一種多旋翼無人機(jī)可變量噴霧系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)用航空植保機(jī)械裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種借助多旋翼氣流進(jìn)行超低量施藥的無人噴霧系統(tǒng)，適應(yīng)地面施藥裝備難以作業(yè)的環(huán)境，提高作業(yè)質(zhì)量及效率。
[0002]背景及意義
隨著時代與科技的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)施藥機(jī)械化、自動化和智能化的趨勢越來越明顯，相比傳統(tǒng)的地面施藥技術(shù)而言，無人機(jī)施藥具有高效、便捷、遠(yuǎn)距離操作的優(yōu)勢，成為農(nóng)業(yè)植保的發(fā)展趨勢。
[0003]目前的無人機(jī)植保作業(yè)有單旋翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)兩種，其中多旋翼無人機(jī)具有高穩(wěn)定性，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可調(diào)控性能高等優(yōu)點，成為無人機(jī)植保的主要機(jī)型。多旋翼無人機(jī)植保目前主要采用超低量離心霧化噴霧方式，即將農(nóng)藥以水滴的形式滴入噴頭的高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤上，被離心霧化成細(xì)小的霧滴噴灑在農(nóng)作物上。這種霧化方式霧滴粒徑較小，容易產(chǎn)生飄移，還容易造成噴霧不連貫的問題。此外，離心霧化噴頭的噴霧量、霧滴粒徑主要與轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速有關(guān)，因而在實際作業(yè)時不可調(diào)，不能適應(yīng)不同作物對噴霧量、霧滴粒徑的不同需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有多旋翼無人機(jī)植保作業(yè)存在的霧滴飄移明顯、噴量固定、噴霧不連貫、穩(wěn)定性差的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種多旋翼可變量噴霧系統(tǒng)，其霧化裝置可采用離心霧化和液力霧化兩種方式切換，通過附加一個小型電動齒輪栗，可以使離心霧化的供液保持連續(xù)性，實現(xiàn)超低量噴霧；通過齒輪栗的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)可控制液力霧化的噴霧量，適應(yīng)低量噴霧作業(yè)時，不同作物對噴霧量的需求。霧化裝置安裝在旋翼的正下方，可充分利用旋翼產(chǎn)生的下行氣流使霧滴迅速沉降，增加對作物的穿透性，減少飄移。
[0005]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種多旋翼無人機(jī)可變量噴霧系統(tǒng)，包括機(jī)架、旋翼和藥箱，其特征在于，還包括一電動齒輪栗；
所述機(jī)架中心部位的上、下側(cè)分別固定連接上支撐板和下支撐板；其中上支撐板上固定有為電動齒輪栗和旋翼供電的電源；下支撐板用來固定電動齒輪栗及藥箱；
兩側(cè)旋翼的正下方可切換的安裝有離心霧化噴頭或者液力霧化噴頭；噴頭分別安裝在飛機(jī)兩側(cè)旋翼的正下方，利用旋翼氣流減少施藥作業(yè)時的霧滴飄移。
[0006]電動齒輪栗的入口與藥箱相通；電動齒輪栗的出口與兩側(cè)旋翼正下方的離心霧化噴頭或者液力霧化噴頭相連通。
[0007]多旋翼無人機(jī)為六旋翼無人機(jī)。
[0008]上述結(jié)構(gòu)的多旋翼無人機(jī)可變量噴霧系統(tǒng)，打破了只能單獨采用離心霧化或者液力霧化的噴霧方式，而通過電動齒輪栗的供液及噴頭的切換可實現(xiàn)變量噴霧。
[0009]所述藥箱掛載在下支撐板的正下方，藥箱可設(shè)計為5L，高度小于起落架與下支撐板間的距離，通過藥箱夾桿支撐藥箱滿載時的重量。
[0010]所述電動齒輪栗由遠(yuǎn)程遙控裝置控制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，所述電動齒輪栗安裝在藥箱的一側(cè)，栗入口通過藥液軟管與藥箱相通；栗出口通過三通將來自藥箱的藥液輸送到兩側(cè)噴頭。栗的動力來自于飛機(jī)電源，且轉(zhuǎn)速可調(diào)，當(dāng)使用離心霧化噴灑時，要求栗流量較小，只需將藥液送至噴頭位置處即可，可獲得平均霧滴粒徑80 μ m，噴霧量0.3L/min，相比無栗時的作業(yè)狀態(tài)，噴霧穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)；當(dāng)使用液化霧化噴灑時，栗可在0.05-0.5MPa范圍為內(nèi)調(diào)節(jié)，可獲得的噴霧量變化范圍為0.4-1.2 L/min和霧滴粒徑范圍為110-360 μ m。
