一种新型植保无人机的结构布局及控制方式的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体为一种植保无人机结构布局及控制方式。


背景技术：

2.近几年，农业智能化的发展进程逐步加快，植保无人机对于农业的发展起到推波助澜的作用，起到节约时间，节省人工劳动力，减少资源的损耗等实质性效果，为了实现功能化的最大化，植保无人机也在一步步地改进。
3.现有的植保无人机大多应用于低矮的农作物，如水稻、小麦、棉花等，对较高的农作物如玉米和植株更高和枝叶繁茂的果树的应用效果不佳。主要由于现有植保无人机的风场穿透性不足，导致喷洒药液穿透力不够，难以到达高杆作物和果树的中下部，同时造成严重的药液飘移；以及风场穿透性随载荷变化和飞行姿态调整地变化大，导致喷洒药液不均匀，影响施药效果。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种新型植保无人机的结构布局及控制方式，旨在提高植保无人机风场的穿透性和均匀性，实现风场穿透性的按需调节，以便提高植保无人机进行低矮作物、高杆作物和果树喷洒时药液的穿透性和降低药液的漂移。
5.本发明涉及的植保无人机结构布局包括：机体、前后旋翼电机、中间旋翼电机、中间旋翼、前后旋翼、前后机臂、中间机臂和喷头。其特征是：前后旋翼安装在前后旋翼电机上，前后旋翼电机安装在前后机臂上，前后机臂与机体相连，中间旋翼安装在中间旋翼电机上，中间旋翼电机安装在中间机臂上，中间机臂与机体相连，喷头安装于中间旋翼电机的下方。
6.进一步地，中间旋翼可采用双叶桨或多叶桨，使得中间旋翼产生穿透性强的风场。
7.进一步地，喷头安装在中间旋翼电机的下方，可根据需求安装一个或多个。
8.本发明涉及的植保无人机控制方法为：前后旋翼参与无人机的姿态控制，中间旋翼根据风场的需求情况参与无人机姿态控制或保持一定转速以提供稳定、穿透性可调和穿透性强的风场。
9.进一步地，中间旋翼在喷头不喷洒时根据最低能耗状态选择参与无人机姿态控制或不参与姿态控制，使得无人机在满足飞行要求的情况下以最低能耗飞行，以降低能耗。根据喷洒作物的风场穿透性需求，中间旋翼在喷洒作业时部分参与无人机姿态控制(即中间旋翼保证风场穿透性的前提下，保持转速在一定范围内变动)或完全不参与姿态控制(即中间旋翼保持固定的转速)，使得中间旋翼的风场不会随载荷变化和飞行姿态的调整而大幅波动，以实现喷洒作业时喷头所在处风场的稳定性好、穿透性可调和穿透性强。
10.本发明的优点为：通过旋翼的布局及搭配和控制方法改变植保无人机由于载荷变化大和飞行姿态调整而造成的风场不均匀性和提高喷头所在处风场的穿透性，从而提高植保无人机对低矮作物、高杆作物和果树喷作业时药液的穿透性和降低药液的漂移。
附图说明
11.图1结构布局俯视图。
12.图2结构布局侧视图。
13.图3中间旋翼方式一。
14.图4中间旋翼方式二。
15.图5控制方式方框图。
16.图中：1.前后旋翼电机2.前后旋翼3.机体4.中间旋翼5.中间旋翼电机6.前后机臂7.中间机臂8.喷头。
具体实施方式
17.下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于此。
18.如图1所示，本发明所提到的结构布局包括：机体3、安装在机体3上的前后机臂6、安装在机体3上的中间机臂7、安装在前后机臂6上的前后旋翼电机1、安装在前后旋翼电机1上的前后旋翼2、安装在中间机臂7上的中间旋翼电机5。
19.如图2所示，喷头8安装在中间旋翼电机5的下方，图中所示为单个喷头的安装方式，也可根据需求安装多个喷头。
20.如图3和图4所示，中间旋翼4可采用三叶桨和四叶桨或更多桨叶的桨，以便产生穿透性强的风场的前提下，适当减小中间旋翼4直径，使得无人机结构更紧凑。
21.如图5所示，控制方式为：中间旋翼4在喷头8不喷洒时根据最低能耗状态选择参与无人机姿态控制或不参与姿态控制，使得无人机在满足飞行要求的情况下以最低能耗飞行，以降低能耗。根据喷洒作物的风场穿透性需求，中间旋翼4在风场穿透性需求不高时部分参与无人机姿态控制(即中间旋翼4在保证风场穿透性的前提下，保持转速在一定范围内变动)，在风场穿透性需求高时完全不参与姿态控制(即中间旋翼4保持固定的转速)，以保证喷洒作业时喷头8所在处风场的穿透性及稳定性。
22.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种新型植保无人机的结构布局及控制方式，所述结构布局和控制方式包括机体、前后旋翼电机、中间旋翼电机、中间旋翼、前后旋翼、前后机臂、中间机臂和喷头，其特征是：前后旋翼安装在前后旋翼电机上，前后旋翼电机安装在前后机臂上，前后机臂与机体相连，中间旋翼安装在中间旋翼电机上，中间旋翼电机安装在中间机臂上，中间机臂与机体相连，喷头安装于中间旋翼电机的下方，前后旋翼参与无人机的姿态控制，中间旋翼根据风场穿透性需求和能耗情况参与无人机姿态控制或不参与姿态控制。2.根据权利要求1以所述的一种新型植保无人机的结构布局及控制方式，其特征是：当喷洒作物的风场穿透性需求高时，中间旋翼在喷洒作业时完全不参与姿态控制，当喷洒作物的风场穿透性需求不高时，中间旋翼在喷洒作业时部分参与无人机姿态控制。3.根据权利要求1以所述的一种新型植保无人机的结构布局及控制方式，其特征是：中间旋翼在喷头不喷洒时根据最低能耗状态选择参与无人机姿态控制或不参与姿态控制。4.根据权利要求1以所述的一种新型植保无人机的结构布局及控制方式，其特征是：中间旋翼除了用双叶桨也可采用三叶桨和四叶桨或更多桨叶的桨。

技术总结
本发明公开了一种新型植保无人机的结构布局及控制方式。所述结构布局包括：机体、前后旋翼电机、中间旋翼电机、中间旋翼、前后旋翼、前后机臂、中间机臂和喷头。喷头位于中间旋翼电机的下方。控制方式为前后旋翼参与无人机姿态控制，中间旋翼在无人机起飞后根据具体情况调整转速，以提供稳定、穿透性可调和穿透性强的风场。本发明所提供的结构布局及控制方式能提高喷头所在处风场的穿透性及均匀性且可根据喷洒需求调节风场的穿透性，有效提高植保无人机喷洒作业时药液的穿透效果，有效降低药液的漂移现象，可广泛用于植保领域。可广泛用于植保领域。可广泛用于植保领域。


技术研发人员：伍支贤 郭维鹏 王巍
受保护的技术使用者：伍支贤
技术研发日：2020.03.06
技术公布日：2021/9/6