一种适用于多障碍物区域作业的植保无人机的制作方法

1.本技术涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种适用于多障碍物区域作业的植保无人机。


背景技术：

2.植保无人机，又名无人飞行器，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。
3.目前，大部分植保无人机不具备多角度观察防撞保护的功能，且防撞保护性能较差，由于植保无人机飞行环境多样且不确定性高，尤其在电线杆和高大植物较多的地区工作时，很容易撞到电线杆等障碍物上，对植保无人机造成损坏，使用安全性低，需要工作人员时刻注意飞行环境，增加了工作负担，且工作效率低下。


技术实现要素：

4.本技术提供一种适用于多障碍物区域作业的植保无人机，以改善上述问题。
5.本发明具体是这样的：一种适用于多障碍物区域作业的植保无人机，包括无人机主体，所述无人机主体的周侧表面设置有不少于两个的保护气囊，所述保护气囊通过固定环固定设置在无人机主体上，所述保护气囊的厚度范围在2—3毫米之间，且所述保护气囊内填充有氦气，所述无人机主体的下表面均匀地设置有四组观察机构，且所述无人机主体的下表面安装有清洁机构，所述无人机主体中部分别设置有固定架和固定药箱，固定架固定设置在固定药箱的上表面。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述观察机构包括固定设置在无人机主体下表面的四个电机架，四个电机架以无人机主体的几何中心为圆心等角度分布，电机架的下表面安装有伺服电机，伺服电机的输出轴穿过电机架并与主动齿轮连接，所述无人机主体的下表面转动设置有从动齿轮，所述从动齿轮与主动齿轮相互啮合，所述从动齿轮的下表面固定设置有转动柱，转动柱的端部安装有转动座，所述转动座的侧表面开设有安装槽，所述安装槽内固定安装有测距传感器。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述从动齿轮的侧表面对称设置有两个限位挡板，两个限位挡板将从动齿轮的转动角度限定在220度以内。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述清洁机构包括固定设置在无人机主体下表面靠近测距传感器处的安装杆，安装杆的端部设置有安装架，安装架由两个弧形板组成，且安装架的侧面形状为“工”字形，安装架的上表面对称开设有两个弧形安装槽，安装槽内安装有弹性板，弹性板的两端卡接在安装槽内，且所述弹性板的内侧表面粘接有清洁布。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述固定药箱的上表面设置有进药筒，所述进药筒的周侧表面均匀开设有进药口，所述固定架内设置有安装药箱，所述安装药箱的下表面开设有与进药筒对应的进口，所述安装药箱的内部上表面设置有固定筒，固定筒设置在
进口外侧，且固定筒的内侧圆周线与进口的圆周线相互重合，固定筒的侧表面对称开设有两个进药孔，进药筒穿入固定筒后进药口与进药孔重合。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述固定筒内侧滑动设置有滑动柱，所述固定筒的上表面对称开设有两个方形槽，所述滑动柱的侧表面对称设置有两个滑条，滑条在方形槽内滑动设置，所述安装药箱的内部下表面固定设置有固定柱，所述滑动柱的上表面开设有滑槽，滑动柱通过滑槽滑动套接有固定柱外侧，且所述滑槽内设置有压簧，压簧的顶部与固定柱的底端连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述进药筒的顶端部分为圆台状。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述固定药箱的下表面两侧对称设置有两组出药管，所述出药管的端部固定设置有出药喷头，所述固定药箱内设置有水泵，水泵的出液端与出药管连通。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述滑动柱的下表面固定设置有密封块，所述密封块在进口内侧滑动设置。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述固定架的上表面对称地固定设置有两个固定杆，固定杆外侧转动设置有t形的转动挡板。
15.本发明的有益效果是：
16.1、本发明示例的适用于多障碍物区域作业的植保无人机，通过防撞环和保护气囊分别对旋翼和无人机主体部分进行防撞保护，提高了防撞保护性能，保证了工作安全性，同时通过设置在四个方向上的四组观察机构可以智能检测周边环境，且观察机构的测距传感器可以在伺服电机、主动齿轮及从动齿轮等的带动下旋转，实现对周边不同角度环境的巡检，可以随时观察周围环境并经过无人机主体的处理器计算分析判断是否安全，提高了自动化程度，适用于电线杆或高大植物、障碍物较多的地区作业，减轻了工作人员的工作负担，提高了工作效率，同时进一步提高了使用安全性。
