一种药物喷洒无人机的制作方法

本发明涉及一种无人机，尤其涉及一种药物喷洒无人机。

背景技术：

随着科学技术的发展，无人机开始被应用在农药喷洒、森林防火监测、地质勘探等多个领域。因为作业场景多变，因此无人机的起飞降落的安全性也尤为重要。所以有必要发明一种撞击防护性强的药物喷洒无人机。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种撞击防护性强的药物喷洒无人机。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种药物喷洒无人机，包括机身；所述机身底部两侧对称设置有若干脚撑；所述脚撑包括支撑杆和横杆；所述支撑杆上端与机身铰接相连；所述横杆连接设置在支撑杆下端，与水平面平行；相互对称的所述支撑杆之间设置有缓冲件；所述缓冲件包括筒体和弹性件；所述弹性件嵌设在筒体内，两端分别与对应的支撑杆相连；所述弹性件中段部分与筒体固定连接。

进一步地，所述支撑杆上设置有第一挡块、第二挡块和减震板；所述减震板与支撑杆滑动配合，设置于第一挡块和第二挡块之间；所述支撑杆上套设有第一弹簧和第二弹簧；所述第一弹簧连接设置在第一挡块和减震板之间；所述第二弹簧连接设置在第二挡块和减震板；所述减震板上设置有泵体；所述泵体通过第一输送管与药箱本体出口端连通；所述泵体通过第二输送管与喷头的入口端连通。

进一步地，所述横杆两端连接设置有缓冲头所述缓冲头包括刚性件和铰接件；所述刚性件与横杆配合固定；所述铰接件与刚性件远离横杆的一端铰接相连；所述铰接件为弹性材料制成；所述刚性件和铰接件外侧包裹设置有软垫套。

进一步地，所述机身侧面环向设置有若干所述机臂；所述机臂远离机身的一端设置有旋翼和喷头；所述机身中心处设置有药箱本体；所述药箱本体表面设置有喷头接口；所述药箱本体内部设置有导管；所述导管一端延伸至药箱本体底部，另一端与喷头接口连通；所述喷头接口伸出药箱本体的一端通过第一输送管与泵体连接；所述泵体通过第二输送管与喷头的入口端连通；

所述药箱本体底部设置有出药口；所述出药口上配合设置有端盖，出药口内部设置有第二过滤网；所述端盖、第二过滤网和出药口侧壁之间共同围成中转腔；所述第一输送管的进口端与中转腔连通设置；所述第二过滤网的网面为球面，向药箱本体内侧凹陷。

进一步地，所述药箱本体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体连通设置在第二腔体下方；所述第二腔体顶部边缘处设置有进药口；所述出药口设置在第一腔体底部；所述进药口处设置有第一滤网；所述第一滤网的网面向第一腔体内部凹陷。

进一步地，所述第一腔体为多棱柱形结构，沿棱边的长度方向固定嵌设在机身内；所述第二腔体下端面的投影面积大于第一腔体，与机身的上表面贴合设置；所述第二腔体底部设置有凹槽；所述凹槽包括定位凹槽和减震凹槽；所述定位凹槽分布在端面内，所述减震凹槽分布在端面边缘处；所述机身上表面设置有定位突起和减震突起；所述定位突起与定位凹槽对应配合；所述减震突起与减震凹槽配合，将第二腔体卡紧；所述减震突起的尖端表面设置有橡胶减震层。

进一步地，所述第二腔体顶部连通设置有把手；所述第二腔体底面上还设置有喷头接口；所述喷头内侧连接设置有导管；所述导管远离喷头接口的一端穿过把手，延伸至第一腔体底部。

进一步地，所述机身内部设置有控制盒，控制盒内设置有控制系统；所述控制系统包括第一飞控模块、第二飞控模块和冗余切换模块；所述第一飞控模块和第二飞控模块的信号输出端分别与冗余切换模块的信号输入端通讯连接；所述冗余切换模块与无人机的旋翼电机控制连接；

进一步地，所述控制盒包括第一盒身和第二盒身；所述第一盒身内部侧壁上铰接设置有隔板；所述第一飞控模块安装在隔板的上表面；所述第一盒身侧壁上设置有插口，所述插口在水平方向上与隔板下方的空间对应；所述第二飞控模块由插口嵌设进第一盒身内；所述第一盒身远离第二盒身的一侧设置有出风口，且出风口在水平方向上与隔板、第二飞控模块之间的间隙对应；所述出风口处安装有散热器；所述第二盒身远离第一盒身的一侧设置有进风口。

