一种自动匹配药量的无人机喷洒装置的制作方法

本发明属于无人机农药喷洒装置技术领域，具体的说是一种自动匹配药量的无人机喷洒装置。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，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，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

农药，目前世界上统一的英文名为pesticide——即为“杀害药剂”，但实际上所谓的农药系指用于防治危害农林牧业生产的有害生物(害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠)。目前农业发展迅速，逐渐趋向机械化，大多是大面积集中种植，人工喷洒农药浪费时间，喷洒可能不均匀，影响农作物生长。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种自动匹配药量的无人机喷洒装置，本发明主要用于解决现有农药喷洒装置喷洒农药不均匀，且喷洒的药量不可调控，实用范围较窄的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种自动匹配药量的无人机喷洒装置，包括无人机本体、控制器和固定在无人机本体下方的农药放置箱；所述农药放置箱上设有转轴；所述转轴贯穿农药放置箱，转轴设置在农药放置箱的中部，转轴的两端设置在农药放置箱两侧，转轴的两端分别连接有一个螺旋桨，两个螺旋桨的旋向相同；所述农药放置箱的两侧设有螺旋桨保护壳；所述螺旋桨保护壳的一侧设有出风口，螺旋桨保护壳的另一侧设有进风口；所述转轴位于农药放置箱内的部分上设有若干个均匀分布的搅动柱，若干个搅动柱交错设置，搅动柱远离转轴的一端设有一号磁铁；所述农药放置箱的底部对应搅动柱设有若干个排料装置；所述排料装置包括喷药箱、活塞、滑竿、一号弹簧和喷嘴；所述喷药箱设置在农药放置箱底部并贯通农药放置箱，喷药箱下部通过对称设置的两个进药通道与农药放置箱内部空间连通，进药通道内设有单向阀；所述滑竿的竖直滑动连接在喷药箱内，滑竿的下方与活塞连接，滑竿的上端伸出喷药箱，滑竿上端设有与一号磁铁极性相反的二号磁铁，滑竿上部固接有圆环；所述一号弹簧固定在农药放置箱底部与圆环之间，一号弹簧套设在滑竿上；所述喷嘴设置在喷药箱下端；所述控制器用于控制装置运行；

工作时，人工操作无人机对农田进行农药喷洒，利用无人机飞行时产生的气流推动螺旋桨转动，使得螺旋桨驱动转轴带着转轴上的搅动柱搅动农药放置箱中农药，避免了农药配置时药粒未充分溶解，或是冬日喷洒农药时由于温度较低发生沉降问题，从而导致的农药药效降低，影响农药对植物起到的作用；利用搅动柱上的一号磁铁与滑竿上的二号磁铁相互吸引，并在一号弹簧对滑竿的约束作用下，使得滑竿带着活塞向上移动，从而将农药放置箱内的农药通过进药通道吸入喷药箱内，随着转轴的转动，搅动柱远离对应的滑竿，滑竿在一号弹簧的弹力作用下向下滑动，从而挤压喷药箱内的农药，使农药从喷嘴喷出，由于若干个搅动柱交错设置，使得每个排料装置之间形成间歇喷洒农药，一方面，避免了喷洒农药时，喷出的农药覆盖区域重叠较多，造成浪费；另一方面，有效提高农药覆盖植物的面积，提高农药作用在植物上的效果；并且，根据无人机的移动速度，螺旋桨上产生的气流流速不同，使得转轴带动搅动柱转动的速度不同，从而改变搅动柱吸引滑竿上移的时间，从而改变喷料的频率，以及喷药的药量，适用于多种农田的农药喷洒，提高装置的适用范围。

优选的，所述出风口通过管道连接有储气罐；所述螺旋桨保护壳上位于进风口的下方设有延伸板；所述延伸板远离螺旋桨的一端上铰接有阻风板；所述阻风板向螺旋桨方向倾斜，阻风板的上端位于转轴中心线的上方，阻风板与延伸板之间设有气缸；所述气缸的上端铰接在阻风板中部，气缸的下端铰接在延伸板上，气缸与储气罐之间也通过气管连接，气缸由储气罐供气进行驱动；工作时，阻风板的设置，保证了螺旋桨可以稳定的转动，从而提高工作的稳定性；同时，通过气缸的伸缩可以改变阻风板的倾斜角度，从而控制气流吹动螺旋桨转动的速度，从而控制转轴带着搅动柱转动的速度，进而改变喷料的频率，以及喷药的药量，进一步提高装置的适用范围；空气进入螺旋桨保护壳内后，空气从出风口进入储气罐进行储存，储存的空气用于驱动气缸的升降，节约资源。

