一种具有快速拆装式液位检测装置的药箱及无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种具有快速拆装式液位检测装置的药箱及无人机。

背景技术：

植保无人机被广泛应用于农业和林业，不仅节省人力、物力，而且能够避免操作人员暴露于农药环境下，有利于提高作业的安全性，同时有利于提高农业植保作业效率。植保无人机需要携带药箱进行植保作业，为了能够监测药箱内药液量以确保及时补充药液，需要在药箱上安装液位检测装置。

目前，通常采用贴片式液位计、浮球式液位计以监测药箱内药液，但是这两种方式只能检测某特定位置的液位，无法实现连续的液位检测。为了克服该缺陷，中国专利申请号为201710628112.5，专利名称为“液位检测装置、检测方法及水箱的发明专利提供了一种水箱，该水箱上安装有液位检测装置，该液位检测装置包括设置有磁铁的浮子以及多个高度不同的磁传感器，控制单元根据磁传感器的磁感应参数以及磁传感器与磁铁之间的距离而获得浮子所在的液位高度，由于磁传感器能够在一定区域范围内感应磁场，且输出的磁感应参数会随其与磁铁之间的距离的改变而改变，使得液位检测装置能够实现大范围液位的连续检测。该检测方式虽然能够实现一定范围内的连续液位检测，但是磁传感器在使用过程中经常会损坏，该安装在水箱上的检测装置不便于拆卸和更换。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种具有快速拆装式液位检测装置的药箱及无人机，该液位检测装置不仅能实现连续液位检测，而且拆装更换方便，适用范围广。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：一方面，本发明实施例提供了一种具有快速拆装式液位检测装置的药箱，包括箱体，所述箱体上设有液位检测装置，所述液位检测装置包括磁传感器装置、浮子装置和外部连接装置，所述浮子装置固定在所述箱体内的一侧壁上，所述磁传感器装置位于该对应侧壁的外侧，所述外部连接装置固定在所述箱体外且与所述磁传感器装置拆卸式连接；所述磁传感器装置包括外壳、第一电路板和多个磁传感器，所述多个传感器沿竖直方向分布在所述第一电路板上，所述第一电路板固定在所述外壳内；所述浮子装置包括导向装置和在所述导向装置上沿竖直方向运动的浮子，所述浮子上设有磁铁。

本发明实施例所提供的药箱设有液位检测装置，该液位检测装置通过浮子装置和磁传感器装置实现对一定范围内的连续液位进行检测，浮子装置固定在箱体内，与之位置对应的磁传感器装置固定在箱体外侧壁上，该磁传感器装置与外部连接装置拆卸式连接，当需要更换磁传感器装置时，直接将两者拆离即可。另外，该液位检测装置可独立于药箱进行生产，适用于各种类型的药箱。

在发明优选实施例中，所述外部连接装置设有安装槽，所述安装槽包括底部开口和侧部开口，所述安装槽的两侧内壁沿着长度方向设有导轨，所述磁传感器装置的外壳上部的两侧设有与所述导轨相对应的滑槽，所述外壳上部通过滑动连接的导轨和滑槽固定在所述安装槽内。

另一方面，本发明实施例提供了一种无人机，包括机身和上述的药箱，所述药箱固定在所述机身上。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明实施例提供了一种具有快速拆装式液位检测装置的药箱及无人机，药箱上所安装的液位检测装置通过磁传感器装置和浮子装置的共同作用，实现了连续液位检测，另外，磁传感器装置与外部连接装置可拆卸式连接，当磁传感器损坏时，可以直接将磁传感器装置拆卸后更换；另外，外部连接装置内的第二电路板与磁传感器装置内的第一电路板之间采用具有弹簧顶针的连接器连接，在能够实现外部连接装置与磁传感器装置两者拆卸式连接的同时保证内部电路板的电连接关系；该液位检测装置可适用于各类型的药箱。

附图说明

图1为本发明实施例所提供药箱的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供外部连接装置与磁传感器装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供磁传感器装置的外部结构示意图；

图4为本发明实施例所提供磁传感器装置的剖视图；

图5为本发明实施例所提供外部连接装置的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供外部连接装置的俯视图；

