一种液位反馈式防震荡药箱的制作方法

本实用新型属于农业航空植保设备技术领域，特别涉及一种液位反馈式防震荡药箱。

背景技术：

精准施药是保证国家粮食安全，合理高效使用农药，避免环境污染的有效途径。农业航空是现代农业的重要组成部分，反映了农业现代化水平。由于植保无人机具有飞行速度快、效率高、灵活性好、机动性强、应对爆发性病虫害优势明显、环境适应性强的特点，2010年以来，无人机航空植保产业在我国逐步发展。

现有的施药植保无人机飞行可靠性及安全性较低，而造成此类问题的原因较为复杂，其中药箱外形及内腔结构对无人机飞行稳定性的影响显著。

目前应用于植保无人机的药箱，内部结构简单，无法对液面晃动进行限制，植保无人机在作业过程中由于不可避免的受到人为或外力因素影响而发生晃动时，药液在药箱内重心的偏移及对药箱壁面的冲击，造成植保无人机飞行姿态、飞行速度和飞行高度的改变，使整体稳定性进一步恶化，严重情况下会发生坠机危险。另外，植保无人机施药过程中，药液量逐渐减少导致无人机载荷变化，其同样对无人机的飞行稳定性及安全性造成不利影响；而现有的植保无人机药箱尚不具备液位反馈功能，植保无人机飞控系统无法获知药液余量及药箱重心变化，因而无法进行姿态补偿。

因此，亟需一种普遍适用于植保无人机的具有液位反馈功能的且防震荡的药箱。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本实用新型提供了一种液位反馈式防震荡药箱。

一种液位反馈式防震荡药箱，包括箱体、箱盖、进水口和出水口，所述箱体采用等截面结构，在箱体内水平设有挡板10，挡板10的下方为储液室，挡板10与箱盖之间连接有弹簧7，确保弹簧7一直处于压缩状态；在挡板10的四周设有橡胶滑垫9，使得挡板10在箱体内为过盈配合；在箱盖的中部安装有测距传感器6。由于箱体采用等截面结构，以及弹簧7和挡板10的存在，使植保无人机在施药过程中，药液不会发生震荡，随着药液的减少，防震荡药箱的整体重心只会在纵向变化，而不会在横向变化。因此，通过测距传感器6实时监测液位高度，能够同时反馈药液余量和药箱重心的实时变化，利于植保无人机进行飞行姿态的补偿。

所述弹簧7的中心轴与箱体的中心轴在同一条直线上。

在箱盖与弹簧7之间设有垫板5，使得弹簧7的作用力均布于箱盖上。

所述橡胶滑垫9的外表面和箱体的内壁具有一定的光洁度，保证挡板10沿箱体内壁直上直下滑动，同时保证对储液室的密封性。

所述箱体与箱盖之间为间隙配合，确保箱盖与挡板10之间的腔室与外界大气相通。

所述箱体的底部设有两个通孔，在通孔外侧分别设有带有通孔的螺纹凸台12，其中一个螺纹凸台12通过水管与单向阀1连接，作为进水口；另一个螺纹凸台12通过水管与球阀13连接，作为出水口。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型采用具有密封性能的药箱结构，包覆有橡胶滑垫的挡板在大气压力和压缩弹簧的共同作用下，紧随箱体内药液液位的升降而运动，能够防止空气进入储液室，避免药液的震荡。此外，由于药箱的密封性能，使得电、液分离，更加安全可靠。

2.本实用新型采用测距传感器实时监测液位高度，为植保无人机提供药箱药液余量及重心实时变化情况，利于无人机姿态调整和飞行控制。

3.本实用新型采用等截面的药箱结构，制造简单，装配方便；并且大部分部件均可采用塑料制品，质轻、价廉。本实用新型采用独立的单向阀与球阀通过水管与药箱连接，安装、拆卸方便快捷。

综上所述，本实用新型大大提升了药箱整体的稳定性，重心可测，大大改善了植保无人机飞行稳定性，保证了植保无人机飞行安全和作业效率，改善了施药效果；质轻、价廉，且适用性广。

附图说明

图1为一种液位反馈式防震荡药箱外形图；

图2为一种液位反馈式防震荡药箱结构示意图；同时为有药液时的状态示意图；

图3为一种液位反馈式防震荡药箱无药液时的状态示意图；

图4为一种液位反馈式防震荡药箱满药液时的状态示意图；

标号说明：1-单向阀；2-箱体；3-连接凸板；4-箱盖；5-垫板；6-测距传感器；7-弹簧；8-弹簧沉槽；9-橡胶滑垫；10-挡板；11-药液；12-螺纹凸台；13-球阀；14-水管；15-压帽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