优选的，所述搅动柱为两段，两段搅动柱之间通过二号弹簧连接，搅动柱为金属板，搅动柱外侧缠绕有通电线圈；工作时，通过将搅动柱设置成两段，两段搅动柱之间用弹簧连接，使得搅动柱在靠近或即将脱离滑竿时，搅动柱有一个预先吸引而发生弯曲，保证滑竿产生足够的位移，保证喷药箱吸入的农药量，从而提高农药喷洒的效果；同时，通过增设的通电线圈与金属的搅动柱形成电磁铁，加强了搅动柱对滑竿的吸引效果，同时通过改变通电线圈通入的电流大小，改变搅动柱对滑竿的吸引的力度，从而改变喷药箱吸入的农药量，可根据不同的使用环境，改变农药喷洒的药量，提高装置的适用范围。

优选的，所述一号弹簧的上部为锥形弹簧，一号弹簧的下部为圆柱弹簧，一号弹簧位于两个进药通道之间，一号弹簧下部上设有刷毛，刷毛水平设置在进药通道的上方；工作时，由于一号弹簧的上部为锥形弹簧，使得滑竿在一号弹簧的弹力作用下回缩的时候可以最大限度的将喷药箱内的农药喷出，保证农药喷洒作用在植物上的效果；同时，一号弹簧的下部为圆柱弹簧，圆柱弹簧保证了滑竿工作时的稳定性，同时利用圆柱弹簧簧圈与簧圈之间的挤压，搅动农药，避免沉积物通过滑竿带入喷药箱，引起喷药箱的堵塞，影响农药喷洒工作的稳定性；与此同时圆柱弹簧的抖动带动刷毛搅动进药通道的上方农药，避免沉积物落入进药通道，影响喷药箱吸入农药的量，进一步保证农药喷洒的效果。

优选的，所述搅动柱上靠近二号弹簧的一侧设有凹槽；所述凹槽内设有截面形状为t形的凸台；所述二号弹簧的两端连接在t形的凸台上；工作时，通过将二号弹簧旋在t形的凸台内进行二号弹簧圈数的调整，从而改变二号弹簧的伸长量，进而改变搅动板吸引滑竿时的偏移量，同时，二号弹簧便于跟换，通过更换不同型号的二号弹簧，改变二号弹簧的弹力、伸长量，进而可以实现改变喷药箱吸入农药的药量，进一步提高装置的适用范围。

优选的，所述喷嘴包括喷液管、钢球、螺纹杆和排液扇；所述喷液管内设有连通喷药箱的喷液通道，喷液管的下端设有向喷液管内凸起的平台，喷液管的底部设有若干喷孔；所述喷液通道的上部直径比下部直径小1-2mm，喷液通道的上部和下部之间通过倒斜角过渡，喷液通道中部设有固定环；所述钢球设置在喷液通道内倒斜角的位置，钢球与固定环之间连接有三号弹簧；所述螺纹杆连接在钢球下端；所述排液扇的内圈设有与螺纹杆啮合的齿形结构，排液扇转动连接在平台上端；工作时，农药从喷药箱通过喷嘴喷出，农药顶开钢球，钢球带着螺纹杆向下滑动，利用丝杆螺母的运动原理，使得螺纹杆向下滑动的时候，带动排液扇旋转，从而将农药从喷液管底部的喷孔喷出，农药喷完后钢球在三号弹簧的弹力作用下恢复原位，保证工作稳定进行；通过利用排液扇转动加压，保证农药喷出的压力，保证农药的覆盖范围，提高农药作用在植物上的效果。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过利用无人机飞行时产生的气流推动螺旋桨转动，使得螺旋桨驱动转轴带着转轴上的搅动柱搅动农药放置箱中农药，提高农药颗粒的溶解度，保证农药喷洒的效果。

2.本发明通过排料装置之间形成间歇喷洒农药，一方面，避免了喷洒农药时，喷出的农药覆盖区域重叠较多，造成浪费；另一方面，有效提高农药覆盖植物的面积，提高农药作用在植物上的效果。

3.本发明通过无人机的移动速度不同，螺旋桨上产生的气流流速不同，使得转轴带动搅动柱转动的速度不同，从而改变喷料的频率，以及喷药的药量，适用于多种农田的农药喷洒，提高装置的适用范围。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是图1中a-a处剖视图；

图3是搅动柱的结构示意图；

图4是图1中b处局部放大图；

图5是图4中c处局部放大图

图中：无人机本体1、农药放置箱2、转轴3、螺旋桨4、螺旋桨保护壳5、出风口51、进风口52、延伸板53、阻风板54、搅动柱6、一号磁铁7、排料装置8、喷药箱81、活塞82、滑竿83、一号弹簧84、喷嘴85、喷液管851、钢球852、螺纹杆853、排液扇854、喷液通道855、喷孔856、二号磁铁86、刷毛87、进药通道9、二号弹簧10、凹槽11、凸台12。

