CN203946276U - 单旋翼植保无人机用农药喷洒系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，属于农业无人机植保技术领域。该系统包括药箱，喷头通过管路、阀门与药箱联接，所述的喷头在机身两侧设置两个，两个喷头的连线与主旋翼的竖直轴线十字相交，两个喷头在水平方向的位置为：做该水平方向上的主旋翼下旋气流场边界与机身最外侧的连线线段，喷头位于线段中间位置或以中间位置为中点向两边延伸小于所述线段长度20%范围内。本实用新型根据主旋翼下旋气流场边界来确定扇形雾喷头的安装位置，能够有效避免无人机主旋翼和尾翼对喷头雾化产生的喷雾扇面的卷扬影响，定向沉积到靶标上，大大提高了农药利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种农药喷洒系统，特别涉及一种单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，属于农业无人机植保技术领域。
背景技术
随着我国城乡一体化建设进程加快，发展规模种植已成为我国农业现代化重要举措，随着农业种植大户、家庭农场和农民合作社等新型农业生产经营主体的出现和壮大，传统的人背喷雾器打药防病治虫的植保作业方式，已经不能适应现代农业发展的要求，迫切需要高效率、低成本的现代化植保机械和施药技术。我国农业生产过程中，落后的植保机械和粗放的施药技术，导致农药利用率不高，目前仅35%左右；由于一家一户分散防治，防治不专业，用药混乱，药害现象时有发生；同时农药残留量大，对环境污染严重。病虫害发生重，危害面积大，每年因病虫害无法及时防治导致的减产在10-30%之间。对于种田大户、家庭农场和农民专业合作社等新型的农业生产经营主体，面对大面积突然爆发病虫害疫情时，在短时间很难找到大批施药人员，病虫害防治成了他们最头疼的大事。 人工打药，不仅效率低，而且对操作人员的身体伤害非常大，据统计我国每年有20万人因打农药中毒，数千人死亡。 农用低空无人施药机具有操作简单、喷洒均匀、用药量少、效率高、容易操作、便于信息化管理等特点，自2006年国家开始发展无人机航空植保施药装备与技术开始，目前出现了以多旋翼、单旋翼飞行器为飞行平台的航空植保机，但在这一领域目前存在这诸多问题，对于单旋翼航空植保无人机的喷雾系统的研究还处于初级阶段，例如关于喷头的选择、喷头安装数量与间距、喷雾系统的配置等还不规范，特别存在存在着雾滴易受旋翼气流影响的问题，造成雾滴飘失，农药对机身污染、雾滴的靶向性低、农药利用效率低且对环境污染等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服以上现有技术的缺陷，提供一种单旋翼植保无人机用农药喷洒系统。
为实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，包括药箱，喷头通过管路、阀门与药箱联接，所述的喷头在机身两侧设置两个，两个喷头的连线与主旋翼的竖直轴线十字相交，两个喷头在水平方向的位置为：做该水平方向上的主旋翼下旋气流场边界与机身最外侧的连线线段，喷头位于线段中间位置或以中间位置为中点向两边延伸小于所述线段长度20%范围内，所述的两个喷头关于主旋翼的竖直轴线对称设置，进一步的，所述的两个喷头在水平方向的位置为：做该水平方向上的主旋翼下旋气流场边界与机身最外侧的连线线段，喷头位于线段中间位置，两个喷头竖直方向上位于起落架高度范围内，所述的两个喷嘴固定在喷杆上，喷杆固定在机身下方的起落架上，进一步的，喷头与药箱之间的管路上设置有过滤器，进一步的，在管路上设置有液泵，液泵连接有液泵控制器，进一步的，喷头连接有喷雾控制器，喷雾控制器控制喷头的开闭，进一步的，所述的喷头采用喷雾角120o喷雾头或空气射流喷头或空心圆锥雾喷头。
