一种植保无人飞机防飘喷洒机构制造技术

本发明专利技术公开了一种植保无人飞机防飘喷洒机构，包括前图像传感器(101)、后图像传感器(102)、气罩部件(200)以及喷洒部件(400)；所述气罩部件(200)通过内部支撑架连接到所述无人飞机(100)外壳，所述横向调节部件(300)安装在所述气罩部件(200)下部，所述纵向调节部件(500)安装在所述气罩部件(200)下部侧面，所述喷洒部件(400)安装在所述气罩部件(200)的所述中风道收缩装置上，其喷头位于所述中风道收缩装置中心。本发明专利技术提出的植保无人飞机防飘喷洒装置，可以在喷头喷雾区域外围形成一圈风幕，降低外界气流对雾滴的影响效果，实现雾滴防飘；同时可根据飞行信息、外界风速的大小、冠层疏密程度实时调整出口气流的大小，进一步降低雾滴飘移。

An anti-drift spraying mechanism for plant protection UAV

【技术实现步骤摘要】
一种植保无人飞机防飘喷洒机构
本专利技术涉及植保无人飞机领域，具体来说，是指一种能够实现均匀喷洒，减少雾滴飘移的植保无人飞机防飘喷洒机构。
技术介绍
植保无人飞机具有高效、便捷等优点，智能化程度高，操作方便，可实现远程操控、航路规划，在各种复杂农田环境下均可进行植保飞防作业，且不受地形、地貌的影响，为防治爆发性病虫害做出了较大贡献。由于无人飞机在飞行过程中，旋翼会产生下洗气流，其流场特性较复杂，一部分气流会扰动作物冠层并胁迫雾滴向下运动，增强雾滴的穿透性，产生有益效应，另一部分气流会携带部分雾滴向非靶标区域运动，形成飘移，产生不良效应；同时由于外界环境的影响，部分雾滴在外界风力的作用下也会出现飘移。针对上述问题，人们对喷杆的安装位置进行了改善，如ZL201711230201.0设计了一种调节机构对喷杆位置进行改变，但其不能全部有效的发挥旋翼下洗气流的作用；专利ZL201410158111.5设计了一种气助式大幅宽植保无人直升机，其通过气囊收集旋翼下方的气流并进行利用，实现流场性能部分改善，但其不能对下洗气流全部收集，而且下压风场不能改变，如作物冠层较疏，下压风场过大，雾滴易喷洒到地面，造成污染；如作物冠层较密，下压风场过小，雾滴不能穿透作物，造成防治不彻底。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种植保无人飞机防飘喷洒装置，通过收集旋翼下洗气流实现雾滴防飘、均匀喷洒，并可根据飞行信息、外界风速的大小、冠层疏密程度实时调整出口气流的大小。技术方案：一种植保无人飞机防飘喷洒机构，所述植保无人飞机防飘喷洒机构安装在无人飞机下方，包括前图像传感器、后图像传感器、气罩部件以及喷洒部件；所述前图像传感器和所述后图像传感器分别安装在所述无人飞机下方的前后位置，分别在所述无人飞机正飞和反飞时探测作物冠层密度及作业幅宽；在所述无人飞机上安装有用于检测所述无人飞机飞行方向及飞行速度的传感器；所述气罩部件通过内部支撑架连接到所述无人飞机外壳，所述喷洒部件安装在所述气罩部件的下方；所述气罩部件包括集气装置、扩散装置、稳定装置、风道收缩装置、风道直流装置以及出口风速传感器；所述稳定装置与所述扩散装置、所述集气装置与所述扩散装置分别通过第二旋转轴、第三旋转轴连接，所述风道直流装置安装在所述稳定装置下方两侧位置，且其长度与所述集气装置的边长一致，在所述风道直流装置的底部设有出气孔；所述风道收缩装置由前风道收缩装置、中风道收缩装置、后风道收缩装置三部分构成，均通过第一旋转轴与所述稳定装置连接，并各自可以绕其第一旋转轴转动；所述风道收缩装置的长度L为喷洒作业幅宽；在各风道收缩装置的末端均设有出口风速传感器；所述喷洒部件安装在所述气罩部件的所述中风道收缩装置上，其喷头位于所述中风道收缩装置中心。所述扩散装置由扩散装置前后板和扩散装置侧板构成，所述扩散装置侧板包括第一扩散装置侧板和第二扩散装置侧板，在所述第二扩散装置侧板上开有长槽，在所述第一扩散装置侧板上对应位置设有凸轴，所述第一扩散装置侧板通过所述凸轴和所述长槽的配合，可滑动的安装在所述第二扩散装置侧板上；所述扩散装置前后板的内壁上安装有对低速气流进行导流分配的扩散装置柔性导流板；所述扩散装置柔性导流板的上端安装在所述扩散装置前后板的内壁上，下端固定在所述稳定装置上，侧面安装在扩散装置柔性前后板上；在所述扩散装置前后板和所述扩散装置侧板之间安装有扩散装置柔性前后板；所述稳定装置由稳定装置前后板和稳定装置侧板构成，在所述稳定装置前后板与所述稳定装置侧板之间安装有稳定装置柔性前后板，所述稳定装置柔性前后板内部安装有蜂窝状整流板；所述风道收缩装置包括第一风道收缩装置侧板、第二风道收缩装置侧板以及安装在所述第一风道收缩装置侧板及所述第二风道收缩装置侧板内的风道收缩装置前后板，所述第一风道收缩装置侧板可滑动地安装在所述第二风道收缩装置侧板外侧；所述风道收缩装置前后板的形状以维氏曲线进行设计，见公式(1)，从而气流从所述风道收缩装置中流出时风速均匀，方向一致，并与出口垂直；式中：Rc为风道收缩装置轴向距离为xc处的高度尺寸，单位为m；R1为风道收缩装置进口高度尺寸，单位为m；R2为风道收缩装置出口高度尺寸，单位为m；xc为距风道收缩装置进口距离；在所述气罩部件的所述稳定装置上固定有横向调节部件，所述横向调节部件包括横向调节电机以及相互配合的横向调节螺杆和横向调节螺套；所述横向调节电机固定在所述气罩部件的所述稳定装置一侧，所述横向调节螺杆安装在所述横向调节电机的输出轴上，所述横向调节螺套固定在所述稳定装置侧板侧板上。