一种四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合

1.一种四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，包括起落架(13)、机身(12)和药箱(21)，起落架(13)位于机身(12)的下方，该起落架(13)具有两根相互平行的支撑管(14)，并在起落架(13)内安装药箱(21)，其特征在于：所述药箱(21)为小端朝下的半球形中空结构，并由玻璃钢制成，在所述药箱(21)内腔的下部固定设置有两块十字交叉的隔板(22)，该隔板(22)由蜂窝复合材料制成，这两块隔板(22)将药箱(21)内腔的下部分隔成四个腔室，两相邻腔室之间通过隔板(22)底部开设的通孔(23)连通；在所述药箱(21)的两侧对称设置有药杆(24)，各药杆(24)上安装有多个喷嘴(25)；所述药箱(21)顶部的中央向下凹陷，形成沉槽(21a)，所述沉槽(21a)为矩形，深度为60-75mm，该沉槽(21a)中装有药泵(26)，所述药泵(26)的进口与进药管(27)的一端相连接，进药管(27)的另一端伸入到药箱(21)内其中一个腔室中，并靠近药箱(21)的内底壁，所述药泵(26)的出口与出药管(28)的一端相连接，出药管(28)的另一端与三通阀(29)的第一接口相连接，在三通阀(29)的第二接口和第三接口均接有软管(30)，这两根软管(30)与两根药杆(24)一一对应，且软管(30)与药杆(24)相连接；所述机身(12)由设备仓(15)、悬臂(16)和电机仓(17)组成，所述设备仓(15)位于中间位置，该设备仓(15)为上端敞口下端封闭的鼓形，起落架(13)的每根支撑管(14)通过两个紧固件与设备仓(15)连接；在所述设备仓(15)的外围设置有四个按圆周均匀分布的悬臂(16)，该悬臂(16)的内端与设备仓(15)的环壁连为一体，在每个悬臂(16)的外端均设置有电机仓(17)；
所述紧固件具有上定位块(1)和下定位块(2)，上定位块(1)通过螺栓固定于设备仓(15)的底面，上定位块(1)底面的中部设有上定位槽(1a)，在上定位块(1)的下方设置下定位块(2)，该下定位块(2)顶面的中部设有下定位槽(2a)，上、下定位块(1、2)通过相互配合的上、下定位槽(1a、2a)将支撑管(14)抱紧，所述上定位块(1)的一端与下定位块(2)的对应端相铰接，在上定位块(1)及下定位块(2)的另一端均设有开口，且所述上定位块(1)的开口内设置有横销(3)；在所述下定位块(2)的下方设有一个手柄(6)，该手柄(6)的一端具有两个并排布置的套环(7)，两个套环(7)均偏心地套装在销柱(5)上，所述销柱(5)的中部与连杆(4)的下端相固定，连杆(4)的上端穿过下定位块(2)的开口以及横销(3)，连杆(4)与横销(3)之间螺纹配合；在所述套环(7)与下定位块(2)之间设置有压环(8)，该压环(8)套装在连杆(4)上，所述压环(8)受套环(7)厚壁端的压迫，压紧在下定位块(2)的底面。
2.根据权利要求书1所述的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，其特征在于：所述药杆(24)靠近药箱(21)的一端与软管(30)连接。
3.根据权利要求书1所述的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，其特征在于：在每根药杆(24)上装有3～5个喷嘴(25)，所述喷嘴(25)通过抱箍安装在药杆(24)上，并通过螺栓固定，两相邻喷嘴(25)之间的距离相等。
4.根据权利要求书1所述的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，其特征在于：在所述电机仓(17)上端的中部开有一个过孔(18)，八个按圆周均匀分布的散热孔(19)环绕在所述过孔(18)的外围；所述电机仓(17)的下端具有圆环形的内翻边(20)，在该内翻边(20)的中心形成有定位孔(21)。
5.根据权利要求书1所述的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，其特征在于：所述支撑管(14)由航空铝管制成，该支撑管(14)的外径为28mm，壁厚为1～1.5mm。