如图1所示一种液位反馈式防震荡药箱，包括箱体2和箱盖4，其中箱体2为圆筒形结构，内径为

如图2所示，在箱体2内水平设有直径为厚度为20mm的圆柱形挡板10；挡板10的下方为储液室。在箱盖4的中部设有垫板5，两者通过螺钉、螺母连接。挡板10与垫板5上分别设有弹簧沉槽8，通过弹簧沉槽8将弹簧7连接在挡板10与垫板5之间，确保弹簧7的中心轴与箱体2的中心轴在同一条直线上。弹簧7的直径为200mm，刚度为0.5N/mm。弹簧7始终处于压缩状态，当药箱满药液时，弹簧7处于完全压缩状态，弹簧力为75N；当药箱无药液时，弹簧力为20N。弹簧7主要用于抵消药液的部分震荡力，避免挡板10的倾斜或偏转现象；垫板5使得弹簧7的作用力能够均布于箱盖4上，防止箱盖4因作用力过大而被破坏。

在挡板10的四周包覆有厚度为2.5mm的橡胶滑垫9，使得挡板10在箱体2内为过盈配合。橡胶滑垫9的外表面和箱体2的内壁具有一定的光洁度，保证挡板10能够紧贴箱体2的内壁直上直下滑动，防止挡板10的倾斜或偏转；同时保证对储液室的密封性，防止空气进入，有利于避免药液震荡，以及保证液位反馈数据的准确度。

在箱盖4和垫板5的中部分别开有通孔，用于安装测距传感器6，当药箱内无药液时，测距传感器6与挡板10顶端的距离为120mm；当药箱内满药液时，测距传感器6与挡板10顶端的距离为10mm。测距传感器6采用红外传感器，结构简单，质轻价廉，稳定性好，测量精度高，用于实时检测其与挡板10的距离，并反馈给无人机。

由于箱体2采用等截面结构，挡板10直上直下滑动过程中，始终保证对储液室的密封。在外界大气压力以及弹簧7的压缩力的作用下，以及挡板10自身具有一定的刚度，能有效避免药液的震荡，使得植保无人机在施药过程中，随着药液的减少，防震荡药箱的整体重心只会在纵向变化，而不会在横向变化，确保液位反馈数据的准确度。无人机通过与药箱无药液时测距传感器6所得数据进行比较，得出液位高度，通过测距传感器6实时监测液位高度，进而得出并反馈药液余量和药箱重心的实时变化，利于植保无人机进行飞行姿态的补偿与飞行控制。

在箱体2的上侧外沿和箱盖4的下侧外沿分别等间距设有四个连接凸板3，箱体2上的连接凸板3和箱盖4上的连接凸板3上下一一配合，通过螺钉与螺母连接。箱体2与箱盖4之间为间隙配合，确保垫板5与挡板10之间的空气与外界大气相通，为药箱正常工作提供保障。

所述箱体2的底部设有两个通孔，在通孔外侧分别设有带有通孔的螺纹凸台12，其中一个螺纹凸台12通过水管14与单向阀1连接，作为进水口；另一个螺纹凸台12通过水管14与球阀13连接，作为出水口。单向阀1能够确保往药箱内注入药液时，药液只进不出。球阀13用于控制药液是否流出，当注入药液时，球阀13关闭；当药箱工作时，球阀13打开。通过压帽15将水管14压紧在螺纹凸台12上，防止药液泄漏。

所述连接凸板3分别与箱体2和箱盖4一体注塑成型；所述螺纹凸台12与箱体2一体注塑成型。

箱体2、箱盖4、垫板5、挡板10、单向阀1、球阀13的材料均优先选用塑料件，能够减轻药箱重量。

液位反馈式防震荡药箱的工作状态如图2-图4所示。

药箱无药液如图3所示，当向药箱内注入药液时，此时应确保挡板10位于箱体2底部，防止空气进入，并关闭球阀13，通过注液设备由单向阀1向药箱内注入不小于750Pa压力的药液，药液压力应能够克服弹簧7完全压缩状态下的作用力。

当测距传感器6检测到其与挡板7的距离为满药液设定值时，如图4所示，停止注入药液。在无人机进行施药作业前，将水路系统搭建好，其中水泵的进水端与出水口的球阀13相连，并打开球阀13，便于水泵工作。

药箱随无人机工作时，液位在不断降低，如图2所示，测距传感器6实时检测其与挡板10的距离，并将数据发送给无人机，无人机根据反馈的液位高度判断药箱的重心，并进行姿态调整与飞行控制；当无人机检测到药箱内药液将要用尽时，关闭水泵，无人机返航重新注入药液。

应当注意的是，本实用新型并非是针对特定的植保无人机机型设计的，其具有可移植性强，适应性广的特点，通过外形的完善，该实用新型可适用于任何植保无人机机型。