一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器，其包括机身、盖合机身的机身上盖，机身和机身上盖构成的容置空间内安装有控制系统和供电线路；其中，供电线路分隔出两条线路，其中一条线路是为电机供电的强电线路，另一条线路是为控制系统的弱电线路；其中弱电线路铺设于机身内部，强电线路铺设于机身外，并通过机臂连接至电子调速器上。其机身为一体化整体设计，且控制系统合理摆放，并由固定件固定牢靠，机身上盖将机身盖合后实现一个密闭的空间，同时该密闭空间隔离开强电弱电，实现防水防尘的同时还解决了控制系统的电磁干扰问题。
【专利说明】
一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器
技术领域
[0001]本发明涉及无人机的制造领域，具体涉及一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器。
【背景技术】
[0002]随着无人直升机在各行业的应用研究，人们越发现无人直升机在社会生产和生活各个方面的作用日益显著。使用现代化的高新技术机械设备，不仅能够提高工作效率和质量、降低作业成本，还能够降低人员作业的风险，保护生命财产安全。其中，农用无人直升机与常规植保机械作业相比可谓好处多多，其作业效率是目前地面植保机械中防治效率最高的高架喷雾器作业效率的8倍，是人工背负式喷雾器作业效率的30倍。由于传统植保机械落后，加上使用方法不当，不能均匀施药，导致农药利用率极低，只有30%左右的农药被有效利用，70%左右的农药不仅没有发挥防治虫害的作用，还对生态环境造成了严重污染。农用无人直升机采用超低量喷雾，可节省90%的水和30%的农药，农药有效利用率达60%以上，而完成同样作业面积的成本比传统农机还要低。
[0003]—般的，用于农林植物保护作业的农用无人直升机，主要包括飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。目前传统的无人机在稳定可靠性飞行方面是个弱势，其不稳定性主要体现在防水、抗磁干扰、负载以及飞行的稳定性等多个方面。无人机不能稳定飞行则会影响整机的正常工作，甚至会产生严重的事故，给用户带来很大的安全隐患。
【发明内容】
[0004]因此，针对上述的问题，本发明提出一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器，在整机的稳定性及对控制系统的防护进行了改进。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器，包括机身、盖合机身的机身上盖，机身和机身上盖构成的容置空间内安装有控制系统和供电线路；其中，供电线路分隔出两条线路，其中一条线路是为电机供电的强电线路，另一条线路是为控制系统的弱电线路;其中弱电线路铺设于机身内部，强电线路铺设于机身外，并通过机臂连接至电子调速器上。
[0006]具体的，所述供电线路至少包括一个集线器，供电线路通过集线器分隔为强电线路和弱电线路，该集线器固定在机身外的底部。
[0007]为了进一步提高整机的稳定可靠性，作为一个较佳的方案，控制系统通过减震装置固定于机身内，减震装置由两块碳纤板和橡胶套组成，两块碳纤板通过橡胶套连接在一起，一块碳纤板固定在机身底部，另一块碳纤板固定在控制系统的底部，减震装置能有效的隔绝控制系统与飞行器之间的震动，使得飞行将会更加稳定。其中的减震装置也可以是设有其他弹性材料(弹簧、塑料泡沫等)的减震支架实现。
[0008]作为一个较佳的方案，机身和机身上盖贴合部分设有密封胶条，机身和机身上盖通过螺丝锁紧后压紧密封胶条，以实现机身内部的防尘防水。
[0009]作为一个较佳的方案，机身的四个角末端水平向外延伸出四个机臂组件，机身的底部安装有起落架组件和药箱组件。
[0010]其中，所述机臂组件包括固定机臂折叠座把手、机臂折叠座、机臂折叠座紧锁件、机臂折叠件转轴、碳纤机臂、电机固定座、电机、和螺旋桨，机臂折叠座安装在机身的尾端上:具体是以机臂折叠件转轴为轴心，通过固定机臂折叠座把手、机臂折叠座紧锁件固定于机身的四个角的尾端上;碳纤机臂的一端穿设于机臂折叠座而固定，碳纤机臂的另一端套有电机固定座，电机固定座的输出轴依次连接电机和螺旋桨。具体的，机臂折叠座经螺丝以及机臂折叠件转轴连接到机身处，可轴向折叠90°此结构转动轴位锁死状态。
[0011]进一步的，所述起落架组件包括起落架固定座和起落架，起落架通过起落架固定座锁固于机身的底部;且起落架上安有喷杆折合座，使得喷杆可以横向两次折弯90°，既节省空间又便于搬运和运输。另外，起落架采用铝合金管材实现，经久耐用，在飞行器在遭受撞击时，起落架接收冲击波产生变形从而保护机身。
