一种Y型多旋翼植保无人机的制作方法

本发明涉及植保无人机技术领域，具体涉及一种y型多旋翼植保无人机。

背景技术：

农业生产中，病虫草害防治一直是重要课题，长期以来水稻的病虫草害防治主要依靠人力使用手动喷雾器和背负式机动喷雾机进行，不仅劳动强度大，作业质量差，而且作业效率低，难以适应迅速有效控制暴发性重大病虫草害的要求，也已成为制约实现水稻全程机械化目标的主要技术瓶颈。

使用植保无人机喷洒农药是解决水稻田特殊的田间作业条件的有效手段，但是常规的固定翼飞机喷洒技术，作业高度高，雾滴漂移距离大，而且使用地点和时间受到很大的限制，不适合水田病虫害防治要求。旋翼式飞机特别是无人驾驶的小型旋翼式无人机的发展成熟，为解决水稻田施药作业提供了新的施药装备载体。旋翼式无人机具有作业高度低、飘移少，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等诸多优点，以其作为施药装备载体的超低空低量航空喷施技术已成为农药喷洒技术的研究热点之一。

现有的多旋翼植保无人机结构设计复杂，悬臂的长度导致整机占用空间大，装机运输时不方便，闲置时也不方便放入室内且占用空间大。为解决该技术问题，现有设计将悬臂与机架主体通过连接结构连接，使得悬臂可折叠从而缩小装机时体积，但是植保无人机在使用一段时间后，通过连接结构固定的悬臂与机架主体之间会出现细微松动，在植保无人机飞行时会存在悬臂摆动的问题，产生植保无人机飞行不稳定的技术问题，影响植保无人机飞行稳定性和使用寿命。

因此，实必要提供一种改进的多旋翼植保无人机以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种可折叠缩小体积且飞行时稳定、使用寿命长的多旋翼植保无人机。

为实现上述目的，本发明提出y型多旋翼植保无人机，其包括植保机本体、设于所述植保机本体的施药系统及用于控制所述y型多旋翼植保无人机作业状态的飞控系统，其中，

所述植保机本体包括机架主体、与所述机架主体底端连接的起落架、等角度围绕所述机架主体设置且伸入所述机架主体内的多个y型悬臂及用于为所述植保机本体飞行提供动力的动力组件，所述y型悬臂包括一端伸入所述机架主体内与所述机架主体固定连接的主悬臂及连接于与所述主悬臂另一端且关于所述主悬臂延伸方向对称设置的两个子悬臂，所述子悬臂与所主悬臂连接的一端能够向靠近所述主悬臂方向水平转动，所述子悬臂的另一端设有所述动力组件；

所述施药系统包括固设于所述起落架且悬置于所述机架主体下方的药箱、与所述药箱的出口连通的供药泵及与所述供药泵连通的多个固设于所述动力组件下方的喷头；

所述飞控系统包括手动控制模块、自动悬停模块和喷药管理模块，所述手动控制模块用于接收遥控信号并通过该遥控信号控制所述植保机本体的航向和飞行姿态；所述自动悬停模块用于在接收不到遥控信号时控制所述y型多旋翼植保无人机自动悬停；所述喷药管理模块用于根据所述植保机本体的飞行速度对施药系统的喷洒流量进行控制并对喷洒流量进行记录、查询和监控。

优选地，所述y型多旋翼植保无人机还包括固设于所述机架主体的gps，所述飞控系统还包括智能作业模块，所述智能作业模块用于根据gps采集的作业区域的起点位置坐标和终点位置坐标自动规划喷药路径。

优选地，所述喷药管理模块包括用于检测所述植保机本休飞行速度的速度检测仪及用于控制所述供药泵输出流量的数据处理单元，所述速度检测仪、所述数据处理单元及所述供药泵依次电连接。

优选地，所述植保机本体还包括套设于所述子悬臂远离所述动力组件一端的旋钮，在所述旋钮拧紧时，所述子悬臂不能转动，在所述旋钮松开时，所述子悬臂能够转动。

优选地，所述植保机本体还包括与所述主悬臂固定连接的挡片，所述挡片用于阻止所述子悬臂向靠近所述主悬臂延伸方向水平转动。

优选地，所述动力组件包括电机、收容所述电机且与所述子悬臂固定连接的不动盘壳体、设于所述不动盘壳体上的动盘壳体、旋翼及固设于所述动盘壳体上用于安装所述旋翼的安装支架，所述安装支架与所述电机的输出轴连接。

