一种无人机用对靶喷雾装置及无人机

1.本发明涉及无人机喷雾技术领域，具体涉及一种无人机用对靶喷雾装置及无人机。


背景技术：

2.喷雾器是喷雾器材的简称，喷雾器是利用空吸作用将药液或其它液体变成雾状，均匀地喷射到其它物体上的器具，由压缩空气的装置和细管、喷头等组成。在农业上，喷雾器是防治病虫害不可缺少的重要农具。
3.为了更加省时省力，现有技术中采用了电动喷雾器，该电动喷雾器由贮液桶、经滤网、联接头、抽吸器(小型电动泵)、连接管、喷管以及喷头依次联接连通构成，抽吸器是一个小型电动泵，它经电线及开关与电池联接，贮液桶可制成带有沉下的装电池的凹槽，电动喷雾器的优点是由于取消了抽吸式吸筒，从而有效地消除了农药外滤伤害操作者的弊病，并且省力，且电动泵压力比人手动操作吸筒压力大，增大了喷洒距离和范围，雾化效果好。
4.现有的喷头主要有两种雾化方式，分别为液力式雾化以及离心式雾化。液力式雾化喷头是利用液泵提供的压力使药液雾化并喷射出形成雾流组件，是最广泛的喷雾喷头之一。离心式雾化可以减轻整个喷洒设备的重量，便于操作喷洒农药。该雾化方式的喷头常用在无人机上，原理是喷头电机带动喷头处的转盘高速旋转，药液得以通过离心力甩出去，雾滴得以形成。通过调节喷头转速或者改变喷头转盘结构可以轻松改变雾滴的大小。
5.然而，现有无人机上的离心式雾化喷雾装置的喷头固定在旋翼的正下方，喷头的角度位置无法灵活调整，在无人机旋翼气流和外界大气流影响下，使得的雾滴向非靶标区域飘移，导致喷雾的位置不便于控制，喷雾精度低，还会对环境造成破坏和药液浪费。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种无人机用对靶喷雾装置，该装置在无人机上可以灵活流调整喷雾角度，能够降低无人机旋翼气流和外界大气流对喷雾的影响，从而减少了雾滴飘逸范围，实现了精准对靶喷施，提高了喷雾效果，减少了对环境的污染，节约了药液。
7.本发明的第二个目的在于提供一种包含上述无人机用对靶喷雾装置的无人机。
8.本发明的目的通过以下技术方案实现：
9.一种无人机用对靶喷雾装置，包括安装座、喷雾机构以及设置在所述安装座与所述喷雾机构之间的连接臂；所述连接臂的一端与所述安装座连接，另一端与所述喷雾机构连接；其中，
10.所述喷雾机构包括喷雾涵道、设置在喷雾涵道上的喷头以及风机组件；所述喷头设置在所述喷雾涵道的其中一侧，所述风机组件设置在所述喷雾涵道的另一侧，所述喷头位于所述吹风组件的前方；
11.所述安装座与所述连接臂之间设有用于驱动所述连接臂在所述安装座上转动的
第一转动驱动机构；所述喷雾涵道与所述连接臂之间设有用于驱动所述喷雾涵道在连接臂上转动的第二转动驱动机构；所述喷雾涵道的轴线与所述喷雾涵道在连接臂上的转动中心线相互垂直。
12.上述无人机用对靶喷雾装置的工作原理是：
13.本发明中的安装座安装在无人机本体上，喷施时，通过第一转动驱动机构带动连接臂转动，从而带动喷雾机构也随着转动；通过第二转动驱动机构带动喷雾涵道在连接臂上旋转，带动喷雾涵道上的喷头以及风机组件跟随喷雾涵道一同旋转，通过第一转动驱动机构与第二转动驱动机构协同工作，使得喷雾涵道上的喷头可以朝着不同的方向进行喷雾，风机组件朝着喷头喷雾的方向吹风，在喷雾涵道的引导下，使得喷头喷出的雾滴随着气流进一步运动，实现精准对靶喷雾。
14.本发明的一个优选方案，其中，所述连接臂在安装座上的转动中心线与所述喷雾机构在连接臂上的转动中心线相互垂直。采用上述结构的目的在于，使得喷雾机构可以在两个相互垂直的方向上进行转动，从而实现喷雾机构朝着各个方向进行喷雾，灵活性更高。
15.优选地，所述风机组件包括设置在所述喷雾涵道进风口处的格栅、设置在格栅上的第一叶轮以及第二叶轮。上述结构中，格栅可以起到安装第一叶轮与第二叶轮的作用，同时也能对第一叶轮与第二叶轮起到防护的作用；通过设置两个叶轮，可以提高风量大小，提高喷雾效果。
