一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的制作方法

1.本发明涉及静电喷雾技术领域，尤其涉及一种可规划路径的无人机静电喷雾装置。


背景技术：

2.由于种植密度大，机械化防治很难实现，无人机最大特点就是作业灵活、地形适应性好，它可以适应丘陵、山区、坡地等复杂地形，而且无人机的低速作业条件、旋翼产生向下气流可非常适合应用于农业病虫害防治。
3.而静电喷雾则为通过高压静电发生装置使喷出的雾滴带电的喷雾方法，利用带电雾滴与大地电位差实现喷雾，可以增加喷雾效果。
4.经检索，中国专利公开号为cn107244417a的专利，公开了无人机静电喷雾系统，包括支撑架、蓄电池、静电高压发生电源、电动液泵、药箱、静电喷头和两侧喷杆；所述静电喷头分两组通过套卡分别固定在无人机两侧喷杆的对称位置上，由喷嘴帽、圆锥形电极、电极支撑座、喷管、垫片、过滤器、旋拧头、溢流阀和喷头体组成。
5.上述专利存在以下不足：其将无人机的相关部件与喷雾装置的相关部件采用一体化综合设计，这就导致无人机与喷雾装置无法灵活的结合与分离，从而使得无人机对喷雾装置或者喷雾装置对无人机的资源长期占用，不利于资源最大化利用。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种可规划路径的无人机静电喷雾装置，包括通过卡扣部可快速连接与脱离的喷雾装置和无人机本体，
9.所述卡扣部包括空腔壳体和空心筒，所述空心筒通过载重轴转动连接于无人机本体的底部，所述空腔壳体固定安装于喷雾装置的顶部，所述空心筒的底部侧壁径向滑动连接有承重滑钩；
10.所述空心筒的顶部下表面的轴线处固定安装有传动轴，承重滑钩与传动轴的相对一侧扣接有弹簧一；
11.所述空心筒的顶部下表面的轴线处固定安装有传动轴，承重滑钩与传动轴的相对一侧扣接有弹簧一；
12.所述承重滑钩的外壁固定安装有钩头，所述空腔壳体的顶部下表面的外围开设有与钩头配合的沟槽。
13.优选地：所述载重轴固定于无人机本体的底部，且载重轴转动连接于空心筒的内部，空心筒通过其内开设的限位槽活动配合于载重轴，载重轴的端面固定安装有限转板，限转板的顶部固定安装有凸起，限位槽的顶部内壁开设有与凸起配合的卡槽，且所述限位槽
的顶部下表面固定有板簧。
14.进一步地：所述喷雾装置包括支撑架、设置于支撑架两侧上表面的药桶以及通过连接架连接于支撑架两侧下表面的静电喷头，所述药桶的底部固定有与药桶内腔连通的电磁阀，电磁阀通过水泵连接于静电喷头。
15.在前述方案的基础上：所述支撑架的底部设置有辅助起升机构，所述辅助起升机构包括固定安装于支撑架底部外壁的“t”型缸体、滑动配合于“t”型缸体横向的活塞一和滑动配合于“t”型缸体纵向的活塞二，所述“t”型缸体位于活塞一、活塞二之间的内腔冲注有液压油，且所述活塞一的两端开设有通孔，通孔通过管路连接于药桶的底部。
16.在前述方案中更佳的方案是：所述活塞二的底部外壁通过活塞杆二连接有起重盘，活塞二与“t”型缸体的底部上表面相对一侧设置有弹簧二。
17.作为本发明进一步的方案：，所述支撑架的底部两侧均通过铰接轴转动连接有支撑腿。
18.同时，所述支撑腿相对支撑架的可转动行程为九十度。
19.作为本发明的一种优选的：所述支撑腿的一侧转动连接有连杆，连杆的另一端转动连接有活塞杆一，活塞杆一固定安装于活塞一的侧壁。
20.同时，所述药桶的内壁固定有多个浮板，浮板将药桶分隔为多个容腔，每个容腔的内壁均滑动配合有浮板。
21.作为本发明的一种更优的方案：所述浮板的外围内壁开设有透水孔。
22.本发明的有益效果为：
23.1.本发明，通过设置卡扣部，其以分别连接于喷雾装置、无人机本体的空腔壳体、空心筒为载体，利用承重滑钩的伸出与收缩可实现空腔壳体与空心筒的结合与分离，从而使得喷雾装置与无人机本体可灵活的结合与分离，降低资源占用情况。
24.2.本发明，通过设置限位柱与螺旋槽，利用利用喷雾装置与无人机本体的高度变化时作为空心筒的旋转驱动，再配合无人机本体的升降速度控制离心力，从而可实现喷雾装置与无人机本体的结合与分离过程无需人工或者另设控制部件控制，增加了装置的自动化和便捷性。
25.3.本发明，通过设置限转板、凸起、卡槽、板簧，既可实现喷雾装置与无人机本体结合与分离过程中的相对转动，也保证了在喷雾装置与无人机本体结合起重状态下的锁止，从而使得喷雾装置无法相对无人机本体转动，保证了搭载的稳定性。