[0012]进一步的，所述药箱组件包括药箱、药箱盖、药箱过滤网、药箱固定座、电池安装仓、电池、水栗、引药管、喷头、碳纤喷杆、喷杆折叠座，药箱通过药箱固定座固定于起落架上，药箱过滤网置于药箱内，药箱内部用多道碳纤板将药箱隔离成多个空间，碳纤板上有孔可以让药液在药箱内的流通，此结构能防止药液在药箱内晃动，药箱通过药箱盖将其盖合；起落架为一中空结构，电池安装仓位于该中空结构内，电池置于该电池安装仓内而固定，电池与电机以及控制系统均电性连接;起落架的两侧分别设置一喷头，喷头由碳纤喷杆以及喷杆折叠座连接至起落架上;起落架的底部还设有水栗，喷头、碳纤喷杆通过引药管连接至水栗和药箱。
[0013]进一步的，机身上还设有GPS，GPS与控制系统双向电性连接。
[0014]本发明采用上述方案，具有如下优点:其机身为一体化整体设计，且控制系统合理摆放，并由减震装置固定牢靠，还通过集线器改变布线方式，保证机身内的控制系统不会被供电线路产生的磁场所干扰;同时，机身上盖将机身盖合后还通过密封胶条密封，从而实现一个密闭的空间，防水防尘耐腐蚀。另外，起落架采用铝合金管材实现，经久耐用且防撞击；同时起落架上安装的喷杆折合座使得喷杆可以横向两次折弯90°，既节省空间又便于搬运和运输。综上，本发明通过上述方案的防水、防晃、防磁干扰等结构，实现一个高稳定性、高可靠性的四旋翼植保飞行器。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的分解图；
图2为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的立体图(机臂展开状态)；
图3为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的分解图(机臂折叠状态)；
图4为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的分解图(两侧喷杆2次折叠状态)；
图5为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的(药箱隔板布置俯视图)；
图6为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的俯视图；
图7为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的仰视图；
图8为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的前视图；
图9为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的后视图； 图10为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的左视图；
图11为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的右视图；
图12为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的示意图(整机折叠状态)。
【具体实施方式】
[0016]现结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0017]本发明的一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器，包括机身、盖合机身的机身上盖，机身和机身上盖构成的容置空间内安装有控制系统和供电线路;控制系统通过减震装置固定于机身内，供电线路通过集线器分隔出两条线路，其中一条线路是为电机供电的强电线路，另一条线路是为控制系统的弱电线路;集线器固定在机身外的底部。其中弱电线路铺设于机身内部，强电线路铺设于机身外，并通过机臂连接至电子调速器(或称电调，ElectronicSpeed Control，简称ESC)上，这样的布线方式可将电路产生的电磁场降到最低，保证了机身内的控制系统不会被供电线路产生的磁场所干扰。
[0018]作为一个具体的实例，参见图1-图12，本发明的四旋翼植保飞行器包括:机身101，机身上盖102，密封条103，控制系统104，减震装置105，GPS106，集线器107，固定机臂折叠座锁紧把手108，机臂折叠座109，机臂折叠座紧锁件110，机臂折叠件转轴111，碳纤机臂112，电机固定座113，电机114，螺旋桨快拆下座115、螺旋桨快拆上座116、螺旋桨117，起落架固定座118，起落架119，药箱120，药箱盖121，药箱过滤网122，药箱固定柱123，电池安装仓124，水栗125，引药管126，喷头127，碳纤喷杆128，喷杆折叠座129，电池130、快速拆装电池档板131。其中，机身101是招合金一体化防水机身。
