静电喷雾式无人直升机施药系统技术方案

本发明专利技术公开了一种静电喷雾式无人直升机施药系统，包括带有起落架的无人直升机、支撑架、蓄电池、高压静电发生器、电动隔膜泵、药箱和两套静电喷雾装置；支撑架与起落架固定，蓄电池、高压静电发生器、电动隔膜泵、药箱固定在支撑架上，静电喷雾装置安装于无人直升机两侧的对称位置上；药箱的出液口接入电动隔膜泵的进液口，电动隔膜泵的出液口通过A三通分别接入两套静电喷雾装置的进液口。本发明专利技术提供的系统，雾化后的荷电雾滴粒径较小，沉积效果好、分布均匀，尤其是在植物叶片背面也能附着雾滴，保证农药的有效利用率，减少农药的飘移损失量；并且还可以遥控调节喷雾量大小，使系统产生的喷雾量可以随着飞行速度的变化而变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农用航空植保机械装备技木，尤其涉及一种采用静电喷雾结构进行施药的遥控无人直升机系统，以增加雾滴在作物上的附着性，提高施药效率。
技术介绍
航空喷洒农药可广泛地用于林业、大田粮食作物的病虫害草防治，特别在突发性灾害来临之际，航空施药防治有着其它任何机具无法替代的方便、快捷作用。而无人遥控直升机具有作业高度低、飘移少、可空中悬停、无需专用起降机场、旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性、防治效果高等诸多优点，并且可以远距离遥控操作，使喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性。以遥控无人直升机作为施药装备载体的超低空低量航空施药已经成为农业植保的趋势。 目前遥控无人直升机施药装备上用的雾化装置主要以离心雾化喷头为主，在3-5米的高空上飞行并喷洒农药，但由于高空气流较大、雾滴粒径较小等原因，易造成农药飘移大、实际落在植株表面上的有效雾滴很少的状况，达不到应有的病虫害防治效果；另外，由于无人遥控直升机在转弯作业或坡度作业时，飞行速度会发生变化，使得这些区域的农药喷洒量过大或过小，造成浪费农药或者农药喷酒量不足。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有无人机施药装置存在的雾滴沉积效果不好、喷量不可变的现状，本专利技术提供一种采用静电喷雾结构进行施药的遥控无人直升机系统，雾化后的荷电雾滴粒径较小，沉积效果好、分布均匀，尤其是在植物叶片背面也能附着雾滴，保证农药的有效利用率，減少农药的飘移损失量；并且还可以设置喷雾量可调结构，使系统产生的喷雾量可以随着飞行速度的变化而变化。技术方案为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为静电喷雾式无人直升机施药系统，包括带有起落架的无人直升机、支撑架、蓄电池、高压静电发生器、电动隔膜泵、药箱和两套带有静电喷头的静电喷雾装置；所述支撑架与起落架固定，蓄电池、高压静电发生器、电动隔膜泵、药箱固定在支撑架上，两套静电喷雾装置安装在起落架2上、位于无人直升机两侧的对称位置上；药箱的出液ロ接入电动隔膜泵的进液ロ，电动隔膜泵的出液ロ通过A三通分别接入两套静电喷雾装置的进液ロ ；电动隔膜泵和高压静电发生器的电源接入口接蓄电池，高压静电发生器的静电发生端接静电喷头的高压电极。上述结构的无人直升机施药系统，打破了传统的使用离心雾化式结构，而采用了静电喷雾式结构；具体工作时，来自药箱的药液首先被液カ雾化成雾滴，然后雾滴经过高压电极产生的电场区域后被感应上电荷成为荷电雾滴，荷电雾滴在静电カ的作用下沿着电カ线朝着植物目标运动，到达叶片的正面和背面；保证了药液的有效利用率，減少了飘移损失量。