一种药液自动配比装置的植保无人机及其工作方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种药液自动配比装置的植保无人机及其工作方法。

背景技术：

随着我国农业的飞速发展，农业病虫害防治依然是农业生产的重点内容，喷施化学农药是现阶段果园及农田防治病虫害的主要方法，但是近年来我国农村劳动力人口不断减少，农业劳动力短缺、用工成本高等现在一定程度上阻碍了病虫害防治工作的开展，为了实现快速有效得防治病虫害，亟需利用更加先进的科学施药方法代替传统的植保作业中表现出了明显的特点和优势。

目前我国植保作业投入的劳动力多且劳动强度大，使用手动喷雾与背负式机动喷雾器分别占国内植保机械的93.07%和5.53%，但传统喷雾器工作效率低，工作时间长，农药利用率低，，有大部分的农药流失到土壤或者漂移到环境中，造成农药的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种

药液自动配比装置的植保无人机及其工作方法，不仅可以实现农作物的防病、治虫要求，解决了人工喷洒药液劳动强度大、工作效率低的问题，解决喷喷洒过程中的药液配比问题，避免发生浪费。

技术方案：本发明所述的一种药液自动配比装置的植保无人机，包括无人机本体、水箱、药液箱、混合配比箱、电磁比例器、流量计、喷洒控制器、伸缩支架、安装支座和高压静电喷雾头；无人机本体的两侧设有机翼，药液箱和水箱设置在机翼的下方，所述无人机本体上的顶部和机翼的上方均转动安装有浆叶，混合配比箱均设置在无人机本体上，且位于两个机翼之间，所述药液箱、水箱均与混合配比箱通过配液管道连接，所述配液管道上设有电磁比例器，所述混合配比箱上的出液口设有导液管，所述导液管上设有出液控制阀，导液管与高压静电喷雾头之间通过软管连接，所述软管上设有流量计；所述伸缩支架设置在无人机本体和高压静电喷雾头之间，且伸缩支架上位于高压静电喷雾头的两端设有用于安装高压静电喷雾头的安装支座；所述喷洒控制器安装在无人机本体上，所述喷洒控制器与电磁比例器、出液控制阀、流量计建立连接。

进一步地，所述伸缩支架包括支架一、支架二、微型电机、螺杆和滑动座，所述支架一和支架二滑动连接，所述微型电机设置在支架一上，滑动座设置在支架二上，微型电机的输出轴与螺杆一端连接，螺杆的另一端与滑动座连接。伸缩支架可根据实际农作物实际喷洒的浓度,微型电机带动螺杆旋转，螺杆带动滑动座滑动，从而实现支架一和支架二上的高压静电喷雾头的间距，满足农作物不同行间距的喷洒需求。

进一步地，所述安装支座为磁性固定座，所述高压静电喷雾头设置在磁性固定座上。磁性固定座的设计，便于高压静电喷雾头的安装和拆卸，便于高压静电喷雾头的日常清洁。

进一步地，所述混合配比箱上还设有温度传感器和加热器，所述温度传感器和加热器均与喷洒控制器连接。

进一步地，所述混合配比箱上设有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴、搅拌叶和搅拌齿，所述搅拌电机设置在混合配比箱上，搅拌电机的输出轴与伸入混合配比箱内的搅拌轴连接，所述搅拌轴的两侧交错设置搅拌叶，搅拌齿设置在搅拌轴的底部。

进一步地，所述水箱和药液箱上均设有液位传感器和报警器，所述液位传感器和报警器与喷洒控制器连接。

进一步地，所述高压静电喷雾头包括高压静电发生器、离心电机、和喷嘴，所述离心电机的转轴与喷嘴连接，静电发生器环向设置在离心电机的外侧，所述静电发生器上设置静电荷出风口，所述静电出风口朝向喷嘴的一侧。静电发生器产生同一极性的静电荷，所生产的静电荷由静电荷出风口发射，形成静电荷气流，静电荷气流向下加速运动，与此同时，雾滴从喷嘴喷出，喷出的雾滴穿过静电发生器产生的静电荷电流中的电荷成为带电雾滴，并且由于静电荷电流仅带同一极性的静电荷，因此带电雾滴之间相互排斥，分解成更加细小的雾滴，大量的带电雾滴形成电荷雾云，进而电荷雾云与大地形成感应电场，带电雾滴在电场的作用下向下加速运动。

进一步地，所述混合配比箱的底部开设有螺纹孔，导液管与混合配比箱螺纹连接，所述导液管和软管通过连接件连通，所述导液管内安装有匹配的滤网。

一种药液自动配比装置的植保无人机的工作方法，具体工作方法如下：

（1）将药液箱和水箱中分别注入定量的药液和水，待液位传感器感应到注入的药液和水达到喷洒控制器设定的数值后，报警器发出报警声音，停止注液；

（2）电磁比例器开启，根据喷洒控制器内设定的农药喷洒浓度对药液和水输送至混合配比箱内的量进行控制输送；

（3）待混合配比箱内的混合药液配比完成后，搅拌电机运转，搅拌电机带动搅拌轴运转，搅拌叶和搅拌齿在搅拌轴带动下旋转；

（4）搅拌叶对混合配比箱内的混合液进行充分搅拌；

（5）搅拌齿将混合配比箱底部的沉积的药液翻动起来，避免药液沉积，导致药液浓度配比不精确；

（6）温度传感器检测混合配比箱内温度，若混合配比箱内的温度低于喷洒控制器限定的温度时，加热器对混合配比箱进行加热，加快药液和水的混合；

（7）药液配比结束后，无人机控制系统控制无人机本体按照导航系统的路线起飞；

（8）喷洒控制器控制混合配比箱的出液控制开关开启以及流量计的流量；

（9）高压静电喷雾头对配比好的药液开始旋转喷洒；

(10)伸缩支架可根据实际农作物实际喷洒的浓度,微型电机带动螺杆旋转，螺杆带动滑动座滑动，从而实现支架一和支架二上的高压静电喷雾头的间距，满足农作物不同行间距的喷洒需求。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