[0019]其中，机身101、机身上盖102以及密封条103配合形成一密闭防水空间，具体的，机身101和机身上盖102通过螺丝锁紧后压紧密封胶条103，以实现机身内部的防尘防水。该密闭防水空间内设有控制系统104和供电线路，控制系统104安装在减震装置105上面，减震装置105底部有螺丝穿过机身101，固定于机身101内的底部。具体的，参见图1，减震装置105由两块碳纤板和橡胶套组成，两块碳纤板通过橡胶套连接在一起，一块碳纤板固定在机身底部，另一块碳纤板固定在控制系统的底部，减震装置能有效的隔绝控制系统与飞行器之间的震动，使得飞行将会更加稳定。其中的减震装置也可以是设有其他弹性材料(弹簧、塑料泡沫等)的减震支架实现。
[0020]机身101的末端水平向外延伸出四个机臂组件，机身101的底部安装有起落架组件和药箱组件XPS106设于机身101之上，其与控制系统电性连接。本发明的机身101为一体化整体设计，且控制系统104合理摆放，并安装在减震装置105上面，减震装置能有效的隔绝控制系统与飞行器之间的震动，飞行将会更加稳定。机身上盖102、密封条103将机身101盖合后(通过螺丝固定)，其实现一个密闭的空间，防水防尘耐腐蚀，可做到全身水洗。
[0021]参见图1-图3，机臂组件包括固定机臂折叠座把手108、机臂折叠座109、机臂折叠座紧锁件110、机臂折叠件转轴111、碳纤机臂112、电机固定座113、电机114、螺旋桨快拆下座115、螺旋桨快拆上座116以及螺旋桨117，机臂折叠座109安装在机身101四个角的尾端上:机臂折叠座109通过固定机臂折叠座把手108、机臂折叠紧锁件110以及机臂折叠件转轴111固定于机身101的四个角的尾端上;碳纤机臂112的一端穿设于机臂折叠座109而固定，碳纤机臂112的另一端套有电机固定座113，电机固座113的输出轴依次连接电机114、螺旋桨快拆下座115、螺旋桨快拆上座116和螺旋桨117。具体的，机臂折叠座109经螺丝以及机臂折叠件转轴109连接到机身1I处，可轴向折叠90°，此结构转动轴位锁死状态。具体使用时，可旋转调整机臂折叠座108于机身101的紧密程度，以及方便松开折弯机臂，机臂向下折叠90°后，此飞行器体积大大缩减，便于运输。
[0022]螺旋桨117经螺旋桨快拆下座115，螺旋桨快拆上座116，由螺丝固定在电机114上，电机114由螺丝固定在电机固定座113上。其中的电机114为上下带有散热片防水密闭电机，此电机固定座113与电机114无缝贴合，具备防水作用。上述螺旋桨117结构一共有4套，用来提供整架飞行器的升力。
[0023]起落架组件包括起落架固定座118和起落架119，起落架119通过起落架固定座118锁固于机身101的底部。起落架为铝合金管材，经久耐用，飞行器在遭受撞击时，起落架接收冲击波产生变形从而保护机身。
[0024]参见图1-图5，药箱组件包括药箱120，药箱内部设有防药液晃荡隔板132、药箱盖121、药箱过滤网122、药箱固定柱123、电池安装仓124、电池130、水栗125、引药管126、喷头
127、碳纤喷杆128、喷杆折叠座129，药箱120通过药箱固定柱123固定于机身101的底部，药箱过滤网122置于药箱120内，药箱120通过药箱盖121将其盖合。起落架119为一中空结构，电池安装仓124位于该中空结构内，电池130置于该电池安装仓124内，由快速拆装电池档板131而固定，电池130与电机114以及控制系统104均电性连接，为其供电；喷杆折叠座129的一端固定于起落架119的两侧边，中间由碳纤管连接，喷杆折叠座129的另一端依次连接碳纤喷杆128和喷头127;起落架119的底部还设有水栗125，喷头127、碳纤喷杆128通过引药管126连接至水栗125，水栗125的进水管路接于药箱120内。为保持平衡，喷头127、碳纤喷杆
128、喷杆折叠座129均设有两个，分别设于起落架122的两侧。
[0025]本发明的药箱整体为U型，防震荡风阻小。而且药箱120的U型中间就是电池仓，药箱内部还设有隔板，这样的设计，是考虑到飞行平衡稳定的问题。药箱120注药口有过滤网，过滤杂质，药箱120底部，为水栗125安装位置，药箱120由药箱固定柱123固定在机身101底部，喷头127随喷杆顺接到药箱120上。