优选地，所述安装支架包括相对设置的两个安装板及夹设于两个所述安装板之间且对称设置于所述安装支架两端的两个安装轴，所述电机的输出轴穿过一个所述安装板与另一个所述安装板固定连接，所述旋翼包括两个叶片，两个所述叶片分别可旋转安装于两个所述安装轴。

优选地，所述安装支架还包括夹设于所述电机的输出轴和所述安装轴之间的两个限位杆，所述限位杆用于限制同侧所述叶片的旋转角度。

优选地，所述植保机本体还包括与所述y型悬臂相同数量的折叠收拢件，所述折叠收拢件包括设于下端的开口朝外侧的两个第一卡槽及设于上端的开口朝外侧的两个第二卡槽，相邻y型悬臂且相互靠近的两个子悬臂分别卡设于折叠收拢件的两个所述第一卡槽，子悬臂上的旋翼对应收容于两个所述第二卡槽。

优选地，所述主悬臂和两个所述子悬臂均为圆柱形机臂，且所述子悬臂的长度大于所述主悬臂的长度。

本发明提供的y型多旋翼植保无人机的有益效果在于：

一、将连接动力组件与机架主体的悬臂设计为y型悬臂，主悬臂一端与机架主体固定连接且伸入机架主体内，无缝连接，另一端设有两个关于主悬臂延伸方向对称的子悬臂，两个子悬臂能够向靠近主悬臂方向相背转动，位于不同y型悬臂且相邻两个子悬臂相向转动至两者平行位置时，y型多旋翼植保无人机的y型悬臂折叠完成，占用空间小，适合装机，方便运输，同时也方便从室外移进室内，且其存储所需占用空间体积小，操作维护便捷。

二、旋翼通过安装支架与电机的输出轴连接，安装支架包括两个安装轴，旋翼包括两个叶片，两个所述叶片分别可旋转安装于两个所述安装轴上，使得两个叶片可以折叠，方便和子悬臂一起通过折叠收拢件固定，操作方便，且折叠状态稳定。

三、增设速度检测仪检测y型多旋翼植保无人机的飞行速度，并将检测结果发送给数据处理单元，数据处理单元根据检测结果调节供药泵的供电电路的电流，飞行速度越快，供电电路电流越大，则供药泵的输出功率越大，与供药泵连通的喷头喷出的流量也越大。当植保无人机飞行速度快时，即植保无人机飞过待作业区域的时间短，通过增加供药泵的输出功率使喷头单位时间内喷出的流量增大，从而保证待作业区域的农作物喷药均匀，且能节省药剂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供y型多旋翼植保无人机一较佳实施例的部分立体结构示意图；

图2为图1所示a部分放大结构示意图；

图3为本发明提供y型多旋翼植保无人机的折叠收拢件的结构示意图；

图4为本发明提供y型多旋翼植保无人机的飞控系统的结构框图；

图5为本发明提供y型多旋翼植保无人机的喷药管理模块与供药泵的连接框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种y型多旋翼植保无人机。

请参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述y型多旋翼植保无人机包括植保机本体10、设于所述植保机本体10的施药系统30及用于控制y型多旋翼植保无人机作业状态的飞控系统50。

所述植保机本体10包括机架主体11、与所述机架主体11底端连接的起落架13、等角度围绕所述机架主体11设置且伸入所述机架主体11内的多个y型悬臂15、用于为所述机架主体11飞行提供动力的动力组件16。所述y型悬臂15包括一端伸入所述机架主体11与所述机架主体11固定连接的主悬臂151及连接于与所述主悬臂151另一端且关于所述主悬臂151延伸方向对称设置的两个子悬臂153。所述子悬臂153与所主悬臂151连接的一端能够向靠近所述主悬臂151方向水平转动，即两个所述子悬臂153相背转动，所述子悬臂153的另一端设有所述动力组件16。

