一种具有离心式喷头的多旋翼无人机的制作方法

本发明涉及农用无人机技术领域，特指一种具有离心式喷头的多旋翼无人机。

背景技术：

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。随着科技的日新月异，无人机技术越来越成熟，无人机的应用逐渐走入公众视野，且无人机在民用方面的应用也越来越广泛，特别是在种植业上，通过控制无人机对农作物作农药喷洒或施肥等作业，能有效地替代人手操作，节省操作时间及人力成本，提高生产效益。

目前市面上农用的无人机普遍分成两种，包括采用固定翼的无人机和采用多旋翼的无人机。对于固定翼的无人机，由于需要一定的距离和空间才能起飞，并在飞行的过程中需要相应的速度才能被空气托起实现高度提升，因而固定翼的无人机具有飞行速度快、运载能力强的优点，多适用于大型的农田，若用于小型农田则受空间限制且成本较高，并由于固定翼无人机的飞行特性，导致固定翼无人机只能进行无差别喷洒，不能对特定区域作重点喷洒。

对于多旋翼的无人机，即类似具有多个螺旋桨的直升机型无人机，一般在螺旋桨的下方设置喷头，喷头内设有连接螺旋桨驱动电机的叶轮，并通过输水管道将农药或肥料输送到喷头内，让叶轮打散实现雾化，然后再作喷液输出。利用多旋翼无人机的飞行性能，可实现对特定区域的重点喷洒，或者悬停在农作物上的喷洒。

但在实际应用中，对于农作物的喷洒不能只在于农作物的表面，特别是在喷洒农药的应用上，还需要深入农作物的内部，才能对农作物上的害虫作完全驱除。对于现有技术的两种无人机的喷洒效果相比，固定翼的无人机虽然不能悬停喷洒，但在飞近农作物前具有一定距离作为冲击，让喷出的液料具有冲击力，能有效深入农作物的内部，满足喷洒要求。但对于多旋翼的无人机而言，由于螺旋桨的电机主要作用于为螺旋桨提供动力，而对于喷头中的叶轮仅作为联动性提供动力输出，虽然在叶轮的旋转下，能够将喷液打散达到雾化效果，但难以提供足够动力将喷液输出，导致喷液强度弱，无法穿透农作物的内部，难以满足喷洒要求。

因此，现有技术的无人机无法同时满足悬停喷洒以及喷液强度的需求，是目前农用无人机生产厂家的研究难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有离心式喷头的多旋翼无人机，针对现有技术的多旋翼无人机喷液弱难以穿透农作物内部的问题，对无人机的喷头结构作改进，在对喷液作有效雾化的同时，又能增大喷液的强度，让喷出的液料能够穿透农作物的内部，有效地提高喷洒效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有离心式喷头的多旋翼无人机，包括具有容器的机身以及与所述机身连接的多个中空的翼臂，各个所述翼臂上设有驱动座，所述驱动座上设有螺旋桨；所述翼臂上还设有喷头，所述喷头包括导流罩、叶轮以及电机，所述电机固定于所述导流罩内，所述电机设有驱动轴，所述驱动轴自所述电机延伸至所述导流罩的外部；所述叶轮设于所述导流罩的罩口外部，并与所述电机的驱动轴连接；所述翼臂内设有输液管，所述输液管一端与所述机身上的容器连接，另一端与所述导流罩连接。

本发明一种具有离心式喷头的多旋翼无人机，与现有技术相比，采用多个螺旋桨作为飞行驱动的多旋翼无人机，可承载充足的喷洒农药或肥料，并利用多旋翼无人机的飞行性能，有效地实现悬停飞行，可在特定区域或者特定农作物上作悬停喷洒。而且，本发明的多旋翼无人机具有离心式喷头，让喷洒的液料在叶轮的旋转下打散实现雾化，达到均匀雾化的效果。