17.2、本发明示例的适用于多障碍物区域作业的植保无人机，保护气囊至少设置有两个，两个以上的保护气囊单独供气，可以对无人机主体的周侧起到防撞保护的作用，同时避免一个保护气囊破损时或影响其他保护气囊，尽一步提高了保护作用。
18.3、本发明示例的适用于多障碍物区域作业的植保无人机，通过充入保护气囊内轻于空气的惰性气体，可以使保护气囊在起到保护作用的同时提升一定的浮力，减少电力消耗的压力，提高了无人机的续航能力。
19.4、本发明示例的适用于多障碍物区域作业的植保无人机，测距传感器在转动巡检的过程中，每次转动到安装架的两端内侧时，其检测端都会与弹性板上的清洁布摩擦接触，通过清洁布可以去除测距传感器检测端在环境中沾染的灰尘等杂质及喷洒的农药等，在对测距传感器起到保护作用的同时避免了其检测端因复杂环境沾染的杂质而影响检测精确性。
20.5、本发明示例的适用于多障碍物区域作业的植保无人机，安装药箱放置在固定架上时，进药筒通过进口穿入固定筒内，
21.此时进药筒顶住密封块，通过密封块使滑动柱向上移动，滑动柱在固定柱外侧移动，安装药箱完全放入到固定架内侧后进药筒也进入到固定筒内，进药口与进药孔重合，安装药箱内的药液从进药孔和进药口排入到进药筒，之后进入到固定药箱内，便于后续的喷
洒，这样的设计可以在添加药液时只需要更换安装药箱即可，更换方便，对接简单，提高了工作效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本技术提供的适用于多障碍物区域作业的植保无人机的结构示意图；
24.图2为本技术提供的适用于多障碍物区域作业的植保无人机翻转后的结构示意图；
25.图3为本技术提供的适用于多障碍物区域作业的植保无人机取下安装药箱后的结构示意图；
26.图4为本技术提供的适用于多障碍物区域作业的植保无人机观察机构的结构示意图；
27.图5为本技术提供的适用于多障碍物区域作业的植保无人机弹性板的结构示意图；
28.图6为本技术提供的适用于多障碍物区域作业的植保无人机安装药箱的局部截面结构示意图；
29.图7为本技术提供的适用于多障碍物区域作业的植保无人机安装药箱的内部结构示意图。
30.图标：1无人机主体、2连杆、3旋翼、4连接架、5防撞环、6固定环、7保护气囊、8起落架、9观察机构、10电机架、11伺服电机、12主动齿轮、13从动齿轮、14限位挡板、15转动柱、16转动座、17测距传感器、18安装杆、19安装架、20弹性板、21清洁布、22固定架、23安装药箱、24进药筒、25进药口、26出药管、27出药喷头、28加药管、29加药盖、30转动提手、31海绵橡胶套、32固定筒、33进药孔、34滑动柱、35滑条、36固定柱、37滑槽、38压簧、39密封块、40进口、41固定药箱、42固定杆、43转动挡板。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
35.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.请参阅图1
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7，本技术提供一种适用于多障碍物区域作业的植保无人机，包括无人机主体1，所述无人机主体1的下表面对称设置有两个起落架8，无人机主体1的四角处均匀地固定设置有连杆2，连杆2上设置有旋翼3，旋翼3与无人机主体1内相应的驱动机构连接，所述连杆2的端部固定设置有连接架4，连接架4的顶端安装有半圆环形的防撞环5，所述防撞环5设置在旋翼3外侧，防撞环5用于对旋翼3起保护作用，防止无人机在飞行过程中旋翼3与电线杆等障碍物直接接触而被损坏，同时可以降低与植物缠绕的可能性。
38.所述无人机主体1的周侧表面设置有不少于两个的保护气囊7，保护气囊7至少设置有两个，两个以上的保护气囊7单独供气，可以对无人机主体1的周侧起到防撞保护的作用，同时避免一个保护气囊7破损时或影响其他保护气囊7，尽可能提高保护作用，所述保护气囊7通过固定环6固定设置在无人机主体1上，所述保护气囊7的厚度范围在2—3毫米之间，保证了保护气囊7的质量，且所述保护气囊7内填充有氦气，通过充入轻于空气的惰性气体，可以使保护气囊7在起到保护作用的同时提升一定的浮力，减少电力消耗的压力，提高了无人机的续航能力。
39.所述无人机主体1的下表面均匀地设置有四组观察机构9，所述观察机构9包括固定设置在无人机主体1下表面的四个电机架10，四个电机架10以无人机主体1的几何中心为圆心等角度分布，电机架10的下表面安装有伺服电机11，伺服电机11的输出轴穿过电机架10并与主动齿轮12连接，所述无人机主体1的下表面转动设置有从动齿轮13，所述从动齿轮13与主动齿轮12相互啮合，所述从动齿轮13的下表面固定设置有转动柱15，转动柱15的端部安装有转动座16，所述转动座16的侧表面开设有安装槽，所述安装槽内固定安装有测距传感器17，伺服电机11在控制器的控制下转动，具有很高的精确度，可以避免过度转动损坏主动齿轮12和从动齿轮13，在障碍物较多的地区飞行过程中，伺服电机11通过主动齿轮12带动从动齿轮13转动，从动齿轮13通过转动柱15带动转动座16及测距传感器17转动，在一定的角度范围内循环检测安全距离内是否有异物出现，提高了防撞保护性能，保证了植保无人机在该地区的正常工作。