26.4.本发明，通过设置辅助起升机构，利用药液的液面高度产生压强，再利用液压油的压强传递，转化为向下的压力，再利用地面的反作用力辅助除去活塞杆二、起重盘以外的部件起升，从而降低无人机本体的初起重的载荷，降低能耗。
27.5.本发明，通过设置可转动的支撑腿，可在喷雾状态下保证支撑腿的收纳，从而降低风阻的同时也防止干涉静电喷头的喷雾区域，另外支撑腿的收纳与展开的驱动来源于起重盘，利用弹簧二与药液的压力差可实现，在减少动力源布置的同时也增加了装置的同步性。
28.6.本发明，当药桶为空置状态下，浮板与限位环不贴合，随着药液逐渐注入，浮板会逐渐浮起，与限位环贴合，从而将容腔分隔为多个相对“封闭”的容腔，相比传统的布置，可有效地减少水锤效应对药桶的影响，增加整个装置在移动中的姿态稳定性。
附图说明
29.图1为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的整体结构示意图；
30.图2为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的卡扣部分解剖视结构示意图；
31.图3为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的喷雾装置结构示意图；
32.图4为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的管路结构示意图；
33.图5为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的辅助起升机构结构示意图；
34.图6为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的辅助起升机构剖视结构示意图；
35.图7为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的辅助起升机构仰视结构示意图；
36.图8为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的药桶剖视结构示意图；
37.图9为本发明提出的一种可规划路径的无人机静电喷雾装置的空心筒与载重轴配合剖视结构示意图。
38.图中：1-喷雾装置、2-卡扣部、3-无人机本体、4-空腔壳体、5-限位柱、6-传动轴、7-空心筒、8-载重轴、9-弹簧一、10-称重滑钩、11-钩头、12-沟槽、13-螺旋槽、14-传动筒、15-支撑架、16-药桶、17-连接架、18-静电喷头、19-支撑腿、20-辅助起升机构、21-电磁阀、22-水泵、23
‑“
t”型缸体、24-活塞杆一、25-活塞杆二、26-起重盘、27-通孔、28-活塞一、29-活塞二、30-弹簧二、31-液压油、32-连杆、33-铰接轴、34-容腔、35-浮板、36-透水孔、37-限位环、38-限转板、39-凸起、40-卡槽、41-板簧。
具体实施方式
39.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
40.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
41.实施例1：
42.一种可规划路径的无人机静电喷雾装置，如图1-8所示，包括通过卡扣部2可快速连接与脱离的喷雾装置1和无人机本体3。
43.所述卡扣部2包括空腔壳体4和空心筒7，所述空心筒7通过载重轴8转动连接于无人机本体3的底部，所述空腔壳体4通过螺栓固定于喷雾装置1的顶部，所述空心筒7的底部侧壁径向滑动连接有承重滑钩10。
44.所述空心筒7的顶部下表面的轴线处焊接有传动轴6，承重滑钩10与传动轴6的相对一侧扣接有弹簧一9。
45.所述空腔壳体4的底部上表面轴线处焊接有传动筒14，传动筒14的内壁开设有螺旋槽13，且所述传动轴6的外壁焊接有与螺旋槽13配合的限位柱5。
46.所述承重滑钩10的外壁焊接有钩头11，所述空腔壳体4的顶部下表面的外围开设有与钩头11配合的沟槽12。
