离心甩盘、喷洒装置及无人飞行器的制作方法

本发明涉及农业作业领域，尤其涉及一种离心甩盘、喷洒装置及无人飞行器。

背景技术：

随着科技的不断发展，越来越多的自动控制设备应用在了农业作业当中。

目前，为了向农作物进行农药等药剂的喷洒，可以通过自动喷头以离心的方式喷洒药剂。具体的，自动喷头中包括有一个转子轴和可以在转子轴带动下旋转的甩盘，药剂通过内部通道进入甩盘后，即可在甩盘高速旋转的离心力作用下将向外呈雾状分散甩出，达到均匀喷药的效果。目前，甩盘通常为上下分体式结构，且下甩盘上设置有便于药液甩出的导流结构。

然而，由于甩盘在旋转甩出药液时，药液在离心力作用下会集中在甩盘的上部区域，可能会从导流结构与上甩盘之间的间隙中流失，造成药液损耗。

技术实现要素：

本发明提供一种离心甩盘、喷洒装置及无人飞行器，能够减少药液的损耗。

第一方面，本发明提供一种离心甩盘，用于转动并喷洒药液，离心甩盘包括同心设置的上甩盘和下甩盘，上甩盘和下甩盘之间形成用于喷洒药液的通道，上甩盘的朝向下甩盘的一侧设置有导流槽。

第二方面，本发明提供一种喷洒装置，包括可绕自身轴线旋转的驱动轴和如上所述的离心甩盘，离心甩盘设置在驱动轴的底部，用于在驱动轴的带动下旋转并喷洒药液。

第三方面，本发明提供一种无人飞行器，包括中心体、与中心体连接的机臂、设于机臂上的动力系统和设于动力系统的下方的至少一个如上所述的喷洒装置。

本发明的离心甩盘、喷洒装置及无人飞行器，离心甩盘用于转动并喷洒药液，离心甩盘包括同心设置的上甩盘和下甩盘，上甩盘和下甩盘之间形成用于喷洒药液的通道，上甩盘的朝向下甩盘的一侧设置有导流槽。这样离心甩盘对药液进行离心喷洒时，导流槽会挡在药液较易聚积处的顶部外侧，避免药液从导流槽与上甩盘下表面之间的间隙中飞出而影响导流槽的导流效率，从而提高提高离心甩盘的雾化效果。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种离心甩盘的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的离心甩盘的截面示意图；

图3是本发明实施例一提供的离心甩盘的外形示意图；

图4是本发明实施例一提供的离心甩盘中一种导流槽的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的离心甩盘中另一种导流槽的结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的离心甩盘中上甩盘的导流槽形状示意图；

图7是本发明实施例二提供的一种喷洒装置的结构示意图。

附图标记说明：

1—上甩盘；2—下甩盘；11—导流槽；12—进液口；100—离心甩盘；101—驱动轴；111—导流板；200—喷洒装置；a—夹角。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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。

图1是本发明实施例一提供的一种离心甩盘的结构示意图。图2是本发明实施例一提供的离心甩盘的截面示意图。图3是本发明实施例一提供的离心甩盘的外形示意图。如图1至图3所示，本实施例提供的离心甩盘，用于转动并喷洒药液，离心甩盘包括同心设置的上甩盘1和下甩盘2，上甩盘1和下甩盘2之间形成用于喷洒药液的通道，上甩盘1的朝向下甩盘2的一侧设置有导流槽11。

其中，离心甩盘一般应用在喷洒装置或者喷洒设备中，其内部一般为中空结构，这样离心甩盘的内部可以通入药液、水或者是其它液体等，并让药液或者其它液体从离心甩盘中洒出。

通常的，为了便于实现离心甩盘的旋转，离心甩盘整体通常呈回转体结构，例如整个离心甩盘呈圆盘状结构等。

为了对药液进行均匀喷洒，提高药液的作用效果，离心甩盘会以自身中心为轴心高速旋转，并通过离心力将离心甩盘内的药液向四周甩出。这样，药液会在离心甩盘的离心力作用下分散成为体积较小的液滴，从而扩大了药液与外界的接触面积，同时保证了较好的药液扩散范围，因而实现了较好的药液喷洒效果。

一般的，离心甩盘的旋转速度通常可以高达16000r/min，因而形成的雾化液滴的直径通常可以小于100μm。较小的液滴尺寸能够有效提高药液的与外界的作用面面积，保证药液产生较好的作用。

