一种喷杆喷头一体化喷洒装置及包括该装置的农用无人机的制作方法

本发明涉及一种无人机，具体涉及一种喷杆喷头一体化喷洒装置及包括该装置的农用无人机。

背景技术

随着我国城市化进程快速发展，越来越多的劳动力走向城市，大量农业劳动力向第二、三产业转移，土地流转整合、集体承包成为现今农业发展主流。这些大力推动了我国精准农业航空产业的发展，以农用无人机为代表的精准农业航空技术在农业中得到了充分的应用，正在日益满足我国农业生产发展和环境保护的需要。

近年来，由于农用无人机体积小、重量轻、运输方便、可垂直起降、飞行操控灵活，对于不同地域、不同地块、不同作物等具有良好的适应性。因此不管在我国北方还是南方，丘陵还是平原，大地块还是小地块，农用无人机都拥有广阔的应用前景。

但是现有的农用无人机在使用时，由于喷头和喷杆通用性差，一种喷头和喷杆只能作用于一种特定种类的农作物，因此在对不同种类的农作物进行喷施作业前，需要先对喷头和喷杆进行拆卸更换，一方面该更换操作费事费力，另一方面，当进行多种农作物的喷施作业时，需要携带多种配套的碰头和喷杆，因此给携带增加了负担。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种喷杆喷头一体化喷洒装置，该喷洒装置能够适应多种农作物的喷施要求，对多种农作物的进行喷施，具有通用性强的优点。本发明的另一个目的在于提供一种包括该装置的农用无人机。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种喷杆喷头一体化喷洒装置，该喷头喷杆调节装置设置在农用无人机的固定架上，包括圆柱空心外管、套设在圆柱空心外管内的圆柱空心内管、驱动圆柱空心外管转动的外管驱动件以及驱动圆柱空心内管转动的内管驱动件，其中，所述圆柱空心外管和圆柱空心内管的一端套设在固定架上，圆柱空心外管上沿着圆周方向和轴线方向上设有多个喷头，多个喷头与圆柱空心外管的内腔连通，其中，位于同一轴线上的多个喷头的尺寸相同，该多个喷头构成一种农作物喷头组，位于不同轴线上的多个喷头的尺寸不同，该多个喷头形成多种农作物喷头组；所述圆柱空心内管与第一输药管连接，圆柱空心内管上沿着轴向方向设有喷槽，该喷槽的一端与圆柱空心内管的内腔连通，另一端贴合在圆柱空心外管的内壁上。

本发明的一个优选方案，其中，所述喷头上与圆柱空心外管的内壁接触的部位设有弹性密封层。该弹性密封层能够保证喷头始终贴紧在圆柱空心外管的内壁上，保证两者之间密闭接触，从而防止药液从两者之间的间隙中流出，造成药液的泄露。

优选地，所述内管驱动件由齿轮锁匙构成，该齿轮锁匙包括第一齿轮和用于驱动第一齿轮转动的齿柄，其中，所述圆柱空心内管的一端与所述第一齿轮配合地设有第一内齿圈。工作时，当需要驱动圆柱空心内管转动时，先将齿轮锁匙插入到内管驱动件中，使得第一齿轮与第一内齿圈啮合，然后通过驱动齿柄转动来依次带动第一齿轮以及第一内齿圈转动，从而实现圆柱空心内管的转动，当完成调节后，将齿轮锁匙拔出即可。这样设置的好处在于，通过第一齿轮和第一内齿圈的啮合，能够便于对圆柱空心内管施加驱动力，且第一齿轮以齿轮锁匙的形式出现，当需要进行调节时，插入第一内齿圈中旋转即可，当调节完成后拔出即可，因此使用时较为方便。

优选地，所述圆柱空心外管的一端设有第二内齿圈，所述齿轮锁匙上的第一齿轮和齿柄之间还设有用于与所述第二内齿圈啮合的第二齿轮。工作时，当需要转动圆柱空心内管时，先将齿轮锁匙伸入到圆柱空心内管中，使得其上的第一齿轮与所述第一内齿圈啮合(此时第二齿轮位于第二内齿圈的内侧，未与第二内齿圈啮合)，然后转动齿柄后即能够实现圆柱空心内管的旋转；而当需要转动圆柱空心外管时，向外拉动齿轮锁匙，使其上的第二齿轮与第二内齿圈啮合，然后转动齿柄后即能够实现圆柱空心外管的旋转。这样设置的好处在于，只需要一个齿轮锁匙就既能够实现对圆柱空心内管的驱动，又能够实现对圆柱空心外管的驱动，因此简化了驱动件，使得驱动较方便。

