喷雾装置、喷雾系统和植保设备的制作方法

本实用新型涉及植保设备技术领域，具体地，涉及一种喷雾装置、喷雾系统和植保设备。

背景技术：

现有植保无人飞行器的应用场景正不断拓宽，例如可用于大田作物施药、果树喷施、杀蚊防疫等，且未来对精确施药方面的要求将越来越高。而目前植保无人飞行器主要通过离心喷头或液力式喷头进行雾化喷洒，但由于不同生物对雾滴的捕获能力存在差异，只有喷洒出在最佳粒径范围内的雾滴方可获得最佳的防治效果。

例如，在蚊虫防疫领域，起灭杀作用的主要是粒径在50微米以下的极细雾滴，要达到此喷洒要求，对喷头的要求极高，往往需要较大功率和较高的维护成本。而即便喷头的雾化体积中径做到50微米，在雾化出的雾滴群中也仅有50％左右的雾滴的粒径不大于50微米，其余大于50微米的雾滴并未起到杀虫防疫作用，就算是采用雾化性能更优的离心喷头，也难免会喷出少量不符合粒径要求的大雾滴，不仅造成资源浪费，甚至会造成较大的经济损失。例如，曾有果农反映，果实表面在接触到大雾滴后会形成药斑，因此而严重影响到果实的卖相而遭到压价，给果农造成经济损失。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷或不足，本实用新型提供了一种喷雾装置、喷雾系统和植保设备，能够减少不符合喷洒粒径要求的大雾滴的喷出量，提高喷洒雾滴均匀性且减少无效喷洒，从而提高喷雾的沉积均匀性和利用率。

为实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种喷雾装置，所述喷雾装置包括：

雾化喷头，用于喷出雾滴；

雾滴采集单元，包括周向环绕所述雾化喷头设置的外壳罩，所述外壳罩的底部形成有雾滴喷出口，所述外壳罩的底部还设有至少用于回收所述外壳罩的内侧壁上的雾滴的集液槽。

可选地，所述集液槽内设有回液口，所述回液口用于连通向所述雾化喷头供液的储液箱。

可选地，所述回液口的个数不少于3个，多个所述回液口沿周向依次等间隔排布。

可选地，所述外壳罩的外壁设有沿竖向贯通的外壳罩通风孔，所述外壳罩通风孔设置在沿竖向不低于所述雾化喷头的喷洒口的外壳罩外壁区域。

可选地，所述集液槽为所述外壳罩的底沿环形槽，所述集液槽的径向内端壁限定出所述雾滴喷出口。

可选地，所述外壳罩包括用于形成所述集液槽的底沿卷边。

可选地，所述外壳罩包括环绕所述雾化喷头的外壳罩周围板以及设有所述雾滴喷出口和所述集液槽的外壳罩环形底板，所述外壳罩环形底板为内沿端高于外沿端的斜面板且所述外沿端与所述外壳罩周围板的底沿相连。

可选地，所述外壳罩环形底板为能够调节所述雾滴喷出口的大小的可伸缩板，所述雾化喷头包括用于调节雾滴喷出速度的喷头驱动电机。

本实用新型第二方面提供了一种喷雾系统，所述喷雾系统包括储液箱和上述的喷雾装置，所述储液箱包括与所述雾化喷头相连的储液箱出液口。

可选地，所述储液箱还包括与所述集液槽相连的储液箱进液口，所述储液箱沿竖向高于所述集液槽设置，所述喷雾系统还包括设置在所述储液箱进液口与所述集液槽的连接管路中的水泵。