还包括纵向调节部件，所述纵向调节部件包括纵向调节电机、主动齿轮、左齿条、被动齿轮、右齿条及齿轮箱体；所述齿轮箱体通过其两侧的支架固定在所述风道风道直流装置侧板上，所述左齿条固定在第一风道收缩装置侧板上，所述右齿条固定在第二风道收缩装置侧板上；所述纵向调节电机固定安装在所述风道直流装置的侧板上，同时通过支撑螺杆固定在所述齿轮箱体上；所述主动齿轮安装在纵向调节电机的输出轴上，所述被动齿轮通过支承轴安装在所述齿轮箱体上，且所述主动齿轮与所述被动齿轮之间相互啮合；随着所述纵向调节电机的旋转，所述主动齿轮与所述被动齿轮分别带动所述左齿条与所述右齿条进行直线运动，从而所述带第一动风道收缩装置侧板和所述第二风道收缩装置侧板运动，实现所述风道收缩装置开口尺寸变化。在所述第一风道收缩装置侧板内侧壁上设有凸条，在所述第二风道收缩装置侧板外侧相对应地位置上设有与所述第一风道收缩装置侧板内侧壁上设的凸条相对应的滑槽，二者相互配合。所述横向调节部件中相互配合的横向调节螺杆和横向调节螺套为两组，在所述横向调节电机的输出轴上固定安装第二传动锥齿轮，在所述第二传动锥齿轮相对的两侧上分别安装有第一传动锥齿轮，所述第一传动锥齿轮与所述第二传动锥齿轮啮合；两根横向调节螺杆分别安装在两侧的所述第一传动齿轮上，相应的横向调节螺套通过螺纹安装在所述横向调节螺杆上。所述集气装置距离所述无人飞机的旋翼的距离H为200mm，所述集气装置上口径为正方形，其边长a为对角旋翼外缘的1.2倍。所述集气装置、所述扩散装置、所述稳定装置、所述风道收缩装置及所述风道直流装置各侧板及前后板内侧均有密封柔性布，其形状与所述气罩部件展开时外形一致。本专利技术与现有技术相比，具有有益如下技术效果：(1)雾滴防飘。本专利技术提出的植保无人飞机防飘喷洒装置，可以在喷头喷雾区域外围形成一圈风幕，降低外界气流对雾滴的影响效果，实现雾滴防飘；同时可根据飞行信息、外界风速的大小、冠层疏密程度实时调整出口气流的大小，进一步降低雾滴飘移。(2)雾滴喷洒均匀。本专利技术提出的植保无人飞机防飘喷洒装置，其出口处形成的气流风速均匀，方向一致，实现雾滴均匀喷洒。(3)机构简单实用。本专利技术装置采用简单的集流装置，实现旋翼下洗气流的二次利用附图说明图1为工作状态正视图。图2为工作状态去除左侧风道直流装置侧视图。图3运输状态正视图。图4为气罩部件结构图。图5为去除部分稳定装置柔性前板的扩散装置、稳定装置气囊结构图(此图中零件均为柔性布囊)。图6为横向调节部件图。图7为纵向调节部件图。图8为风道收缩装置结构图。图9为风道直流装置结构图。图10为控制流程图。其中，100-无人飞机；200-气罩部件；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植保无人飞机防飘喷洒机构，其特征在于：包括前图像传感器(101)、后图像传感器(102)、气罩部件(200)以及喷洒部件(400)；所述前图像传感器(101)和所述后图像传感器(102)分别安装在所述无人飞机(100)下方的前后位置，分别在所述无人飞机(100)正飞和反飞时探测作物冠层密度及作业幅宽；在所述无人飞机(100)上安装有用于检测所述无人飞机飞行方向及飞行速度的传感器；所述气罩部件(200)安装在所述无人飞机(100)下方，所述喷洒部件(400)安装在所述气罩部件(200)的下方；所述气罩部件(200)包括集气装置(201)、扩散装置(202)、稳定装置(203)、风道收缩装置(204)、风道直流装置(205)以及出口风速传感器(209)；所述稳定装置(203)与所述扩散装置(202)、所述集气装置(201)与所述扩散装置(202)分别通过第二旋转轴(207)、第三旋转轴(208)连接，所述风道直流装置(205)安装在所述稳定装置(203)下方两侧位置，且其长度与所述集气装置(201)的边长一致，在所述风道直流装置(205)的底部设有出气孔；所述风道收缩装置(204)由前风道收缩装置、中风道收缩装置、后风道收缩装置三部分构成，均通过第一旋转轴(206)与所述稳定装置(203)连接，并各自可以绕其第一旋转轴(206)转动；所述风道收缩装置(204)的长度L为喷洒作业幅宽；在各风道收缩装置的末端均设有出口风速传感器(209)；所述喷洒部件(400)安装在所述气罩部件(200)的所述中风道收缩装置上，其喷头位于所述中风道收缩装置中心。...