16.优选地，所述第一叶轮以及第二叶轮同轴设置，所述第一叶轮的叶片的倾斜角度与所述第二叶轮的叶片的倾斜角度相反，所述第一叶轮与第二叶轮的旋转方向相反。采用上述结构，由于第一叶轮的叶片的倾斜角度与所述第二叶轮的叶片的倾斜角度相反，即使第一叶轮与第二叶轮的旋转方向相反，两者吹出的风的朝向是相同的，这样设置的目的在于，一方面可以增大风量大小，另一方面，出口方向的第一叶轮反向旋转可以削弱来自入口方向的第二叶轮气流的旋转风量，使得吹出的气体更加聚拢，不易扩散，可以携带雾滴到更远的标靶，提高靶向喷雾效果。
17.优选地，所述喷雾涵道的出风口处设有支架，所述喷头安装在所述支架的中心。通过设置上述结构，使得喷头可以位于喷雾涵道的轴线上，保证喷头喷雾的均匀性。
18.优选地，喷雾机构还包括水泵、连接在水泵与所述喷头之间的输水管；所述喷雾涵道的侧壁设有用于所述输水管穿过的通孔。通过设置上述结构，水泵可以泵送药液至喷头上，喷头可以雾化药液，将药液喷出，通孔可以方便输水管的布置。
19.优选地，所述连接臂与所述喷雾涵道之间设有连接件，所述连接件一端与所述连接臂转动连接，另一端与所述喷雾涵道的侧面连接；所述连接件设有便于输水管穿过的l型孔。通过设置连接件，便于喷雾涵道与连接臂的安装，输水管经过l型孔后，然后从通孔穿出，最后与喷头连接，更加方便输水管的布置与走向，使得结构变得更加紧凑。
20.优先地，所述第一转动驱动机构包括设置在所述安装座与所述连接臂之间的第一驱动电机；所述第一驱动电机的机壳与所述连接臂固定连接，所述第一驱动电机的输出轴与所述安装座连接；所述第二转动驱动机构包括设置在所述连接件与所述连接臂之间的第二驱动电机；所述第二驱动电机的机壳与所述连接臂固定连接，所述第二驱动电机的输出轴与所述连接件连接。采用上述结构，通过第一驱动电机驱动输出轴转动，由于安装在固定在无人机本体上，使得第一驱动电机的机壳相对于输出轴发生转动，实现对连接臂的驱动；
通过第二驱动电机驱动输出轴转动，输出轴带动连接件转动，连接件会带动喷雾涵道转动；两个驱动电机联动控制，可以实现喷雾涵道朝着各个方向，最终使得喷头可以朝着各个方向进行喷雾。
21.优选地，所述连接臂内部为中空结构，该连接臂的两端均设有与所述中空结构连通的走线孔，其目的在于，中空结构一方面可以减少连接臂的重量，便于无人机飞行，同时也能够方便第一驱动电机和第二驱动电机的安装，走线孔便于第一驱动电机和第二驱动电机的电线走线。
22.一种无人机，包括所述的无人机用对靶喷雾装置。
23.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
24.1、本发明中的无人机用对靶喷雾装置，通过第一转动驱动机构带动连接臂转动，从而带动喷雾机构也随着转动；通过第二转动驱动机构带动喷雾涵道在连接臂上旋转，带动喷雾涵道上的喷头以及风机组件跟随喷雾涵道一同旋转，通过第一转动驱动机构与第二转动驱动机构协同工作，使得喷雾涵道上的喷头可以朝着不同的方向进行喷雾，能够降低无人机旋翼气流和外界大气流对喷雾的影响，从而减少了雾滴飘逸范围，实现了精准对靶喷施，提高了喷雾效果。
25.2、本发明中的无人机用对靶喷雾装置，通过设置喷雾涵道，风机组件朝着喷头喷雾的方向吹风，在喷雾涵道的引导下，使得喷头喷出的雾滴随着气流进一步运动，防止雾滴飘逸，从而实现精准对靶喷雾。
26.3、本发明中的无人机用对靶喷雾装置，实现了精准对靶喷雾，减少了对环境的污染，节约了药液。
27.4、本发明的优选方案中，喷雾涵道内部使用的两个串联组合的叶轮，第一叶轮与第二叶轮的叶片倾斜角度相反、旋转方向相反，一方面可以增大风量大小，另一方面，出口方向的第一叶轮反向旋转可以削弱来自入口方向的第二叶轮气流的旋转风量，使得吹出的气体更加聚拢，不易扩散，可以携带雾滴到更远的标靶，提高靶向喷雾效果。
附图说明
28.图1-图3为本发明中的一种无人机用对靶喷雾装置的一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为立体图，图3为另一个视角方向的立体图。
29.图4为图1中沿着a-a方向的剖视图，其中，箭头所指的方向为喷雾的方向。
30.图5为本发明中的无人机用对靶喷雾装置的内部结构示意图。
31.图6为本发明中的喷雾机构的立体结构示意图。
32.图7为本发明中的风机组件的结构示意图。