47.本装置使用时，当处于分离状态下，且需要结合时，无人机本体3携带空心筒7移动至空腔壳体4的顶部，将传动轴6位于传动筒14的正上方，随后缓慢下降，直至限位柱5落入螺旋槽13内，此时限位柱5受到螺旋槽13的限位旋转，带动传动轴6、空心筒7旋转，但是此时由于无人机本体3的下降速度较慢，承重滑钩10所受离心力无法克服弹簧一9的拉力作用，从而仍保持收缩状态，直至空心筒7的底部贴合于空腔壳体4的底部上表面后，无人机本体3快速上升，从而通过螺旋槽13与限位柱5的配合带动空心筒7快速旋转，承重滑钩10的离心力克服弹簧一9的拉力向外侧伸出，直至承重滑钩10的上表面与空腔壳体4的顶部下表面接触，即可进行纵向限位，从而对喷雾装置1进行载升，执行后续喷雾打药作业。
48.当处于结合状态下，且需要分离时，进行将喷雾装置1置于地面后，无人机本体3继续下降一段距离，随后缓慢起升，此时承重滑钩10所受离心力小于弹簧一9的拉力，向内收缩，空心筒7可与空腔壳体4脱离。
49.本装置，通过设置卡扣部2，其以分别连接于喷雾装置1、无人机本体3的空腔壳体4、空心筒7为载体，利用承重滑钩10的伸出与收缩可实现空腔壳体4与空心筒7的结合与分离，从而使得喷雾装置1与无人机本体3可灵活的结合与分离，降低资源占用情况。
50.另外，本装置通过设置限位柱5与螺旋槽13，利用利用喷雾装置1与无人机本体3的高度变化时作为空心筒7的旋转驱动，再配合无人机本体3的升降速度控制离心力，从而可实现喷雾装置1与无人机本体3的结合与分离过程无需人工或者另设控制部件控制，增加了装置的自动化和便捷性。
51.为了解决稳定性问题；如图9所示，所述载重轴8固定于无人机本体3的底部，且载重轴8转动连接于空心筒7的内部，空心筒7通过其内开设的限位槽活动配合于载重轴8，载重轴8的端面焊接有限转板38，限转板38的顶部焊接有凸起39，限位槽的顶部内壁开设有与凸起39配合的卡槽40，且所述限位槽的顶部下表面固定有板簧41。
52.当喷雾装置1与无人机本体3不处于起重状态时，限转板38受到板簧41的弹力，凸起39与卡槽40分离，载重轴8相对空心筒7可自由转动，当喷雾装置1搭载于无人机本体3时，受到重力作用，限转板38将板簧41压缩，凸起39与卡槽40配合，从而限制喷雾装置1与无人机本体3相对转动。
53.通过设置限转板38、凸起39、卡槽40、板簧41，既可实现喷雾装置1与无人机本体3结合与分离过程中的相对转动，也保证了在喷雾装置1与无人机本体3结合起重状态下的锁止，从而使得喷雾装置1无法相对无人机本体3转动，保证了搭载的稳定性。
54.为了解决喷雾问题；如图3、4所示，所述喷雾装置1包括支撑架15、设置于支撑架15两侧上表面的药桶16以及通过连接架17连接于支撑架15两侧下表面的静电喷头18，所述药桶16的底部固定有与药桶16内腔连通的电磁阀21，电磁阀21通过水泵22连接于静电喷头18。
55.可将药液放置于药桶16内，待无人机本体3搭载喷雾装置1移动至喷雾区域后，打开电磁阀21，启动水泵22，将药液输送至静电喷头18处，再对静电喷头18通电，即可进行静电喷雾作业。
56.本实施例在使用时,可将药液放置于药桶16内，需要结合时，无人机本体3携带空
心筒7移动至空腔壳体4的顶部，将传动轴6位于传动筒14的正上方，随后缓慢下降，直至限位柱5落入螺旋槽13内，此时限位柱5受到螺旋槽13的限位旋转，带动传动轴6、空心筒7旋转，但是此时由于无人机本体3的下降速度较慢，承重滑钩10所受离心力无法克服弹簧一9的拉力作用，从而仍保持收缩状态，直至空心筒7的底部贴合于空腔壳体4的底部上表面后，无人机本体3快速上升，从而通过螺旋槽13与限位柱5的配合带动空心筒7快速旋转，承重滑钩10的离心力克服弹簧一9的拉力向外侧伸出，直至承重滑钩10的上表面与空腔壳体4的顶部下表面接触，即可进行纵向限位，从而对喷雾装置1进行载升，同时受到重力作用，限转板38将板簧41压缩，凸起39与卡槽40配合，从而限制喷雾装置1与无人机本体3相对转动，待无人机本体3搭载喷雾装置1移动至喷雾区域后，打开电磁阀21，启动水泵22，将药液输送至静电喷头18处，再对静电喷头18通电，即可进行静电喷雾作业，喷雾结束后，无人机本体3搭载喷雾装置1返航，将喷雾装置1放置于地面，限转板38受到板簧41的弹力，凸起39与卡槽40分离，载重轴8相对空心筒7可自由转动，无人机本体3继续下降一段距离，随后缓慢起升，此时承重滑钩10所受离心力小于弹簧一9的拉力，向内收缩，空心筒7可与空腔壳体4脱离即可。
57.实施例2：
58.一种可规划路径的无人机静电喷雾装置，如图3-6所示，为了解决能耗问题；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述支撑架15的底部设置有辅助起升机构20。