6.根据权利要求书1或5所述的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，其特征在于：所述支撑管(14)的外表面通过喷塑形成有防护层，防护层的厚度为0.1mm。
7.根据权利要求书1所述的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，其特征在于：在所述套环(7)与压环(8)之间设置有垫圈(9)，该垫圈(9)由橡胶制成，并环套于连杆(4)上。
8.根据权利要求书1所述的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，其特征在于：所述上定位块(1)端部的一侧一体形成有第一支耳(10)，所述下定位块(2)对应端的另一侧一体形成有第二支耳(11)，所述第一支耳(10)与第二支耳(11)并排贴合在一起，并通过螺栓相铰接。

一种四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合\n技术领域\n[0001] 本发明属于农用飞行器技术领域，具体地说，特别涉及四轴农用无人飞行器上的药液喷洒系统与机身组合。\n背景技术\n[0002] 随着社会的发展，科技的进步，农田大范围地喷洒农药、施肥等工作逐步由无人飞行器来完成。现有的农用无人飞行器结构复杂、体积庞大、重量较重，严重制约了其大规模地推广应用。以药液喷洒系统和机身为例，药液喷洒系统是农用飞行器上的重要组成部分，主要用于盛装和喷洒药液，但现有的药液喷洒系统不但结构复杂，装配繁琐，体积较大，重量重，生产成本高，而且喷药的幅度小，范围窄，喷洒不均匀，喷洒效果较差；同时，当药箱内的药液较少时，受飞行器工作振动的影响，药液会发生激荡晃动，从而影响飞行器的平衡性，降低喷洒药液的效果；另外，药泵安装于药箱顶部，也会增大飞行器的高度尺寸。机身也是农用飞行器上的重要部件，但现有的机身不仅重量及体积大、结构强度较差、容易损坏，而且加工制作比较困难。除此之外，农用无人飞行器起落架与机身之间的连接结构虽然较为牢靠，但是拆装操作繁琐，并且必须要借助工具，既费时又费力；农用飞行器在作业时，当药箱内的药液喷洒完毕之后，必须通过药箱上设置的灌装口进行重新灌装后才能再次作业，这样将大大降低了飞行器的作业效率。\n发明内容\n[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种重量轻、喷洒效果好、能方便拆装的四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合。\n[0004] 本发明的技术方案如下：一种四轴农用无人飞行器药液喷洒系统与机身组合，包括起落架（13）、机身（12）和药箱（21），起落架（13）位于机身（12）的下方，该起落架（13）具有两根相互平行的支撑管（14），并在起落架（13）内安装药箱（21），所述药箱（21）为小端朝下的半球形中空结构，并由玻璃钢制成，在所述药箱（21）内腔的下部固定设置有两块十字交叉的隔板（22），该隔板（22）由蜂窝复合材料制成，这两块隔板（22）将药箱（21）内腔的下部分隔成四个腔室，两相邻腔室之间通过隔板（22）底部开设的通孔（23）连通；在所述药箱（21）的两侧对称设置有药杆（24），各药杆（24）上安装有多个喷嘴（25）；所述药箱（21）顶部的中央向下凹陷，形成沉槽（21a），该沉槽（21a）中装有药泵（26），所述药泵（26）的进口与进药管（27）的一端相连接，进药管（27）的另一端伸入到药箱（21）内其中一个腔室中，并靠近药箱（21）的内底壁，所述药泵（26）的出口与出药管（28）的一端相连接，出药管（28）的另一端与三通阀（29）的第一接口相连接，在三通阀（29）的第二接口和第三接口均接有软管（30），这两根软管（30）与两根药杆（24）一一对应，且软管（30）与药杆（24）相连接；所述机身（12）由设备仓（15）、悬臂（16）和电机仓（17）组成，所述设备仓（15）位于中间位置，该设备仓（15）为上端敞口下端封闭的鼓形，起落架（13）的每根支撑管（14）通过两个紧固件与设备仓（15）连接；在所述设备仓（15）的外围设置有四个按圆周均匀分布的悬臂（16），该悬臂（16）的内端与设备仓（15）的环壁连为一体，在每个悬臂（16）的外端均设置有电机仓（17）。