转角度为a，使联排喷嘴100喷洒药 液方向与地面垂直，调节上流量调节：114绕空屯、轴112旋转，上流量调节片114与下流量 调节片115中间的扇形开孔逐渐变小，直至闭合状态，上流量调节片114的旋转速度为V，
[0046]S222:当飞机后倾时，联排喷嘴100喷洒药液方向向植保飞机尾部倾斜，转角电机 600开启，伺服电机带动喷洒架100绕其轴线旋转，旋转角度为-a，使联排喷嘴100喷洒药 液方向与地面垂直，调节上流量调节片114W速度绕V空屯、轴112旋转，上流量调节片114 与下流量调节片115中间的扇形开孔逐渐变大，直至全开状态；
[0048] 其中C为糖率系数，单位为R为流量调节片开孔半径，单位为m，h为植保飞 机施药高度，单位为m，Vpi为植保飞机飞行速度，单位为m/s，Q为施药或喷洒液体体积，单 位为m3,g为重力加速度，单位为m/s2,n为联排喷嘴数量；
[0049]当飞机左右倾斜时，所述角度倾斜测量仪200测量飞机倾斜角度0，判定飞机倾 斜方向；
[0050] S223 :当飞机偏向伸缩连杆300所在位置一侧时，伺服电机500开启，带动伸缩杆 收缩，t秒后停止；
[0051] S224 :当飞机偏向伸缩连杆300所在位置另一侧时，伺服电机500开启，带动伸缩 杆拉伸，t秒后停止；
阳053] 其中，其中，m为喷洒架长度，单位为m;w为电机转数，单位为n?转/s;k为伸缩 杆螺距，单位为mm;t。为定向喷洒装置的响应时间，单位为ms;P为伸缩连杆对伺服电机的 方向作用力，单位为N;r为伸缩连杆直径，单位为mm;1为伺服电机轴承与伸缩连杆之间连 接轴的长度，单位为m;连接轴材料的剪切模量，单位为N/WJ为连接轴的截面惯性矩，单 位为iA
[0054] 实施W采用植保飞机定向喷洒装置平地喷洒为例做进一步说明
[0055]首先，角度倾斜测量仪200测量飞机倾斜角度a，并将测得的电信号传递给系统 控制模块400,判定飞机倾斜方向；
[0056] 当飞机前倾时，联排喷嘴100喷洒药液方向向植保飞机尾部倾斜，转角电机600开 启，伺服电机带动喷洒架100绕其轴线旋转，旋转角度为a，使联排喷嘴100喷洒药液方向 与地面垂直，调节上流量调节：114绕空屯、轴112旋转，上流量调节片114与下流量调节片 115中间的扇形开孔逐渐变小，直至闭合状态，上流量调节片114的旋转速度为V，当飞机后 倾时，联排喷嘴100喷洒药液方向向植保飞机尾部倾斜，转角电机600开启，伺服电机带动 喷洒架100绕其轴线旋转，旋转角度为-a，使联排喷嘴100喷洒药液方向与地面垂直，调节 上流量调节片114W速度绕V空屯、轴112旋转，上流量调节片114与下流量调节片115中 间的扇形开孔逐渐变大，直至全开状态；
[0057] 最后，当飞机左右倾斜时，所述角度倾斜测量仪200测量飞机倾斜角度0，判定飞 机倾斜方向，当飞机偏向伸缩连杆300所在位置一侧时，伺服电机500开启，带动伸缩杆收 缩，t秒后停止，当飞机偏向伸缩连杆300所在位置另一侧时，伺服电机500开启，带动伸 缩杆拉伸，t秒后停止。
[0058] 图6为用植保飞机普通喷洒装置平地喷洒水量分布图，如图7为采用植保飞机定 向喷洒控制方法进行的平地上洒水量分布检测实验，采用正方形网格布置量雨筒，采集一 半喷洒区域的实验数据，图中的数据单位为mm/h，对比可W看出可W看出，采用植保飞机定 向喷洒控制方法，喷洒区域为楠圆形，过角度倾斜测量仪，对植保飞机飞行姿态进行准确测 量，并及时实现喷洒角度的精准调节，平底喷洒水量分布均匀，可广泛应用于植保飞机施药 和喷洒作业。
[0059] 植保飞机定向喷洒装置还可W用于坡地喷洒，坡地喷洒可在启动前对喷洒架100 进行调整，度倾斜测量仪200测量飞机倾斜角度a，并将测得的电信号传递给系统控制模 块400,判定飞机倾斜方向，上坡坡地调节上流量调节片114W速度绕V空屯、轴112旋转，上 流量调节片114与下流量调节片115中间的扇形开孔逐渐变大，直至全开状态，下坡坡地调 节，调节上流量调节片114绕空屯、轴112旋转，上流量调节片114与下流量调节片115中间 的扇形开孔逐渐变小，直至闭合状态，上流量调节片114的旋转速度为V，通过角度倾斜测 量仪200,对植保飞机飞行姿态进行准确测量，并及时实现喷洒角度的精准调节，可广泛应 用于植保飞机施药和喷洒作业，如图8为采用植保飞机定向喷洒控制方法进行的平地上洒 水量分布检测实验，采用正方形网格布置量雨筒，采集一半喷洒区域的实验数据，图中的数 据单位为mm/h，可W看出，坡地喷洒水量分布均匀。
