CN206885357U - 一种喷洒装置组合、植保无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种喷洒装置组合、植保无人机。其中，喷洒装置组合包括：喷洒装置；第一固定架，喷洒装置连接在第一固定架上；第二固定架，第一固定架能够转动地连接于第二固定架上；第一驱动件，第一驱动件的第一本体固定连接在第二固定架上，第一驱动件的第一转轴固定连接于第一固定架，第一驱动件的第一转轴的中心轴线与喷洒装置的中心轴线相垂直；第二驱动件，第二驱动件的第二转轴与第二固定架固定连接，第二驱动件的第二转轴的中心轴线与第一驱动件的中心轴线相垂直。应用本技术方案能够解决现有技术中雾化喷头为固定的设置形式连接在无人机上，并且雾化喷头无法根据实际喷洒需求进行实时调节的问题。

Description

一种喷洒装置组合、植保无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体地，涉及一种喷洒装置组合、植保无人机。

背景技术

目前，在农业植保作业中，常使用植保无人机对植被的病虫害进行喷洒防治。

在现有技术中，雾化喷头直接固定于无人机的机体上，并且现有技术中的无人机雾化喷头为固定设置形式，无人机雾化喷头无法根据实际喷洒需求而进行实时调节。在作业过程中，由于外部工作环境条件的影响，并且植保无人机的雾化喷头雾化的颗粒粒径较小，喷洒出来的雾化颗粒很容易受到植保无人机旋翼风和自然风的影响而产生飘移。因而造成雾化后的药液没有喷洒至作业区的植被上，造成作业区的虫害未除，但是雾滴飘移区(即雾滴飘移后所喷洒的区域)产生药害，甚至影响人畜安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种喷洒装置组合、植保无人机，旨在解决现有技术中雾化喷头为固定的设置形式连接在无人机上，并且雾化喷头无法根据实际喷洒需求进行实时调节的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种喷洒装置组合，包括：喷洒装置；第一固定架，喷洒装置连接在第一固定架上；第二固定架，第一固定架能够转动地连接于第二固定架上；第一驱动件，第一驱动件包括第一本体及连接于第一本体的第一转轴，第一本体用于驱动第一转轴转动，第一驱动件的第一本体固定连接在第二固定架上，第一驱动件的第一转轴固定连接于第一固定架，第一驱动件的第一转轴的中心轴线与喷洒装置的中心轴线相垂直；第二驱动件，第二驱动件包括第二本体及连接于第二本体的第二转轴，第二本体用于驱动第二转轴转动，第二驱动件的第二转轴与第二固定架固定连接，第二驱动件的第二转轴的中心轴线与第一驱动件的中心轴线相垂直。

进一步地，喷洒装置为离心式喷头。

进一步地，喷洒装置包括离心驱动电机、喷盘以及喷管，离心驱动电机的驱动轴固定连接在喷盘上以驱动喷盘转动，离心驱动电机的驱动轴为中空管轴，中空管轴的一端与喷盘的流道相连通，中空管轴的另一端与喷管相连通。

进一步地，喷盘上具有多条流道，每条流道以喷盘的中心点为转动中心相对于径向方向偏移预定角度设置，并且每条流道呈弧形曲线设置。

进一步地，喷盘上的每个流道出口处均设置有多个三角形尖齿。

进一步地，喷洒装置为压力式喷头。

进一步地，第一固定架包括第一横板以及分别设置在第一横板两端的第一侧板，第一驱动件的第一本体固定连接在其中一块第一侧板上；第二固定架包括第二横板以及分别设置在第二横板两端的第二侧板，两块第二侧板上固定连接有横轴，且横轴能够转动地连接至两块第一侧板上，第一驱动件的第一转轴与横轴固定连接；喷洒装置固定连接于第一横板上，第二横板固定连接于第二驱动件的第二转轴上。