针对现有技术的无人机喷液强度不足的问题，特别是与现有技术中为了节省空间和能耗，将喷头设置在螺旋桨的驱动座中采用双头电机的无人机相比，该现有技术的无人机具有如下缺陷，其一是双头电机上下输出轴分别与螺旋桨和喷头的叶轮连接并提供动力，双头电机的动力具有一定的联动性，旋转方式也有所局限，因此对喷头的叶轮输出动力有限，导致喷液强度低；其二是为了节省空间和更好地与双头电机连接，叶轮设置在驱动座的壳体内，局限了叶轮的大小，制约了叶轮自身旋转所输出动力，因而无法提供有效的喷洒动力。

针对上述现有技术的缺陷，本发明的离心式喷头，一方面，在喷头上设置独立的电机对叶轮作动力输出，可优选采用具有防水防腐的驱动电机，能有效地驱动叶轮高速旋转，将雾化后的喷液输出。而且，电机驱使叶轮旋转的方式及输出功率不受限制，能专属地驱动叶轮旋转，有效地加强叶轮的输出动力，进而提高喷液的强度。

另一方面，由于本发明的喷头是单独设置，可根据机体的安装需求将喷头设置在机体的任意位置，有效地提高喷头的适用性能。而且，喷头的叶轮是设置在导流罩的外部，叶轮的大小不受限制，可根据喷液强度需求更换或采用较大型号的叶轮，有效地提高输出动力，进一步提高喷液的强度，让喷洒的液料具有有效的冲击力穿透农作物，特别有利于喷洒农药的应用，有效地提高喷洒效果。

另外，由于多旋翼的无人机可实现在农作物上的悬停喷洒，因而无人机飞行至农作物上容易被农作物剐蹭，特别是输液管容易被割破发生漏液问题。为了解决此技术问题，本发明无人机的翼臂为连接于机身与喷头之间的中空通管，翼臂内设置输液管，能有效地对输液管作保护，避免输液管在机体上外露容易被农作物割破导致漏液，有效地提高机体的性能。

进一步对所述喷头的结构作改进，所述导流罩为上下开口的管体，包括上罩口和下罩口；所述导流罩内设有固定所述电机的固定架，所述固定架的中心设有安装槽；所述电机设于所述固定架的安装槽内，所述安装槽的底部设有开口，所述电机的驱动轴自所述安装槽的开口穿出，并从所述导流罩的下罩口伸出导流罩的外部。让电机设于导流罩的固定架中心，以提高连接叶轮的同心度，有效地提高驱动叶轮旋转的稳定性。而且，通过固定架中的安装槽，能有效地固定及包裹电机，避免喷液直接渗入到电机上，既起到固定作用，又能达到防水效果。

进一步的，所述叶轮设于所述导流罩的下罩口外部，所述叶轮包括转盘和环绕所述转盘外周设置的多个叶片，所述转盘与所述电机的驱动轴连接，且所述转盘盖合所述固定架的安装槽开口，以便阻隔外物的渗入，避免叶轮旋转被卡死，有效地确保电机驱动叶轮旋转的顺畅性及稳定性。

进一步对所述喷头的连接结构作改进，所述导流罩上设有与所述翼臂连接的连接架，所述连接架上设有连接孔；所述翼臂上设有固定环，所述固定环上设有与所述连接孔对位的螺孔。由于本发明的喷头是独立设置，因而对喷头与机体设有连接结构。关于喷头的连接结构，喷头的导流罩上设置连接架，机体的翼臂上设置固定环，通过喷头的连接架与翼臂上的固定环的连接孔与螺孔对位配合，以加装紧固件穿接固定，从而可根据实际应用需求将喷头固定在翼臂上的任意位置，有效地提高喷头安装的灵活性。

进一步的，所述固定环包括上扣环和下扣环，所述上扣环与所述下扣环上分别设有相互对位的套口，所述上扣环与所述下扣环相互拼接并通过所述套口套接在所述翼臂上。在实际应用中，固定环的上扣环与下扣环，可通过加装紧固件穿接，实现上扣环与下扣环的拼接固定在翼臂上。对于喷头的安装位置调节，可通过调节固定环套接在翼臂上的位置，从而调节喷头的安装位置，有效地简化喷头的调节结构。

