无人作业设备及其压力喷洒装置的制作方法

本实用新型涉及农田喷药技术领域，尤其涉及一种压力喷洒装置及采用该喷洒装置的无人作业设备。

背景技术：

当前，植保作业的无人机，可实现液体的自动喷洒，大大提高作业效率，降低农药对人体的危害。然而，应用于无人机的现有喷头，大都存在以下缺陷：当压力泵停止工作时，管路中还存有液体和剩余压力，喷头仍喷洒一段时间，不能及时停止喷洒，导致在无人机高速飞行中存在多喷、重喷等现象，一方面导致喷洒不均匀、造成浪费，另一方面，多喷的液体由于浓度很高，会对作物造成伤害。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在提供一种克服以上技术问题的压力喷洒装置及采用其的无人作业设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种压力喷洒装置，包括：储液腔体、喷嘴及开关阀门；所述储液腔体包括用于流进液体的进液口和出液口；所述喷嘴具有相连通的输入口和喷出口，所述喷嘴固定于所述储液腔体并使所述输入口与所述出液口连通；所述开关阀门与所述储液腔体固接，并且所述开关阀门可活动地堵塞所述出液口。

优选地，所述开关阀门包括驱动器和与所述驱动器连接并可由其驱动堵塞于所述出液口的胶塞。

优选地，所述储液腔体、喷嘴及开关阀门同轴连接，并且所述驱动器和喷嘴分别固定于所述储液腔体轴向的两端。

优选地，所述驱动器围绕其输出端设有防护壳，所述防护壳内间隔设有多个密封圈，所述密封圈套设于所述输出端。

优选地，所述开关阀门面对所述储液腔体的一端设有压力传感器，所述压力传感器用于侦测所述储液腔体内液体的压力。

优选地，靠近所述储液腔体与喷嘴、开关阀门之间的连接处各设有密封圈。

优选地，所述开关阀门面对所述储液腔体的一端设有防冲击缓冲器，用于平缓喷头组件快速关闭时储液腔体内的压力冲击。

进一步地，所述开关阀门开设有与储液腔体和该喷头组件外部连通的通气结构；所述防冲击缓冲器包括第一膜片，所述第一膜片覆盖于所述通气结构，并可在储液腔体内压力过大时产生变形，通气结构用于排出因形变而排挤的气体。

进一步地，所述喷洒装置还包括依次设置的药箱、压力泵、流量计、导管，以及与所述压力泵流量计和开关阀门电连接的控制器，所述导管连接至所述进液口。

进一步地，所述喷洒装置还包括设于所述压力泵与所述进液口之间并与二者连通的压力调节缓冲器。

优选的，所述压力调节缓冲器包括壳体、第二膜片、压缩弹簧、调节器及盖体；所述壳体的两端分别与所述流量计和压力泵连通，壳体内设有将其内腔一分为二的隔板，壳体的一侧于所述隔板两侧设有开口；所述第二膜片贴合于所述开口，所述盖体盖设于所述第二膜片，所述调节器穿设于所述盖体并可相对盖体沿靠近或远离所述壳体的方向运动，所述压缩弹簧弹压于所述第二膜片与调节器之间，并在管路压力大于压缩弹簧的弹力时使所述第二膜片朝向所述调节器回缩。

进一步地，所述进液口与导管之间还设有与二者均连通的缓冲管路，其材质为具有弹性的软管。

优选地，所述喷头设有多个，每个所述喷头的进液口均通过所述缓冲管路与所述导管连通。

作为第二方面，本实用新型还涉及一种无人作业设备，其包括上述的压力喷洒装置。

相比于现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.本实用新型的压力喷洒装置，通过设置开关阀门来快速堵住储液腔体与喷嘴之间的液体通路(具体为通过胶塞堵塞于出液口)，一定程度上减少喷洒装置其他部件已停止工作而喷嘴仍向外喷洒或滴落液体的情形。当设有压力传感器检测储液腔体的压力时，在压力达到设定值才打开阀门，实现喷头组件的智能开关。

