CN114868508B - 一种矿山修复用植被无人机喷洒装置 - Google Patents

一种矿山修复用植被无人机喷洒装置 Download PDF

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Abstract

本发明适用于喷洒装置技术领域，尤其涉及一种矿山修复用植被无人机喷洒装置，所述装置包括：机箱，所述机箱与无人机固定连接，机箱内设置有容置腔，所述容置腔用于存储待喷洒溶液；风向测定机构，所述风向测定机构固定安装在机箱顶部，用于测量植被上方的风向以及风速；喷洒机构，所述喷洒机构，安装在机箱内，用于向植被喷洒溶液，并调节喷洒溶液的速度和方向。本发明结构简单，设计合理，对喷洒区域的风向进行检测，从而根据其风向完成对喷洒角度的调整，利用喷洒角度的来抵消风力对喷洒液体的影响，使得液体能够准确落入到植被覆盖区域内，大大提高了喷洒的准确性，提高了作业效率，避免了资源的浪费。

Description

一种矿山修复用植被无人机喷洒装置
技术领域
本发明属于喷洒装置技术领域，尤其涉及一种矿山修复用植被无人机喷洒装置。
背景技术
矿山修复，又称为矿山生态修复，即对矿业废弃地污染进行修复。
在矿山修复的手段当中，通常会在矿山上种植植物，一方面通过种植植物实现对边坡的加固，防止水土流失，另一方面能够利用植物对边坡上的污染土壤进行修复，以恢复边坡的生态环境。
在当前的矿山修复用植被种植过程中，都是采用人工进行浇灌或者喷洒肥料的，而由于矿山不平整，采用人工作业难度大，采用无人机进行喷洒则会由于风向的变化，导致喷洒精度低，造成资源的浪费。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种矿山修复用植被无人机喷洒装置，旨在解决背景技术第三部分中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种矿山修复用植被无人机喷洒装置，所述装置包括：
机箱，所述机箱与无人机固定连接，机箱内设置有容置腔，所述容置腔用于存储待喷洒溶液；
风向测定机构，所述风向测定机构固定安装在机箱顶部，用于测量植被上方的风向以及风速；
喷洒机构，所述喷洒机构，安装在机箱内，用于向植被喷洒溶液，并调节喷洒溶液的速度和方向。
优选的，所述喷洒机构包括：
存储驱动结构，所述存储驱动结构固定安装在机箱内，且与容置腔连通，用于向容置腔注入溶液或者空气；
多向调节结构，所述多向调节结构固定安装在机箱内，且位于存储驱动结构下方，用于调节溶液的喷洒方向。
优选的，所述存储驱动结构包括单轴电机和绞龙，单轴电机和绞龙均安装在机箱内，容置腔与机箱内壁之间形成安装腔，绞龙位于安装腔内，安装腔通过第一单向阀与机箱外部连通，且通过第二单向阀容置腔连通，安装腔上设置有气压平衡旋钮。
优选的，所述多向调节结构包括双轴电机和旋转座，旋转座安装在容置腔底部，旋转座底部转动连接有安装座，双轴电机固定安装在安装座上，双轴电机上安装有第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴和第二传动轴横截面均为方形，第一传动轴上固定安装有第三电磁铁，第一传动轴上还滑动安装有第二齿轮，第一传动轴和第二传动轴相互远离的一端均固定安装有第二电磁铁，安装座上固定连接有喷水弹性板，喷水弹性板上转动设置有两组调节轴，两组调节轴分别安装在第一传动轴和第二传动轴相互远离的一侧，两组调节轴相互靠近的一侧均固定安装有第二齿盘，第一传动轴和第二传动轴相互远离的一端均固定安装有第一齿盘，第二传动轴上固定安装有第一电磁铁，且滑动安装有第一齿轮，容置腔底部通过限位杆滑动连接有齿环，齿环用于与第二齿轮啮合，旋转座底部固定设置有不完全齿轮，不完全齿轮用于与第一齿轮啮合，喷水弹性板内嵌入安装有两组调节杆，喷水弹性板上设置有多个出水孔，调节杆位于出水孔两侧，喷水弹性板与容置腔连通，两组调节杆端部通过螺纹连接有一组螺杆，螺杆上设置有蜗轮，调节轴端部通过蜗杆与蜗轮连接。
优选的，第二传动轴还转动设置有支撑轮，支撑轮与齿环相抵。