\n[0005] 本发明通过两根相互平行的支撑管共同对农用飞行器的机身进行固定支撑，支撑整个农用飞行器的稳定性好。药箱内腔的下部被隔板分隔成四个大小均匀的腔室，且腔室之间相互连通，这样一方面不会影响药液的正常泵出，另一方面，药液较少时被均匀分配在各腔室中，不会受飞行器振动影响而产生晃动，从而确保了飞行器的平衡性，有效提高了喷洒药液的效果。设备仓为鼓形，造型美观，高度尺寸小，内部空间大，可在设备仓内安装自动驾驶仪和控制药泵的电子调速器，而四个电机仓内可分别安装电机。本发明采用以上技术方案，不但造型简单、加工制作容易、生产成本较低，而且重量较轻，体积小巧。\n[0006] 所述紧固件具有上定位块（1）和下定位块（2），上定位块（1）通过螺栓固定于设备仓（15）的底面，上定位块（1）底面的中部设有上定位槽（1a），在上定位块（1）的下方设置下定位块（2），该下定位块（2）顶面的中部设有下定位槽（2a），上、下定位块（1、2）通过相互配合的上、下定位槽（1a、2a）将支撑管（14）抱紧，所述上定位块（1）的一端与下定位块（2）的对应端相铰接，在上定位块（1）及下定位块（2）的另一端均设有开口，且所述上定位块（1）的开口内设置有横销（3）；在所述下定位块（2）的下方设有一个手柄（6），该手柄（6）的一端具有两个并排布置的套环（7），两个套环（7）均偏心地套装在销柱（5）上，所述销柱（5）的中部与连杆（4）的下端相固定，连杆（4）的上端穿过下定位块（2）的开口以及横销（3），连杆（4）与横销（3）之间螺纹配合；在所述套环（7）与下定位块（2）之间设置有压环（8），该压环（8）套装在连杆（4）上，所述压环（8）受套环（7）厚壁端的压迫，压紧在下定位块（2）的底面。\n[0007] 采用以上技术方案，起落架的两根支撑管与机身之间通过前后左右共四个紧固件连接在一起：紧固件的上定位块通过螺栓固定于机身的底部，上定位块和下定位块通过相互配合的上下定位槽将起落架的支撑管抱紧，药箱固定于起落架上。\n[0008] 本发明是这样实现装配的：初始时，下定位块通过铰接端与上定位块相连，下定位块的开口端自然下垂；先将机身放置于起落架上，使机身底部的四个上定位块两两为一组通过各自的上定位槽跨骑在对应的起落架支撑管上，接着转动下定位块，使下定位块的顶面转至与上定位块的底面接近或贴合，下定位块的下定位槽与上定位块的上定位槽形成一个圆孔，上下定位块通过该圆孔将起落架的支撑管抱住，然后在水平面内转动手柄，使手柄带动连杆相对于横销旋转，连杆连同压环向上运动，当压环贴近下定位块的底面时，在竖直面内上抬手柄，使手柄连同套环绕连杆下端的销柱转动，由于套环与销柱采用偏心方式安装，当套环的厚壁端转动到最高点时，即可实现自锁，使套环的厚壁端通过压环紧紧压迫下定位块的底面，从而防止下定位块及连杆发生松动。\n[0009] 当作业过程中药箱内的药液喷洒完毕后，农用飞行器降落至指定位置，用手向下扳动各手柄，使手柄围绕销柱朝下转动，手柄转过180°后，套环的薄壁端转动至最高位置，松开对压环的压迫，再在水平面内转动手柄，使手柄带动连杆相对于横销旋转，连杆连同压环向下运动，直至压环让开下定位块开口端的底面，此时下定位块的开口端自然下垂，松开对起落架的抱紧，向下即可将起落架连同空药箱一起从机身拆下，并可以按照安装方式立刻在机身上换装灌满药液的药箱及起落架。\n[0010] 综上所述，本发明能够实现起落架与机身之间的连接，不仅牢靠性好，而且拆装方便、快捷，不需要借助工具即可完成，既简单又省力，这样更换药箱非常便捷，能大大提高农用飞行器的作业效率。\n[0011] 为了简化造型，便于药泵装配，所述沉槽（21a）为矩形，深度为60-75mm。\n[0012] 为了缩短管路，并有利于管路布置，所述药杆（24）靠近药箱（21）的一端与软管（30）连接。\n[0013] 为了进一步提高喷洒药液的均匀性，使拆装更便捷，确保安装的牢固性，在每根药杆（24）上装有3～5个喷嘴（25），所述喷嘴（25）通过抱箍安装在药杆（24）上，并通过螺栓固定，两相邻喷嘴（25）之间的距离相等。\n[0014] 在所述电机仓（17）上端的中部开有一个过孔（18），八个按圆周均匀分布的散热孔（19）环绕在所述过孔（18）的外围；所述电机仓（17）的下端具有圆环形的内翻边（20），在该内翻边（20）的中心形成有定位孔（21）。