一种无人机的脱扣式主挂架组件及专用脱扣母块的制作方法

本发明涉及农业空中喷药吊具技术领域，具体涉及一种无人机的脱扣式主挂架组件及专用脱扣母块。

背景技术：

由于我国农村用工成本上升和大部分可耕种土地碎片化分布，具有一定机动灵活性和较强区域适应性的植保无人机近几年开始大规模推广使用，然而在无人机作业过程中，由于自身旋翼风场及自然风场的影响，雾滴漂移较为严重，尤其是在使用除草剂时，造成邻近不同作物地块大面积药害的事件时有发生，限制了植保无人机的全面推广使用。统计显示，航空喷雾会造成50％-75％药液雾滴漂移而达不到靶标区域，而地面喷雾仅有10％-35％。

植保无人机飞行高度是自身旋翼风场及自然风场影响雾滴漂移程度的重要因素，但其高度的调整并不能有效解决其喷施作业过程雾滴漂移问题，因在无人机飞行较高时，自然风场和旋翼形成的紊流风场均会明显造成雾滴漂移，不能有效在靶标区域沉积附着；在无人机飞行较低时虽然可以减弱自然风场的影响，但其自身旋翼紊流风场会造成作物冠层剧烈摆动，雾滴不能有效附着并会发生漂移，而且过低的飞行高度会造成无人机遇阻坠毁，造成不必要的损失。

因此，针对无人机飞行高度及喷洒设置不合适造成整机损失或雾滴漂移等中的一个或多个问题，有必要提出新的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提供一种能够解决空中植保无人机因飞行高度及喷洒设置不合适造成整机损失或雾滴漂移等中的一个或多个问题的技术方案。

首先，本发明提出一种快插式脱扣母块，所述脱扣母块包括母块本体，所述母块本体上设有通/断电保持电磁组件、预压力顶出组件和液腔，

所述通/断电保持电磁组件在通电或断电时具有磁性，在断电或通电后失去磁性，所述通/断电保持电磁组件的磁吸面朝向所述母块本体的下方；

所述预压力顶出组件具有弹性，通过其上设置的顶出头施加顶出弹力，所述预压力顶出组件的顶出头朝向所述母块本体的下方；

所述液腔朝向所述母块本体的下方设有快插连接口，所述液腔的侧面或/和上方设有管道接口。

本发明通过上述的快插式脱扣母块连接喷药吊具，经通/断电保持电磁组件凭借磁性与喷药吊具连接，而在断电或通电后通/断电保持电磁组件失去磁性，再借助预压力顶出组件顶出喷药吊具，因此本发明的快插式脱扣母块可以与喷药吊具实现快速插接与断开。

本发明的通/断电保持电磁组件可以是在通电的情况下，具有磁性，在断电的情况下失去磁性，或者相反，在断电的情况下具有磁性，而在通电的情况下失去磁性。

根据本发明的一种实施方式，所述液腔为开在所述母块本体内部的腔室或与所述母块本体连接的元件上设置的腔室。

所述液腔为横截面为圆形的或方形的或多边形的或椭圆形的腔室，或所述液腔为横截面为不规则形状的腔室。

根据本发明的一种实施方式，所述通/断电保持电磁组件包括通/断电保持电磁铁和电路元件，所述电路元件接收电信号并将电信号传输至所述通/断电保持电磁铁，所述通/断电保持电磁铁在接收到断电或通电信号后失去磁性。

根据本发明的一种实施方式，所述预压力顶出组件包括预压力弹簧和预压力顶杆，所述预压力顶杆的一端抵接所述预压力弹簧，所述预压力顶杆的另一端设有所述顶出头。

本发明还提出一种快插式脱扣主挂架组件，所述主挂架组件包括挂架连接模块和上述的快插式脱扣母块，所述快插式脱扣母块通过所述挂架连接模块与被连接件连接。

根据本发明的一种实施方式，所述挂架连接模块包括挂架定位固定夹套、安装固定耳板和挂架高度调节挂板，该组元件依序连接，所述挂架定位固定夹套以与被连接件固定连接，所述挂架高度调节挂板连接所述快插式脱扣母块。