进一步地，第一驱动件和/或第二驱动件为驱动电机。

根据本技术方案的另一方面，提供了一种植保无人机，包括机身、多个机臂、多个旋翼、一个控制器以及多个喷洒结构，多个机臂连接在机身上，旋翼连接在机臂的末端，且多个旋翼与多个机臂一一对应，喷洒结构连接在机臂上，且多个喷洒结构与多个机臂一一对应，其中，该喷洒结构为前述的喷洒装置组合，控制器连接在机身上，且控制器分别与喷洒装置组合的第一驱动件、第二驱动件电连接。

进一步地，植保无人机还包括风速风向计，风速风向计连接在机身上，且风速风向计与控制器电连接。

应用本技术方案的喷洒装置组合，第一驱动件带动第一固定架转动，第二驱动件带动第二固定架转动，如此便能够调节喷洒装置所喷洒出的雾化颗粒的喷洒方向，再结合植保无人机自身的飞行高度与飞行夹角，并且考虑飞行过程中外部环境条件的影响，从而根据实际喷洒过程中的喷洒需求来实时修正调整喷洒装置的喷洒姿态，使得喷洒装置的最终喷洒区域符合作业区域范围要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例的植保无人机的第一视角的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的植保无人机的第二视角的结构示意图；

图3是图2中A的放大结构示意图；

图4是本实用新型实施例的喷洒装置组合中第一固定架、第二固定架、第一驱动件以及第二驱动件的装配分解结构示意图。

在附图中：

10、喷洒装置； 20、第一固定架；

30、第二固定架； 40、第一驱动件；

50、第二驱动件； 60、离心驱动电机；

70、电机安装架； 101、机身；

102、机臂； 103、旋翼；

104、控制器； 105、风速风向计；

106、水泵； 107、起落架；

1011、药箱； 1012、电池；

41、第一本体； 42、第一转轴；

51、第二本体； 52、第二转轴；

21、第一横板； 22、第一侧板；

31、第二横板； 32、第二侧板；

200、横轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图3所示，本实用新型的技术方案主要提供一种植保无人机及其使用的喷洒装置组合。

如图1和图2所示为一种植保无人机。该植保无人机包括机身101、多个机臂102、多个旋翼103、一个控制器104以及多个喷洒装置组合，多个机臂102连接在机身101上，旋翼103连接在机臂102的末端，且多个旋翼103与多个机臂102一一对应，喷洒装置组合通过电机安装架70连接在机臂102上，控制器104连接在机身101上，通过控制器对喷洒装置组合进行喷洒操作的控制。

具体地，如图3和图4所示，本实施例提供的喷洒装置组合包括喷洒装置10、第一固定架20、第二固定架30、第一驱动件40和第二驱动件50，喷洒装置10连接在第一固定架20上，第一固定架20能够转动地连接于第二固定架30上，其中，第一驱动件40包括第一本体41以及连接于第一本体41上的第一转轴42，第一本体41驱动第一转轴42转动以输出动力，第一本体41固定连接在第二固定架30上，第一转轴42与第一固定支架20固定连接以带动第一固定支架20转动(也就是，结合图3和图4所示，第一转轴42与横轴200固定连接，从而通过第一转轴42转动带动横轴200转动，从而带动第一固定支架20整体转动)。第二驱动件50包括第二本体51以及连接于第二本体51的第二转轴52，第二本体51驱动第二转轴52转动以输出动力，第二驱动件50的第二转轴52与第二固定架30固定连接，这样，第二驱动件50启动后，第二转轴52转动并带动第二固定架30转动，第二驱动件50的第二转轴52的中心轴线与第一驱动件40的第一转轴42的中心轴线相垂直，如此，第一驱动件40启动后，第一转轴42就会驱动第一固定架20相对于第二固定架30转动，并且第一驱动件40的第一转轴42的中心轴线与喷洒装置10的中心轴线相垂直。