进一步地，所述冗余切换模块安装在第二盒身内；所述冗余切换模块与第一飞控模块、第二飞控模块之间设置有理线器；所述理线器顶部设置有若干滑槽，滑槽内嵌设有绕柱；所述滑槽的两端高度低于中心处；所述滑槽的排布方向与第一盒身、第二盒身的嵌套方向一致；所述绕柱在滑槽内往复运动，若干所述绕柱呈s形分布；所述第一飞控模块、第二飞控模块与冗余切换模块之间的线束按绕柱的位置缠绕。

有益效果：本发明的一种药物喷洒无人机，包括机身；所述机身底部两侧对称设置有若干脚撑；所述脚撑包括支撑杆和横杆；所述支撑杆上端与机身铰接相连；所述横杆连接设置在支撑杆下端，与水平面平行；相互对称的所述支撑杆之间设置有缓冲件；所述缓冲件包括筒体和弹性件；所述弹性件嵌设在筒体内，两端分别与对应的支撑杆相连；所述弹性件中段部分与筒体固定连接；泵体滑动安装在支撑杆上，与缓冲件共同配合实现了无人机机身的有效减震，也避免飞行姿态受到震动干扰，保证了飞行控制的精准度。

附图说明

附图1为无人机整体结构示意图；

附图2为药箱内部结构示意图；

附图3为第二过滤网结构示意图；

附图4为药箱外部结构示意图；

附图5为第一过滤网结构示意图；

附图6为第二腔体底部结构示意图；

附图7为脚垫局部结构细节图；

附图8为控制系统工作原理图；

附图9为控制盒结构示意图；

附图10为理线器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种药物喷洒无人机，如附图1所示，包括机身1；所述机身1底部两侧对称设置有若干脚撑5；所述脚撑5包括支撑杆50和横杆55；所述支撑杆50上端与机身1铰接相连；所述横杆55连接设置在支撑杆50下端，与水平面平行；相互对称的所述支撑杆50之间设置有缓冲件505；所述缓冲件505包括筒体591和弹性件；所述弹性件嵌设在筒体591内，两端分别与对应的支撑杆50相连；所述弹性件中段部分与筒体591固定连接；当无人机落地时，脚撑5受到冲击后向两边张开，弹性件随着脚撑5的张开而变形，与此同时机身下落通过势能变化化解部分冲击，缓冲件505因此可以有效吸收掉落地时所受的冲击，避免机身部分受损。

所述支撑杆50上设置有第一挡块57、第二挡块58和减震板59；所述减震板59与支撑杆50滑动配合，设置于第一挡块57和第二挡块58之间；所述支撑杆50上套设有第一弹簧501和第二弹簧502；所述第一弹簧501连接设置在第一挡块57和减震板59之间；所述第二弹簧502连接设置在第二挡块58和减震板59之间；所述减震板59上设置有泵体6；所述泵体6的入口端通过第一输送管42与药箱本体4出口端连通；所述泵体6的出口端通过第二输送管43与喷头40的入口端连通；当无人机飞到指定喷洒作业区域后，泵体6开始工作，从药箱本体4内将药液抽送至喷头40内最终将药液喷撒出来；因为泵体6在工作时会产生震动，这一方面会降低无人机的机身稳定性，另一方面会干扰加速度传感器、陀螺仪等判断运动状态的精密传感器的敏感度；而借助挡块与弹簧就可以在泵体6发生震动时，将震动转化为减震板59相对于支撑杆50的滑动，并用弹簧吸收动能，最终显著减小机身的抖动幅度，提高了机身的控制灵敏度和稳定性。

若干所述喷头40关于机身1中心处对称分布；所述喷头40包括底座401、旋转件402和出水筒403；所述底座401连接设置在机臂2上；所述旋转件402转动配合设置在底座401下端；若干所述出水筒403环向设置在旋转件402底部；不同出水筒403的出口处安装有不同类型的喷嘴；所述第二输送管43穿过底座401，与出水筒403的转动路径对应；转动所述旋转件402，切换不同出水筒403与第二输送管43连通；从而在实现喷洒模式切换的同时不需要对喷头进行频繁的拆装，以电机辅助转动还可以实现空中喷洒模式的灵活转变，能适应更多的药液喷洒要求。

如附图7所示，所述伸缩杆52底部连接设置有横杆55；所述横杆55平行于水平面设置，两端连接设置有缓冲头56所述缓冲头56包括刚性件561和铰接件562；所述刚性件561与横杆配合固定；所述铰接件562与刚性件561远离横杆55的一端铰接相连，刚性件561上同时设置有限位块避免铰接件562转动角度过大引起机身翻转的危险；所述铰接件562为弹性材料制成；所述刚性件561和铰接件562外侧包裹设置有软垫套；因为无人机落地有时追求效率，在快速降落时没有保持绝对水平的姿态，脚撑5会有一端率先着地；当某一端的缓冲头56着地后，铰接件56首先发生转动，当转动到限位块约束位置后自身依靠弹性继续发生一定的变形，从而有效将落地的冲击力吸收，保证机身不会受损。