33.图8为本发明中的无人机用对靶喷雾装置在抑制喷雾飘逸的不同状态的示意图，其中，水平箭头所指的方向为无人机移动方向。
具体实施方式
34.为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
35.实施例1
36.参见图1-图3，本实施例公开了一种无人机用对靶喷雾装置，包括安装座1、喷雾机构2以及设置在所述安装座1与所述喷雾机构2之间的连接臂3；所述连接臂3的一端与所述安装座1连接，另一端与所述喷雾机构2连接。
37.参见图1-图5，所述喷雾机构2包括喷雾涵道201、设置在喷雾涵道201上的喷头202以及风机组件；所述喷头202设置在所述喷雾涵道201的其中一侧的中心位置，所述风机组件设置在所述喷雾涵道201的另一侧的中心位置，所述喷头202位于所述吹风组件的前方。
38.参见图1-图5，所述安装座1与所述连接臂3之间设有用于驱动所述连接臂3在所述安装座1上转动的第一转动驱动机构；所述喷雾涵道201与所述连接臂3之间设有用于驱动所述喷雾涵道201在连接臂3上转动的第二转动驱动机构；所述喷雾涵道201的轴线s1与所述喷雾涵道201在连接臂3上的转动中心线s2相互垂直。
39.参见图1-图5，所述连接臂3在安装座1上的转动中心线s3与所述喷雾机构2在连接臂3上的转动中心线s2相互垂直。本实施例中，所述第一转动驱动机构驱动所述连接臂3在水平面上旋转，所述第二转动驱动机构驱动所述喷雾涵道201在竖直平面上转动。采用上述结构的目的在于，使得喷雾机构2可以在两个相互垂直的方向上进行转动，从而实现喷雾机构2朝着各个方向进行喷雾，灵活性更高。
40.参见图1-图7，所述风机组件包括设置在所述喷雾涵道201进风口处的格栅203、设置在格栅203上的第一叶轮204以及第二叶轮205；所述格栅203的中心设有安装轴206，所述第一叶轮204以及第二叶轮205安装所述安装轴206中。上述结构中，格栅203可以起到安装第一叶轮204与第二叶轮205的作用，同时也能对第一叶轮204与第二叶轮205起到防护的作用；通过设置两个叶轮(第一叶轮204以及第二叶轮205)，可以提高风量大小，提高喷雾效果。
41.参见图4-图7，所述第一叶轮204以及第二叶轮205同轴设置，所述第一叶轮204的叶片的倾斜角度与所述第二叶轮205的叶片的倾斜角度相反，所述第一叶轮204与第二叶轮205的旋转方向相反。采用上述结构，由于第一叶轮204的叶片的倾斜角度与所述第二叶轮205的叶片的倾斜角度相反，即使第一叶轮204与第二叶轮205的旋转方向相反，两者吹出的风的朝向是相同的，所吹的风与喷头202喷雾的方向相同，这样设置的目的在于，一方面可以增大风量大小，另一方面，出口方向的第一叶轮204反向旋转可以削弱来自入口方向的第二叶轮205气流的旋转风量，使得吹出的气体更加聚拢，不易扩散，从而产生直线气流，可以携带雾滴到更远的标靶，提高靶向喷雾效果。
42.参见图4-图7，所述第一叶轮204以及第二叶轮205的内部均内置有电机(图中未示出)，通过电机实现第一叶轮204以及第二叶轮205的旋转。所述第一叶轮204的叶片数量为4片，第二叶轮205的数量为5片，其目的在于使得风机组件吹出的气体更加聚拢，本实施中，从喷嘴处向喷雾涵道201看，第一叶轮204旋转方向为顺时针，第二叶轮205旋转方向为逆时针。
43.参见图1-图5，所述喷雾涵道201的出风口处设有支架207，该支架207呈辐射状安装在喷雾涵道201内；所述喷头202安装在所述支架207的中心。通过设置上述结构，使得支架207结构变得更加稳固，喷头202在工作时可以保持稳定的状态，另外，喷头202位于支架207中心，即位于喷雾涵道201的轴线上，保证了喷头202喷雾的均匀性。
44.参见图1-图5，喷雾机构2还包括水泵、连接在水泵与所述喷头202之间的输水管
208；所述喷雾涵道201的侧壁设有用于所述输水管208穿过的通孔2011。通过设置上述结构，水泵可以泵送药液至喷头202上，喷头202可以雾化药液，将药液喷出，通孔2011可以方便输水管208的布置。