应用本技术方案的喷洒装置组合，通过第一驱动件40和第二驱动件50的配合转动，第一驱动件40的第一转轴42带动第一固定架20转动，第二驱动件50的第二转轴52带动第二固定架30转动，并且第一固定架20的转动轴线与第二固定架30的转动轴线相互垂直，如此便能够调节喷洒装置10所喷洒出的雾化颗粒的喷洒方向，再结合植保无人机自身的飞行高度与飞行夹角，并且考虑飞行过程中外部环境条件的影响，例如自然风，从而根据实际喷洒过程中的喷洒需求来实时修正调整喷洒装置10的喷洒姿态，使得喷洒装置10的最终喷洒区域符合作业区域范围要求。

在本实施例中，优选地将第二驱动件50的第二转轴52的中心轴线与第一驱动件40的第一转轴42的中心轴线相互垂直地设置，并且使第二驱动件50的第二转轴52的中心轴线与喷洒装置10的中心轴线位于同一平面内，这样使得所组装形成的喷洒装置组合在设计过程的中心轴线即是第二驱动件50的第二转轴52的中心轴线，简化了喷头的模型数据设计，不仅能够方便研究人员快速、准确地建立喷头的相关数学模型，实现理论研究的快速攻关，也简化了生产车间工作人员的制备工艺，从而实现快速、高效地批量生产。

如图3所示，本实施例的喷洒装置组合的喷洒装置10采用了离心式喷头。离心式的喷头中，喷洒装置10包括离心驱动电机60、喷盘以及喷管(未图示)，其中，喷盘上具有多条流道，每条流道以喷盘的中心点为转动中心并相对于径向方向偏移预定角度设置，优选地，每条流道呈弧形曲线设置，并且利用离心驱动电机60的驱动轴固定连接在喷盘上，离心驱动电机60驱动喷盘转动。进一步地，离心驱动电机60的驱动轴为中空管轴，中空管轴的一端与喷盘的流道相连通，中空管轴的另一端与喷管相连通。如此，在利用该喷洒装置组合进行喷洒工作的过程中，离心驱动电机60驱动喷洒装置10的喷盘旋转，由水泵106的喷管从药箱1011中将药液泵送至流道中，药液在离心力作用下被甩出，由于流道的弧形曲线设计使得药液所流经的离心路径长度有利于药液的雾化，使得药液在离心力作用下甩离喷洒装置10的喷盘时形成雾化状态。为了能够达到更加理想的雾化效果，喷盘上的每个流道出口处均设置有多个三角形尖齿，在药液由喷盘的流道甩出过程中，从流道出口甩出并且已经形成雾化的液滴或粉状颗粒再次经过三角形尖齿的破碎，因而能够再次将颗粒破碎成更加细小的颗粒状态后再进行喷洒到作业目标区域。

当然，喷洒装置10也可以采用压力式喷头。相比较于采用离心式喷头而言，采用压力式喷头不需要安装离心驱动电机60来带动喷洒装置10旋转，而是通过水泵106进行高压泵水至喷洒装置10的喷盘的流道内，利用泵水所具有的压力以及经过流道细化，并且经过三角形尖齿再次破碎细化颗粒之后喷洒在作业目标区域。

如图4所示，在本技术方案的喷洒装置组合中，第一固定架20包括第一横板21以及分别设置在第一横板21两端的第一侧板22，第一驱动件40的第一本体41固定连接在其中一块第一侧板22上；第二固定架30包括第二横板31以及分别设置在第二横板31两端的第二侧板32，两块第二侧板32上固定连接有横轴200，且横轴200能够转动地连接至两块第一侧板22上(当然，横轴200也可以采用两个连接耳替代，两个连接耳与两个第二侧板32一一对应，通过连接耳与第一侧板22实现转动连接，并且第一驱动件40的第一转轴42与其中一个连接耳固定连接，如图1至图3所示，本实施例中第一侧板22与第二侧板32之间则采用连接耳进行连接)，此时两个第二侧板32位于两个第一侧板22之间(当然，也可以设置为两个第一侧板22位于两个第二侧板32之间)，第一驱动件40的第一转轴42与横轴200固定连接以通过第一转轴42带动横轴200转动；并且喷洒装置10固定连接于第一横板21上，第二横板31固定连接于第二驱动件50的第二转轴52上。