本实用新型第三方面提供了一种采用上述喷雾系统的植保设备。

可选地，所述植保设备为地面行走植保设备且包括设备主体以及设置在所述设备主体的底部的行走元件，所述喷雾装置设置在所述设备主体的侧方和/或下方；

或者，所述植保设备为无人飞行器，所述无人飞行器包括：

机身本体；

多个机臂，分别从所述机身本体沿不同方向外伸；

动力组件，设置在所述机臂的外端；

其中，所述喷雾装置设置于所述机身本体、所述机臂和所述动力组件中的至少一者的下方。

在本实用新型中，当雾化喷头侧向喷出雾滴后，符合喷洒粒径要求的小雾滴由于质量较小而具有较小动能，因此能够在空气阻力作用下更快地减速以从雾滴喷出口喷出，从而实现对靶标物的喷洒。而不符合喷洒粒径要求的大雾滴由于质量较大而具有较大动能，因此受空气阻力的影响较小而具有更大的喷洒行程，从而能够喷洒到外壳罩的内侧壁上并在自身重力作用下顺流至集液槽中，进而避免从雾滴喷出口喷出，因此提高了喷洒雾滴的均匀性和减少无效喷洒，即有效提高喷雾的沉积均匀性和利用率。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的具体实施方式中的喷雾系统的示意图；

图2为本实用新型的具体实施方式中的雾滴采集单元的主视图；

图3为图2中的雾滴采集单元的剖视图b-b；

图4为图3中的雾滴采集单元的仰视图；

图5为图3中的雾滴采集单元的俯视图；

图6为图2中的雾滴采集单元的另一剖视图b-b；

图7为图6中的雾滴采集单元的仰视图；

图8为本实用新型的具体实施方式中设有外壳罩通风孔的雾滴采集单元的主视图；

图9为图8中的雾滴采集单元的俯视图；

图10为图8中的雾滴采集单元的仰视图；

图11为本实用新型的具体实施方式中的地面行走植保设备的示意图；

图12为本实用新型的具体实施方式中的无人飞行器的示意图。

附图标记说明：

100喷雾系统200地面行走植保设备

300无人飞行器

11雾化喷头12雾滴采集单元

13储液箱14水泵

15大雾滴16小雾滴

21设备主体22行走元件

31机身本体32机臂

33动力组件

121外壳罩122雾滴喷出口

123集液槽124回液口

125外壳罩通风孔126底沿卷边

127外壳罩周围板128外壳罩环形底板

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

下面参考附图描述根据本实用新型的喷雾装置、喷雾系统和植保设备。

如图1至图10所示，本实用新型的第一示例性实施例提供了一种喷雾装置，该喷雾装置包括用于侧向(或其他方向)喷出雾滴的雾化喷头11，雾滴在喷出后能够在重力作用下洒落至靶标物上，例如，雾化喷头11可以是离心喷头，雾滴能够从该离心喷头的喷盘边缘水平喷出。根据作业场景的不同，可相应调节雾化喷头11的转速等参数以调节喷出雾滴的粒径大小，且根据靶标物对雾滴的捕获能力，可以确定出能够被靶标物捕获的雾滴的粒径大小范围。以大田作物施药、果树喷施、杀蚊防疫等属于植保领域的作业场景为例，能够被靶标物捕获的雾滴的粒径大小存在粒径上阈值，即粒径大小不大于该粒径上阈值的小雾滴16能够被靶标物捕获，符合喷洒粒径要求，而粒径大小大于该粒径上阈值的大雾滴15则无法被靶标物捕获，不符合喷洒粒径要求，因此可将大雾滴15的喷洒视为无效喷洒，即无法获得预期的喷洒效果，在一定情形下甚至会产生不利影响。

为减少在实际喷洒过程中大雾滴15的喷出量，本示例性实施例中的喷雾装置还设有用于采集大雾滴15的雾滴采集单元12。其中，雾滴采集单元12包括外壳罩121，该外壳罩121周向环绕雾化喷头11设置以阻断从雾化喷头11喷出的大雾滴15的原有行程，使得大雾滴15能够被拦截以附着在外壳罩121的内侧壁上或直接落入集液槽123中。