所述机身1侧面环向设置有若干所述机臂2；所述机臂2远离机身1的一端设置有旋翼3和喷头40；所述机身1中心处设置有药箱本体4；如附图2所示，所述药箱本体4表面设置有喷头接口24；所述药箱本体4内部设置有导管41；所述导管41一端延伸至药箱本体4底部，另一端与喷头接口24连通；所述喷头接口24伸出药箱本体4的一端通过第一输送管42与泵体6连接；所述泵体6通过第二输送管43与喷头40的入口端连通；

所述药箱本体4底部设置有出药口12；所述出药口12上配合设置有端盖121，出药口12内部设置有第二过滤网15；所述端盖121、第二过滤网15和出药口12侧壁之间共同围成中转腔16；所述第一输送管42的进口端与中转腔16连通设置；如图中箭头所示，当泵体开始工作后，药箱本体4内的药液在吸力作用下向下穿过第二过滤网15进入中转腔16内，随后沿着导管41流动至喷头接口24处，最终继续沿着第一输送管42进入泵体6；药液在转移过程中，其内的药渣等固体杂质会被拦截在第二过滤网15上表面，待完成一定次数的喷洒作业成，拧开端盖121，将第二过滤网15取出，清理表面的药渣等杂质，重新装入出药口12内即可继续工作。

如附图3所示，所述第二过滤网15的网面为球面，向药箱本体4内侧凹陷，这种球面结构可以在出药口12横截面一定的情况下，显著增加网面与药液的接触面积，从而不易被药渣等杂质堵塞，提高了过滤效率；所述出药口12为锥形结构，其截面沿远离端盖121的方向组件变小，可以防止第二过滤网15在安装过程中被顶入药箱本体4内部；所述第二过滤网15边缘处连接设置有定位圈17，所述定位圈17卡设在出药口12；在安装时将第二过滤网15向药箱本体4内部方向推，利用定位圈17与出药口12卡紧完成定位；定位圈17内还连接设置有相互交叉的加强片171，加强片171与第二过滤网17的网面贴合，显著增加了其结构强度；所述第二过滤网15的网面中心处贯穿设置有取液嘴172，导管41套紧在取液嘴172上实现固定。

如附图4所示，所述药箱本体4包括第一腔体x1和第二腔体x2，所述第一腔体x1连通设置在第二腔体x2下方；所述第二腔体x1顶部边缘处设置有进药口11；所述出药口12设置在第一腔体x1底部；所述进药口11处设置有第一滤网13；如附图5所示，所述第一滤网13的网面向第一腔体x1内部凹陷，这样可以形成一个腔室，在向进药口11倾倒药液时既可以有效拦截其中较大颗粒的药渣，同时可能通过腔室提供缓冲，避免药液因滤网的阻挡而反流溢出；同时交叉设置的加强筋14与第一滤网13的网面连接，增强其整体强度避免药液将网面冲破。

如附图4所示，所述第一腔体x1为多棱柱形结构，沿棱边的长度方向固定嵌设在机身1内，棱柱外形可以方便操作者在安装药箱时快速定位，相比于常见的圆筒形结构省去了对准的过程，大大提高了装配速度；所述第二腔体x2下端面的投影面积大于第一腔体x1，与机身1的上表面贴合设置，从而依靠水平方向的端面接触增强了药箱的稳定性，避免在飞行过程中发生晃动；同时，从进药口11倒入的药液会首先落到第二腔体2的底部后再流入第一腔体1内，这样不但可以减少药液喷溅，而且使药液下落过程更加平缓，避免高落差下混入大量气泡从而影响后续的喷洒过程。所述药箱的这种插入式安装方式定位方便、悬挂稳定，显著提高了药箱拆装速度，提高了药物喷洒效率；

如附图6所示，所述第二腔体x2底部设置有凹槽；所述凹槽包括定位凹槽21和减震凹槽22；所述定位凹槽21分布在端面内，所述减震凹槽22分布在端面边缘处；所述机身1上表面设置有定位突起和减震突起；所述定位突起与定位凹槽21对应配合，限制药箱在水平面内的平移和转动；所述减震突起与减震凹槽22配合，将第二腔体x2卡紧，避免药箱在无人机飞行时发生晃动；所述减震突起的尖端表面设置有橡胶减震层，在无人机以外撞击或落地较猛时能通过变形提供缓冲，避免药箱受冲击变形。

