情况发生。

在该实施例中，该喷雾无人机，还设置有角度检测器和控制器，其中，所述角度检测器用于测量所述风环部5的角度。

在实际应用中，由于风环部5吹出的气流大致呈向下的方向，可以为所述主体1提供一定的升力，因此，所述控制器可以根据所述风环部5的角度，以及所述风机4的工作功率，计算得到所述风环部5为所述主体1提供的升力，进而根据该计算结果，动态调整所述旋翼电机21的工作功率，即调整所述旋翼2旋转产生的升力，以此来控制无人机的飞行状态。另外，这种设置的好处在于，由于部分升力由所述风环部5向下吹出的气流提供，所述旋翼2旋转提供的升力可以降低，即所述旋翼2产生的气流减少，这样，进一步地降低所述旋翼2产生的气流对药液雾滴的影响，提高药液雾滴的落靶率，保证农药的效果。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种喷雾无人机，包括主体、设置在主体上的旋翼以及喷头，其特征在于，还包括风机和具有环形出风缝隙的风环部，其中，所述风环部通过进风口与所述风机连接，其中，所述风机驱动空气由所述进风口进入所述风环部并从所述环形出风缝隙排出形成环形风墙，所述喷头设置在所述环形风墙内且其喷出方向与所述环形出风缝隙的出风方向相同，所述出风方向为空气从所述环形出风缝隙流出的方向。

2.如权利要求1所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述进风口位于所述风环部的边缘，所述风环部内设置有与所述进风口连通的环形风道，所述环形风道与所述环形出风缝隙连接，空气通过所述进风口进入所述环形风道内，并从所述环形出风缝隙排出，且，所述环形风道距离所述出风口的距离越远，所述环形风道的横截面积越小。

3.如权利要求2所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述风环部包括C型部、第一自由端和第二自由端，其中，所述第一自由端和所述第二自由端分别连接所述C型部的一端，所述风环部包括C型部、所述第一自由端和所述第二自由端配合形成所述环形风道，所述第一自由端和所述第二自由端分别从所述C型部的两端部向中延伸使得所述第一自由端和所述第二自由端的投影面积部分重合，所述第一自由端和所述第二自由端之间的间隙形成所述环形出风缝隙。

4.如权利要求3所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述第一自由端的直径小于所述第二自由端，所述第二自由的末端呈直线，所述第一自由端的末端呈朝所述第二自由端弯曲的弧线。

5.如权利要求3所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述第一自由端和所述第二自由端之间设置有第一隔板，所述第一隔板沿所述风环部圆周均匀分布。

6.如权利要求3所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述进风口设置有第二隔板，所述第二隔板用于对经过所述进风口的气流进行分流。

7.如权利要求1所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述主体上对称设置有两个起降架，所述风环部的两侧分别通过转轴转动地与两根所述起降架连接，且所述转轴上连接有转动电机，所述转动电机驱动所述风环部以所述转轴为轴转动。

8.如权利要求7所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述风机设置在所述主体上，且所述风机的出风口通过可弯曲的风管与所述进风口连接。

9.如权利要求7所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述风环部上设置有支架，所述喷头通过所述支架安装在所述风环部上，并位于所述风环部的中心位置，所述喷头可跟随所述风环部转动而转动。

10.如权利要求1所述的一种喷雾无人机，其特征在于，所述喷头为静电喷雾喷头。

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