优选地，所述圆柱空心外管和圆柱空心内管的一端分别通过自锁轴承设置在固定架上。工作时，由于自锁轴承只有在扭矩的作用下才能够发生转动，而在非扭矩力的作用下会实现自锁。这样设置的目的在于，能够避免圆柱空心外管和圆柱空心内管在外界的干扰力的作用下发生误转，从而保证在喷洒过程中喷洒姿态的稳定性。

本发明的一个优选方案，其中，所述外管驱动件由设置在圆柱空心外管一端的拨动件构成。工作时，通过沿着圆周方向拨动所述拨动件旋转来带动圆柱空心外管转动。

优选地，所述自锁轴承安装在轴承安装座上，该轴承安装座与固定架之间通过水平转动结构连接。工作时，通过水平转动结构对轴承安装座以及圆柱空心内管和圆柱空心外管进行旋转来实现圆柱空心内管和圆柱空心外管的折叠。这样设置的目的在于，当农用无人机处于非喷施工作状态时，通过水平转动结构将圆柱空心内管和圆柱空心外管折叠收放起来，能够缩小无人机的体积，增加飞行时的灵活性。

优选地，所述喷头由设置在圆柱空心外管上的喷孔直接构成。工作时，不同尺寸的喷孔对应的不同的喷施量，从而能够适应不同农作物的喷施需求。这样设置的好处在于，结构简单、生产成本低、实用性强。

一种包含上述喷杆喷头一体化喷洒装置的农用无人机，该农用无人机设有药液输送系统，所述药液输送系统包括药箱和药液泵，其中，所述药箱和输药泵的进药口之间通过第二输药管连接，所述输药泵和圆柱空心内管之间通过第一输药管连接，该第一输药管上设有压力传感器和溢流阀。工作时，药液泵将药液加压后通过第一输药管输送至圆柱空心内管中，然后经喷槽进入到喷头中，从喷头中喷洒出去，其中，压力传感器和溢流阀配合工作，用于调节喷洒时药液的流速。

本发明的工作原理是：

由于圆柱空心外管上设有尺寸不同的多种农作物喷头组，每一种农作物喷头组适用于一种特定的农作物的喷施，因此多组农作物喷头组对应多种特定的农作物的喷施。需要说明的是，农作物喷头组上喷头的大小和喷头间的间距是依据不同农作物的喷施特性而设定，不同种农作物喷头组上喷头间的间距相同或不同。

在正常喷施时，先将与待喷施的农作物相对应的喷头旋转至与所述喷槽连通，这样，药液从输药管流入到圆柱空心内管的内腔中后，会经喷槽流向喷头，最后从喷头中喷出，开始进行该农作物的喷施作业。当该农作物的喷施作业完成后，需要对另一种农作物进行喷施时，不需要对其进行拆卸更换操作，只需要驱动圆柱空心外管，使得与另一种待喷施的农作物相对应的喷头旋转至与所述喷槽连通即可，这样，药液就能够顺利地从喷头中喷出，开始进行另一种农作物的喷施作业。同理可进行多种农作物喷头组的旋转切换，进而根据所需完成不同种农作物的喷施任务。

此外，在对不同农作物进行喷施时，所需的最佳喷施角度也是特定的，不同农作物间的最佳喷施角度相同或不同。在喷施时，当需要改变农作物的喷施角度时，先通过内管驱动件驱动圆柱空心内管转动，将圆柱空心内管上的喷槽旋转至该农作物对应的最佳喷施角度位置处，然后再通过外管驱动件驱动圆柱空心外管转动，使得其上的与待喷施农作物配套的喷头转动至与喷槽连通，这样，从喷头中流出的药液就能够以最佳的喷施角度从喷头中喷洒出来，从而达到最佳的喷施效果。需要说明的是，在实际的调节过程中，可以通过多次旋转圆柱空心内管和圆柱空心外管的方式实现对喷施角度的精准调节。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的一种喷杆喷头一体化喷洒装置能够对多种农作物进行喷施，因此具有通用性强的优点，且在对不同种农作物进行喷施时，只需要通过旋转操作就能实现实现不同喷头的自由切换，相对于现有的拆卸安装切换方式而言，切换操作具有简单、灵活的优点。