此外，外壳罩121的底部形成有雾滴喷出口122，例如可将雾滴喷出口122设置在外壳罩121的底部中心。且外壳罩121的底部还设有位于雾滴喷出口122的外侧的集液槽123。当雾滴从雾化喷头11侧向喷出后，能够迅速破碎成初速度大小大致相同的大雾滴15和小雾滴16，根据动能定理(ek＝mv²/2)可知，符合喷洒粒径要求的小雾滴16由于质量较小而具有较小动能，因此能够在空气阻力作用下更快地减速以从雾滴喷出口122喷出，从而实现对靶标物的定向喷洒。而不符合喷洒粒径要求的大雾滴15由于质量较大而具有较大动能，因此受空气阻力的影响较小而具有更大的喷洒行程，从而能够喷洒到外壳罩121的内侧壁上并在重力作用下顺流至集液槽123中或直接喷洒落入集液槽123中，进而避免从雾滴喷出口122喷出，因此提高了喷洒雾滴的均匀性和减少无效喷洒，即有效提高喷雾的沉积均匀性和利用率。

对于植保领域或其他应用领域而言，本示例性实施例中的喷雾装置可有效减少雾滴的浪费，且对于果树喷施等具体植保作业类型而言，可避免由于大雾滴15的附着而导致果实上形成药斑，从而避免影响果实的卖相而使果农在销售过程中遭到压价，至少保证在喷施过程中不会给果农带来造成经济损失的可能性。

需要说明的是，为尽量保证全部的小雾滴16均能够从雾滴喷出口122喷出且同时保证全部的大雾滴15均能够被外壳罩121的内侧壁拦截，可根据能够被靶标物捕获的雾滴的粒径上阈值来确定雾滴喷出口122的开口大小。否则，若雾滴喷出口122的开口设置过大，依然会有较多的大雾滴15能够从雾滴喷出口122喷出。若雾滴喷出口122的开口设置过小，则虽然保证能够拦截到全部的大雾滴15，但也不可避免地拦截到较多的小雾滴16，造成小雾滴16的喷洒量减少，从而导致喷洒效率的降低而影响喷洒效果。

在根据粒径上阈值来确定雾滴喷出口122的开口大小时，通常还需要结合雾化喷头11的实际性能(例如转速等能够影响雾滴的喷出初速度的因素)、雾化喷头11与外壳罩121的底端(或者可理解为相当于雾滴喷出口122)之间的竖直距离(雾滴的水平行程与下落时间相关)、实际作业环境中的空气阻力等共同考虑，由于实际中需要考虑的因素和情况较多，此处不作一一列举说明。但应当理解的是，各种具体的根据粒径上阈值来确定雾滴喷出口122的开口大小的方式，或者是其他确定雾滴喷出口122的开口大小的方式，均在本实用新型的构思范围内。

在一种实施例中，集液槽123内设有回液口124。其中，回液口124可被设置为连通向雾化喷头11供液的储液箱13。或者，回液口124可被设置为连通至其他结构，此时雾化喷头11的进液管路分别连通储液箱13和该其他结构，即回液口124的回流与储液箱13的供液相互独立。又或者，回液口124可被设置为直接连通至雾化喷头11以实现回流。因此在本实施例中，通过设置回液口124，可实现大雾滴15的循环利用，从而提高喷雾的利用率。当然，在一些其他的实施例中，也可以不设置回液口124，因此喷雾装置无法对集液槽123中采集到的液体即时加以二次利用，但可留待作业完成后，再对集液槽123中的液体进行回收。

为加快集液槽123中的液体回流速度，可将回液口124的个数优选设置为不少于3个且可将多个回液口124沿周向依次等间隔排布，保证从外壳罩121的内侧壁的不同区域顺流至集液槽123的雾滴能够以较短时间流动至回液口124。例如，参照图4，集液槽123中设有沿周向依次等间隔排布的4个回液口，能够迅速将集液槽123的不同区域中的液体从较近的回液口124排出。

当雾滴喷出口122与靶标物之间的距离较远时，从雾滴喷出口122喷出的小雾滴16容易受到风向、空气阻力等影响而不能实现较为精确的定向喷洒，例如在植保无人飞行器的施药过程中，定向喷洒有时会存在偏差。