根据本发明的一种实施方式，所述挂架定位固定夹套与所述安装固定耳板固定连接，安装固定耳板和挂架高度调节挂板可调角度连接，所述挂架高度调节挂板上设有位置调节档。

根据本发明的一种实施方式，所述主挂架组件还包括入液软管，所述入液软管的一端与所述快插式脱扣母块的液腔连接，另一端以连接液体贮存室。

根据本发明的一种实施方式，所述主挂架组件包括一组所述快插式脱扣母块及相应一组所述挂架连接模块，所述快插式脱扣母块的母块本体之间通过连接杆连接。

本发明所述快插式脱扣主挂架组件可实现喷药吊具组件的挂装及脱落，其实现方式为：当喷药吊具组件安装时，通/断电保持电磁铁不通电或通电，带强磁性，这时将喷药吊具组件中的铁吸盘、快插管接头压向脱扣母块的下表面，在磁性吸引力的作用下，快插接头插入脱扣母块的液腔内，实现液路连接，并在磁吸盘的吸力作用下保持贴合连接状态。当喷药吊具组件在作业遇阻时，控制系统给出信号使通/断电保持电磁铁通电或断电，磁吸盘的磁吸力消失，集成磁吸盘、快插接头的喷药吊具在预压力顶杆的弹力作用下弹开，使快插接头拔出而脱扣母块的液腔，喷药吊具组件脱落，并同时可控制植保无人机液泵关闭。如此，便使得可能遇阻的喷药吊具与无人机分离，保障了无人机机身不受影响。

总之，本发明所述快插式脱扣主挂架组件可实现喷药吊具组件的挂装及自动脱落，进而将植保无人机的喷药吊具组件设计成主动脱扣式结构，在无人机飞行遇阻时，喷药吊具组件可自动脱落，保障无人机的安全。

附图说明

图1为图3本发明一实施例脱扣母块及连接件的局部i处的放大剖面(此处连接了磁吸元件及快插接头等)结构示意图；

图2为本发明一实施例脱扣式主挂架组件平视结构示意图；

图3为本发明一实施例脱扣式主挂架组件与无人机起落架支撑杆连接结构示意图；、

图4a为本发明一实施例脱扣式主挂架组件俯视结构示意图；

图4b为本发明一实施例脱扣式主挂架组件仰视结构示意图；

图5a为图2本发明一实施例脱扣式主挂架组件右半部分左视结构示意图；

图5b为图2本发明一实施例脱扣式主挂架组件左半部分左视结构示意图；及

图6为本发明一实施例使用方法流程图；

附图标号说明：

a脱扣母块，a1母块本体，17通/断电保持电磁组件，171通/断电保持电磁铁，a11预压力顶出组件，预压力弹簧21，预压力顶杆22，63液腔，挂架连接模块b，1挂架定位固定夹套，4安装固定耳板，5挂架高度调节挂板，入液软管9，连接杆14，接头10，铁吸盘18，25集成安装板，26快插接头；

w2起落架支撑杆。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1所示，本发明提出一种脱扣母块a，所述脱扣母块包括母块本体a1，所述母块本体a1上设有通/断电保持电磁组件17、预压力顶出组件a11和液腔63。脱扣母块a下方可通过磁力连接其他元件，如喷药吊具组件。

通/断电保持电磁组件17、预压力顶出组件a11和液腔63的位置关系不作特别限制，可如图4b所示方式或其他方式排列。

所述通/断电保持电磁组件17在断电或通电时具有磁性，在通电或断电后失去磁性，所述通/断电保持电磁组件的磁吸面朝向所述母块本体的下方。

所述预压力顶出组件a11具有弹性，通过其上设置的顶出头施加顶出弹力，所述预压力顶出组件的顶出头朝向所述母块本体的下方。

所述液腔朝向所述母块本体的下方设有快插连接口，所述液腔的侧面或/和上方设有管道接口。喷药吊具的液压管路可通过快插的方式连接液腔，而液腔又通过管道接口与液体贮存室如无人机上的药液贮存室或液泵连接。