2、本发明的一种喷杆喷头一体化喷洒装置除了能够进行不同喷头之间的切换任务外，还能够根据不同农作物的喷施需求，进行喷施角度的改变，使得喷施时，喷头处于该农作物对应的最佳喷施角度，进而提高了喷施效果，因此具有工作效果好的优点。

附图说明

图1为本发明一种喷杆喷头一体化喷洒装置的一个具体实施方式的立体结构示意图。

图2为图1中i处的局部放大图。

图3为图1中ii处的局部放大图。

图4为轴承安装座与固定架之间的连接示意图。

图5为圆柱空心内管的结构示意图。

图6为药液输送系统的结构示意图。

图7为实施例2对应的外管驱动件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1、图2、图5和图6，本发明一种喷杆喷头一体化喷洒装置设置在农用无人机的固定架上，包括圆柱空心外管1、套设在圆柱空心外管1内的圆柱空心内管2、驱动圆柱空心外管1转动的外管驱动件以及驱动圆柱空心内管2转动的内管驱动件，其中，所述圆柱空心外管1和圆柱空心内管2的一端套设在固定架上，圆柱空心外管1上沿着圆周方向和轴线方向上设有多个喷头3，多个喷头3与圆柱空心外管1的内腔连通，其中，位于同一轴线上的多个喷头3的尺寸相同，该多个喷头3构成一种农作物喷头组，位于不同轴线上的多个喷头3的尺寸不同，该多个喷头3形成多种农作物喷头组；所述圆柱空心内管2与第一输药管9-1连接，圆柱空心内管2上沿着轴向方向设有喷槽2-1，该喷槽2-1的一端与圆柱空心内管2的内腔连通，另一端贴合在圆柱空心外管1的内壁上。

所述喷头3上与圆柱空心外管1的内壁接触的部位设有弹性密封层。该弹性密封层能够保证喷头3始终贴紧在圆柱空心外管1的内壁上，保证两者之间密闭接触，从而防止药液从两者之间的间隙中流出，造成药液的泄露。

参见图2，所述内管驱动件2和外管驱动件1由齿轮锁匙5构成，该齿轮锁匙5包括第一齿轮5-1、第二齿轮5-2以及用于驱动第一齿轮5-1和第二齿轮5-2转动的齿柄5-3，其中，所述圆柱空心内管2的一端与所述第一齿轮5-1配合地设有第一内齿圈2-2，所述圆柱空心外管1的一端与所述第二齿轮5-2配合地设有第二内齿圈2-3。工作时，当需要转动圆柱空心内管2时，先将齿轮锁匙5伸入到圆柱空心内管2中，使得其上的第一齿轮5-1与所述第一内齿圈2-2啮合(此时第二齿轮5-2位于第二内齿圈2-3的内侧，未与第二内齿圈2-3啮合)，然后转动齿柄5-3后即能够实现圆柱空心内管2的旋转；而当需要转动圆柱空心外管1时，向外拉动齿轮锁匙5，使其上的第二齿轮5-2与第二内齿圈啮合，然后转动齿柄5-3后即能够实现圆柱空心外管1的旋转。这样设置的好处在于，只需要一个齿轮锁匙5就既能够实现对圆柱空心内管2的驱动，又能够实现对圆柱空心外管1的驱动，因此简化了驱动件，使得驱动较方便，且内管驱动件和外管驱动件以齿轮锁匙5的形式出现，当需要进行调节时，插入对应的内齿圈旋转即可，当调节完成后拔出即可，因此使用时较为方便。

参见图3和图4，所述圆柱空心外管1和圆柱空心内管2的一端分别通过自锁轴承6设置在固定架上。工作时，由于自锁轴承6只有在扭矩的作用下才能够发生转动，而在非扭矩力的作用下会实现自锁。这样设置的目的在于，能够避免圆柱空心外管1和圆柱空心内管2在外界的干扰力的作用下发生误转，从而保证在喷洒过程中喷洒姿态的稳定性。