因此在一种实施例中，参照图8至图10，对于设置在无人飞行器的动力组件下方的喷雾装置，可在外壳罩121的外壁设置沿竖向贯通的外壳罩通风孔125，且将外壳罩通风孔125设置在沿竖向不低于雾化喷头11的喷洒口的外壳罩外壁区域。可选地，外壳罩通风孔125可设置为多个，且可将多个外壳罩通风孔125设置为沿周向依次等间隔排布且形成为径向辐射状，即参照图8至图10中的外壳罩通风孔125的排布方式。如此，在无人飞行器的飞行过程中，动力组件中的螺旋桨叶产生的向下风场能够通过外壳罩通风孔125，从而加快小雾滴16的向下喷出速度，缩短其到达靶标物所需的时间，减少外界环境(风向、空气阻力等)对定向喷洒的影响，提高定向喷洒的精确性，从而减少喷雾的浪费和提高喷雾利用率。

在一种实施例中，集液槽123被设置为外壳罩121的底沿环形槽，此时被外壳罩121的内侧壁拦截到的大雾滴15能够在顺流至外壳罩121的底沿即流入集液槽123，加上集液槽123具有沿环向延伸的集液腔，因此当集液槽123内设有回液口124时，能够大大缩短雾滴的回流时间。此外，可通过集液槽123的径向内端壁限定出雾滴喷出口122，在此结构下，雾滴喷出口122具有较大的开口，能够在保证小雾滴16喷出且大雾滴15回收的前提下，缩小外壳罩121的外轮廓尺寸，从而节省外壳罩121的制造用料，且减轻喷雾装置的重量，以便于搭载设置在不同的设备上。

进一步地，参照图3、图4和图10，外壳罩121设有用于形成集液槽123的底沿卷边126，即通过设置底沿卷边126形成上述的底沿环形槽。由于底沿卷边126的加工难度小，因此可节省生产成本，提高生产效率，且由于结构简单，具有美观性。

在一种实施例中，外壳罩121为向下扩口的锥面罩壳，当然，在其他实施例中还可以将外壳罩121设置为圆柱形等其他形状。

在一种实施例中，参照图6和图7，外壳罩121包括环绕雾化喷头11的外壳罩周围板127以及设有雾滴喷出口122和集液槽123的外壳罩环形底板128。在雾化喷头11的喷洒过程中，质量相对较大的大雾滴15被外壳罩周围板127的内侧壁拦截，而质量相对较小的大雾滴15行程较短，因此是被外壳罩环形底板128的内侧壁拦截。更具体地，外壳罩环形底板128为内沿端高于外沿端的斜面板且外沿端与外壳罩周围板127的底沿相连，集液槽设置在外壳罩121的底沿。因此，被外壳罩周围板127的内侧壁拦截的大雾滴15能够在重力作用下顺流至集液槽123中，而被外壳罩环形底板128的内侧壁拦截的大雾滴15能够沿斜面顺流至集液槽123中，从而实现对各区域的大雾滴15的采集回收。

进一步地，为了使雾滴采集单元12的通用性更好，可将外壳罩环形底板128设置为能够调节雾滴喷出口122的大小的可伸缩板。例如，当雾化喷头11喷出的雾滴的粒径上阈值较大时，可将外壳罩环形底板128向外收缩以将雾滴喷出口122的开口扩大，保证粒径不大于该粒径上阈值的小雾滴16均能够从雾滴喷出口122喷出。当雾化喷头11喷出的雾滴的粒径上阈值较小时，则可将外壳罩环形底板128向内伸展以将雾滴喷出口122的开口缩小，以避免大雾滴15从雾滴喷出口122喷出。