所述药箱可以选用两个，分别固定在支撑架的两侧，可保持飞机的平衡，每套静电喷雾装置可以设置两个静电喷头。可以选用体积小、喷雾压力可达6Mpa左右的电动隔膜泵作为药液输送的动カ；各个部件之间的连接管道的尺寸可能会有所差別，比如与电动隔膜泵相连的管道的管径为6mm，与静电喷头相连的管道的管径为4mm等，需要采用相应的接头进行连接，各段管道之间可以采用塑料快插接头进行相连，由于塑料快插接头有多种系列，可根据需要变换的管径选择不同的塑料快插接头。优选的，该系统还包括旁路装置，所述旁路装置的进液口和出液ロ之间设置有流量调节阀结构；药 箱的出液ロ通过B三通分别接入电动隔膜泵和旁路装置的进液ロ，旁路装置的出液ロ接入药箱的进液ロ。具体的，所述流量调节阀结构包括微型减速直流电动机和直角节流阀，所述微型減速直流电动机的输出轴通过螺纹结构旋入直角节流阀的调节阀口内。另外，所述流量调节阀结构还可以包括限制直角节流阀沿输出轴轴向移动范围的限位结构，所述限位结构包括上限限位器和下限限位器。所述旁路装置与电动隔膜泵是并联结构，对从药箱流出的药液能够起到旁路分流的作用，当然能够实现分流的结构比较多，本案仅给出一种加以具体说明，对本案提供的方式，由于输出轴和直角节流阀之间是通过螺纹结构连接的，通过微型減速直流电动机可以驱动输出轴转动，由于输出轴仅产生旋转运动而不产生移动，因而驱使直角节流阀产生相对位移，当直角节流阀向微型减速直流电动机方向运动时，流量调节阀ロ减小，流量也就减小；反之，流量増大；为了防止直角节流阀位移过渡，设计了限位结构，若直角节流阀达到限位位置，迫使输出轴停止转动；限位结构的设计结构也比较多，可以采用传感器进行限位，也可以采用机械开关进行限位，可以根据具体结构进行选择。该系统还包括遥控装置，所述遥控装置包括电动隔膜泵控制通道、高压静电发生器控制通道和流量调节阀结构控制通道，其中流量调节阀结构控制通道包括流量增加控制通道和流量减小控制通道。根据直升机飞行速度的大小，可以通过遥控装置调节旁路流量，从而改变静电喷雾装置的流量。优选的，所述静电喷雾装置包括输水管、静电喷头、喷杆、挡风板和转动支撑装置，所述输水管的进液ロ作为静电喷雾装置的进液ロ，输水管的出水ロ接静电喷头的进液ロ ；所述转动支撑装置包括固定件、转动件和限定转动件转动范围的限位装置，静电喷头和挡风板固定在喷杆上，喷杆与转动件相固定，固定件与起落架固定。具体的，所述转动支撑装置的转动件包括两个复合轴承和弹簧卡环，固定件包括轴承座和轴承盖；所述两个复合轴承的内圈套装在喷杆上、并通过弹簧卡环固定，外圈固定在轴承座上；所述轴承盖通过螺栓将起落架与轴承座固定。优选的，所述喷杆为碳纤维材质。所述转动支撑装置用于支撑和固定静电喷头和输水管，喷杆优选通过轴承与起落架形成十字交叉固定结构，保证连接的可靠；在挡风板的作用下，可以使喷杆连同静电喷头随着直升机飞行的方向和速度的变化而转动，目的是调整静电喷头的角度，尽可能使直升机飞行时产生的气流与螺旋桨产生的气流形成的合成气流方向与静电喷头轴线平行，并穿过静电喷头前端的高压电极，达到更好的静电喷雾效果。优选的，所述静电喷头包括带有溢流阀结构的喷头体、喷嘴体、喷嘴帽、喷孔片和高压电极，在喷嘴体上设置有电极支撑座，高压电极内嵌在电极支撑座内，高压电极的高压电极伸出端与高压静电发生器的静电发生端相连接；所述喷头体的进液ロ作为静电喷头的进液ロ，喷头体和喷嘴体之间通过旋拧接头连接，喷嘴帽将喷孔片固定在喷嘴体的ロ部。