优选的，所述风向测定机构包括导向筒，所述导向筒内滑动连接有一组滑杆，滑杆的横截面为矩形，滑杆的一端固定安装有风速测量仪，且另一端固定安装有导向板，导向板为V型结构，导向筒上固定安装有固定感应板，滑杆上固定安装有活动感应板，导向筒转动安装在机箱顶部。
优选的，机箱底部设置有测距装置。
本发明实施例提供的一种矿山修复用植被无人机喷洒装置，结构简单，设计合理，对喷洒区域的风向进行检测，从而根据其风向完成对喷洒角度的调整，利用喷洒角度的来抵消风力对喷洒液体的影响，使得液体能够准确落入到植被覆盖区域内，大大提高了喷洒的准确性，提高了作业效率，避免了资源的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种矿山修复用植被无人机喷洒装置的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明实施例提供的喷水弹性板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的风向测定机构的结构示意图。
附图中：1、无人机；2、机箱；3、导向板；4、风速测量仪；5、滑杆；6、导向筒；7、活动感应板；8、固定感应板；9、气压平衡旋钮；10、单轴电机；11、绞龙；12、第一单向阀；13、第二单向阀；14、蜗轮；15、蜗杆；16、喷水弹性板；17、旋转座；18、安装座；19、不完全齿轮；20、限位杆；21、齿环；22、双轴电机；23、第一传动轴；24、第二传动轴；25、第一齿轮；26、第一电磁铁；27、第二电磁铁；28、第一齿盘；29、第二齿盘；30、第三电磁铁；31、第二齿轮；32、调节轴；33、出水孔；34、调节杆；100、风向测定机构；200、喷洒机构；201、存储驱动结构；202、多向调节结构。
实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种矿山修复用植被无人机喷洒装置的结构示意图，所述装置包括：
机箱2，所述机箱2与无人机1固定连接，机箱2内设置有容置腔，所述容置腔用于存储待喷洒溶液；
风向测定机构100，所述风向测定机构100固定安装在机箱2顶部，用于测量植被上方的风向以及风速；
喷洒机构200，所述喷洒机构200，安装在机箱2内，用于向植被喷洒溶液，并调节喷洒溶液的速度和方向。
在本实施例中，使用时，将需要喷洒的溶液通过喷洒机构200注入到容置腔之中进行存储，进而通过无人机1带动机箱2上升，利用风向测定机构100测定无人机所处位置的风向以及风速，根据测量结果以及当前无人机的高度计算溶液下落的偏移距离，从而改变喷洒机构200的出液方向以及出液流量，实现了定向精准喷洒，精确度大大提高，保证了喷洒的均匀性，避免了资源浪费。
如图1所示，作为本发明的一个优选实施例，所述喷洒机构200包括：
存储驱动结构201，所述存储驱动结构201固定安装在机箱2内，且与容置腔连通，用于向容置腔注入溶液或者空气；
多向调节结构202，所述多向调节结构202固定安装在机箱2内，且位于存储驱动结构201下方，用于调节溶液的喷洒方向。
在本实施例中，使用时，利用存储驱动结构201将溶液注入到容置腔中，在进行喷洒时，同样利用存储驱动结构201将空气注入到容置腔中，从而将待喷洒的溶液从容置腔中压出，进而通过多向调节结构202调节溶液的喷洒方向，从而保证溶液能够精准落入在植被覆盖区域。
如图1所示，作为本发明的一个优选实施例，所述存储驱动结构201包括单轴电机10和绞龙11，单轴电机10和绞龙11均安装在机箱2内，容置腔与机箱2内壁之间形成安装腔，绞龙11位于安装腔内，安装腔通过第一单向阀12与机箱2外部连通，且通过第二单向阀13与容置腔连通，安装腔上设置有气压平衡旋钮9。
