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一种植保用无人地效飞行器制造技术

技术编号:22558469 阅读:63 留言:0更新日期:2019-11-16 01:41
本发明专利技术属于航空植保研究技术领域,具体是一种植保用无人地效飞行器。其包括机身、机翼、喷雾系统、信号采集系统、控制系统。采用垫升螺旋桨、气囊带、两用螺旋桨辅助起飞,大大缩短起飞距离,更加迅速达到作业高度;采用气囊带代替轮胎,能够适用于不同地形起飞着落,更加适合本发明专利技术作业要求;利用地效原理,本发明专利技术飞行高度仅为2米左右,并且能够手动设置飞行高度,能够更好的进行植保作业,并有较大的载液量,提高了续航能力;喷杆角度可调,能够根据不同作业状态改变喷头角度,提高雾滴沉积效果。

A planting and maintenance UAV

The invention belongs to the technical field of aviation plant protection research, in particular to a planting and maintenance unmanned ground effect aircraft. It includes fuselage, wing, spray system, signal acquisition system and control system. Taking off is assisted by pad up propeller, air bag belt and dual-purpose propeller, which greatly shortens the take-off distance and more quickly reaches the operation height; using air bag belt instead of tire can be applied to take off and landing in different terrain, which is more suitable for the operation requirements of the invention; using ground effect principle, the flight height of the invention is only about 2 meters, and can be set manually, which is better Carry out plant protection work, and have a large amount of liquid carrier, improve the endurance; the angle of spray bar can be adjusted, which can change the angle of nozzle according to different working conditions, and improve the effect of droplet deposition.