所述主悬臂151和两个所述子悬臂153位于同一水平面，所述主悬臂151和所述子悬臂153均为圆柱形机臂，且所述子悬臂153的长度大于所述主悬臂151的长度。在y型多旋翼植保无人机工作时，两个子悬臂153被固定不能转动，此时两者之间的夹角最小，两者与所述主悬臂151之间的夹角相等且大于90度，即两者关于所述主悬臂151对称设置；在所述y型多旋翼植保无人机处于非工作状态时，将子悬臂153向靠近所述主悬臂151方向转动，即可以认为同一y型悬臂上的两个子悬臂153向远离彼此的方向转动，而不同y型悬臂15上且相邻的两个子悬臂153则是相向转动，当相向转动的两个子悬臂153平行时，y型悬臂15折叠完成，占用空间小，方便运输，也方便将y型多旋翼植保无人机置放于室内。

所述施药系统30包括固设于所述起落架13且悬置于所述机架主体11下方的药箱31、与所述药箱31的出口连通的供药泵33及与所述供药泵33连通的多个固设于所述动力组件16下方的喷头35。所述喷头35的喷洒流量采用智能控制，与植保机本体10的飞行速度联动，高效率作业的同时能做到节约药剂。

所述飞控系统50包括手动控制模块51、自动悬停模块53和喷药管理模块55，所述手动控制模块51用于接收遥控信号并通过该遥控信号控制所述y型多旋翼植保无人机的航向和飞行姿态；所述自动悬停模块53用于在y型多旋翼植保无人机接收不到遥控信号时控制y型多旋翼植保无人机自动悬停；所述喷药管理模块55用于根据植保机本体的飞行速度对施药系统的喷洒流量进行控制并对喷洒流量进行记录、查询和监控。

在本实施例中，所述主悬臂151的数量为四个，相对应的所述子悬臂153的数量为八个，以下植保机本体的结构以包括四个主悬臂为例进行说明。

具体地，所述机架主体11包括顶壁、与顶壁相对设置的底壁及连接顶壁和底壁的侧壁，顶壁、底壁和侧壁共同围成所述机架主体11的收容空间。侧壁包括间隔设置的四个垂直壁及连接两相邻垂直壁的四个拐角壁，垂直壁和拐角壁交错相连接围成侧壁。顶壁上开设有凹槽，用于放置电控盒。起落架13与底壁连接。y型悬臂15的主悬臂151伸入所述拐角壁且与所述拐角壁固定连接，此种设计方式，在植保无人机飞行时，主悬臂151不会摆动，使得植保无人机飞行时更稳定。

在y型多旋翼植保无人机工作时，两个子悬臂153是不能转动的，而在y型多旋翼植保无人机不工作时，两个子悬臂153需要水平转动。为实现以上目的，在一个具体的实施例中，所述植保机本体10还包括套设于所述子悬臂153远离所述动力组件16一端的旋钮17，在所述旋钮17拧紧时，所述子悬臂153不能转动，在所述旋钮17松开时，所述子悬臂153能够转动。

作为一个优选方案，为了更好的控制子悬臂153在其所在平面的转动范围，所述植保机本体10还包括与所述主悬臂151固定连接的挡片，所述挡片用于阻止所述子悬臂153朝另一个方向转动，即向靠近所述主悬臂151延伸方向水平转动，挡片的设置可保证两个子悬臂153在y型多旋翼植保无人机工作时呈固定的夹角且对称设置。

在一个具体的实施例中，所述动力组件16包括电机、收容固定所述电机且与所述子悬臂153固定连接的不动盘壳体161、设于所述不动盘壳体161上的动盘壳体163、旋翼165及固设于所述动盘壳体163上用于安装所述旋翼165的安装支架167，所述安装支架167与所述电机的输出轴连接。所述旋翼165为尼龙浆。在本实施例中，所述不动盘壳体161一端套设于子悬臂153且与所述子悬臂153通过镙钉连接，所述不动盘壳体161上开设有散热孔，用于电机散热。