具体地，本实施例的第一驱动件40、第二驱动件50为驱动电机，可以采用一般的同步电机，也可以采用能够进行精密控制的伺服驱动电机(或者，第一驱动件40与第二驱动件50的其中一个为驱动电机，而另一个则为其他动力源的驱动形式，例如液压驱动的柱塞转动泵)。具体地，第一驱动件40的第一本体41以及第二驱动件50的第二本体51即为驱动电机的绕线圈、磁体总成的装配结构(也可以理解为电机转子、定子的装配总成，而转子则通过第一转轴42、第二转轴52将转动机械能输出)。

在本技术方案所提供的植保无人机中，第二驱动件50通过电机安装架70连接在机臂102上，且多个喷洒结构与多个机臂102一一对应，优选地将喷洒结构连接于各个机臂102的末端，并且喷洒结构位于旋翼103的下方，其中，喷洒结构为前述的喷洒装置组合，且控制器104分别与喷洒装置组合的第一驱动件40、第二驱动件50电连接。并且通过悬挂在机身101上的电池1012对旋翼103的驱动电机、控制器104、第一驱动件40、第二驱动件50以及其他的植保无人机上的用电设备进行供电。

在实际利用植保无人机进行喷洒作业过程中，以无自然风环境为例，当植保无人机飞行进行喷洒作业，植保无人机自身的飞行高度、飞行夹角以及植保无人机旋翼103的旋转，均会对所喷洒出的雾化颗粒造成喷洒方向的改变，为了消除影响以使所喷洒的雾化颗粒仍然喷落在作业目标区域中，此时，控制器104通过计算植保无人机的飞行高度数据和飞行夹角数据，以及计算旋翼103旋转工作对所喷出的雾化颗粒的影响效果数据，然后控制器104根据所计算获得的数据，分别地控制第一驱动件40、第二驱动件50工作，从而最终调整喷洒装置10所喷洒雾化颗粒的喷洒方向、喷洒状态等，以便对植保无人机在飞行过程中因飞行高度、飞行夹角以及旋翼103旋转工作的影响，确保雾化颗粒能够准确地喷洒在作业目标区域。

在实际环境的工作过程中，植保无人机必然会受到自然风的影响，因而在调整喷洒装置组合过程中，不仅要考飞行高度、飞行夹角以及旋翼103旋转工作的影响，还要综合考虑自然风对喷洒效果的影响。由于自然风是时刻变换的参数变量，无法设定恒定参数值进行修正调整喷洒装置组合，因此，植保无人机还包括风速风向计105，风速风向计105连接在机身101上，通过风速风向计105对自然风进行检测计算，风速风向计105与控制器104电连接，然后将检测计算所得到的结果数据传送给控制器104进行分析计算，接着，控制器104分别控制第一驱动件40、第二驱动件50启动进行调整喷洒装置10的喷洒方向、喷洒状态等。

实际上，风速风向计105采用预定频率对工作环境中的自然风进行检测计算，例如预定频率间隔时间为0.5s、1s、1.5s或2s等等。在预定频率检测计算自然风的风速、风向，再综合飞行高度、飞行角度以及旋翼103旋转工作的影响，控制器104分析计算出此时喷洒装置10所需调整的位置值C，并且控制器104同时获取此时喷洒装置10所处的位置值D，比较C和D，当两者之差的绝对值小于预定阈值，则无需启动第一驱动件40和第二驱动件50调整喷洒装置10的喷洒状态，当两者之差的绝对值大于预定阈值，则此时控制器104控制启动第一驱动件40和第二驱动件50调整喷洒装置10至位置值C时的喷洒状态，以确保雾化颗粒喷洒在作业目标区域。

当喷洒作业完成后，植保无人机返回，选择较为平整的地面区域降落，依靠起落架107平稳降落在地面上，方便喷洒作业的工作人员进行后续的换药工作或者收纳工作。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷洒装置组合，其特征在于，包括：