采用旋旋拧接头连接喷头体和喷嘴体，可以使连接更便捷、可靠，同时还能够适应不同结构的喷头体和喷嘴体的替代更换；喷孔片的孔径可以根据作业需要进行具体选择，不同喷孔片的孔径可以形成不同粒径的雾滴。所述高压电极优选采用不锈钢圆管电扱，厚度在O. 5^0. 7mm的不锈钢圆管电极为最优选结构，对不锈钢圆管电极需进行抛光处理，以提高其荷电性能、減少荷电损失、利于静电喷雾的行程；高压静电发生器和高压电极之间宜采用高压导线进行连接，具体的，高压导线与高压电极之间的连接方式采用插式绝缘端子组合方式，即电极伸出端为插式绝缘冷压公端子，而高压导线先固定于插式绝缘冷压母端子上，再将插式绝缘冷压母端子插进公端子上，以方便安装和拆卸；若整个系统中，两个相邻静电喷头之间的间距固定，则高压导线和插式绝缘端子可以采用标准化设计。所述静电喷头的材料优选采用赛刚进ロ再生料，其具有抗化学腐蚀、抗冲击、耐磨、不易变形、耐350°C以上高温的特性，能够大大增强静电喷嘴的可塑性和使用寿命。有益效果本专利技术提供的静电喷雾式无人直升机施药系统，雾化后的荷电雾滴粒 径较小，沉积效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.静电喷雾式无人直升机施药系统，其特征在于该系统包括带有起落架(2)的无人直升机(I)、支撑架(8)、蓄电池(5)、高压静电发生器(12)、电动隔膜泵(9)、药箱(3)和两套带有静电喷头(14 )的静电喷雾装置(13);所述支撑架(8 )与起落架(2 )固定，蓄电池(5 )、高压静电发生器(12)、电动隔膜泵(9)、药箱(3)固定在支撑架(8)上，两套静电喷雾装置(13)安装在起落架(2)上、位于无人直升机(I)两侧的对称位置上；药箱(3)的出液ロ接入电动隔膜泵(9)的进液ロ，电动隔膜泵(9)的出液ロ通过A三通(11)分别接入两套静电喷雾装置(13)的进液ロ ；电动隔膜泵(9)和高压静电发生器(12)的电源接入口接蓄电池(5)，高压静电发生器(12)的静电发生端接静电喷头(14)的高压电极(34)。2.根据权利要求I所述的静电喷雾式无人直升机施药系统，其特征在于该系统还包括旁路装置(10)，所述旁路装置(10)的进液口和出液ロ之间设置有流量调节阀结构；药箱(3)的出液ロ通过B三通分别接入电动隔膜泵(9)和旁路装置(10)的进液ロ，旁路装置(10)的出液ロ接入药箱(3 )的进液ロ。3.根据权利要求2所述的静电喷雾式无人直升机施药系统，其特征在于该系统还包括遥控装置，所述遥控装置包括电动隔膜泵控制通道、高压静电发生器控制通道和流量调节阀结构控制通道，其中流量调节阀结构控制通道包括流量增加控制通道和流量减小控制通道。4.根据权利要求2所述的静电喷雾式无人直升机施药系统，其特征在于所述流量调节阀结构包括微型减速直流电动机(36 )和直角节流阀(39 )，所述微型减速直流电动机(36)的输出轴(37)通过螺纹结构旋入直角节流阀(39)的调节阀口内。5.根据权利要求4所述的静电喷雾式无人直升机施药系统，其特征在于所述流量调节阀结构还包括限制直角节流阀(39)沿输出轴(37)轴向移动范围的限位结构，所述限位结构包括上限限位器(38)和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹煜，金兰，刘克勤，周宏平，舒朝然，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：