图7为本发明实施例所提供图6中e-e处剖视图；

图8为本发明实施例所提供外部连接装置的一截面图；

图9为本发明实施例所提供浮子装置的结构示意图。

图中：

1、箱体；2、外部连接装置；2.1、安装槽；2.2、导轨；2.3、连接头；2.4、推动块；2.41、挡板；2.5、支撑板；2.6、第二弹簧；2.7、容置空间；3、磁传感器装置；3.1、外壳；3.11、卡槽；3.12、滑槽；3.2、弹簧顶针；3.3、第一电路板；3.4、磁传感器；4、锁扣；4.1、倒钩状卡接部；5、第二弹簧；6、转轴；7、浮子装置；7.1、连接板；7.2、导向柱；7.3、限位孔；7.4、浮子。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

发明本实施例提供了一种具有快速拆装式液位检测装置的药箱，参阅图，包括箱体1，所述箱体1上设有磁传感器装置3、浮子装置7和外部连接装置2，所述浮子装置7固定在所述箱体内的一侧壁上，所述磁传感器装置位于该对应侧壁的外侧，浮子装置和磁传感器装置分别位于箱体同一侧壁的两侧，所述外部连接装置固定在所述箱体外且与所述磁传感器装置拆卸式连接；所述磁传感器装置包括外壳3.1、第一电路板3.3和多个磁传感器3.4，磁传感器优选为线性霍尔传感器，所述多个磁传感器沿竖直方向分布在所述第一电路板3.3上，所述第一电路板沿竖直方向固定在所述外壳内；所述浮子装置包括导向装置和在所述导向装置上沿竖直方向运动的浮子，所述浮子上设有磁铁，浮子所在的平面与所述第一电路板平行。浮子在药箱内的运动方向是沿着导向装置的竖直方向。

本实施例中，优选地，所述磁传感器装置的外壳为矩形体，包括相对设置的内侧板和外侧板，所述内侧板的外表面贴附在所述箱体上，所述第一电路板贴附在所述内侧板的内表面。外壳可以设置可拆卸打开的盖子以更换内部的第一电路板及其上的磁传感器。

所提供液位检测装置设置多个磁传感器，磁传感器能够感应磁铁产生的磁场输出的磁感应参数，例如输出电压，其输出的磁感应参数能够随其与磁铁之前的距离的改变而发生变化，可选地，本实施例采用一列磁传感器和一个浮子来进行液位检测，根据公知常识可知，磁传感器的输出电压v与距离l（磁传感器与浮子在竖直方向上的距离）具有函数关系，第一电路板上的控制单元能够根据多个高度不同的磁传感器的输出电压、磁传感器与浮子在竖直方向上的距离l以及磁传感器所在位置对应的液位高度h得到浮子所在的液位高度，即实际液位高度。上述采用在同一竖直方向上的多个磁传感器以及一个浮子来检测连续液位的具体计算方法是公开技术文献上的已知技术，本申请不再具体阐述。

由于磁传感器在使用过程中容易发生损坏，需要经常性更换，而现有的液位检测装置不便于对磁传感器进行更换，本实施例基于连续液位检测的原理提供了一种便于拆卸更换磁传感器方法，并且可以在不改变药箱原有结构的情况下将可以进行连续检测液位的液位检测装置安装在箱体上并且实现了便于更换磁传感器的目的。

实施例2：

在实施例1的基础上，优选地，所述外部连接装置2设有安装槽2.1，所述安装槽包括底部开口和侧部开口，所述安装槽的两侧内壁沿着长度方向设有导轨2.2，所述磁传感器装置3的外壳3.1上部的两侧设有与所述导轨相对应的滑槽3.12，所述外壳上部通过滑动连接的导轨和滑槽固定在所述安装槽内。

由于磁传感器装置的第一电路板需要通过导线与其它外围设备连接，例如，药箱用在无人机上时，磁传感器装置的第一电路板需要与飞行控制器连接，将所检测到的液位信息发送至飞行控制器，为了避免在外壳上开孔以提高外壳的密封效果，本实施例提供了一种替代导线连接第一电路板的方式，具体结构如下：