喷洒装置(10)；

第一固定架(20)，所述喷洒装置(10)连接在所述第一固定架(20)上；

第二固定架(30)，所述第一固定架(20)能够转动地连接于所述第二固定架(30)上；

第一驱动件(40)，所述第一驱动件(40)包括第一本体(41)及连接于所述第一本体(41)的第一转轴(42)，所述第一本体(41)用于驱动所述第一转轴(42)转动，所述第一驱动件(40)的第一本体(41)固定连接在所述第二固定架(30)上，所述第一驱动件(40)的第一转轴(42)固定连接于所述第一固定架(20)，所述第一驱动件(40)的第一转轴(42)的中心轴线与所述喷洒装置(10)的中心轴线相垂直；

第二驱动件(50)，所述第二驱动件(50)包括第二本体(51)及连接于所述第二本体(51)的第二转轴(52)，所述第二本体(51)用于驱动所述第二转轴(52)转动，所述第二驱动件(50)的第二转轴(52)与所述第二固定架(30)固定连接，所述第二驱动件(50)的第二转轴(52)的中心轴线与所述第一驱动件(40)的第一转轴(42)的中心轴线相垂直。

2.如权利要求1所述的喷洒装置组合，其特征在于，所述喷洒装置(10)为离心式喷头。

3.如权利要求2所述的喷洒装置组合，其特征在于，所述喷洒装置(10)包括离心驱动电机(60)、喷盘以及喷管，所述离心驱动电机(60)的驱动轴固定连接在所述喷盘上以驱动所述喷盘转动，所述离心驱动电机(60)的驱动轴为中空管轴，所述中空管轴的一端与所述喷盘的流道相连通，所述中空管轴的另一端与所述喷管相连通。

4.如权利要求3所述的喷洒装置组合，其特征在于，所述喷盘上具有多条流道，每条流道以所述喷盘的中心点为转动中心相对于径向方向偏移预定角度设置，并且每条流道呈弧形曲线设置。

5.如权利要求4所述的喷洒装置组合，其特征在于，所述喷盘上的每个流道出口处均设置有多个三角形尖齿。

6.如权利要求1所述的喷洒装置组合，其特征在于，所述喷洒装置(10)为压力式喷头。

7.如权利要求1至6中任一项所述的喷洒装置组合，其特征在于，所述第一固定架(20)包括第一横板(21)以及分别设置在所述第一横板(21)两端的第一侧板(22)，所述第一驱动件(40)的第一本体(41)固定连接在其中一块第一侧板(22)上；所述第二固定架(30)包括第二横板(31)以及分别设置在所述第二横板(31)两端的第二侧板(32)，两块所述第二侧板(32)上固定连接有横轴(200)，且所述横轴(200)能够转动地连接至两块所述第一侧板(22)上，所述第一驱动件(40)的第一转轴(42)与所述横轴(200)固定连接；所述喷洒装置(10)固定连接于所述第一横板(21)上，所述第二横板(31)固定连接于所述第二驱动件(50)的第二转轴(52)上。

8.如权利要求7所述的喷洒装置组合，其特征在于，所述第一驱动件(40)和/或所述第二驱动件(50)为驱动电机。

9.一种植保无人机，其特征在于，包括机身(101)、多个机臂(102)、多个旋翼(103)、一个控制器(104)以及多个喷洒结构，多个机臂(102)连接在机身(101)上，旋翼(103)连接在机臂(102)的末端，且多个旋翼(103)与多个机臂(102)一一对应，喷洒结构连接在机臂(102)上，且多个喷洒结构与多个机臂(102)一一对应，其中，该喷洒结构为权利要求1至8中任一项所述的喷洒装置组合，控制器(104)连接在机身(101)上，且控制器(104)分别与喷洒装置组合的第一驱动件(40)、第二驱动件(50)电连接。

10.如权利要求9所述的植保无人机，其特征在于，所述植保无人机还包括风速风向计(105)，所述风速风向计(105)连接在所述机身(101)上，且所述风速风向计(105)与所述控制器(104)电连接。