为了实现药液在离心甩盘内部的输送以及喷洒，离心甩盘通常可以为单层盘或者多层盘结构，其中，为了保证药液的沉降，离心甩盘通常为边缘向下倾斜的多层盘结构，这样药液甩出时具有一定的下降速度，能够及时沉降至预设的范围内而不易飘散。此时，离心甩盘可以包括上甩盘1和下甩盘2，且上甩盘1和下甩盘2之间间隔设置或者设置有孔道，这样在上甩盘1和下甩盘2之间可以形成供药液进入及喷洒的通道，从而让药液进入离心甩盘后，能够进入上甩盘1和下甩盘2之间的区域并利用离心力由该区域向外甩出。

由于进入离心甩盘内部的药液需要依靠离心力向外甩出，为了在喷洒药液时对药液进行离心导向，让药液能够在离心甩盘的旋转带动下离心向外喷洒，在离心甩盘内部设置有导流槽11，且导流槽11和上甩盘1连接。导流槽11能够在离心甩盘转动时，通过槽壁的压迫而将药液导向特定的离心轨迹，从而自然顺畅的向离心甩盘的四周喷洒。

由于药液在甩盘带动下离心喷洒时，药液会在离心力作用下向外飞出。此时，离心甩盘内的药液会因为离心力作用而具有不断向外移动的趋势。而又由于离心甩盘通常为边缘向下倾斜的结构，所以药液较易聚积在导流槽11的顶部位置，也就是靠近上甩盘1的一侧。因而，让导流槽11和上甩盘1连接，可以让导流槽11挡在药液较易聚积处的外侧，避免药液从导流槽11与上甩盘1下表面之间的间隙中飞出而影响导流槽11的导流效率，从而提高提高离心甩盘的雾化效果。

作为一种可选的实施方式，为了让药液通入离心甩盘内部，上甩盘1的顶部中心部位设置有与通道连通的进液口12。这样，药液可以从上甩盘1顶部的进液口12通入，并向下流入上甩盘1和下甩盘2之间的通道中，再通过离心甩盘的转动而向外甩出喷洒。进液口12位于上甩盘1的中心部位，因而药液会进入离心甩盘的中心区域，再向离心甩盘的边缘区域移动甩出。

而为了对药液提供离心导流作用，导流槽11可以有多种不同的具体实施方式。以下将对导流槽11的结构进行进一步具体说明。

作为其中一种可选的结构，导流槽11可以由靠近上甩盘1的中心的一侧延伸至靠近上甩盘1的边缘的一侧。这样，导流槽11形成了由上甩盘1的中心区域延伸至上甩盘1的边缘区域的导流通道，而药液进入上下甩盘之间的空间后，即可在导流槽11的槽壁限制下，沿着导流槽11的方向逐渐向离心甩盘外侧移动，直至从上甩盘1的边缘区域呈雾状向外甩出。

其中，导流槽11在上甩盘1内可以具有多种不同的延伸长度。例如，导流槽11的一端可以位于上甩盘1的中心，而另一端一直延伸至上甩盘1的边缘；也可以是导流槽11由与上甩盘1的中心具有一定距离的位置出发，并延伸至与上甩盘1的边缘具有一定距离的位置等。这样导流槽11在上甩盘1内设置成不同延伸长度，能够相应的形成不同的液滴雾化效果或者不同的喷洒范围，从而适应于不同的喷洒和使用场合。

而为了提高导流槽11对药液的分散和导向效果，让药液能够分散且均匀的从离心甩盘的周向各个方向喷洒出来，可选的，导流槽11可以为多个，且多个导流槽11以上甩盘1的圆心为中心呈放射状排列。

这样，围绕上甩盘1圆心成放射状排列的导流槽11可以将上甩盘1的进液口包围于其中。当药液由进液口12进入上甩盘1后，在离心甩盘的离心作用下，就会向离心甩盘中心位置的四周移动散开，并分别进入位于离心甩盘外侧的多个导流槽11中。此时，呈辐射状排列在进液口外围的多个导流槽11即可配合离心甩盘的高速旋转，让药液顺着导流槽11的延伸方向移动并从离心甩盘的周向边缘呈雾状洒出。

其中，导流槽11可以为多种不同的组成结构。图4是本发明实施例一提供的离心甩盘中一种导流槽的结构示意图。如图4所示，作为一种常用的结构形式，每个导流槽11均可包括至少两个相互间隔设置的导流板111，导流板111设置在上甩盘1的底面，并与上甩盘1共同构成导流槽11的槽壁。此时，由于不同导流板之间具有间隔，因而可以在至少两个导流板之间形成供药液流动和甩出的空间。而该空间的侧方以及底面分别被导流板111以及上甩盘1的底面所围住。这样导流板111和上甩盘1的底面可以共同作为槽壁而形成导流槽11。