【技术实现步骤摘要】
一种植保用无人地效飞行器
本专利技术属于航空植保研究
,具体是一种植保用无人地效飞行器。
技术介绍
使用飞行器进行植保作业是最近越来越热的研究领域,使用的飞行器分为有人驾驶和无人驾驶两种:有人驾驶飞行器多为固定翼飞机;无人驾驶飞行器为单旋翼无人机和多旋翼无人机。固定翼飞机具有载液量多,续航能力强等优点,但是固定翼飞机飞行高度过高,容易造成雾滴漂移,农药利用率低;无人机虽然飞行高度低,能够有效减少雾滴漂移现象,增加农药利用率,但是无人机载液量少,电池使用时间少,续航能力弱,不能有效的解决航空植保存在的问题。
技术实现思路
针对航空植保的上述问题,本专利技术提出了一种植保用无人地效飞行器。本专利技术能够适应不同地貌起飞和着陆,并大大减少了起飞距离,适合应用于植保作业。一种植保用无人地效飞行器,其特征在于包括机身、机翼、喷雾系统、信号采集系统、控制系统。机身包括机身上部和机身下部,机身上部再分为头部、中部、尾部三部分。机身下部,两侧对称设置气囊带,两个气囊带之间形成的空间为增压气腔;机身上部头部设置垫升流道连通机身下部,在垫升流道中设置垫升螺旋桨;机身上部尾部设置推进螺旋桨,尾部两侧分别安装一个螺旋桨变向控制箱,两个两用螺旋桨分别与两个螺旋桨变向控制箱相连接;机身上部中部的前部设置前置发动机,前置发动机动力向前输送至前置变速箱,再分别输送到设置在前置变速箱两侧的两个离心风机和设置在头部的垫升螺旋桨,机身上部中部的后部设置后置发动机,后置发动机动力向后输送至后置变速箱,再分别输送到设置在尾部的推进螺旋桨和两用螺旋桨。机翼,包括地效翼和飞行翼,地效翼直接安装在机身两侧,飞行翼安装在地效翼外侧。喷雾系统包括药箱、泵、风管、喷杆和静电喷头。药箱设置在机身上部的中部的中间位置,与设置在后置发动机左侧的泵相连,泵由后置发动机经后置变速箱提供动力;静电喷头安装在喷杆上并固定在风管上;风管固定在地效翼下表面的中心线上,并由离心风机提供风力;喷雾系统各部分由液管相连。信息采集系统包括安装在机身上部头部的避障传感器和速度传感器,安装在机身下部前端的高度传感器和靶标传感器,安装在机翼下方、风管前方的风速仪。控制系统设置于机身上部中部的前部位置,包括飞行器飞行控制系统、喷雾控制系统和遥控系统。飞行控制系统连接并控制垫升螺旋桨、离心风机、推进螺旋桨、两用螺旋桨和螺旋桨变向控制箱;喷雾控制系统连接并控制泵、静电喷头;遥控系统包括地面显示器和控制器。气囊带在地效飞行器起飞与着陆状态下减轻地面对地效飞行器的冲击,气囊带下设气囊带排气孔,排气孔内侧设置压力阀,压力阀靠弹簧力与气体压力的平衡控制开关,当气囊带压力高于弹簧力,排气孔开启,形成高压冲击气流,缩短飞行器起飞飞行距离,辅助飞行器飞行。风管在安装静电喷头的位置设置风管喷气孔,风从风管喷气孔喷出形成辅助风辅助静电喷头喷洒的雾滴运行到靶标体上,增加雾滴穿透性、减少漂移,并对雾滴二次雾化提高雾滴沉积均匀性。两用螺旋桨存在两种形态,起飞时螺旋桨垂直向下,产生向下风力辅助地效飞行器离开地面;飞行时螺旋桨水平向后,产生向后的风力辅助飞行;两个两用螺旋桨的转速可分别控制,当其转速不同时,实施飞行器转向功能;两用螺旋桨变更状态由螺旋桨变向控制箱控制。螺旋桨变向控制箱内部包括动力输入轴、中间轴、动力输出轴和液压缸。动力输入轴与后置变速箱相连,动力输出轴与两用螺旋桨相连,中间轴位于动力输入轴和动力输出轴之间,中间轴、动力输入轴和动力输出轴三者之间通过齿轮啮合装配,液压缸两端分别于固定在动力输入轴和动力输出轴上,通过控制液压缸的伸缩控制改变两用螺旋桨的形态。飞行控制系统不仅可以依据信息采集系统的避障传感器、速度传感器和高度传感器采集的信息,控制离心风机、推进螺旋桨、垫升螺旋桨和两用螺旋桨完成自动调节速度、高度和躲避障碍,还可以通过遥控系统人工设置飞行工况。喷雾控制系统可以根据速度传感器和靶标传感器所采集的信息调节泵的流量从而调节喷头流量来实现对靶精量喷雾,同样可以通过遥控系统进行人工设置喷雾工况。喷雾控制系统还包括喷头角度自调节系统,喷头角度自调节系统包括风速仪、后置发动机、后置变速箱、安装在机身上部中部的后半部分的处理器、安装在处理器一侧与其相连的离合器、风管、喷杆和静电喷头,风速仪采集机翼下方风速信息,经处理器分析处理后控制离合器接合或断离来控制风管转动,带动喷头改变其喷雾角度,使雾滴更好的沉积到作物上。风管转动的动力由后置发动机产生,经后置变速箱传递给离合器。与现有航空植保技术相比,本专利技术具有以下优点:1、采用垫升螺旋桨、气囊带、两用螺旋桨辅助起飞,大大缩短起飞距离,更加迅速达到作业高度;2、采用气囊带代替轮胎,能够适用于不同地形起飞着落,更加适合本专利技术作业要求;3、利用地效原理,本专利技术飞行高度仅为2米左右,并且能够手动设置飞行高度,能够更好的进行植保作业,并有较大的载液量,提高了续航能力;4、喷杆角度可调,能够根据不同作业状态改变喷头角度,提高雾滴沉积效果。附图说明图1地效飞行器整体结构上表面示意图。图2地效飞行器整体结构下表面示意图。图3喷头角度自调节系统示意图。图4起飞时螺旋桨变向控制箱内部结构示意图。图5飞行时螺旋桨变向控制箱内部结构示意图。图6地效飞行器起飞状态。图7地效飞行器飞行状态。图8控制系统示意图。