如图1、图2和图3所示，作为本发明的一个优选实施例，所述多向调节结构202包括双轴电机22和旋转座17，旋转座17安装在容置腔底部，旋转座17底部转动连接有安装座18，双轴电机22固定安装在安装座18上，双轴电机22上安装有第一传动轴23和第二传动轴24，第一传动轴23和第二传动轴24横截面均为方形，第一传动轴23上固定安装有第三电磁铁30，第一传动轴23上还滑动安装有第二齿轮31，第一传动轴23和第二传动轴24相互远离的一端均固定安装有第二电磁铁27，安装座18上固定连接有喷水弹性板16，喷水弹性板16上转动设置有两组调节轴32，两组调节轴32分别安装在第一传动轴23和第二传动轴24相互远离的一侧，两组调节轴32相互靠近的一侧均固定安装有第二齿盘29，第一传动轴23和第二传动轴24相互远离的一端均固定安装有第一齿盘28，第二传动轴24上固定安装有第一电磁铁26，且滑动安装有第一齿轮25，容置腔底部通过限位杆20滑动连接有齿环21，齿环21用于与第二齿轮31啮合，旋转座17底部固定设置有不完全齿轮19，不完全齿轮19用于与第一齿轮25啮合，喷水弹性板16内嵌入安装有两组调节杆34，喷水弹性板16上设置有多个出水孔33，调节杆34位于出水孔33两侧，喷水弹性板16与容置腔连通，两组调节杆34端部通过螺纹连接有一组螺杆，螺杆上设置有蜗轮14，调节轴32端部通过蜗杆15与蜗轮14连接。
在本实施例中，使用时，启动单轴电机10，利用单轴电机10带动绞龙11转动，第一单向阀12和第二单向阀13分别与安装腔的两端连通，将第一单向阀12与溶液连通，溶液在绞龙11的驱动下通过第二单向阀13进入到容置腔内，气压平衡旋钮9用于控制容置腔与机箱2外部之间的连通与断开，进行喷洒时，启动单轴电机10，将空气不断压入到容置腔内，容置腔内的溶液则通过旋转座17芯部设置的管道进入，并通过管道进入到喷水弹性板16内，根据风向测定机构100测定当前的风向，根据计算结果进行喷洒方向，需要进行旋转时，双轴电机22启动，第三电磁铁30通电，利用磁性推动经过磁化的第二齿轮31沿着第一传动轴23滑动，直至第二齿轮31与齿环21啮合，此时，由于齿环21固定，因此第二齿轮31将会带动整个双轴电机22以及与双轴电机22连接的结构相对容置腔旋转，直至到达预设的位置，在到达预设位置时，第三电磁铁30改变磁极，使得第二齿轮31与齿环21脱离，为了保证在旋转座17不会在溶液的反作用力下发生转动，旋转座17与容置腔之间可以设置阻尼轴承；在需要调整溶液喷出的倾斜角度时，第一电磁铁26通电，其利用磁性推动经过磁化的第一齿轮25，使得第一齿轮25与不完全齿轮19啮合，不完全齿轮19的旋转轴与安装座18的旋转轴重合，在双轴电机22的驱动下，第一齿轮25将会带动安装座18相对旋转座17旋转，使得溶液倾斜喷出；在需要调整喷射的流量时，第二电磁铁27通电，第二电磁铁27吸附经过磁化的第二齿盘29，此时，第二电磁铁27将会带动第一齿盘28与第二齿盘29啮合，此时，第一传动轴23和第二传动轴24分别带动两组调节轴32旋转，而蜗轮14与蜗杆15啮合，因此将会带动螺杆旋转，以控制两组调节杆34之间的间距，当调节杆34之间的间距改变时，出水孔33的将会出现变形，从而实现控制出流流量的大小的效果。
如图1所示，作为本发明的一个优选实施例，第二传动轴24还转动设置有支撑轮，支撑轮与齿环21相抵。
如图1和图4所示，作为本发明的一个优选实施例，所述风向测定机构100包括导向筒6，所述导向筒6内滑动连接有一组滑杆5，滑杆5的横截面为矩形，滑杆5的一端固定安装有风速测量仪4，且另一端固定安装有导向板3，导向板3为V型结构，导向筒6上固定安装有固定感应板8，滑杆5上固定安装有活动感应板7，导向筒6转动安装在机箱2顶部。
在本实施例中，在进行测定时，导向板3将会与风直接接触，在风力的驱动下，将会保持与风向相同的指向，此时利用尾部设置的风速测量仪4进行风速测定，并且在导向筒6与滑杆5之间设置弹簧，利用电容器的原理，根据活动感应板7与固定感应板8之间的感应电动势确定两者之间的间距，而以得到弹簧的压缩距离，进而换算得到风力大小，还可以在导向筒6上设置偏转角度测量装置，以进一步确定风向。
如图1所示，作为本发明的一个优选实施例，机箱2底部设置有测距装置。