具体地，所述安装支架167包括相对设置的两个安装板及夹设于两个所述安装板之间且对称设置于所述安装支架两端的两个安装轴，所述电机的输出轴穿过一个所述安装板与另一个所述安装板固定连接，所述旋翼165包括两个叶片，两个所述叶片分别可旋转安装于两个所述安装轴。在转动子悬臂折叠收拢y型悬臂时，旋翼165的两个叶片也可以相向转动，折叠在一起。在植保无人机工作时，在离心力的作用下，两个叶片之间保持180度的夹角。

作为一个优选方案，所述安装支架167还包括夹设于所述电机的输出轴和安装轴之间的两个限位杆，所述限位杆用于限制同侧所述叶片的旋转角度。

作为一个优选方案，所述植保机本体10还包括与y型悬臂15相同数量的折叠收拢件19，折叠收拢件19用于固定旋翼165和子悬臂153。所述折叠收拢件19包括设于下端的开口朝外侧的两个第一卡槽191及设于上端的开口朝外侧的两个第二卡槽193。在所述y型多旋翼植保无人机处于非工作状态时，相邻y型悬臂15且相互靠近的两个子悬臂153相向转动后分别卡设于折叠收拢件19的两个所述第一卡槽191；设于相邻y型悬臂上且相互靠近的两个旋翼165折叠收拢后分别收容于两个第二卡槽193。在相邻的两个旋翼165分别对应收容于两个所述第二卡槽193，相邻的两个子悬臂153分别对应收容于两个所述第一卡槽191后，此时，从上往下看，折叠围成的为四边形结构。通过设置折叠收拢件19，可以保证子悬臂和旋翼后折叠状态稳定，方便运输。

在一个具体的实施例中，所述药箱31固定于所述起落架13的支撑杆上，所述供药泵33固定于所述药箱31的下方，其与药箱31的出口连通，供药泵33的出口通过软管与喷头35连通。具体地，喷头35的数量为四个，且对称设置，与同一个主悬臂151连接的两个支悬臂153上只设有一个喷头35，所述喷头35固设于不动盘壳体161的下方。所述药箱31为防振荡药箱，内设置多个间隔设置的防振件，所述防振件具有收容空间，且开设有多个小孔。

作为一个优选方案，所述y型多旋翼植保无人机还包括固设于所述机架主体的gps，所述飞控系统50还包括智能作业模块57，所述智能作业模块57用于根据gps采集的作业区域的起点位置坐标(经度和纬度)和终点位置坐标(经度和纬度)自动规划喷药路径。在待作业区域为矩形时，将待作业区域分割成多块平行且相邻设置的子区域，其喷药路径为类“弓”之形。具体地，首先采集起点a和终点b的位置坐标，定义a点和b点连线所述在边为x轴，经过a点且与x轴重直的边为y1，经过b点且与x轴垂直的边为y2，y型多旋翼植保无人机从a点开始作业，首先沿x轴飞行，飞行到b点后90度转弯，沿y2轴飞行，直线飞行1分钟或者预设的距离后，再90度转弯，沿与x轴平行的方向直线飞行，抵达y1轴后，再90度转弯，沿y1轴飞行，直线飞行1分钟或者预设的距离后，再90度转弯，如此反复，直到作业完成，再手动控制y型多旋翼植保无人机停止作业。

请参阅图5，作为一个优选方案，所述喷药管理模块55包括用于检测y型多旋翼植保无人机飞行速度的速度检测仪551及用于控制所述供药泵33输出流量的数据处理单元553，所述速度检测仪551、所述数据处理单元553及所述供药泵33依次电连接。数据处理单元553接收到速度检测仪551发送的检测结果，并根据该检测结果调节供药泵33供电电路的电流大小，且速度检测仪551检测到的数据越大，电流越大，则供药泵的输出功率越大，与供药泵33连通的喷头35喷出的流量也越大。当植保无人机飞行速度快时，即植保无人机飞过待作业区域的时间短，通过增加供药泵的输出功率使喷头单位时间内喷出的流量增大，从而保证待作业区域的农作物喷药均匀。

在本实施例中，y型多旋翼植保无人机为八旋翼植保无人机，重量为15.8kg，重量轻，子悬臂和旋翼采用折叠设计，折叠后体积小，方便运输，操作维护便捷。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。