【技术特征摘要】
1.一种植保无人飞机防飘喷洒机构，其特征在于：包括前图像传感器(101)、后图像传感器(102)、气罩部件(200)以及喷洒部件(400)；所述前图像传感器(101)和所述后图像传感器(102)分别安装在所述无人飞机(100)下方的前后位置，分别在所述无人飞机(100)正飞和反飞时探测作物冠层密度及作业幅宽；在所述无人飞机(100)上安装有用于检测所述无人飞机飞行方向及飞行速度的传感器；所述气罩部件(200)安装在所述无人飞机(100)下方，所述喷洒部件(400)安装在所述气罩部件(200)的下方；所述气罩部件(200)包括集气装置(201)、扩散装置(202)、稳定装置(203)、风道收缩装置(204)、风道直流装置(205)以及出口风速传感器(209)；所述稳定装置(203)与所述扩散装置(202)、所述集气装置(201)与所述扩散装置(202)分别通过第二旋转轴(207)、第三旋转轴(208)连接，所述风道直流装置(205)安装在所述稳定装置(203)下方两侧位置，且其长度与所述集气装置(201)的边长一致，在所述风道直流装置(205)的底部设有出气孔；所述风道收缩装置(204)由前风道收缩装置、中风道收缩装置、后风道收缩装置三部分构成，均通过第一旋转轴(206)与所述稳定装置(203)连接，并各自可以绕其第一旋转轴(206)转动；所述风道收缩装置(204)的长度L为喷洒作业幅宽；在各风道收缩装置的末端均设有出口风速传感器(209)；所述喷洒部件(400)安装在所述气罩部件(200)的所述中风道收缩装置上，其喷头位于所述中风道收缩装置中心。2.根据权利要求1所述的植保无人飞机防飘喷洒机构，其特征在于：所述扩散装置(202)由扩散装置前后板(202c)和扩散装置侧板构成，所述扩散装置侧板包括第一扩散装置侧板(202d)和第二扩散装置侧板(202b)，在所述第二扩散装置侧板(202b)上开有长槽，在所述第一扩散装置侧板(202d)上对应位置设有凸轴，所述第一扩散装置侧板(202d)通过所述凸轴和所述长槽的配合，可滑动的安装在所述第二扩散装置侧板(202b)上；所述扩散装置前后板(202c)的内壁上安装有对低速气流进行导流分配的扩散装置柔性导流板(202a)；所述扩散装置柔性导流板(202a)的上端安装在所述扩散装置前后板(202c)的内壁上，下端固定在所述稳定装置(203)上，侧面安装在扩散装置柔性前后板(202e)上；在所述扩散装置前后板(202c)和所述扩散装置侧板之间安装有扩散装置柔性前后板(202e)；所述稳定装置(203)由稳定装置前后板(203b)和稳定装置侧板(203c)构成，在所述稳定装置前后板(203b)与所述稳定装置侧板(203c)之间安装有稳定装置柔性前后板(203d)，所述稳定装置柔性前后板(203d)内部安装有蜂窝状整流板(203a)；所述风道收缩装置(204)包括第一风道收缩装置侧板(204a)、第二风道收缩装置侧板(204b)以及安装在所述第一风道收缩装置侧板(204a)及所述第二风道收缩装置侧板(204b)内的风道收缩装置前后板(204c)，所述第一风道收缩装置侧板(204a)可滑动地安装在所述第二风道收缩装置侧板(204b)外侧；所述风道收缩装置前后板(204c)的形状以维氏曲线进行设计，见公式(1)，从而气流从所述风道收缩装置(204)中流出时风速均匀，方向一致，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁素明，薛新宇，周立新，顾伟，张玲，金永奎，秦维彩，张宋超，崔龙飞，陈晨，孙竹，徐阳，孙涛，杨风波，蔡晨，周良富，周晴晴，王宝坤，张学进，乐飞翔，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32