本发明可通过上述的脱扣母块连接其他吊具如喷药吊具，经通/断电保持电磁组件凭借磁性与吊具连接，而在通电或断电后通/断电保持电磁组件失去磁性，再借助预压力顶出组件顶出吊具，因此本发明的脱扣母块可以与吊具如喷药吊具实现快速插接与断开。

根据本发明的一种实施方式，所述液腔为开在所述母块本体内部的腔室或与所述母块本体连接的元件上设置的腔室。

如图1所示，所述液腔63为开在所述母块本体a1内部的腔室。

所述液腔63为横截面为圆形的或方形的或多边形的或椭圆形的腔室，或所述液腔为横截面为不规则形状的腔室。

优选地，所述液腔63为横截面是圆形的带沉孔腔室。

根据本发明的一种实施方式，所述通/断电保持电磁组件17包括通/断电保持电磁铁171和电路元件(图中未示出)，所述电路元件接收电信号并将电信号传输至所述通/断电保持电磁铁171，所述通/断电保持电磁铁171在接收到通电或断电信号后失去磁性。

电路元件可采用现有技术集成在母块本体上，此内容为本领域容易得知知识，此处不再赘述。

磁性的设计以能牢牢吸住下方的喷药吊具为准。

根据本发明的一种实施方式，所述预压力顶出组件a11包括预压力弹簧21和预压力顶杆22，所述预压力顶杆22的一端抵接所述预压力弹簧21，所述预压力顶杆22的另一端设有所述顶出头。

根据本发明的一种实施方式，可在母块本体a1内开设腔室，以放置所述预压力顶出组件a11。可将预压力弹簧21的一端抵接该腔室的上方，在预压力弹簧21的下方放置预压力顶杆22。与通/断电保持电磁组件17磁性连接的吊具对预压力顶出组件a11施加压下力，当通/断电保持电磁组件17的磁性消失后，预压力顶出组件a11将预压力转变为弹出力施加在吊具上，便于吊具更好地与脱扣母块上方连接的无人机分离。

当然预压力弹簧21也可以其他方式使其一端固定在母块本体上。

如图3所示，本发明还提出一种快插式脱扣主挂架组件，所述主挂架组件包括挂架连接模块b和上述的脱扣母块a，所述脱扣母块通过所述挂架连接模块b与被连接件连接。根据本发明的一种实施方式，被连接件可为无人机。

挂架连接模块b可视不同的被连接件而不同，可采用常规的任何连接结构来实现。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，所述挂架连接模块b包括挂架定位固定夹套1、安装固定耳板4和挂架高度调节挂板5，该组元件依序连接，所述挂架定位固定夹套1以与被连接件固定连接，所述挂架高度调节挂板5连接所述脱扣母块a。

上述的挂架连接模块b的设计方式，可针对无人机起落架支撑杆w2的结构进行设计，如图3所示。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，所述挂架定位固定夹套1与所述安装固定耳板4固定连接，安装固定耳板4和挂架高度调节挂板5可调角度连接。挂架定位固定夹套1上可设有套筒，以与无人机的起落架支撑杆配合。套筒的数量及设置方式可根据实际情况进行设置。

如图4a所示，安装固定耳板4的一侧可与定位固定夹套1通过螺钉连接。

如图5a所示，根据本发明的一种实施方式，安装固定耳板4的另一端可与高度调节挂板5通过螺栓连接。安装固定耳板4与高度调节挂板5可根据实际需要进行角度的调节。当使该两件的角度合适时通过螺栓紧固定位。

脱扣母块与安装固定耳板4及高度调节挂板5等连接时，可视具体情况设置高度调节挂板5的数量，如图5a、5b所示，每件脱扣母块与安装固定耳板4之间可通过两件高度调节挂板5连接。

根据本发明的一种实施方式，如图2所示，安装固定耳板4的另一端可与高度调节挂板5通过枢轴连接，安装固定耳板4与高度调节挂板5之间的角度可根据下方所吊物体的重力自行调节，安装固定耳板4与高度调节挂板5之间保持转动连接。

所述挂架高度调节挂板5上可设有位置调节档。

根据本发明的一种实施方式，如图2所示，所述挂架高度调节挂板5上设有不同位置的紧固孔，根据选择的紧固孔的位置不同可以使脱扣母块与上方的无人机吊杆之间的距离进行一定范围的调节。当然位置调节也可采用其他方式，比如伸缩杆式结构等。