具体实施方式

使用图1-图5对本发明一实施方式的一种自动匹配药量的无人机喷洒装置进行如下说明。

如图1和图2所示，本发明所述的一种自动匹配药量的无人机喷洒装置，包括无人机本体1、控制器和固定在无人机本体1下方的农药放置箱2；所述农药放置箱2上设有转轴3；所述转轴3贯穿农药放置箱2，转轴3设置在农药放置箱2的中部，转轴3的两端设置在农药放置箱2两侧，转轴3的两端分别连接有一个螺旋桨4，两个螺旋桨4的旋向相同；所述农药放置箱2的两侧设有螺旋桨保护壳5；所述螺旋桨保护壳5的一侧设有出风口51，螺旋桨保护壳5的另一侧设有进风口52；所述转轴3位于农药放置箱2内的部分上设有若干个均匀分布的搅动柱6，若干个搅动柱6交错设置，搅动柱6远离转轴3的一端设有一号磁铁7；所述农药放置箱2的底部对应搅动柱6设有若干个排料装置8；所述排料装置8包括喷药箱81、活塞82、滑竿83、一号弹簧84和喷嘴85；所述喷药箱81设置在农药放置箱2底部并贯通农药放置箱2，喷药箱81下部通过对称设置的两个进药通道9与农药放置箱2内部空间连通，进药通道9内设有单向阀；所述滑竿83的竖直滑动连接在喷药箱81内，滑竿83的下方与活塞82连接，滑竿83的上端伸出喷药箱81，滑竿83上端设有与一号磁铁7极性相反的二号磁铁86，滑竿83上部固接有圆环；所述一号弹簧84固定在农药放置箱2底部与圆环之间，一号弹簧84套设在滑竿83上；所述喷嘴85设置在喷药箱81下端；所述控制器用于控制装置运行；

工作时，人工操作无人机对农田进行农药喷洒，利用无人机飞行时产生的气流推动螺旋桨4转动，使得螺旋桨4驱动转轴3带着转轴3上的搅动柱6搅动农药放置箱2中农药，避免了农药配置时药粒未充分溶解，或是冬日喷洒农药时由于温度较低发生沉降问题，从而导致的农药药效降低，影响农药对植物起到的作用；利用搅动柱6上的一号磁铁7与滑竿83上的二号磁铁86相互吸引，并在一号弹簧84对滑竿83的约束作用下，使得滑竿83带着活塞82向上移动，从而将农药放置箱2内的农药通过进药通道9吸入喷药箱81内，随着转轴3的转动，搅动柱6远离对应的滑竿83，滑竿83在一号弹簧84的弹力作用下向下滑动，从而挤压喷药箱81内的农药，使农药从喷嘴85喷出，由于若干个搅动柱6交错设置，使得每个排料装置8之间形成间歇喷洒农药，一方面，避免了喷洒农药时，喷出的农药覆盖区域重叠较多，造成浪费；另一方面，有效提高农药覆盖植物的面积，提高农药作用在植物上的效果；并且，根据无人机的移动速度，螺旋桨4上产生的气流流速不同，使得转轴3带动搅动柱6转动的速度不同，从而改变搅动柱6吸引滑竿83上移的时间，从而改变喷料的频率，以及喷药的药量，适用于多种农田的农药喷洒，提高装置的适用范围。

如图2所示，所述出风口51通过管道连接有储气罐；所述螺旋桨保护壳5上位于进风口52的下方设有延伸板53；所述延伸板53远离螺旋桨4的一端上铰接有阻风板54；所述阻风板54向螺旋桨4方向倾斜，阻风板54的上端位于转轴3中心线的上方，阻风板54与延伸板53之间设有气缸；所述气缸的上端铰接在阻风板54中部，气缸的下端铰接在延伸板53上，气缸与储气罐之间也通过气管连接，气缸由储气罐供气进行驱动；工作时，阻风板54的设置，保证了螺旋桨4可以稳定的转动，从而提高工作的稳定性；同时，通过气缸的伸缩可以改变阻风板54的倾斜角度，从而控制气流吹动螺旋桨4转动的速度，从而控制转轴3带着搅动柱6转动的速度，进而改变喷料的频率，以及喷药的药量，进一步提高装置的适用范围；空气进入螺旋桨保护壳5内后，空气从出风口51进入储气罐进行储存,储存的空气用于驱动气缸的升降，节约资源。

如图3所示，所述搅动柱6为两段，两段搅动柱6之间通过二号弹簧10连接，搅动柱6为金属板，搅动柱6外侧缠绕有通电线圈；工作时，通过将搅动柱6设置成两段，两段搅动柱6之间用弹簧连接，使得搅动柱6在靠近或即将脱离滑竿83时，搅动柱6有一个预先吸引而发生弯曲，保证滑竿83产生足够的位移，保证喷药箱81吸入的农药量，从而提高农药喷洒的效果；同时，通过增设的通电线圈与金属的搅动柱6形成电磁铁，加强了搅动柱6对滑竿83的吸引效果，同时通过改变通电线圈通入的电流大小，改变搅动柱6对滑竿83的吸引的力度，从而改变喷药箱81吸入的农药量，可根据不同的使用环境，改变农药喷洒的药量，提高装置的适用范围。