所述磁传感器装置的外壳设有与其内部相通的通槽，该外壳上部具有一定厚度，所述通槽有多个，本实施例提供4个通槽，4个通槽内分别设有弹簧顶针，所述弹簧顶针3.2的底部固定连接在所述第一电路板3.3上，顶部伸出所述通槽；所述外部连接装置内设有第二电路板，所述第二电路板上电连接有连接头2.3，连接头可以通过连接线连接飞行控制器，所述安装槽的顶部设有与所述弹性顶针3.2对应的探针孔，所述探针孔内设有固定探针，所述固定探针的一端设有金属片，另一端固定在所述第二电路板上；所述磁传感器装置与所述外部连接装置配合安装后，所述弹簧顶针对应插入相应的探针孔后与金属片相对接而导通电路。

本实施例采用弹簧顶针3.2来实现第一电路板与第二电路板的电连接关系，当磁传感器装置3与外部连接装置2配合插接时，外壳上部凸出的弹簧顶针伸入到通槽内触碰金属片而导通电路。该电连接方式简单、方便且有效，并且在更换或拆装磁传感器装置时不会影响电连接关系。

实施例3：

在上述实施例的基础上，为了避免磁传感器装置的上部从安装槽2.1内向外脱出，在安装槽内设有锁紧装置，所述锁紧装置位于所述侧部开口相对的另一侧，所述锁紧装置在所述磁传感器装置的上部安装在所述安装槽后将其卡紧。

具体地，所述锁紧装置包括转轴6、锁扣4和第一弹簧5，所述锁扣4的一端伸入所述安装槽内，该端为倒钩状卡接部4.1，锁扣的中部通过转轴6转动连接在所述安装槽的侧壁上，所述安装槽之外的外部连接装置上向外延伸有支撑板2.5，所述锁扣4的另一端与所述支撑板2.5之间连接有第一弹簧；所述磁传感器装置的外壳上设有与所述倒钩状卡接部相对应的卡槽3.11。该卡槽形状与所述倒钩状卡接部4.1相匹配。该锁扣为长条板块状，具有到倒钩状卡接部的一端伸入安装槽内与卡槽相互配合卡接，另一端伸出安装槽，中部围绕转轴转动，当磁传感器装置的外壳插接在安装槽后，倒钩状卡接部自动进入卡槽内卡紧，对磁传感器装置起到限位作用，避免其受外力作用而脱出安装槽。当需要拆卸磁传感器装置时，向下按压伸出安装槽的锁扣的一端，位于安装槽内的倒钩状卡接部的一端向上翘起后脱离对磁传感器装置的限位作用，此时向外拔出磁传感器装置即可，第一弹簧具有复位作用。

该锁紧装置能够实现磁传感器装置与外部连接装置之间的快速拆装，操作方便且快捷，无需采用额外的工具，只需按压安装槽外侧的锁扣后向外拔出磁传感器装置即可。

实施例4：

由于磁传感器装置的上部与安装槽滑动式插接，为了能够保证磁传感器上部顺利滑入安装槽，安装槽的宽度需略大于磁传感器外壳的厚度，因此安装槽的内侧壁与磁传感器装置的外壳之间会出现一定间隙，由于无人机在飞行过程中会出现振动，从而带动药箱产生振动，该间隙的存在会使得磁传感器装置的上部在安装槽内出现小范围内移动，影响弹簧顶针电连接关系的稳定性，从而造成所检测的数据不稳定，进而造成所测液位不精准。