2.本实用新型的压力喷洒装置，在喷头组件工作时，通过压力传感器实时检测储液腔体内的压力，并在压力高时控制胶塞缩回，增大腔体内的可装药容积；在压力低时，驱动胶塞朝向靠近出液口的方向活动，减小液体对腔体内空间的占用率，增大压力，从而可一定程度上平缓储液腔体内由泵产生的液体压力脉冲(例如隔膜泵)，使得喷头组件的雾化更稳定。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一个实施方式的压力喷洒装置的结构示意图；

图2为图1所示的压力喷洒装置的分解图；

图3为本实用新型另一个实施方式的压力喷洒装置的结构示意图；

图4为图3所示的压力调节缓冲器的结构示意图，其中箭头表示液体的流向。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

图1至图4示出了本实用新型一种较佳实施方式的压力喷洒装置1000，其包括沿液体流向依次设置的水箱200、压力泵300、流量计400、导管600、喷头组件100，以及与压力泵300、流量计400和喷头组件100均电连接的控制器900。所述控制器900在喷头组件100的压力低时关闭喷头组件100的喷嘴30，停止向外喷洒液体；当液体足够时打开喷嘴30向外喷洒液体，例如药液。其中，所述流量计400用于检测压力泵300的流量及流速。

优选地，所述喷头组件100包括轴向连接的储液腔体20、喷嘴30及开关阀门10。其中，所述开关阀门10与所述储液腔体20螺纹连接，所述喷嘴30与所述储液腔体20卡扣连接，并且所述开关阀门10与喷嘴30分设于所述储液腔体20轴向的两端。

所述储液腔体20包括进液口21和出液口22，所述进液口21开设于所述储液腔体20的上部，所述出液口22开设于腔体的底部中央。所述进液口21与所述导管连通，以供液体由压力泵从所述药箱泵出，经所述进液口21流进所述储液腔体20，所述出液口22优选为呈倒锥形设置。

所述喷嘴30具有连通的输入口31和喷出口32，所述输入口31靠近所述出液口22与出液口22连通，所述喷出口32用于将由输入口31进入喷嘴30的液体喷洒而出。

在另一种实施方式中，所述储液腔体底端不设置底板，所述喷嘴套住所述储液腔体的底端并使喷嘴的上部构成储液腔体的底部。

请结合图3，所述开关阀门10包括驱动器11和与驱动器11的输出端连接的胶塞111，所述驱动器11与控制器900电连接，并可根据控制器900的指令驱动所述胶塞111直线运动执行储液腔体20的出液口22的打开与关闭。优选地，所述驱动器为具有驱动杆(即输出端)的直线电机，所述胶塞111连接于所述直线电机的驱动杆末端，并可由电机驱动直线运动，堵塞住所述出液口22或者打开出液口22。优选地，所述胶塞111的截面呈椭圆形，并且其长轴长度大于出液口22的口径。

由此，当需要关闭喷头组件时，通过控制器输出信号到直线电机，使直线电机的驱动杆伸出而将胶塞111堵塞在所述出液口22处，关闭出液口22与输入口31之间的通道，减少或避免液体继续由储液腔体20流入喷嘴30，实现了喷头组件的开关功能，从而可减少残留于储液腔体20内的液体由喷嘴30继续向外喷洒或滴落。当需要打开喷头组件时，驱动直线电机的输出轴缩回，即可使胶塞111离开所述出液口22，打开出液口22与输入口31之间的通道。

优选地，所述开关阀门10面对所述储液腔体20的一端固定有压力传感器40，所述压力传感器40与控制器电连接，用于检测储液腔体20内液体的压力，以使控制器900可根据储液腔体20内的压力来实现喷头组件100的开关，例如压力低时关闭喷嘴30，压力足够时打开喷嘴30。另外，在喷嘴30开启时，当压力传感器40检测到高压脉冲(即压力超过预定范围)时，所述驱动器11驱动所述胶塞111缩回，以增大所述储液腔体20内液体对腔体空间的占用率，平缓压力脉冲；当检测到低压脉冲(即压力泵出现压力波动，且压力低于预定范围)时，驱使所述胶塞111下移，减少储液腔体20中液体对腔体空间的占用率，主动增大压力。