另外，也可以将雾化喷头11设置为能够调节雾滴的喷出速度以提高通用性，例如，在雾化喷头11中设置用于调节雾滴喷出速度的喷头驱动电机。基于此设置，当需要将喷雾装置应用在不同的作业场景时，无须更换雾化喷头11，只需更换具有不同雾滴喷出口122大小的雾滴采集单元12，并调节雾化喷头11的雾滴喷出速度即可。进一步地，在外壳罩环形底板128也同时被设置为上述可伸缩板的情况下，则无须更换雾化喷头11和雾滴采集单元12，只要通过适应性地调节雾化喷头11的雾滴喷出速度以及雾滴喷出口122的开口大小即可。

参照图1，本实用新型的第二示例性实施例提供了一种喷雾系统100，该喷雾系统100包括储液箱13和上述的喷雾装置。其中，储液箱13的储液箱出液口与雾化喷头11相连以用于向雾化喷头11供液，储液箱13的储液箱进液口可与集液槽123相连以用于将集液槽123内的液体导入至储液箱13中。

换言之，本示例性实施例中的喷雾系统100能够对雾滴采集单元12所采集到的大雾滴16加以二次利用，以减少喷雾的浪费，从而有效提高喷雾的利用率。

需要说明的是，储液箱13内的小部分流体来自于集液槽123且大部分流体为从外部直接添加。在一种实施例中，储液箱13内的全部流体均可通过上述储液箱进液口流入，即小部分流体和大部分流体通过同一个进液口流入至储液箱13内。或者，在另一种实施例中，储液箱13内的小部分流体从上述储液箱进液口流入，而大部分流体则从储液箱13的其他进液口流入，即小部分流体和大部分流体分别通过不同的进液口流入至储液箱13内。

在一种实施例中，储液箱13沿竖向高于集液槽123设置，为了保证集液槽123内的液体能够回流至储液箱13，在喷雾系统100中设置位于储液箱进液口与集液槽123的连接管路中的水泵14，以此提供回流动力。

当然，储液箱13也可沿竖向不高于集液槽123设置。当储液箱13沿竖向平齐于集液槽123设置时，同样需要在储液箱进液口与集液槽123的连接管路中设置水泵14以提供回流动力。当储液箱13沿竖向低于集液槽123设置时，集液槽123内的流体可在重力作用下自动回流至储液箱13，因此可不必在储液箱进液口与集液槽123的连接管路中设置水泵，但为了加快管内流体的回流速度，也可设置水泵14。

更具体地，储液箱出液口与雾化喷头11的连接管路中设有水泵14，以驱动管内流体以一定流速流向雾化喷头11，从而确保雾化喷头11能够正常工作且实现均匀雾化。

此外，本实用新型的第三示例性实施例提供了一种采用上述的喷雾系统100的植保设备，该植保设备具有上述的喷雾装置和喷雾系统100所具备的全部优点，此处不再重复赘述。

在一种实施例中，参照图11，植保设备为地面行走植保设备200。该地面行走植保设备200包括设备主体21以及设置在设备主体21的底部的行走元件22(例如可以是移动轮、履带等)。其中，喷雾装置可设置在设备主体21的侧方和/或下方，即喷雾装置可以只设置在设备主体21的侧方，或者只设置在设备主体21的下方，又或者同时设置在设备主体21的侧方和下方。如此，在地面行走植保设备200的行进过程中，喷雾装置可沿途喷洒雾滴，以实现高效作业。

在另一种实施例中，参照图12，植保设备为无人飞行器300。该无人飞行器300包括机身本体31、分别从机身本体31沿不同方向外伸的多个机臂32以及设置在机臂32的外端的动力组件33，该动力组件33包括螺旋桨叶和用于驱动螺旋桨叶旋转的电机。其中，喷雾装置设置于机身本体31、机臂32和动力组件33中的至少一者的下方。在无人飞行器300的飞行作业过程中，喷雾装置能够向下喷出雾滴以对大田作物施药、对果树喷施或进行杀蚊防疫等。

另外需要说明的是，本实用新型第一示例性实施例中的喷雾装置和本实用新型第二示例性实施例中的喷雾系统100还可以应用于除植保领域以外的其他领域，例如可应用于喷洒清洗、空气净化等领域，即不限制具体应用领域。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。