当导流槽11由至少两个相互间隔设置的导流板111所组成时，组成导流槽11的多个导流板111之间一般可以保持始终相等的间距，以使导流槽11保持前后一致的宽度。此外，也可以让组成导流槽11的导流板111之间呈前后变化的间距，例如让导流槽11沿液流方向呈前大后小或者前小后大的形状，从而改变药液的甩出速度。

图5是本发明实施例一提供的离心甩盘中另一种导流槽的结构示意图。如图5所示，在另一种导流槽结构中，导流槽11也可以是在上甩盘1的底面上所开设出的凹槽。此时，凹槽的开口与上甩盘1的底面齐平，而凹槽整体位于上甩盘1的底面内部。这样，上甩盘1的底面可以和下甩盘2之间相互装配连接，从而使下甩盘2盖在沟槽的开口处，并将沟槽封闭起来，构成导流槽11。

此外，上甩盘1的导流槽11也可以采用其它本领域技术人员常用的沟槽结构和形式，此处不再赘述。

而由于药液在离心甩盘的内部通道中通过离心力被甩出，所以相应的，导流槽11一般可具有与药液的甩出轨迹较为吻合的形状。图6是本发明实施例一提供的离心甩盘中上甩盘的导流槽形状示意图。如图6所示，例如，导流槽11可以为弧形槽。流线型的弧形槽能够为药液起到良好的离心导向作用，同时，导向槽11在为药液提供导向时，也能够通过槽壁的弧线而减少药液与导流槽11的槽壁之间的正面碰撞，让药液较为顺畅的通过导流槽11的内部，从而尽量减少药液的速度衰减，保证药液在喷洒甩出时具有足够的甩出速度。此外，弧形的导流槽11也能够使药液具有较好的甩出方向和甩出角度，确保药液具有正常的喷洒范围。

当导流槽11为弧形槽时，为了进一步改善药液的甩出方向和甩出速度，导流槽11的弧线可以为阿基米德弧线。其中，阿基米德弧线又可以称为阿基米德螺线或者等速螺线，具体表示了一个点匀速离开一个固定点的同时，又以固定的角速度绕该固定点转动而产生的轨迹。而在本实施例的离心甩盘中，由于离心甩盘在旋转时呈等速率转动，且药液输送入离心甩盘的流速又是近似恒定的，所以当离心甩盘通过离心力喷洒药液时，药液的液滴同样近似于以恒定速率离开离心甩盘的中心，并同时在离心甩盘的带动下，进行以固定角速度绕离心甩盘中心的转动，即药液的运动轨迹同样近似遵从阿基米德弧线。这样，导流槽11的弧线为阿基米德弧线时，导流槽11的弧线形状能够较好的和药液在被离心甩出时的液滴运动轨迹相匹配，从而将药液自然顺畅的由离心甩盘中导出，并洒向离心甩盘的四周，使药液具有较好的喷洒效果。

而离心甩盘在向周围喷洒雾状的药液时，为了让药液能够顺利沉降，整个离心甩盘呈下倾形状。此时，离心甩盘的中央部位高于离心甩盘的边缘部位。由于离心甩盘中的药液通常由离心甩盘的中心向离心甩盘的四周边缘甩出喷洒，因而当离心甩盘的中央部位高于离心甩盘的边缘部位时，离心甩盘内的通道也会由离心甩盘中心至离心甩盘边缘逐渐下降，而通道中的药液也会在通道限制下向下移动。因而药液在离心喷洒时，会在离心甩盘的形状限制下逐渐朝下运动，且从离心甩盘的边缘部分甩出时，也会具有向下的速度分量。因而即使药液分散成为了雾状的液滴，也会在惯性作用下向下运动并实现药液的沉降，从而让药液洒落至需要喷洒的区域，而不会出现药液在空气中大范围散落的情况。

当整个离心甩盘的中央部位高于离心甩盘的边缘部位时，相应的，上甩盘1和下甩盘2同样也可呈现中央部位高于边缘部位的形状，这样，上甩盘1的下表面和下甩盘2的上表面之间即可构成由内向外逐渐下降的通道，让通道中所流经的药液具有向下的甩出速度。