40.所述无人机主体1的下表面靠近测距传感器17处安装有清洁机构，所述清洁机构包括固定设置在无人机主体1下表面的安装杆18，安装杆18的端部设置有安装架19，安装架19由两个弧形板组成，且安装架19的侧面形状为“工”字形，安装架19的上表面对称开设有
两个弧形安装槽，安装槽内安装有弹性板20，弹性板20的两端卡接在安装槽内，且所述弹性板20的内侧表面粘接有清洁布21，测距传感器17在转动巡检的过程中，每次转动到安装架19的两端内侧时，其检测端都会与弹性板20上的清洁布21摩擦接触，通过清洁布21可以去除测距传感器17检测端在环境中沾染的灰尘等杂质及喷洒的农药等，在对测距传感器17起到保护作用的同时避免了其检测端因复杂环境沾染的杂质而影响检测精确性。
41.所述无人机主体1中部分别设置有固定架22和固定药箱41，固定架22固定设置在固定药箱41的上表面，固定药箱41的上表面设置有进药筒24，所述进药筒24的周侧表面均匀开设有进药口25，所述固定架22内设置有安装药箱23，所述安装药箱23的下表面开设有与进药筒24对应的进口40，所述安装药箱23的内部上表面设置有固定筒32，固定筒32设置在进口40外侧，且固定筒32的内侧圆周线与进口40的圆周线相互重合，固定筒32的侧表面对称开设有两个进药孔33，进药筒24穿入固定筒32后进药口25与进药孔33重合，所述进药筒24的顶端部分为圆台状，在安装药箱23放置到固定架22内侧时，进药筒24更加方便准确进入到固定筒32内，所述固定筒32内侧滑动设置有滑动柱34，所述固定筒32的上表面对称开设有两个方形槽，所述滑动柱34的侧表面对称设置有两个滑条35，滑条35在方形槽内滑动设置，所述安装药箱23的内部下表面固定设置有固定柱36，所述滑动柱34的上表面开设有滑槽37，滑动柱34通过滑槽37滑动套接有固定柱36外侧，且所述滑槽37内设置有压簧38，压簧的顶部与固定柱36的底端连接，所述滑动柱34的下表面固定设置有密封块39，所述密封块39在进口40内侧滑动设置，密封块39进一步提高了安装药箱41的密封性能，安装药箱41放置在固定架22上时，进药筒24通过进口40穿入固定筒32内，此时进药筒24顶住密封块39，通过密封块39使滑动柱34向上移动，滑动柱34在固定柱36外侧移动，安装药箱41完全放入到固定架22内侧后进药筒24也进入到固定筒32内，进药口25与进药孔33重合，安装药箱41内的药液从进药孔33和进药口25排入到进药筒24，之后进入到固定药箱41内，便于后续的喷洒，这样的设计可以在添加药液时只需要更换安装药箱23即可，更换方便，对接简单，提高了工作效率。
42.优选的，所述从动齿轮13的侧表面对称设置有两个限位挡板14，两个限位挡板14将从动齿轮13的转动角度限定在220度以内，用于对从动齿轮13即测距传感器17进行限位，防止测距传感器17过度旋转而损坏线路，同时由于四个方向中均设置有一个测距传感器17，转动角度的限定不会影响检测的准确性。
43.优选的，所述固定药箱41的下表面两侧对称设置有两组出药管26，所述出药管26的端部固定设置有出药喷头27，所述固定药箱41内设置有水泵，水泵的出液端与出药管26连通，水泵将固定药箱41内的药液通过出药管26从出药喷头27喷洒出来，所述出药喷头27倾斜设置，出药喷头27的喷药方向与水平线的夹角为50—60度，优选45度，可以尽量避免出药时喷洒出的药液沾染到无人机及其他部件上，延长了设备的使用寿命。
44.优选的，所述安装药箱23的上表面设置有加药管28，所述加药管28上螺纹连接有加药盖29，通过加药管28向安装药箱23内加药，在无人机携带另一个安装药箱23洒药时添加，操作简单，使用方便。
45.优选的，所述安装药箱23的上表面安装有转动提手30，转动提手30的外侧套接有海绵橡胶套31，便于拿取安装药箱23，更加方便更换，且海绵橡胶套31防滑、吸汗，手感舒适。
46.优选的，所述固定架22的上表面对称地固定设置有两个固定杆42，固定杆42外侧转动设置有t形的转动挡板43，将安装药箱23安装到固定架22内侧后，通过转动挡板43即可固定好安装药箱23，操作简单，使用方便，当需要添加药液时，无人机降落后转动两个转动挡板43，通过转动提手30直接将安装药箱23取下即可，大大提高了工作效率，减少了植保无人机的空窗期。
47.无人机主体1内设置有相应的驱动机构、控制器(单片机)、内置蓄电池等，伺服电机11、测距传感器17和水泵泵及无人机的驱动机构等均由无人机的控制模块控制开关，均由无人机内置的蓄电池供电，其具体结构、安装方式和工作原理等均为现有技术，在此不再详述。
48.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。