参见图3和图4，所述自锁轴承6安装在轴承安装座6-1上，该轴承安装座6-1与固定架6-4之间通过水平转动结构连接，此外，固定架6-4上还设定位轴6-2，所述轴承安装座6-1上与定位轴6-2配合地设有圆弧型滑槽6-3。工作时，通过水平转动结构对轴承安装座6-1以及圆柱空心内管2和圆柱空心外管1进行旋转来实现圆柱空心内管2和圆柱空心外管1的折叠，此外，在转动的过程中，定位轴6-2对轴承安装座6-1起到定位作用。这样设置的目的在于，当农用无人机处于非喷施工作状态时，通过水平转动结构将圆柱空心内管2和圆柱空心外管1折叠收放起来，能够缩小无人机的体积，增加飞行时的灵活性。

所述喷头3由设置在圆柱空心外管上的喷孔直接构成。工作时，不同尺寸的喷孔对应的不同的喷施量，从而能够适应不同农作物的喷施需求。这样设置的好处在于，结构简单、生产成本低、实用性强。

参见图6，一种包含上述喷杆喷头一体化喷洒装置的农用无人机，该农用无人机设有药液输送系统，所述药液输送系统包括药箱7和药液泵8，其中，所述药箱7和输药泵的进药口之间通过第二输药管9-2连接，所述输药泵和圆柱空心内管2之间通过第一输药管9-1连接，该第一输药管9-1上设有压力传感器4和溢流阀9。工作时，药液泵8将药液加压后通过第一输药管9-1输送至圆柱空心内管2中，然后经喷槽2-1进入到喷头3中，从喷头3中喷洒出去，其中，压力传感器4和溢流阀9配合工作，用于调节喷洒时药液的流速。

参见图1-图6，本发明的工作原理是：

由于圆柱空心外管1上设有尺寸不同的多种农作物喷头组，每一种农作物喷头组适用于一种特定的农作物的喷施，因此多组农作物喷头组对应多种特定的农作物的喷施。需要说明的是，农作物喷头组上喷头3的大小和喷头3间的间距是依据不同农作物的喷施特性而设定，不同种农作物喷头组上喷头3间的间距相同或不同。

在正常喷施时，先将与待喷施的农作物相对应的喷头3旋转至与所述喷槽2-1连通，这样，药液从输药管流入到圆柱空心内管2的内腔中后，会经喷槽2-1流向喷头3，最后从喷头3中喷出，开始进行该农作物的喷施作业。当该农作物的喷施作业完成后，需要对另一种农作物进行喷施时，不需要对其进行拆卸更换操作，只需要驱动圆柱空心外管1，使得与另一种待喷施的农作物相对应的喷头3旋转至与所述喷槽2-1连通即可，这样，药液就能够顺利地从喷头3中喷出，开始进行另一种农作物的喷施作业。同理可进行多种农作物喷头组的旋转切换，进而根据所需完成不同种农作物的喷施任务。

此外，在对不同农作物进行喷施时，所需的最佳喷施角度也是特定的，不同农作物间的最佳喷施角度相同或不同。在喷施时，当需要改变农作物的喷施角度时，先通过内管驱动件驱动圆柱空心内管2转动，将圆柱空心内管2上的喷槽2-1旋转至该农作物对应的最佳喷施角度位置处，然后再通过外管驱动件驱动圆柱空心外管1转动，使得其上的与待喷施农作物配套的喷头3转动至与喷槽2-1连通，这样，从喷头3中流出的药液就能够以最佳的喷施角度从喷头3中喷洒出来，从而达到最佳的喷施效果。需要说明的是，在实际的调节过程中，可以通过多次旋转圆柱空心内管2和圆柱空心外管1的方式实现对喷施角度的精准调节。

实施例2

参见7，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述外管驱动件由设置在圆柱空心外管1一端的拨动件5-4构成。工作时，通过沿着圆周方向拨动所述拨动件5-4旋转来带动圆柱空心外管1转动。

本实施例上述以外的其它实施方式参见实施例1实施。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。