45.所述喷雾机构2还包括水箱，所述水泵的输入端与所述水箱连通，输出端与所述输水管208连通，所述水泵的输入端上还设有过滤网。
46.参见图1-图6，所述连接臂3与所述喷雾涵道201之间设有连接件4，所述连接件4一端与所述连接臂3转动连接，另一端与所述喷雾涵道201的侧面连接；所述连接件4设有便于输水管208穿过的l型孔401，所述l型孔401与所述通孔2011连通。通过设置连接件4，便于喷雾涵道201与连接臂3的安装，输水管208经过l型孔401后，然后从通孔2011穿出，最后与喷头202连接，更加方便输水管208的布置与走向，使得结构变得更加紧凑。
47.参见图5，所述第一转动驱动机构包括设置在所述安装座1与所述连接臂3之间的第一驱动电机5；所述第一驱动电机5的机壳与所述连接臂3固定连接，所述第一驱动电机5的输出轴与所述安装座1连接；所述第二转动驱动机构包括设置在所述连接件4与所述连接臂3之间的第二驱动电机6；所述第二驱动电机6的机壳与所述连接臂3固定连接，所述第二驱动电机6的输出轴与所述连接件4连接。采用上述结构，通过第一驱动电机5驱动输出轴转动，由于安装在固定在无人机本体上，使得第一驱动电机5的机壳相对于输出轴发生转动，实现对连接臂3的驱动；通过第二驱动电机6驱动输出轴转动，输出轴带动连接件4转动，连接件4会带动喷雾涵道201转动；两个驱动电机联动控制，可以实现喷雾涵道201朝着各个方向，最终使得喷头202可以朝着各个方向进行喷雾。
48.参见图5，所述连接臂3为l型连接臂，其内部为中空结构，该连接臂3的两端均设有与所述中空结构连通的走线孔301，其目的在于，中空结构一方面可以减少连接臂3的重量，便于无人机飞行，同时也能够方便第一驱动电机5和第二驱动电机6的安装，走线孔301便于第一驱动电机5和第二驱动电机6的电线走线。
49.参见图1-图7，上述无人机用对靶喷雾装置的工作原理是：
50.本发明中的安装座1安装在无人机本体上，喷施时，通过第一转动驱动机构带动连接臂3转动，从而带动喷雾机构2也随着转动；通过第二转动驱动机构带动喷雾涵道201在连接臂3上旋转，带动喷雾涵道201上的喷头202以及风机组件跟随喷雾涵道201一同旋转，通过第一转动驱动机构与第二转动驱动机构协同工作，使得喷雾涵道201上的喷头202可以朝着不同的方向进行喷雾，风机组件朝着喷头202喷雾的方向吹风，在喷雾涵道201的引导下，使得喷头202喷出的雾滴随着气流进一步运动，实现精准对靶喷雾。
51.参见图8，本实施例中的无人机用对靶喷雾装置在抑制喷雾飘逸的过程中，无人机作业飞行的速度越大，旋翼风场向无人机前进的反方向偏移就越多，无人机本体上固定有风速仪，通过风速仪可以实时测得风速和风向角，将风速和风向角反馈给单片机，单片机根据风向角控制第一驱动电机5和第二驱动电机6运动，调整喷雾涵道201的角度，从而调整了喷头202的喷雾角度，使得喷头202朝向逐渐远离旋翼风场的方向，减少旋翼风场的影响；单片机根据风速，调整喷雾涵道201中的风机组件，调整喷雾涵道201出风口中的风速；风速仪测的风速越大，则喷雾涵道201出风口中的风速越大，实现精准的対靶喷施。
52.参见图8，以无人机垂直于地面的方向为基准，风向角为旋翼风场偏移的方向与无人机垂直于地面的方向之间的夹角g1，喷雾角度为喷头202所朝的方向与无人机垂直于地
面的方向之间的夹角g2，单片机根据风向角，调整喷雾角度，夹角g1越大，夹角g2也越大。其目的在于，无人机速度越快，则旋翼风场偏移越大，夹角g1也越大，风速也越大，对喷施影响就越大，通过单片机控制夹角g2变大，使得喷头202朝向逐渐远离旋翼风场的方向，减少旋翼风场对喷施的影响，更有利于精准对靶喷施，无人机的速度会影响雾滴的初始速度，使得雾滴有个水平方向的初速度，通过增大夹角g2，可以实现提前预瞄，使得雾滴能够精准落入标靶中。
53.实施例2
54.本实施例公开了一种无人机，包括无人机本体以及实施例1中所述的无人机用对靶喷雾装置，所述底座固定在无人机本体旋翼的外侧中轴线位置。
55.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。