优选地，所述直线电机的驱动杆外周环绕有防护壳，所述防护壳与驱动杆之间设有多圈密封圈12，用于防止液体沿驱动杆进入驱动器11内部侵蚀驱动器的关键部件。

优选地，靠近所述储液腔体20与开关阀门10和喷嘴30的连接处设有密封圈，以防止液体从连接处渗出。

在本实施方式中，所述喷嘴30与储液腔体20通过卡扣连接的方式，方便喷嘴30与储液腔体20的拆装和更换，例如根据需要更换不同尺寸和/或形式的喷嘴30。在其他实施方式中，二者也可通过螺纹连接的方式固定。所述开关阀门10也可通过卡扣连接的方式与所述储液腔体20连接。

优选地，所述开关阀门10面对所述储液腔体20的一端还设有防冲击缓冲器50，其优选为弹性缓冲器，例如材质为橡胶等弹性材料的第一膜片，用于在所述驱动器驱动胶塞111快速关闭喷嘴30时减缓管路中的液体压力冲击。

进一步地，所述开关阀门10具有与储液腔体20和喷头组件100外部连通的通气结构，所述第一膜片覆盖于所述通气结构面对所述储液腔体的一端，并可在压力高于预设范围时，在压力作用下变形置入所述通气结构内，通气结构用于排出因形变而排挤的气体，以在喷嘴30快速关闭时，平缓储液腔体和/或管路中的压力。在压力减小并逐渐恢复正常范围时，所述第一膜片逐渐恢复原状。

请结合图4，进一步地，所述进液口21借助一截弹性的缓冲管路500与所述导管600连通，进一步缓冲喷嘴30关闭瞬间的压力脉冲，具体地，当喷嘴快速关闭时，管道压力瞬间增大，使得弹性的缓冲管路500发生弹性变形，基于此，可通过缓冲管路的弹性变形来减小喷嘴关闭瞬间压力对管路的冲击。

进一步地，所述压力喷洒装置压力喷洒装置1000设有多个所述喷头组件100，每个喷头组件100均通过所述缓冲管路500与所述导管600连通。

进一步地，在总管路，具体为压力泵和流量计之间，设置一压力调节缓冲器700，以平缓当压力泵300的脉冲较大、喷头组件100不足以平缓管路压力脉冲时的管路压力。所述压力调节缓冲器700与所述压力泵300和流量计400均连通。在其他实施方式中，所述压力调节缓冲器700也可设于压力泵300与进液口21之间的其他位置处。或者，当所述喷头组件足以平缓压力泵的脉冲压力时，也可不设置所述压力调节缓冲器700。

优选地，所述压力调节缓冲器700包括壳体701与壳体701固定的盖体703，置于壳体701与盖体703之间的第二膜片704，穿设于所述盖体703的调节器705，以及弹压于所述第二膜片704和调节器705之间的压缩弹簧706。其中，所述调节器705可相对所述盖体703沿靠近或远离所述壳体701的方向运动，用于调节压缩弹簧706的变形量，进而控制弹簧的弹力。

所述壳体701的两端分别与所述流量计400和压力泵300连通，壳体701内设有将其内腔一分为二的隔板702，壳体701的一侧于所述隔板702两侧设有开口(未标号，下同)。

所述第二膜片704贴合于所述开口，并可在管路压力大于压缩弹簧706的弹力时朝向所述调节器705回缩，从而通过第二膜片704适应管路压力弹动地打开或堵住壳体701上的所述开口。当管路压力低(压力小于弹力)时，所述第二膜片704在压缩弹簧706的弹力作用下贴合于所述壳体701，关闭管路；当管路压力大(压力大于弹力)时，液体的压力使膜片704向调节器705回缩而打开管路。在管路导通状态下，通过弹簧的弹性形变来平缓压力泵的压力脉冲，使得经过该压力调节缓冲器700后的液体压力趋于稳定、平缓。

作为第二方面，本实用新型还涉及一种无人作业设备(图未示)，例如植保无人机，其具有上述压力喷洒装置压力喷洒装置100，可在压力泵关闭时快速地关闭喷头组件，减少残存于储液腔体内的液体的继续喷洒或滴落，保证喷洒作业效果。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。