所述第二腔体x2顶部连通设置有把手23；所述第二腔体x2底面上还设置有喷头接口24；所述喷头24内侧连接设置有导管；所述导管远离喷头接口24的一端穿过把手23，延伸至第一腔体x1底部；因为把手23设置在第二腔体顶部，所以其高度大于进药口11，即药箱内的药液液面不会高于把手23，把手23内的导管部分处在液面以上，这样就可以避免药液在压强作用下直接通过导管从喷头接口24流出，实现了防泄漏功能，保证了换药、喷药过程中的安全性；喷头接口24通过输送管与泵体连接，在吸力作用下为喷头提供药液；喷头接口24之所以设置在第二腔体x2的底面，是因为输送管可以固定设置在与第二腔体x2底面接触的机身1上，则药箱在进行拆装时就不需要对输送管进行插拔，再次安装时会自行对准配合，从而使操作过程更加简单。

如附图8所示，所述机身1内部设置有控制盒k1，控制盒k1内设置有控制系统；所述控制系统包括第一飞控模块k2、第二飞控模块k3和冗余切换模块k4；所述第一飞控模块k2和第二飞控模块k3的信号输出端分别与冗余切换模块k4的信号输入端通讯连接；所述冗余切换模块k4与无人机的旋翼电机控制连接；当第一飞控模块k2工作正常时，冗余切换模块k4将第一飞控模块k2的讯号传输至电子调速器，进而实现对旋翼电机转速的控制；当第一飞控k2故障时，冗余切换模块k4就会将第二飞控模块k3的讯号传输至电子调速器，从而保证对机身的持续控制，避免发生失控坠落等情况，显著提高了飞行安全性。

如附图9所示，所述控制盒k1包括相互嵌套配合的第一盒身k11和第二盒身k12；所述第一盒身k11、第二盒身k12之间的嵌套处通过销钉k13固定；所述销钉k13采用脆性材料如陶瓷等制成，收到较大冲击时会发生脆性断裂；当无人机飞行中撞上障碍物或以外跌落时，控制盒k1遭受撞击，销钉k13被震断，第一盒身k11与第二盒身k12在冲击力作用下发生分离，从而将部分受力转化为动能，可以有效减轻内部控制系统所受冲击，保护关键元件不损坏；此外，第一盒身k11、第二盒身k12上端分别对应设置有第一盖板61和第二盖板62，两盖板62均为透明的，可以在不拆开控制盒k1的前提下观察内部原件，根据模块的指示灯进行一切简单的故障诊断；

所述第一盒身k11内部侧壁上铰接设置有隔板k14；所述第一飞控模块k2安装在隔板k14的上表面；所述第一盒身k11侧壁上设置有插口k15，所述插口k15在水平方向上与隔板k14下方的空间对应；所述第二飞控模块k3由插口k15嵌设进第一盒身k11内；隔板k14底部涂有绝缘涂层，可以防止两飞控模块之间发生烦扰；所述第一盒身k11远离第二盒身k12的一侧设置有出风口k16，且出风口k16在水平方向上与隔板k14、第二飞控模块k3之间的间隙对应；所述出风口k16处安装有散热器；所述第二盒身k12远离第一盒身k11的一侧设置有进风口k17；考虑到无人机的载重能力和续航，如控制盒k1之类的存放元器件的结构件多采用塑料材质，其导热性能较差，传统的模块布置方式会将飞控模块的背面贴合在控制盒侧壁上，散热能力受到很到影响，而采用这种叠加式的方式可以令第一飞控模块k2的背面裸露，散热器在高度方向上设置在第一飞控模块k2和第二飞控模块k3之间，可同时对两者进行散热；而之所以选择第一飞控模块k2悬空放置是因为在未发生故障时第一飞控模块k2需要持续性进行运算，其发热量较大，而第二飞控模块k3只需要进行少量的运算准备随时接手工作即可，因此依靠一面散热也不会发生过热情况。

所述冗余切换模块k4安装在第二盒身k12内；所述冗余切换模块k4与第一飞控模块k2、第二飞控模块k3之间设置有理线器k5；如附图10所示，所述理线器k5顶部设置有若干滑槽k19，滑槽k19内嵌设有绕柱k51；所述滑槽k19的两端高度低于中心处；所述滑槽k19的排布方向与第一盒身k11、第二盒身k12的嵌套方向一致；所述绕柱k51在滑槽k19内往复运动，若干所述绕柱k51呈s形分布；所述第一飞控模块k2、第二飞控模块k3与冗余切换模块k4之间的线束按绕柱k51的位置缠绕，依靠s形的缠绕可以将多余的长度部分有序收纳在理线器k5内；当控制盒k1收到冲击导致第一盒身k11和第二盒身k12分离时，线束受拉带动绕柱k51向滑槽k19中心处靠拢，从而根据第一盒身k11和第二盒身k12之间的距离释放自身长度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。