再进一步的，所述驱动座上设有第一连接头，所述翼臂与所述第一连接头连接，并从所述第一连接头插入所述驱动座内；所述驱动座内设有固定板，所述固定板上设有嵌接所述翼臂的固定槽，所述固定板上设有固定孔，所述固定孔与所述固定环上的螺孔对位。为了让机体的整体结构更加平稳，可优选将喷头安装在螺旋桨的下方，翼臂通过驱动座的第一连接头插入驱动座内，所述驱动座内设有嵌接翼臂的固定板，通过固定环的螺孔与固定板的固定孔对位配合，加装紧固件穿接固定，可优选采用固定环的下扣环与固定板连接固定，以使喷头可通过连接架与固定环连接，然后再通过固定环与驱动座内的固定板固定，从而将喷头安装到螺旋桨的下方，以便提高机体的稳定性。

进一步对所述喷头的连接架结构作改进，所述喷头的连接架上还设有第一连接管、第二连接管以及第一连接板，所述第一连接板上设有所述连接孔，所述第一连接管连接于所述第一连接板与所述连接架之间；所述第二连接管与所述输液管连接，并从所述导流罩的上罩口插入导流罩的内部。在喷头的连接架上设置第一连接管和第二连接管，第一连接管用于连接架与第一连接板之间的连接支撑；第二连接管用于输液管的连接，并延伸至导流罩的内部，避免输液管输送的喷液溅出导流罩的外部造成液料浪费。

对所述喷头的连接架结构作另一种改进，所述喷头的连接架上还设有连接轴和第二连接板，所述第二连接板上设有所述连接孔，所述连接轴连接于所述第二连接板与所述连接架之间；所述连接轴与所述固定架上的安装槽对位设置。该连接架的结构在保证连接强度的同时，又能提高组件之间的同心度，让喷头的运作更稳定。

进一步对所述喷头的输液连接结构作改进，所述导流罩内还设有环形的导流管，所述导流管固定在所述固定架上；所述导流管上设有第二连接头和多个喷水孔，所述第二连接头与所述输液管连接。在导流罩内设置具有多个喷水孔的导流管，能有效地分散喷液，从而提高雾化效果。

对所述喷头的输液连接结构作另一种改进，所述导流罩的固定架外周设有输出喷液的导流环，所述导流环上设有多个出水孔；所述导流罩的外周设有与所述输液管连接的第三连接头，所述第三连接头连通至所述导流罩的内部，所述导流环上设有与所述第三连接头连通的通孔。在固定架外周设置导流环，能有效地节省导流罩的内部占用空间。而且，输液方式调整到导流罩的外周，从导流罩外周设置的第三连接头输入至导流罩的内部，避免通过导流罩上方的连接架接入，有效地简化喷头与输液管的连接结构，提高喷头的适用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的无人机立体图；

图2为本发明实施例提供的第一种喷头与翼臂组装结构图；

图3为本发明实施例提供的第一种喷头与翼臂组装结构爆炸图；

图4为本发明实施例提供的固定环爆炸图；

图5为本发明实施例提供的第一种喷头立体图；

图6为本发明实施例提供的第二种喷头与翼臂组装结构图；

图7为本发明实施例提供的螺旋桨驱动座立体图；

图8为本发明实施例提供的第二种喷头与翼臂组装结构爆炸图；

图9为本发明实施例提供的第二种喷头爆炸图；

图10为本发明实施例提供的第二种喷头立体图；

图11为本发明实施例提供的第三种喷头与翼臂组装结构图；

图12为本发明实施例提供的第三种喷头与翼臂组装结构爆炸图；

图13为本发明实施例提供的第三种喷头立体图；

图14为本发明实施例提供的第三种喷头内部结构图。

附图标记：100、机身；101、容器；

1、翼臂；11、输液管；

2、螺旋桨；21、驱动座；211、第一连接头；212、固定板；213、固定槽；214、固定孔；

3、喷头；

4、导流罩；41、上罩口；42、下罩口；43、固定架；431、安装槽；44、导流管；441、第二连接头；442、喷水孔；45、导流环；451、出水孔；452、通孔；46、第三连接头；