在现有技术中，公开了一种无人机喷洒装置，包括无人机杆和第一杆夹，所述第一杆夹通过螺丝可拆卸固定在无人机杆上，所述第一杆夹上可拆卸固定有喷头，其特征在于：且第一杆夹上设有用于在无人机飞行过程中即可调节喷头位置，从而调节无人机的喷幅的调节装置；所述调节装置包括长板，所述第一杆夹上设有连接轴，所述长板通过连接轴与第一杆夹转动连接，且长板上设有用于调节喷头与第一杆夹间横向相对距离的驱动装置，所述长板上设有用于保持喷头始终垂直于地面，使喷头喷洒方向一直向下的稳定装置，所述稳定装置与喷头可拆卸连接；所述驱动装置包括连接板，所述连接板设有两个，平行固定在长板一侧，一个所述连接板上设有长形孔，所述长形孔内穿设有电动伸缩件，所述电动伸缩件的伸缩端穿过长形孔固定有限位片，所述限位片位于两个连接板之间，所述电动伸缩件的固定端设有第二杆夹，所述第二杆夹通过螺丝与无人机杆可拆卸固定连接；所述稳定装置包括固定块，所述固定块固定在长板底部，且固定块上设有球形槽，所述球形槽内转动连接有转动球，所述转动球上固定有连接杆，所述连接杆上固定有C形块，所述C形块通过螺丝与喷头可拆卸固定。
该现有技术公开的技术方案可以使无人机在飞行过程中就可以根据所需喷洒幅度对无人机的喷头进行位置调节，使其位于所需位置；而本发明相较于对比文件，不仅能够根据需要进行对出水位置进行调节，还能够基于对风力的测量，主动根据风力的大小以及方向实现旋转、倾角调节以及出水量大小的控制，能够基于风力来进行调整，从而使得喷出的液体能够抵消风力的影响，使得液体能够准确落入植被覆盖区域，大大提高了喷洒的精确性，一方面提高了作业效率，另一方面也减少了资源的浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种矿山修复用植被无人机喷洒装置，其特征在于，所述装置包括：
机箱，所述机箱与无人机固定连接，机箱内设置有容置腔，所述容置腔用于存储待喷洒溶液；
风向测定机构，所述风向测定机构固定安装在机箱顶部，用于测量植被上方的风向以及风速；
喷洒机构，所述喷洒机构，安装在机箱内，用于向植被喷洒溶液，并调节喷洒溶液的速度和方向；
所述喷洒机构包括：
存储驱动结构，所述存储驱动结构固定安装在机箱内，且与容置腔连通，用于向容置腔注入溶液或者空气；
多向调节结构，所述多向调节结构固定安装在机箱内，且位于存储驱动结构下方，用于调节溶液的喷洒方向；
所述多向调节结构包括双轴电机和旋转座，旋转座安装在容置腔底部，旋转座底部转动连接有安装座，双轴电机固定安装在安装座上，双轴电机上安装有第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴和第二传动轴横截面均为方形，第一传动轴上固定安装有第三电磁铁，第一传动轴上还滑动安装有第二齿轮，第一传动轴和第二传动轴相互远离的一端均固定安装有第二电磁铁，安装座上固定连接有喷水弹性板，喷水弹性板上转动设置有两组调节轴，两组调节轴分别安装在第一传动轴和第二传动轴相互远离的一侧，两组调节轴相互靠近的一侧均固定安装有第二齿盘，第一传动轴和第二传动轴相互远离的一端均固定安装有第一齿盘，第二传动轴上固定安装有第一电磁铁，且滑动安装有第一齿轮，容置腔底部通过限位杆滑动连接有齿环，齿环用于与第二齿轮啮合，旋转座底部固定设置有不完全齿轮，不完全齿轮用于与第一齿轮啮合，喷水弹性板内嵌入安装有两组调节杆，喷水弹性板上设置有多个出水孔，调节杆位于出水孔两侧，喷水弹性板与容置腔连通，两组调节杆端部通过螺纹连接有一组螺杆，螺杆上设置有蜗轮，调节轴端部通过蜗杆与蜗轮连接。
2.根据权利要求1所述的矿山修复用植被无人机喷洒装置，其特征在于，所述存储驱动结构包括单轴电机和绞龙，单轴电机和绞龙均安装在机箱内，容置腔与机箱内壁之间形成安装腔，绞龙位于安装腔内，安装腔通过第一单向阀与机箱外部连通，且通过第二单向阀容置腔连通，安装腔上设置有气压平衡旋钮。
3.根据权利要求1所述的矿山修复用植被无人机喷洒装置，其特征在于，第二传动轴还转动设置有支撑轮，支撑轮与齿环相抵。
4.根据权利要求1所述的矿山修复用植被无人机喷洒装置，其特征在于，所述风向测定机构包括导向筒，所述导向筒内滑动连接有一组滑杆，滑杆的横截面为矩形，滑杆的一端固定安装有风速测量仪，且另一端固定安装有导向板，导向板为V型结构，导向筒上固定安装有固定感应板，滑杆上固定安装有活动感应板，导向筒转动安装在机箱顶部。
5.根据权利要求1所述的矿山修复用植被无人机喷洒装置，其特征在于，机箱底部设置有测距装置。
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