其中，上甩盘1和下甩盘2同样可以具有多种不同的具体形状和结构。例如，上甩盘1和下甩盘2的上下表面均可以与整个离心甩盘呈相同或相近的下倾形状，此时，以上甩盘1为例，上甩盘1的下表面和上表面可以均为中央部位较高，而边缘部位较低的形状，且上甩盘1的上下表面之间通常接近平行或者是具有相近的下倾角度。同样的，下甩盘2也可以具有与上甩盘1相近的形状，此处不再赘述。

而作为另一种实施方式，由于构成用于甩出药液的通道的仅为上甩盘1的下表面与下甩盘2的上表面，因而上甩盘1和下甩盘2的其它部位可以为别的形状。例如，下甩盘2的下表面可以为沿水平方向或者近似水平设置的平面，这样，离心甩盘的底面形状较为规整，形状较为美观。

进一步的，为了保证离心甩盘所喷洒的雾状液滴具有较好的沉降效果和较为合适的覆盖范围，可选的，离心甩盘的中央部位至离心甩盘的边缘部位之间的连线与水平面之间可以具有夹角a，而该夹角a的范围通常在10°～40°之间。

其中，由于离心甩盘的中央部位的高度高于边缘部位的高度，因而离心甩盘的中央部位至离心甩盘的边缘部位之间的连线为斜向下方向。此时，连线与水平面之间的夹角a越大，则离心甩盘在甩出药液时，液滴向下的速度分量也就越多。一般的，为了让液滴能够顺利的沉降，并且保证离心甩盘所喷洒的液滴具有足够大的覆盖范围，夹角a的范围保持在10°到40°之间，且夹角越大，液滴向下速度越高，液滴也就越容易进行沉降。

一般的，为了让离心甩盘具有较大的喷洒范围，离心甩盘的中央部位至离心甩盘的边缘部位之间的连线与水平面之间所成的夹角a通常大约为10°。此时，离心甩盘在旋转时所甩出的药液液滴即可形成较大的覆盖范围，且液滴具有良好的沉降效果。

此外，为了让导流槽11与上甩盘1之间实现可靠的连接，避免导流槽11和上甩盘1之间产生让药液泄漏的缝隙，导流槽11和上甩盘1之间可以为一体成型结构。采用一体成型结构形成的上甩盘1，导流槽11的根部与上甩盘1的下表面之间不会存在间隙或缺口，所以药液不会从导流槽11的根部泄漏至导流槽11外，离心甩盘对药液的喷洒效率较高。

具体的，当导流槽11和上甩盘1之间为一体成型结构时，一体成型的具体方式可根据离心甩盘所采用的不同材料而产生不同变化。例如，当离心甩盘中的上甩盘1采用铝合金等金属材料制成时，导流槽11可以通过金属切削加工或者锻压、模铸等方式而形成在上甩盘1的朝向下甩盘2的一面上；而当上甩盘1为塑料件或者树脂件时，整个上甩盘1及导流槽11均可采取注塑方式形成，并构成一个统一的整体。

此外，也可以采用3d打印快速成型技术，或者是其它本领域技术人员所熟知的一体成型方式形成导流槽和上甩盘的一体成型结构，本实施例中不再赘述。

本实施例中，离心甩盘用于转动并喷洒药液，离心甩盘包括同心设置的上甩盘和下甩盘，上甩盘和下甩盘之间形成用于喷洒药液的通道，上甩盘的朝向下甩盘的一侧设置有导流槽。这样离心甩盘对药液进行离心喷洒时，导流槽会挡在药液较易聚积处的顶部外侧，避免药液从导流槽与上甩盘下表面之间的间隙中飞出而影响导流槽的导流效率，从而提高提高离心甩盘的雾化效果。

图7是本发明实施例二提供的一种喷洒装置的结构示意图。如图7所示，本实施例中的喷洒装置200，具体包括可绕自身轴线旋转的驱动轴101和前述实施例一中的离心甩盘100，离心甩盘100设置在驱动轴101的底部，用于在驱动轴101的带动下旋转并喷洒药液。其中，离心甩盘100的具体结构、功能和工作原理均已在前述实施例一中进行了详细说明，此处不再赘述。

具体的，喷洒装置200的驱动轴101可以通过电机或者是其它驱动装置而绕自身轴线旋转，而离心甩盘100和驱动轴101同心设置，并可在驱动轴101的带动下随之旋转，因而能够利用旋转时的离心力将离心甩盘100内的药液或者其它液体由离心甩盘100的侧方甩出，从而达到均匀喷洒药液的目的。