5、叶轮；51、转盘；52、叶片；

6、电机；61、驱动轴；

7、连接架；70、连接孔；71、第一连接管；72、第二连接管；73、第一连接板；74、连接轴；75、第二连接板；

8、固定环；80、螺孔；81、上扣环；82、下扣环；83、套口；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1至3所示，本发明实施例提供的一种具有离心式喷头的多旋翼无人机，包括具有容器101的机身100以及与所述机身100连接的多个中空的翼臂1，各个所述翼臂1上设有螺旋桨2及螺旋桨2的驱动座21，所述驱动座21上优选设有对螺旋桨2输出动力的驱动电机。所述翼臂1上还设有喷头3，所述喷头3包括导流罩4、叶轮5以及电机6，所述电机6固定于所述导流罩4内，所述电机6设有驱动轴61，所述驱动轴61自所述电机6延伸至所述导流罩4的外部；所述叶轮5设于所述导流罩4的罩口外部，并与所述电机6的驱动轴61连接。所述翼臂1内设有输液管11，所述输液管11一端与所述机身100上的容器101连接，另一端与所述导流罩4连接。

本发明的多旋翼无人机，采用多个螺旋桨2作为飞行驱动的多旋翼无人机，可承载充足的喷洒农药或肥料，并利用多旋翼无人机的飞行性能，有效地实现悬停飞行，可在特定区域或者特定农作物上作悬停喷洒。而且，本发明的多旋翼无人机具有离心式喷头3，让喷洒的液料在叶轮5的旋转下打散实现雾化，达到均匀雾化的效果。

针对现有技术的无人机喷液强度不足的技术问题，本发明的离心式喷头3，一方面，在喷头3上设置独立的电机6对叶轮5作动力输出，可优选采用具有防水防腐的驱动电机6，能有效地驱动叶轮5高速旋转，将雾化后的喷液输出。而且，电机6驱使叶轮5旋转的方式及输出功率不受限制，能专属地驱动叶轮5旋转，有效地加强叶轮5的输出动力，提高喷液的强度。

另一方面，由于本发明的喷头3是单独设置，可根据机体的安装需求将喷头3设置在机体的任意位置，有效地提高喷头3的适用性能。而且，喷头3的叶轮5是设置在导流罩4的外部，叶轮5的大小不受限制，可根据喷液强度需求更换或采用较大型号的叶轮5，有效地提高输出动力，进一步提高喷液的强度，让喷洒的液料具有有效的冲击力穿透农作物，特别有利于喷洒农药的应用，有效地提高喷洒效果。

另外，针对无人机悬停在农作物上喷洒时容易被农作物剐蹭，特别是输液管11容易被割破漏液的问题。本发明的无人机翼臂1优选为连接于机身100与喷头3之间的中空通管，翼臂1内设置输液管11，能有效地对输液管11作保护，避免输液管11在机体上外露容易被农作物割破导致漏液，有效地提高机体的性能。

对所述喷头3的结构作优化，如图3所示，所述导流罩4为上下开口的管体，包括上罩口41和下罩口42；所述导流罩4内设有固定所述电机6的固定架43，所述固定架43的中心设有安装槽431；所述电机6设于所述固定架43的安装槽431内，所述安装槽431的底部设有开口，所述电机6的驱动轴61自所述安装槽431的开口穿出，并从所述导流罩4的下罩口42伸出导流罩4的外部。让电机6设置在导流罩4的固定架43中心，以提高连接叶轮5的同心度，有效地提高驱动叶轮5旋转的稳定性。而且，通过固定架43中的安装槽431，能有效地固定及包裹电机6，避免喷液直接渗入到电机6上，既起到固定作用，又能达到防水效果。

如图3所示，所述叶轮5设于所述导流罩4的下罩口42外部，所述叶轮5包括转盘51和环绕所述转盘51外周设置的多个叶片52，所述转盘51与所述电机6的驱动轴61连接，且所述转盘51盖合所述固定架43的安装槽431开口，以便阻隔外物的渗入，避免叶轮5旋转被卡死，有效地确保电机6驱动叶轮5旋转的顺畅性及稳定性。