如图3所示，根据本发明的一种实施方式，所述主挂架组件还可包括入液软管9，所述入液软管9的一端与所述快插式脱扣母块a的液腔63连接，另一端以连接无人机上的药液贮存室或液泵。入液软管9的数量及连接方式可视情况而灵活连接。

入液软管9使得管路连接方式更灵活。当然脱扣母块a的液腔63也可通过其他管路连接方式与无人机上的药液贮存室或液泵连接。

如图2、3、4a、4b所示，根据本发明的一种实施方式，所述主挂架组件包括一组所述快插式脱扣母块a及相应一组所述挂架连接模块b，所述脱扣母块的母块本体之间可通过连接杆连接。该种设计方式可以减小单个快插式脱扣母块的结构与力学参数，还可使得整体结构的平衡性与稳定性更好。

优选地，根据本发明的一种实施方式，如图2、3、4a、4b所示，所述主挂架组件包括一组所述脱扣母块a为左右对称的两组，相应地，所述挂架连接模块b也是左右对称的两组。

本发明所述脱扣主挂架组件可实现喷药吊具组件的挂装及脱落，其实现方式为：当喷药吊具组件安装时，通/断电保持电磁铁不通电或通电，带强磁性，这时将喷药吊具组件中的磁吸盘、快插接头压向脱扣母块的下表面，在磁性吸引力的作用下，快插接头插入脱扣母块的液腔内，实现液路连接，并在磁吸盘的吸力作用下保持贴合连接状态。当喷药吊具组件在作业遇阻时，控制系统给出信号使通/断电保持电磁铁通电或断电，磁吸盘的磁吸力消失，集成铁吸盘、快插管接头的喷药吊具在预压力顶杆的弹力作用下弹开，使快插接头拔出脱扣母块的液腔，喷药吊具组件脱落，并同时可控制植保无人机液泵关闭。如此，便使得可能遇阻的喷药吊具与无人机分离，保障了无人机机身不受影响。

当然，本发明所述脱扣母块及脱扣主挂架组件可根据实际需要应用于不同场合或领域，而不局限于本发明所举无人机施药领域，本发明实施方式仅是示例说明。

实施例

参见图1-5，本实施例一种用于植保无人机的脱扣式主挂架组件，主要包括左、右挂架定位固定夹套1，安装固定耳板4，挂架高度调节挂板5，左、右脱扣母块i，左右脱扣母块连接杆14，入液软管9及接头10。本实施例各部件之间的固定和连接主要通过螺钉螺母等实现。

所述脱扣母块a主要包括通/断电保持电磁组件17、预压力弹簧21、预压力顶杆22、圆形沉孔液腔63。该组元件可设置在母块本体上。

如图3所示，所述脱扣式主挂架组件可实现喷药吊具组件的挂装及自动脱落，实现方式为如图6所示：当喷药吊具组件安装时，通/断电保持电磁组件17不通电，带强磁性，这时将喷药吊具组件中集成磁吸盘18、快插管接头26的集成安装板25压向脱扣母块的下表面，在磁性吸引力的作用下，快插管接头26插入脱扣母块的圆形沉孔液腔63，实现液路连接，并在铁吸盘18的吸力作用下保持贴合连接状态。当喷药吊具组件在作业遇阻时，控制系统给出信号使通/断电保持电磁组件17通电，磁吸盘18的磁吸力消失，集成磁吸盘18、快插管接头26的集成安装板25在预压力顶杆22的弹力作用下弹开，使快插管接头26拔出脱扣母块圆形沉孔液腔63，喷药吊具组件脱落。同时可以控制植保无人机液泵关闭，液路不再向脱扣母块的液腔输送液体。无人机可安全返回降落，回收检修喷药吊具后，可重新开始执行喷药吊具组件安装，进而重新进行作业。

总之，本发明实施方式所述快插式脱扣主挂架组件可实现喷药吊具组件的挂装及自动脱落，进而将植保无人机的喷药吊具组件设计成主动脱扣式结构，在无人机飞行遇阻时，喷药吊具组件可自动脱落，保障无人机的安全。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。