本实用新型所具有的积极技术效果为：本实用新型采用液泵控制器控制液泵转速，达到改变喷量的目的，从而能够实现变量精准施药，喷雾控制器与飞控中的飞行速度控制部分配合，可以弥补因飞行速度不均而造成的施药沉积不均匀，喷雾控制器能够快速控制喷头的开启，避免了因关闭和开启延迟而造成的喷雾不精准现，采用双扇形雾喷头，并根据主旋翼下旋气流场边界来确定扇形雾喷头的安装位置，能够有效避免无人机主旋翼和尾翼对喷头雾化产生的喷雾扇面的卷扬影响，从而减少农药雾滴飘失，以及对无人机机身的和空气的污染，并且雾化产生的农药雾滴在主旋翼下旋气流的胁迫作用下，定向沉积到靶标上，大大提高了农药利用率。
附图说明
图1是本实用新型的示意图。
图2是本实用新型安装在无人机上的示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本实用新型的实施，提供本实用新型的实施实例。这些实施实例仅仅是对该装置的阐述，不限制本实用新型的范围。
单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，包括药箱，喷头通过管路、阀门与药箱联接，所述的喷头在机身两侧设置两个，两个喷头的连线与主旋翼的竖直轴线十字相交，两个喷头在水平方向的位置为：做该水平方向上的主旋翼下旋气流场边界与机身最外侧的连线线段，喷头位于线段中间位置或以中间位置为中点向两边延伸小于所述线段长度20%范围内，所述的两个喷头关于主旋翼的竖直轴线对称设置，进一步的，所述的两个喷头在水平方向的位置为：做该水平方向上的主旋翼下旋气流场边界与机身最外侧的连线线段，喷头位于线段中间位置，两个喷头竖直方向上位于起落架高度范围内，所述的两个喷嘴固定在喷杆上，喷杆固定在机身下方的起落架上，进一步的，喷头与药箱之间的管路上设置有过滤器，进一步的，在管路上设置有液泵，液泵连接有液泵控制器，进一步的，喷头连接有喷雾控制器，喷雾控制器控制喷头的开闭，进一步的，所述的喷头采用喷雾角120o喷雾头或空气射流喷头或空心圆锥雾喷头。本实用新型的喷头不仅仅限于采用扇形喷头，可以扇形喷头，空气射流喷头、空心圆锥雾喷头等形式喷头。
更为详细的实施方式如附图所示：图中各标记所示为：1：药箱、2：管路、3：过滤器、4：液泵、5：液泵控制器、6：电源、7：喷雾控制器、8：喷头体、9：防滴阀、10：喷头、11：喷杆、12：主旋翼、13：下旋气流场边界、14：机身、15：起落架、16：喷雾扇形面、17：机身外侧边界线、18：机身外侧边界与下旋气流场边界之间的连线L。起落架也称支撑架。本实用新型最好与与载药量为5-25L的单旋翼植保无人机配套使用，如图所示，药箱1通过管路2与过滤器3、液泵4、喷雾控制器7、喷头体8依次连接，喷头体8固定在喷杆11上，喷杆11水平连接在起落架15上，过滤器3安装在药箱1与液泵4之间的管路上，对进入液泵4的药液进行过滤，避免药液中的杂质损坏液泵4与堵塞喷头10，液泵控制器5由电源6供电，能够控制液泵4开闭以及液泵转速，从而调整流量，实现变量喷雾，液泵控制器由无人机飞控发出，喷雾控制器7能够控制喷头10的开闭，由电源6供电，控制由无人机控制，液泵4可采用内腐蚀的电动隔膜泵或齿轮泵，要求流量与压力满足喷头雾化以及施药量的要求，雾化装置由2个扇形雾喷头组成，10所示为其中一个，喷头10安装在喷头体8上，雾化产生的喷雾扇面方向与喷杆夹角5-10°，避免两个喷雾扇面的相互干涉，喷头体8上装配有防滴阀9，可以减少农药滴漏，喷头体8固定在喷杆11上，喷杆11固定在机身14下方的起落架15上，喷头的固定位置处于无人机主旋翼12下方，主旋翼12产生的下旋气流场13边界与机身14的中间，具体的安装位置确定过程为：前后位置的确定：两个喷头连线的中点在主旋翼12的轴线上，左右位置的确定：首先做出机身14最外侧边界，图2中虚线17所示即为机身14最外侧边界，确定下旋气流场13的边界，可通过烟雾法、等流场指示方法等确定主旋翼12产生的下旋气流场13的外边界，做出虚线17和下旋气流场13外边界之间的连线线段，图2中18所示为其中一个水平方向上的连线线段L，喷头的位置为与线段L的中点两边延伸小于线段L长度20%范围内，可保证两个使喷雾扇面16处于主旋翼产生的下旋气流13中，而避免发生卷扬。