[0060] 植保飞机定向喷洒装置可用于平地和坡地喷洒，尤其适用于山地植保作业，实用 性强，效果好，实验获得的喷头工作压力范围为0. 26~0. 67MPa，流量范围：3. 6~4. h，平地射程范围：14. 3~17. 2m。
[0061] 为模拟坡地上的水量分布，将量筒按15°高度摆放，植保飞机上坡和下坡喷洒作 业，检测水量分布，实验获得的数据如图9所示，上下坡水量分布较为一致，上下射程接近， 从而改善了坡地喷灌中水量分布的均匀性，图中水量数据单位为mm/h。
[0062] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中 所列运用，它完全可W被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言， 可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实 用新型并不限于特定的细节和运里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，包括： 喷洒架，其设置在植保飞机底部，并设置联排喷嘴，所述联排喷嘴还包括上流量调节片 和下流量调节片，用于调节植保飞机前后倾斜时联排喷嘴流量； 伸缩连杆，其设置在所述喷洒架和植保飞机之间，通过控制其伸缩长度来调整喷洒架 左右倾斜角度； 转角电机，其设置在喷洒架其中一端，通过控制其旋转角度使所述喷洒架绕轴线旋转； 以及 角度倾斜测量仪，其设置在所述喷洒架中间位置，用于检测植保飞机倾斜方向及倾斜 角度； 系统控制模块，其连接所述角度倾斜测量仪，所述系统控制模块用于接收所述角度倾 斜测量仪检测到的角度信号，控制所述伸缩连杆伸缩长度和所述联排喷嘴流量。2. 根据权利要求1所述的植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，所述的伸缩连杆为螺 旋金属连杆。3. 根据权利要求1或2所述的植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，所述的伸缩连杆采 用伺服电机驱动。4. 根据权利要求1所述的植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，所述的上流量调节片 和下流量调节片为相同大小并设置有半圆形通孔的圆形金属片。5. 根据权利要求1或4所述的植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，所述的联排喷嘴还 包括套扣在一起的套筒和外螺纹连接管，其中下流量调节片通过外螺纹固定在所述外螺纹 连接管管口位置，所述套筒中心设置有空心轴，上流量调节片穿过空心轴并可绕空心轴的 轴线旋转。6. 根据权利要求5所述的植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，所述的上流量调节片 的旋转角度为0°~180°。7. 根据权利要求1所述的植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，所述的角度倾斜测量 仪为惯性陀螺仪。8. 根据权利要求1所述的植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，还包括过倾保护装置， 当植保飞机倾角超过25°时，关闭联排喷嘴，停止喷洒作业。
【专利摘要】本实用新型公开了一种植保飞机定向喷洒装置，包括：喷洒架，其设置在植保飞机底部，并包含有联排喷嘴，还包括上下流量调节片调节植保飞机前后倾斜时喷嘴流量；伸缩连杆，其设置在喷洒架和植保飞机之间，通过控制其伸缩长度来调整喷洒架左右倾斜角度；转角电机，其设置在喷洒架其中一端，通过控制其旋转角度使喷洒架绕轴线旋转；角度倾斜测量仪，其设置在所述喷洒架中间位置，用于检测植保飞机倾斜方向及倾斜角度；系统控制模块，其连接角度倾斜测量仪，用于记录惯性陀螺仪检测的电信号，控制伸缩连杆伸缩长度和喷嘴流量，实现喷洒角度的精准调节。
【IPC分类】B64D1/18
【公开号】CN205060025
【申请号】CN201520834750
【发明人】董云哲, 李君兴, 史云天, 张云硕, 董润坚
【申请人】吉林省农业机械研究院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月23日