[0026]参见图4，碳纤喷杆128是通过一折叠结构(喷杆折叠座)接于起落架119上的，碳纤喷杆128的折叠结构分成两组，能让喷杆进行两次90°的折叠(图12为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的折叠后的示意图)。喷杆折叠座129经螺丝、转轴连接在起落架119的铝管与碳纤喷杆128上;其上方设有卡位螺丝。具体使用时，可旋转调整喷杆折叠座129与脚架之间的紧密程度，以及方便松开折弯碳纤喷杆128。碳纤喷杆128围绕起落架119折叠两次后完全贴合起落架119上，最大限度利用空间，方便携带。图6-图11为本发明的防水型四旋翼植保飞行器的六面视图。
[0027]另外，本发明还设有散热系统:散热系统主要为电机与电子调速器散热，电机与电子调速器的散热座利用了铝的良好导热性能。具体的，电机114的上下均匀分布散热片，大大的增加了散热面积，最大限度的带走电机114高速旋转时产生的热量，从而更有效的为飞行器带去动力。另外，电子调速器安装于电机固定座113的底部，且电子调速器的散热片是露出来的，这样设计使得电子调速器产生的热量在飞行器在飞行时产生的热量得以很好的散走。
[0028]本发明采用上述方案，通过机身一体化设计，航电系统合理布置，全金属机身以及强弱电隔离等技术手段实现了高稳定性、高可靠性且抗干扰能力强的四旋翼植保飞行器。其机身本体为镂空结构，上下二盖密封锁紧，防水防尘，可全身水洗。折叠接头的金属构件解决了长时间使用造成磨损晃动，虚位过大的问题。药箱电池仓一体化设计，节约空间又避免了药物侵入电池。另外，本发明的起落架上安有喷杆折叠座，因此喷杆可以横向两次折弯90°，既节省空间又便于搬运和运输。同时，散热系统的设计可以保证电机、电子调速器在连续飞行时依旧提供强大的动力。
[0029]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种稳定可靠的四旋翼植保飞行器，其特征在于:包括机身、盖合机身的机身上盖，机身和机身上盖构成的容置空间内安装有控制系统和供电线路;其中，供电线路分隔出两条线路，其中一条线路是为电机供电的强电线路，另一条线路是为控制系统的弱电线路;其中弱电线路铺设于机身内部，强电线路铺设于机身外，并通过机臂连接至电子调速器上。2.根据权利要求1所述的四旋翼植保飞行器，其特征在于:所述供电线路至少包括集线器，供电线路通过集线器分隔为强电线路和弱电线路，该集线器固定在机身外的底部。3.根据权利要求1或2所述的四旋翼植保飞行器，其特征在于:所述控制系统通过减震装置固定于机身内；该减震装置由两块碳纤板和橡胶套组成，两块碳纤板通过橡胶套连接在一起，一块碳纤板固定在机身底部，另一块碳纤板固定在控制系统的底部。4.根据权利要求1或2所述的四旋翼植保飞行器，其特征在于:所述机身和机身上盖贴合部分设有密封胶条，机身和机身上盖通过螺丝锁紧后压紧密封胶条以使机身内部密封防水。5.根据权利要求1或2所述的四旋翼植保飞行器，其特征在于:所述机身的四个角末端水平向外延伸出四个机臂组件，机身的底部安装有起落架组件和药箱组件;所述起落架组件包括起落架固定座和起落架，起落架通过起落架固定座锁固于机身的底部;起落架上安有喷杆折合座。6.根据权利要求5所述的四旋翼植保飞行器，其特征在于:所述机臂组件包括固定机臂折叠座把手、机臂折叠座、机臂折叠座紧锁件、机臂折叠件转轴、碳纤机臂、电机固定座、电机和螺旋桨，机臂折叠座以机臂折叠件转轴为轴心，并通过固定机臂折叠座把手、机臂折叠座紧锁件将去固定于机身的四个角的尾端上;碳纤机臂的一端穿设于机臂折叠座而固定，碳纤机臂的另一端套有电机固定座，电机固定座的输出轴依次连接电机和螺旋桨。7.根据权利要求5所述的四旋翼植保飞行器，其特征在于:所述药箱组件包括药箱、药箱盖、药箱过滤网、药箱固定座、电池安装仓、电池、水栗、引药管、喷头、碳纤喷杆和喷杆折叠座，药箱通过药箱固定座固定于起落架上，药箱过滤网置于药箱内，药箱内部用多道碳纤板将药箱隔离成多个空间，碳纤板上有孔可以让药液在药箱内的流通;药箱通过药箱盖将其盖合;起落架为一中空结构，电池安装仓位于该中空结构内，电池置于该电池安装仓内而固定，电池与电机以及控制系统均电性连接;起落架的两侧分别设置一喷头，喷头由碳纤喷杆以及喷杆折叠座连接至起落架上;起落架的底部还设有水栗，喷头、碳纤喷杆通过引药管连接至水栗和药箱。8.根据权利要求1所述的四旋翼植保飞行器，其特征在于:机身上还设有GPS，GPS与控制系统双向电性连接。
【文档编号】B64C27/08GK105923143SQ201610426123
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】付维, 包胜军, 陈居胜, 傅新哲
【申请人】深圳高科新农技术有限公司