（1）可实现药液自动配比，避免了药量超量造成的浪费，同时最大现对避免了人工配药对操作人员造成的伤害。

（2）喷洒效果更好。植保无人机旋翼产生向下的巨大旋力，推动农药雾滴对作物从上到下进行穿透，有利于农药雾滴均匀散落于植株各个部位，做到药物喷洒精准到位。

（3）喷洒更均匀，在农药喷洒过程中，当农药用完，无人机会自动巡航回到初始位置，由工作人员添加农药后，根据返航时的定位，回到之前的喷洒地区继续喷洒，不会造成重复喷洒，危害农作物。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的伸缩支架的结构示意图；

图3为本发明的高压静电喷雾头的结构示意图；

图4为本发明的混合配比箱的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-4所示的一种药液自动配比装置的植保无人机，包括无人机本体1、水箱2、药液箱3、混合配比箱4、电磁比例器5、流量计6、喷洒控制器7、伸缩支架8、安装支座9和高压静电喷雾头9；无人机本体1的两侧设有机翼11，水箱2和药液箱3设置在机翼11的下方，所述无人机本体1上的顶部和机翼11的上方均转动安装有浆叶13，混合配比箱4均设置在无人机本体1上，且位于两个机翼11之间，所述药液箱3、水箱2均与混合配比箱3通过配液管道连接，所述配液管道上设有电磁比例器5，所述混合配比箱4上的出液口设有导液管10，所述导液管6上设有出液控制阀，导液管6与高压静电喷雾头9之间通过软管连接，所述软管上设有流量计12；所述伸缩支架8设置在无人机本体1和高压静电喷雾头9之间，且伸缩支架8上位于高压静电喷雾头9的两端设有用于安装高压静电喷雾头9的安装支座9；所述喷洒控制器7安装在无人机本体1上，所述喷洒控制器7与电磁比例器5、出液控制阀、流量计12建立连接。

其中，所述伸缩支架8包括支架一81、支架二82、微型电机83、螺杆84和滑动座85，所述支架一81和支架二82滑动连接，所述微型电机83设置在支架一81上，滑动座85设置在支架二82上，微型电机83的输出轴与螺杆84一端连接，螺杆84的另一端与滑动座85连接。

本实施例中所述安装支座85包括电机安装座851、旋转电机852、旋转轴853和磁性固定座854，所述旋转电机852通过电机安装座安装在支架二82上，旋转电机852的输出轴通过旋转轴853与磁性固定座854连接，所述高压静电喷雾头9设置在磁性固定座上。

进一步地，所述混合配比箱4上还设有温度传感器41和加热器42，所述温度传感器41和加热器42均与喷洒控制器7连接。

本实施例中所述混合配比箱4上设有搅拌机构43，所述搅拌机构43包括搅拌电机431、搅拌轴432、搅拌叶433和搅拌齿434，所述搅拌电机431设置在混合配比箱4上，搅拌电机431的输出轴与伸入混合配比箱4内的搅拌轴432连接，所述搅拌轴432的两侧交错设置搅拌叶433，搅拌齿434设置在搅拌轴432的底部。

本实施例中所述水箱2和药液箱3上均设有液位传感器21和报警器22，所述液位传感器21和报警器22与喷洒控制器连接。

本实施例中所述高压静电喷雾头9包括高压静电发生器91、离心电机92和喷嘴93，所述离心电机92的转轴与喷嘴93连接，静电发生器91环向设置在离心电机92的外侧，所述静电发生器91上设置静电荷出风口，所述静电出风口朝向喷嘴93的一侧。

本实施例中所述混合配比箱4的底部开设有螺纹孔，导液管6与混合配比箱4螺纹连接，所述导液管6和软管通过连接件连通，所述导液管6内安装有匹配的滤网。

一种药液自动配比装置的植保无人机的工作方法，其特征在于：具体工作方法如下：

（1）将水箱2和药液箱3中分别注入定量的水和药液，待液位传感器21感应到注入的水和药液达到喷洒控制器7设定的数值后，报警器22发出报警声音，停止注液；

（2）电磁比例器5开启，根据喷洒控制器7内设定的农药喷洒浓度对药液和水输送至混合配比箱4内的量进行控制输送；

（3）待混合配比箱4内的混合药液配比完成后，搅拌电机431运转，搅拌电机431带动搅拌轴432运转，搅拌叶433和搅拌齿在搅拌轴432带动下旋转；

（4）搅拌叶433对混合配比箱4内的混合液进行充分搅拌；

（5）搅拌齿434将混合配比箱4底部的沉积的药液翻动起来，避免药液沉积，导致药液浓度配比不精确；

（6）温度传感器41检测混合配比箱4内温度，若混合配比箱4内的温度低于喷洒控制器7限定的温度时，加热器42对混合配比箱4进行加热，加快药液和水的混合；

（7）药液配比结束后，无人机控制系统控制无人机本体按照导航系统的路线起飞；

（8）喷洒控制器7控制混合配比箱4的出液控制开关开启以及流量计12的流量；

（9）高压静电喷雾头9对配比好的药液开始旋转喷洒；

(10)伸缩支架8可根据实际农作物实际喷洒的浓度,微型电机81带动螺杆82旋转，螺杆82带动滑动座85滑动，从而实现支架一81和支架二82上的高压静电喷雾头9的间距，满足农作物不同行间距的喷洒需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。