59.所述辅助起升机构20包括通过螺栓固定于支撑架15底部外壁的“t”型缸体23、滑动配合于“t”型缸体23横向的活塞一28和滑动配合于“t”型缸体23纵向的活塞二29，所述“t”型缸体23位于活塞一28、活塞二29之间的内腔冲注有液压油31，且所述活塞一28的两端开设有通孔27，通孔27通过管路连接于药桶16的底部。
60.所述活塞二29的底部外壁通过活塞杆二25连接有起重盘26，活塞二29与“t”型缸体23的底部上表面相对一侧设置有弹簧二30。
61.本实施例在使用时,当药桶16内住满药液后，由于液面高度较大，从而会对底部产生较大的压强，压强通过管路传递至活塞一28的侧壁，从而通过活塞一28挤压液压油31，将压强传递至活塞二29处，在通过活塞杆二25与起重盘26将压强传递至地面，从而受到来自地面的反作用力，而无人机本体3对喷雾装置1的提升位置为支撑架15，从而降低提升时的载荷。
62.本装置，通过设置辅助起升机构20，利用药液的液面高度产生压强，再利用液压油31的压强传递，转化为向下的压力，再利用地面的反作用力辅助除去活塞杆二25、起重盘26以外的部件起升，从而降低无人机本体3的初起重的载荷，降低能耗。
63.实施例3：
64.一种可规划路径的无人机静电喷雾装置，如图7所示，为了解决能耗问题；本实施例在实施例1与2的基础上作出以下改进：所述支撑架15的底部两侧均通过铰接轴33转动连接有支撑腿19，所述支撑腿19相对支撑架15的可转动行程为九十度，即仅能沿竖直状态向内侧转动。
65.所述支撑腿19的一侧转动连接有连杆32，连杆32的另一端转动连接有活塞杆一24，活塞杆一24通过螺栓固定于活塞一28的侧壁。
66.本实施例在使用时：支撑腿19可对装置相对地面进行支撑，并且当喷雾装置1处于非起升状态时，此时由于弹簧二30的弹力作用，活塞一28位于最外侧，通过活塞杆一24与连
杆32使得支撑腿19竖直，当喷雾装置1起升时，随着喷雾装置1起升，活塞杆二25受到液压油31的压力仍相对地面保持不动，从而活塞一28受到药液压力向内侧移动，通过活塞杆一24与连杆32带动支撑腿19向内侧旋转收纳。
67.本装置，通过设置可转动的支撑腿19，可在喷雾状态下保证支撑腿19的收纳，从而降低风阻的同时也防止干涉静电喷头18的喷雾区域，另外支撑腿19的收纳与展开的驱动来源于起重盘26，利用弹簧二30与药液的压力差可实现，在减少动力源布置的同时也增加了装置的同步性。
68.实施例4：
69.一种可规划路径的无人机静电喷雾装置，如图8所示，为了解决能耗问题；本实施例在实施例1-3的基础上作出以下改进：所述药桶16的内壁固定有多个浮板35，浮板35将药桶16分隔为多个容腔34，每个容腔34的内壁均滑动配合有浮板35，且浮板35的外围内壁开设有透水孔36。
70.本实施例在使用时，当药桶16为空置状态下，浮板35与限位环37不贴合，随着药液逐渐注入，浮板35会逐渐浮起，与限位环37贴合，从而将容腔34分隔为多个相对“封闭”的容腔34，相比传统的布置，可有效地减少水锤效应对药桶16的影响，增加整个装置在移动中的姿态稳定性。
71.实施例5：
72.一种可规划路径的无人机静电喷雾装置，所述无人机本体3内置有路径规划模块，所述路径规划模块的路径规划方法包括含有地形图的路径规划方法和无地形图的路径规划方法，所述含有地形图的路径规划方法的地形图包括整个无人机本体3飞行区域的三维环境。
73.所述含有地形图的路径规划方法包括以下步骤：
74.a1：根据地形图选定起点和喷雾区域的始点；
75.a2：根据喷雾区域规划喷雾路径；
76.a3：无人机本体3根据起点和始点，结合地形图的障碍自动规划避障路径；
77.a4：随后执行即可。
78.所述无地形图的路径规划方法包括以下步骤；
79.b1：测量起点和始点的相对位置、具体以及喷雾区域并输入路径规划模块中；
80.b2：无人机本体3根据起点和始点，初步规划直线路径，随后垂直起升；
81.b3：起升至所需高度后，开始沿着规划的直线路径移动，并通过雷达实时探测前方障碍物；
82.b4：当探测至前方障碍物后，进行转弯避障，并在避障后，以当前位置为起点，继续沿着向始点的直线距离移动；
83.b5：重复b4步骤，直至达到始点后，规划喷雾路径进行喷雾即可。
84.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。