以上结构能够方便电机装配以及动力输出；八个散热孔有利于散发电机工作过程中所产生的热量，以确保电机的使用性能。\n[0015] 为了方便选材，并在保证产品使用性能的基础上减轻重量、节约成本，所述支撑管（14）由航空铝管制成，该支撑管（14）的外径为28mm，壁厚为1～1.5mm。\n[0016] 为了在保证使用性能的基础上美化外观、增强耐磨性、节约生产成本，所述支撑管（14）的外表面通过喷塑形成有防护层，防护层的厚度为0.1mm。\n[0017] 为了防止磨损和增加摩擦，以进一步提高自锁的可靠性，在所述套环（7）与压环（8）之间设置有垫圈（9），该垫圈（9）由橡胶制成，并环套于连杆（4）上。\n[0018] 为了使结构更加紧凑，并增加连接的便捷性及牢固性，所述上定位块（1）端部的一侧一体形成有第一支耳（10），所述下定位块（2）对应端的另一侧一体形成有第二支耳（11），所述第一支耳（10）与第二支耳（11）并排贴合在一起，并通过螺栓相铰接。\n[0019] 有益效果：本发明不但结构简单，体积小巧，易于装配，重量轻，而且喷药幅度宽、范围广，喷洒均匀、喷洒效果好，能够实现农用无人飞行器起落架与机身之间的牢固连接，并通过对起落架进行方便拆装，能够快速对药箱进行更换，从而有效提高了飞行器的作业效率。\n附图说明\n[0020] 图1为本发明的结构示意图。\n[0021] 图2为图1的俯视图。\n[0022] 图3为药液喷洒系统的结构示意图。\n[0023] 图4起落架通过紧固件与机身连接的示意图。\n[0024] 图5为图4的侧视图。\n[0025] 图6为紧固件的结构示意图。\n[0026] 图7为图6的侧视图。\n[0027] 图8为上定位块的结构示意图。\n[0028] 图9为图8的仰视图。\n[0029] 图10为下定位块的结构示意图。\n[0030] 图11为图10的俯视图。\n[0031] 图12为药箱的内部视图。\n[0032] 图13为图12的俯视图。\n具体实施方式\n[0033] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：\n[0034] 如图1、图2、图3、图12和图13所示，药箱21设置在农用飞行器的起落架13内，并通过支架与起落架13连接固定。所述药箱21为小端朝下的半球形中空结构，并由玻璃钢制成，其厚度为1mm，容积为20-35公升，该药箱21的外表面涂覆有环氧漆层，环氧漆层的厚度为0.05mm。在所述药箱21内腔的下部固定设置有两块十字交叉的隔板22，该隔板22由蜂窝复合材料制成，这两块隔板22将药箱21内腔的下部分隔成四个腔室，两相邻腔室之间通过隔板22底部开设的通孔23连通。在所述药箱21的两侧对称设置有药杆24，该药杆24也安装在农用飞行器的起落架13上，两根药杆24的轴心线在一条直线上。所述药杆\n24为直管结构，并由碳纤维管制成，各药杆24上设置有3～5个喷嘴25。本实施例中，喷嘴25的数目优选为3个，各喷嘴25通过抱箍安装于药杆24上，并通过螺栓固定，同一药杆\n24上两相邻喷嘴25之间的距离相等。\n[0035] 如图3、图12和图13所示，所述药箱21顶部的中央向下凹陷，形成沉槽21a，所述沉槽21a为矩形，深度为60-75mm。在所述沉槽21a中装有药泵26和过滤器31，药泵26的进口与进药管27的一端相连接，进药管27的另一端伸入到药箱21内其中的一个腔室中，并靠近药箱21的内底壁，药泵26的出口通过出药管28串联过滤器31后，与三通阀29的第一接口相连接，在三通阀29的第二接口和第三接口均接有软管30，这两根软管30与两根药杆24一一对应，且软管30与药杆24相连接，作为优选，本实施例软管30与药杆24靠近药箱21的一端相连接。\n[0036] 如图1、图2、图4和图5所示，所述起落架13位于机身12的下方，该起落架13具有两根相互平行的支撑管14，各支撑管14由对应的底管支撑。所述机身12由设备仓15、悬臂16和电机仓17组成，所述设备仓15位于中间位置，该设备仓15为上端敞口下端封闭的鼓形。