为了克服上述缺陷，在上述实施例的基础上，本实施例在安装槽2.1的一侧壁内设有弹性推动件，所述弹性推动件在所述磁传感器装置的上部安装在所述安装槽后抵持在所述磁性传感装置的外壳上。具体地，所述安装槽的一侧壁内设有容置空间，该容置空间设有与所述安装槽内部相通的开口，所述弹性推动件包括推动块2.4和多个第二弹簧2.6，容置空间的开口位于导轨下方，即凸出开口的推动块位于导轨下方，本实施例中，优选三个第二弹簧，所述推动块2.4的两侧延伸有挡板2.41，所述挡板卡设于所述开口内侧，所述推动块与所述开口大小相适应，所述第二弹簧连接在所述推动块与所述容置空间的内侧壁上，所述磁传感器装置的外壳顶部插入所述安装槽内时，所述推动块推动至所述安装槽内且所述第二弹簧处于压缩状态。在磁传感器装置的外壳顶部没有插入安装槽之前，第二弹簧处于自然状态，挡板卡设于容置空间的开口内侧，推动块凸出于容置空间的开口后伸入安装槽内，当磁传感器装置插入安装槽的过程中，滑轨滑入滑槽，向内推动推动块2.4，第二弹簧2.6压缩，需要说明的是，磁传感器装置的外壳插入安装槽后，推动块即使受到推力向容置空间内移动，其也保持凸出容置空间的开口，压缩的第二弹簧对磁传感器装置的外壳施加一定的作用力，避免其出现晃动现象。另外，为了避免磁传感器装置在插入安装槽的过程碰到推动块而出现卡死现象，将推动块的侧部设为圆弧状，在磁传感器装置的外壳与推动块接触时能够平滑度过。

实施例5：

现有技术中，为了实现连续水位检测，所提供的液位检测装置包括多个高度不同的磁传感器和一个设有磁铁的浮子，多个磁传感器在竖直方向上排为一列且等间距排列，浮子的轨迹也沿着竖直方向延伸，浮子沿着滑轨上下滑动，具体的计算方法是：需要获取三个输出电压较大的磁传感器，然后比较这三个磁传感器的输出电压，获取浮子与三个磁传感器的相对位置，进而根据输入电压与对应的距离（磁传感器与浮子在竖直方向上的距离）之间的关系，以及磁传感器所在位置对应的液位高度获得浮子所在的液位高度。公知地，磁传感器的磁感应范围很小，有效的量程通常为上下5mm左右长度范围内，而本实施例中，若要计算出液位高度，至少获取三个磁传感器的输出电压，为了能够保证一定液位下的浮子同时在三个磁传感器的有效测量范围内，需要密集排列磁传感器，因此，如果要连续测量药箱内的液位，需要很多个竖直方向上间距排列的磁传感器，而且获得液位的精确度不高。

本实施例中，为了克服上述缺陷，本实施例中浮子装置7包括连接板7.1，所述连接板上穿设有两条平行的导向柱7.2，每条导向柱由限位孔分成多段，两条导向柱7.2上的限位孔7.3相错设置，每个限位孔内的导向柱上套设有固定磁铁的浮子7.4；所述连接板7.1贴附在所述箱体的侧壁上；所述磁传感器装置3的第一电路板3.3上沿竖直方向设有两列传感器，每列包括多个磁传感器，两列上的磁传感器相互交错设置。本实施例中，每列有三个限位孔，对应第一电路板上对应位置的其中一列传感器，该列上包括三个磁传感器，三个磁传感器分别与三个限位孔一一对应，，水平投影上，磁传感器位于对应限位孔的中间位置。参阅图，连接板上两列限位孔内的浮子分别为a、b、c、d、e、f，第一电路板上对应的磁传感器分为为a、b、c、d、e、f，限位孔的长度根据磁传感器的有效量程提前设定，即如果磁传感器的有效量程为5mm，那么限位孔长度设定为5mm。当箱体内液位位于浮子a、b之间时，a和d浮子均位于限位孔底部，b、c、f浮子位于限位孔顶部，且五个浮子对应的磁传感器输入电压相同且为最大值，只有e浮子所对应的输入电压不同，第一电路板3.3根据e传感器的输入电压、输入电压与l的关系，以及e传感器在箱体内所对应的高度计算出当前液位。若液位处于g处位置，磁传感器b、c、d、f的输入电压达到量程内的最大值，第一电路板上控制单元会分别计算出a和e传感器的输入电压所对应的液位高度值，然后求平均值，获得最终的液位高度，即箱体内液位高度。

本实施例所提供的具有连续测量液位的液位检测装置，能够有效且精确地测量出箱体内对应位置的液位，而且相对现有的液位检测装置，在同样的测量范围内，采用较少的磁传感器实现较精确的测量结果。

实施例6：

在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种无人机，包括机身和上述实施例中的药箱，所述药箱固定在所述机身上。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。