附图标记说明:1气囊带2垫升螺旋桨3垫升流道4推进螺旋桨5两用螺旋桨6螺旋桨变向控制箱7前置发动机8前置变速箱9离心风机10后置发动机11后置变速箱12地效翼13飞行翼14药箱15泵16避障传感器17速度传感器18增压气腔19风管20喷杆21静电喷头22高度传感器23靶标传感器24风速仪25气囊带排气孔26风管喷气孔27处理器28离合器29动力输入轴30中间轴31动力输出轴32液压缸33控制系统具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的描述,但本专利技术并不限于这些实施例;如图1、图2所示,一种植保用无人地效飞行器,包括机身、机翼、喷雾系统、信号采集系统、控制系统。当飞行器起飞时,前置发动机7经前置变速箱8为离心风机9和垫升螺旋桨2提供动力,离心风机9工作给气囊带1充气,当气囊带1内部压力达到临界值,气囊带排气孔25打开形成向下的冲击气流;垫升螺旋桨2形成的冲击气流沿垫升流道3至机身下部的增压气腔18;后置发动机10经后置变速箱11为两用螺旋桨5和推进螺旋桨4提供动力,此时螺旋桨变向控制箱6内部状态如图4所示,两用螺旋桨状态如图6所示,形成向下的冲击气流,此时动力输入轴29分别与动力输出轴31和中间轴30通过齿轮啮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植保用无人地效飞行器,其特征在于,所述飞行器包括机身、机翼、喷雾系统、信号采集系统和控制系统;/n机身包括机身上部和机身下部,机身上部再分为头部、中部、尾部三部分;机身下部,两侧对称设置气囊带,两个气囊带之间形成的空间为增压气腔;机身上部头部设置垫升流道连通机身下部,在垫升流道中设置垫升螺旋桨;机身上部尾部设置推进螺旋桨,尾部两侧分别安装一个螺旋桨变向控制箱,两个两用螺旋桨分别与两个螺旋桨变向控制箱相连接;机身上部中部的前部设置前置发动机,前置发动机动力向前输送至前置变速箱,再分别输送到设置在前置变速箱两侧的两个离心风机和设置在头部的垫升螺旋桨,机身上部中部的后部设置后置发动机,后置发动机动力向后输送至后置变速箱,再分别输送到设置在尾部的推进螺旋桨和两用螺旋桨;/n机翼,包括地效翼和飞行翼,地效翼直接安装在机身两侧,飞行翼安装在地效翼外侧;/n喷雾系统包括药箱、泵、风管、喷杆和静电喷头;药箱设置在机身上部的中部的中间位置,与设置在后置发动机左侧的泵相连,泵由后置发动机经后置变速箱提供动力;静电喷头安装在喷杆上并固定在风管上;风管固定在地效翼下表面的中心线上,并由离心风机提供风力;喷雾系统各部分由液管相连;/n信息采集系统包括安装在机身上部头部的避障传感器和速度传感器,安装在机身下部前端的高度传感器和靶标传感器,安装在机翼下方、风管前方的风速仪;/n控制系统设置于机身上部中部的前部位置,包括飞行器飞行控制系统、喷雾控制系统和遥控系统;飞行控制系统连接并控制垫升螺旋桨、离心风机、推进螺旋桨、两用螺旋桨和螺旋桨变向控制箱;喷雾控制系统连接并控制泵、静电喷头;遥控系统包括地面显示器和控制器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种植保用无人地效飞行器,其特征在于,所述飞行器包括机身、机翼、喷雾系统、信号采集系统和控制系统;
机身包括机身上部和机身下部,机身上部再分为头部、中部、尾部三部分;机身下部,两侧对称设置气囊带,两个气囊带之间形成的空间为增压气腔;机身上部头部设置垫升流道连通机身下部,在垫升流道中设置垫升螺旋桨;机身上部尾部设置推进螺旋桨,尾部两侧分别安装一个螺旋桨变向控制箱,两个两用螺旋桨分别与两个螺旋桨变向控制箱相连接;机身上部中部的前部设置前置发动机,前置发动机动力向前输送至前置变速箱,再分别输送到设置在前置变速箱两侧的两个离心风机和设置在头部的垫升螺旋桨,机身上部中部的后部设置后置发动机,后置发动机动力向后输送至后置变速箱,再分别输送到设置在尾部的推进螺旋桨和两用螺旋桨;
机翼,包括地效翼和飞行翼,地效翼直接安装在机身两侧,飞行翼安装在地效翼外侧;
喷雾系统包括药箱、泵、风管、喷杆和静电喷头;药箱设置在机身上部的中部的中间位置,与设置在后置发动机左侧的泵相连,泵由后置发动机经后置变速箱提供动力;静电喷头安装在喷杆上并固定在风管上;风管固定在地效翼下表面的中心线上,并由离心风机提供风力;喷雾系统各部分由液管相连;
信息采集系统包括安装在机身上部头部的避障传感器和速度传感器,安装在机身下部前端的高度传感器和靶标传感器,安装在机翼下方、风管前方的风速仪;
控制系统设置于机身上部中部的前部位置,包括飞行器飞行控制系统、喷雾控制系统和遥控系统;飞行控制系统连接并控制垫升螺旋桨、离心风机、推进螺旋桨、两用螺旋桨和螺旋桨变向控制箱;喷雾控制系统连接并控制泵、静电喷头;遥控系统包括地面显示器和控制器。


2.如权利要求1所述的一种植保用无人地效飞行器,其特征在于,气囊带在地效飞行器起飞与着陆状态下减轻地面对地效飞行器的冲击,气囊带下设气囊带排气孔,排气孔内侧设置压力阀,压力阀靠弹簧力与气体压力的平衡控制开关,当气囊带压力高于弹簧力,排气孔开启,形成高压冲击气流,缩短飞行器起飞飞行距离,辅助飞行器飞行。


3.如权利要求1所述的一种植保用无人地效飞行器,其特征在于,风管在...

【专利技术属性】
技术研发人员:贾卫东戴世群欧鸣雄董祥杨学军周慧涛
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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