[0011]所述的離心霧化噴頭和液力霧化噴頭作業(yè)時均是通過長度150_-200_的連桿安裝在飛機(jī)旋翼的正下方，連桿的一端與飛機(jī)機(jī)架固定，另一端與噴頭經(jīng)固定桿相連，兩組噴霧作業(yè)方式采用1套供液系統(tǒng)，更換噴頭時只需擰松和鎖緊螺栓即可。試驗表明，噴頭安裝在旋翼正下方200mm的位置，一方面可以使霧滴避免旋翼尾端產(chǎn)生的渦旋氣流。另一方面霧滴可充分利用旋翼產(chǎn)生下旋氣流，使得霧滴的穿透性較好。
[0012]所述的離心霧化噴頭包括噴頭套、直流電機(jī)、蓋板和霧化盤，直流電機(jī)放置在噴頭套的內(nèi)部，由電源供電；噴頭套的下端固定連接所述蓋板，直流電機(jī)的驅(qū)動軸穿過蓋板上的通孔與所述霧化盤固定連接。霧化盤為圓臺形狀，其中圓臺直徑較大的一端朝向所述蓋板；圓臺側(cè)壁與軸線呈30°，直徑為80mm，霧化盤內(nèi)側(cè)為齒狀，目的是破碎霧滴，霧化盤通過固定螺釘與電極軸固定，工作時，藥液管直接通過蓋板缺口插入即可，電機(jī)驅(qū)動霧化盤以6000r/min的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，來自藥箱的藥液在齒輪栗的作用下源源不斷送入霧化盤內(nèi)，液流在離心力的作用下甩向霧化盤，被霧化盤內(nèi)齒破碎成細(xì)小霧滴。
[0013]所述的液力霧化噴頭包括噴頭體、從上而下依次設(shè)置在噴頭體內(nèi)的活塞、彈簧和過濾器；噴頭體上端螺紋連接一噴頭蓋，用于鎖緊插入到噴頭體內(nèi)的藥液管；噴頭體下端螺紋連接一噴嘴帽，將噴嘴固定于噴頭體內(nèi)過濾器的下方。為了切換方便，該噴頭設(shè)計成直通式，藥液管可從噴頭上方插入，通過噴頭蓋鎖緊，彈簧設(shè)在噴頭體內(nèi)部，活塞的下部。工作時，一定壓力藥液從噴頭上端進(jìn)入，壓縮活塞和彈簧向下移動，藥液即可從側(cè)壁的管路進(jìn)入噴頭體內(nèi)，在流經(jīng)過濾網(wǎng)和噴嘴被霧化成霧滴，噴嘴帽通過螺紋將噴嘴和噴頭體連接并定位。噴霧結(jié)束，彈簧反彈壓縮活塞到噴頭蓋位置，沒有藥液再進(jìn)入噴頭體，可以防止作業(yè)完成時的滴漏。
[0014]所述的遠(yuǎn)程遙控裝置除了飛行控制以外，還包括電動齒輪栗控制通道，作業(yè)時，根據(jù)無人機(jī)飛行速度的大小，實際作業(yè)對象的密度和冠層，通過遠(yuǎn)程遙控裝置可進(jìn)行噴霧量的調(diào)節(jié)。
[0015]上支撐板上還固定有GPS通訊控制裝置。確保在無人機(jī)的起飛，航行，懸停，返回的任何一個階段，都可以通過GPS模塊進(jìn)行實時定位，實現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊及控制。
[0016]
有益效果:本發(fā)明提供的多旋翼無人機(jī)可變量噴霧系統(tǒng)，其噴霧裝置安裝在旋翼的正下方，避免了超低量噴霧易飄移的弊端，增強(qiáng)了霧滴的穿透性；采用離心霧化噴霧與小型電動齒輪栗結(jié)合的方式，克服了超低量噴霧霧流不穩(wěn)定、不連貫的現(xiàn)象，通過切換噴頭和調(diào)節(jié)栗電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式實現(xiàn)了變量噴霧，適合不同作物防治需要，減少了藥液的損耗，加裝了遠(yuǎn)程可控模塊，噴霧量可以根據(jù)飛行器的飛行速度進(jìn)行自主調(diào)節(jié)，減少了資源浪費。該系統(tǒng)可以適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境，尤其適用于水田、玉米地等種植密度大，人工施藥不便的作業(yè)地區(qū)，極大提高了作業(yè)效率，減少了人力的消耗。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
圖4為液力霧化噴頭安裝示意圖；
圖5為液力霧化噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為離心霧化噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0019]如圖1-圖4所示為多旋翼無人機(jī)可變量噴霧系統(tǒng)，包括六旋翼無人機(jī)機(jī)架1、連桿
2、離心霧化噴頭3、液力霧化噴頭12、藥箱4、上支撐版5、下支撐板6、電