如图4所示，所述一号弹簧84的上部为锥形弹簧，一号弹簧84的下部为圆柱弹簧，一号弹簧84位于两个进药通道9之间，一号弹簧84下部上设有刷毛87，刷毛87水平设置在进药通道9的上方；工作时，由于一号弹簧84的上部为锥形弹簧，使得滑竿83在一号弹簧84的弹力作用下回缩的时候可以最大限度的将喷药箱81内的农药喷出，保证农药喷洒作用在植物上的效果；同时，一号弹簧84的下部为圆柱弹簧，圆柱弹簧保证了滑竿83工作时的稳定性，同时利用圆柱弹簧簧圈与簧圈之间的挤压，搅动农药，避免沉积物通过滑竿83带入喷药箱81，引起喷药箱81的堵塞，影响农药喷洒工作的稳定性；与此同时圆柱弹簧的抖动带动刷毛87搅动进药通道9的上方农药，避免沉积物落入进药通道9，影响喷药箱81吸入农药的量，进一步保证农药喷洒的效果。

如图3所示，所述搅动柱6上靠近二号弹簧10的一侧设有凹槽11；所述凹槽11内设有截面形状为t形的凸台12；所述二号弹簧10的两端连接在t形的凸台12上；工作时，通过将二号弹簧10旋在t形的凸台12内进行二号弹簧10圈数的调整，从而改变二号弹簧10的伸长量，进而改变搅动板吸引滑竿83时的偏移量，同时，二号弹簧10便于跟换，通过更换不同型号的二号弹簧10，改变二号弹簧10的弹力、伸长量，进而可以实现改变喷药箱81吸入农药的药量，进一步提高装置的适用范围。

如图5所示，所述喷嘴85包括喷液管851、钢球852、螺纹杆853和排液扇854；所述喷液管851内设有连通喷药箱81的喷液通道855，喷液管851的下端设有向喷液管851内凸起的平台，喷液管851的底部设有若干喷孔856；所述喷液通道855的上部直径比下部直径小1-2mm，喷液通道855的上部和下部之间通过倒斜角过渡，喷液通道855中部设有固定环；所述钢球852设置在喷液通道855内倒斜角的位置，钢球852与固定环之间连接有三号弹簧；所述螺纹杆853连接在钢球852下端；所述排液扇854的内圈设有与螺纹杆853啮合的齿形结构，排液扇854转动连接在平台上端；工作时，农药从喷药箱81通过喷嘴85喷出，农药顶开钢球852，钢球852带着螺纹杆853向下滑动，利用丝杆螺母的运动原理，使得螺纹杆853向下滑动的时候，带动排液扇854旋转，从而将农药从喷液管851底部的喷孔856喷出，农药喷完后钢球852在三号弹簧的弹力作用下恢复原位，保证工作稳定进行；通过利用排液扇854转动加压，保证农药喷出的压力，保证农药的覆盖范围，提高农药作用在植物上的效果。

具体工作方式：

工作时，人工操作无人机对农田进行农药喷洒，利用无人机飞行时产生的气流推动螺旋桨4转动，使得螺旋桨4驱动转轴3带着转轴3上的搅动柱6搅动农药放置箱2中农药，避免了农药配置时药粒未充分溶解，或是冬日喷洒农药时由于温度较低发生沉降问题，从而导致的农药药效降低，影响农药对植物起到的作用；利用搅动柱6上的一号磁铁7与滑竿83上的二号磁铁86相互吸引，并在一号弹簧84对滑竿83的约束作用下，使得滑竿83带着活塞82向上移动，从而将农药放置箱2内的农药通过进药通道9吸入喷药箱81内，随着转轴3的转动，搅动柱6远离对应的滑竿83，滑竿83在一号弹簧84的弹力作用下向下滑动，从而挤压喷药箱81内的农药，使农药从喷嘴85喷出，由于若干个搅动柱6交错设置，使得每个排料装置8之间形成间歇喷洒农药，一方面，避免了喷洒农药时，喷出的农药覆盖区域重叠较多，造成浪费；另一方面，有效提高农药覆盖植物的面积，提高农药作用在植物上的效果；并且，根据无人机的移动速度，螺旋桨4上产生的气流流速不同，使得转轴3带动搅动柱6转动的速度不同，从而改变搅动柱6吸引滑竿83上移的时间，从而改变喷料的频率，以及喷药的药量，适用于多种农田的农药喷洒，提高装置的适用范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“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保护范围的限制。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。