由于本发明的喷头3是独立设置，因而对喷头3与机体设有连接结构。如图2至5所示，所述导流罩4上设有与所述翼臂1连接的连接架7，所述连接架7设有连接孔70；所述翼臂1上设有固定环8，所述固定环8上设有与所述连接孔70对位的螺孔80，以加装紧固件如固定螺丝等穿接固定，从而可根据实际应用需求将喷头3固定在翼臂1上的任意位置，有效地提高喷头3安装的灵活性。

其中，如图4所示，所述固定环8包括上扣环81和下扣环82，所述上扣环81与所述下扣环82上分别设有相互对位的套口83，所述上扣环81与所述下扣环82相互拼接并通过所述套口83套接在所述翼臂1上。在实际应用中，固定环8的上扣环81与下扣环82，可通过加装紧固件如固定螺钉等穿接，实现上扣环81与下扣环82的拼接固定在翼臂1上。对于喷头3的安装位置调节，可通过调节固定环8套接在翼臂1上的位置，从而调节喷头3的安装位置，有效地简化喷头3的调节结构。

为了让机体的整体结构更加平稳，可优选将喷头3安装在螺旋桨2的下方，如图6至8所示，所述驱动座21上设有第一连接头211，所述翼臂1与所述第一连接头211连接，并从所述第一连接头211插入所述驱动座21内；所述驱动座21内设有固定板212，所述固定板212上设有嵌接所述翼臂1的固定槽213，所述固定板212上设有固定孔214，所述固定孔214与所述固定环8上的螺孔80对位。所述喷头3通过连接架7与固定环8连接，然后再通过固定环8与驱动座21内的固定板212固定，具体可通过固定环8的螺孔80与固定板212的固定孔214对位，并加装紧固件如固定螺丝等穿接固定，可优选采用固定环8的下扣环82与固定板212连接固定，从而将喷头3安装到螺旋桨2的下方，以便提高机体的稳定性。

对于所述喷头3的连接架7结构，包括但不限于如下的两种：

第一种连接结构，如图5所示，所述喷头3的连接架7上还设有第一连接管71、第二连接管72以及第一连接板73，所述第一连接板73上设有所述连接孔70，所述第一连接管71连接于所述第一连接板73与所述连接架7之间；所述第二连接管72与所述输液管11连接，并从所述导流罩4的上罩口41插入导流罩4的内部。其中，第一连接管71用于连接架7与第一连接板73之间的连接支撑；第二连接管72用于输液管11的连接，并延伸至导流罩4的内部，避免输液管11输送的喷液溅出导流罩4的外部造成液料浪费。

第二种连接结构，如图9至10所示，所述喷头3的连接架7上还设有连接轴74和第二连接板75，所述第二连接板75上设有所述连接孔70，所述连接轴74连接于所述第二连接板75与所述连接架7之间；所述连接轴74与所述固定架43上的安装槽431对位设置。在保证连接强度的同时，又能提高组件之间的同心度，让喷头3的运作更稳定。

关于所述喷头3内的管道结构，还包括如下的两种：

如图9至10所示，所述导流罩4内还设有环形的导流管44，所述导流管44固定在所述固定架43上；所述导流管44上设有第二连接头441和多个喷水孔442，所述第二连接头441与所述输液管11连接。在导流罩4内设置具有多个喷水孔442的导流管44，能有效地分散喷液，从而提高雾化效果。

喷头3内的另一种管道结构，如图11至14所示，所述导流罩4的固定架43外周设有输出喷液的导流环45，所述导流环45上设有多个出水孔451；所述导流罩4的外周设有与所述输液管11连接的第三连接头46，所述第三连接头46连通至所述导流罩4的内部，所述导流环45上设有与所述第三连接头46连通的通孔452。本结构的优点在于，在固定架43外周设置导流环45，能有效地节省导流罩4的内部占用空间。而且，输液方式调整到导流罩4的外周，从导流罩4外周设置的第三连接头46输入至导流罩4的内部，避免通过导流罩4上方的连接架7接入，有效地简化喷头3与输液管11的连接结构，提高喷头3的适用性能。

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