其中，为了便于实现喷洒装置200的维护和修理，喷洒装置200中的驱动轴101通常和离心甩盘100之间为可拆卸式连接，例如是通过螺纹紧固件连接，或者是利用卡合结构卡接等。当采用卡合结构进行卡接时，驱动轴101和离心甩盘100之间也可以为快拆式连接。

为了向离心甩盘100中提供药液，喷洒装置200可以采用多种不同的进液方式。具体的，在一种进液方式中，喷洒装置200可以采用在驱动轴101上设置和离心甩盘100内部联通的进液通道，并通过驱动轴101内部的进液通道向离心甩盘100内部实现供液。

此外，在另一种进液方式中，喷洒装置200也可以利用在驱动轴101侧方设置的独立进液管道实现对离心甩盘100的供液，让离心甩盘100能够持续向四周离心喷洒药液。

本实施例中，喷洒装置，具体包括可绕自身轴线旋转的驱动轴和离心甩盘，离心甩盘设置在驱动轴的底部，用于在驱动轴的带动下旋转并喷洒药液；其中，离心甩盘用于转动并喷洒药液，离心甩盘包括同心设置的上甩盘和下甩盘，上甩盘和下甩盘之间形成用于喷洒药液的通道，上甩盘的朝向下甩盘的一侧设置有导流槽。这样喷洒装置对药液进行离心喷洒时，导流槽会挡在药液较易聚积的离心甩盘顶部外侧，避免药液从离心甩盘导流槽与上甩盘下表面之间的间隙中飞出而影响导流槽的导流效率，从而提高提高离心甩盘的雾化效果。

在前述实施例的基础上，本发明还提供一种无人飞行器。本实施例中提供的无人飞行器，具体包括中心体、与中心体连接的机臂、设于机臂上的动力系统和设于动力系统的下方的至少一个喷洒装置。其中，喷洒装置的具体结构、功能和工作原理均已在前述实施例二中进行了详细说明，此处不再赘述。

具体的，无人飞行器的中心体可以作为无人飞行器的主要结构主体，并用于承载控制器和各类作业负载，例如摄像机和供液箱等设备。而机臂通常位于中心体的外部侧方，且机臂的一端与中心体连接，机臂的另一端设置有用于供无人飞行器飞行的动力系统。这样，无人飞行器即可在动力系统的驱动下完成起降、悬停和空中飞行等操作。

其中，动力装置通常可以包括电机和螺旋桨等结构。具体的，电机固定在机臂的端部，且电机的输出轴和螺旋桨的桨毂连接，以驱动螺旋桨的桨叶旋转并产生升力，此时，无人飞行器即可在螺旋桨的升力作用下实现起降和飞行。

一般的，螺旋桨通常位于电机上方，而电机下方可以设置至少一个前述实施例二中的喷洒装置，喷洒装置能够向无人飞行器的下方区域喷洒药液或者是其它液体，以使无人飞行器执行喷漆、洒水或者植保操作等。而无人飞行器可以通过供液箱等负载向喷洒装置供液，以使喷洒装置持续进行喷洒作业。

其中，通常的，为了实现较大的喷洒范围，喷洒装置一般为多个，且通常以一一对应的方式设置在动力装置下方。

具体的，喷洒装置包括有可绕自身轴线旋转的驱动轴和前述实施例一中的离心甩盘，离心甩盘设置在驱动轴的底部，用于在驱动轴的带动下旋转并喷洒药液。这样喷洒装置即可利用离心力而向无人飞行器下方的较大区域均匀喷洒呈雾状的药液液滴。

本实施例中，无人飞行器具体包括中心体、与中心体连接的机臂、设于机臂上的动力系统和设于动力系统的下方的至少一个喷洒装置；喷洒装置具体包括可绕自身轴线旋转的驱动轴和离心甩盘，离心甩盘设置在驱动轴的底部，用于在驱动轴的带动下旋转并喷洒药液；其中，离心甩盘用于转动并喷洒药液，离心甩盘包括同心设置的上甩盘和下甩盘，上甩盘和下甩盘之间形成用于喷洒药液的通道，上甩盘的朝向下甩盘的一侧设置有导流槽。这样无人飞行器在对药液进行离心喷洒时，导流槽会挡在药液较易聚积的离心甩盘顶部外侧，避免药液从离心甩盘导流槽与上甩盘下表面之间的间隙中飞出而影响导流槽的导流效率，从而提高提高喷洒药液时的雾化效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。