在所述设备仓15的外围设置有四个按圆周均匀分布的悬臂16，该悬臂16为空心结构，该悬臂16的截面从内向外的方向逐渐减小，所述悬臂16的轴心线与设备仓15的轴心线相垂直，所述悬臂16的内端与设备仓15的环壁连为一体；在每个悬臂16的外端均设置有电机仓17，所述电机仓17的轴心线与设备仓15的轴心线平行，在所述电机仓17上端的中部开有一个过孔18，八个按圆周均匀分布的散热孔19环绕在所述过孔18的外围；所述电机仓17的下端具有圆环形的内翻边20，在该内翻边20的中心形成有定位孔21。\n[0037] 如图1、图3和图4所示，所述支撑管14由航空铝管制成，其外径优选为28mm，壁厚为1～1.5mm。在所述支撑管14的外表面通过喷塑形成有防护层，防护层的厚度为0.1mm。\n每根支撑管14通过两个紧固件与机身12的设备仓15连接，四个紧固件在同一水平面内按矩形分布。\n[0038] 如图4至图11所示，所述紧固件具有上定位块1和下定位块2，上定位块1通过螺栓固定于设备仓15的底面，上定位块1和下定位块2均是由航空铝制成的块状结构。上定位块1位于下定位块2的上方，在上定位块1底面的中部设有上定位槽1a，该上定位槽1a为弧顶朝上的半圆槽。在下定位块2顶面的中部设有下定位槽2a，该下定位槽2a为弧顶朝下的半圆槽，且下定位槽2a和上定位槽1a能够组成一个圆孔，上、下定位块1、2通过相互配合的上、下定位槽1a、2a所形成的圆孔将支撑管14抱紧。\n[0039] 如图4至图11所示，在上定位块1端部的一侧一体形成有第一支耳10，下定位块\n2对应端的另一侧一体形成有第二支耳11，所述第一支耳10与第二支耳11并排贴合在一起，并通过螺栓相铰接。在上定位块1远离第一支耳10的一端开有第一开口1b，下定位块\n2远离第二支耳11的一端开有第二开口2b，且第二开口2b与第一开口1b相对应，两者的宽度基本相等。在所述上定位块1的第一开口1b内设置有横销3，该横销3的两头伸入并固定于上定位块1内。\n[0040] 如图4至图11所示，在所述下定位块2的下方设有一个手柄6，该手柄6的一端一体形成有两个并排布置的套环7，两个套环7均偏心地套装在销柱5上，且两个套环7的底部连为一体。所述销柱5的中部与连杆4的下端相固定，销柱5的轴心线与连杆4的轴心线相垂直，连杆4的上端穿过下定位块2的第二开口2b以及横销3，连杆4与横销3之间螺纹配合。在所述套环7与下定位块2之间设置有压环8，该压环8套装在连杆4上，所述压环8受套环7厚壁端的压迫，压紧在下定位块2的底面。在所述套环7与压环8之间还设置有垫圈9，该垫圈9由橡胶制成，垫圈9也环套于连杆4上。\n[0041] 本发明是这样实现喷洒作业的：\n[0042] 药液盛装于药箱21内，药泵26运转的时候将药箱21内的药液泵出，使之通过进药管27进入药泵26，然后通过出药管28并经过滤器31过滤后，进入三通阀29，再由三通阀29分流，由两根软管30分别分配给药箱21两侧的药杆24，最后通过喷嘴25向外喷洒。\n[0043] 本发明是这样实现药箱与起落架的整体式安装及更换的：\n[0044] 初始时，四个紧固件的下定位块2通过铰接端与对应的上定位块1相连，下定位块\n2的开口端自然下垂；先将机身12放置于起落架13上，使机身12底部的四个上定位块1两两为一组通过各自的上定位槽1a跨骑在对应的起落架支撑管14上，接着转动下定位块2，使下定位块2的顶面转至与上定位块1的底面接近或贴合，下定位块2的下定位槽2a与上定位块1的上定位槽1a形成一个圆孔，上下定位块通过该圆孔将起落架的支撑管14抱住，然后在水平面内转动手柄6，使手柄6带动连杆4相对于横销3旋转，连杆4连同压环8向上运动，当压环8贴近下定位块2的底面时，在竖直面内上抬手柄6，使手柄6连同套环7绕连杆4下端的销柱5转动，由于套环7与销柱5采用偏心方式安装，当套环7的厚壁端转动到最高点时，即可实现自锁，使套环7的厚壁端通过压环8紧紧压迫下定位块2的底面，从而防止下定位块2及连杆4发生松动，完成起落架13与机身12的装配。\n[0045] 当作业过程中药箱内的药液喷洒完毕后，农用无人飞行器降落至指定位置，拆开喷液管路后，用手向下扳动各手柄6，使手柄6围绕销柱5朝下转动，手柄6转过180°后，套环7的薄壁端转动至最高位置，松开对压环8的压迫，再在水平面内转动手柄6，使手柄6带动连杆4相对于横销3旋转，连杆4连同压环8向下运动，直至压环8让开下定位块2开口端的底面，此时下定位块2的开口端自然下垂，松开对起落架14的抱紧，向下即可将起落架14连同空药箱一起从机身12上拆下，并可以按照安装方式立刻在机身12上换装灌满药液的药箱及起落架。