施药时，将本系统安装固定到无人机上，药箱1固定在主旋翼下方机身两侧，过滤器3、液泵4、喷雾控制器7、喷头体8通过管路2依次连接，安装位置尽量低于药箱1底部。将液泵控制器5与液泵4、电池6连接，喷雾控制器与电池6连接。将喷头体8固定在喷杆11上，喷杆11固定在机身14下方的起落架15上。通过烟雾法等流场指示方法确定主旋翼12产生的下旋气流场13的外边界，根据所确定的下旋气流场13的外边界与挂载药箱后的无人机机身14之间的空间调整两个扇形雾喷头10之间的间距，在药箱1中加入适量清水，检查无人机操控系统无误后，启动喷雾系统，在无人机静态时运转喷雾系统，并通过飞控控制液泵控制器5与喷雾控制器7，检查有无药液滴漏、控制反应是否准确可控。静态检查完成后，当室外无风时，启动无人机，在无人机飞行至指定区域和指定高度并飞行平稳后，遥控开启喷雾系统进行喷雾，检查主旋翼12产生的下旋气流场13对喷雾扇面16是否存在卷扬现象，如果存在雾滴卷扬，则向机身14处稍微调整喷头位置，直到明显的卷扬现象消失。更为具体的安装方式：将此系统安装在旋翼半径为950mm的单旋翼植保无人机上时，安装喷雾角120°的标准扇形雾二号喷头，喷头流量：1.63L/min，作业速度4m/s，喷头间距90cm，作业飞行高度2m时，喷幅为5m，作业飞行高度3m时，喷幅为7m。本实用新型所提供的技术方案在允许进行农业植保的天气条件下较其它的喷头布置方式均能取得较好的效果。
在详细说明本实用新型的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。
Claims (6)
1.单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，包括药箱，喷头通过管路、阀门与药箱联接，其特征在于：所述的喷头在机身两侧设置两个，两个喷头的连线与主旋翼的竖直轴线十字相交，两个喷头在水平方向的位置为：做该水平方向上的主旋翼下旋气流场边界与机身最外侧的连线线段，喷头位于线段中间位置或以中间位置为中点向两边延伸小于上述线段长度20%范围内，所述的两个喷头关于主旋翼的竖直轴线对称设置。
2.根据权利要求1所述的单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，其特征在于：所述的两个喷头在水平方向的位置为：做该水平方向上的主旋翼下旋气流场边界与机身最外侧的连线线段，喷头位于线段中间位置，两个喷头竖直方向上位于起落架高度范围内，所述的两个喷嘴固定在喷杆上，喷杆固定在机身下方的起落架上。
3. 根据权利要求1所述的单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，其特征在于：喷头与药箱之间的管路上设置有过滤器。
4. 根据权利要求1所述的单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，其特征在于：在管路上设置有液泵，液泵连接有液泵控制器。
5.根据权利要求1所述的单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，其特征在于：喷头连接有喷雾控制器，喷雾控制器控制喷头的开闭。
6.根据权利要求1所述的单旋翼植保无人机用农药喷洒系统，其特征在于：所述的喷头采用喷雾角120o喷雾头或空气射流喷头或空心圆锥雾喷头。
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