一种植保无人机油电混动动力系统及控制方法与流程

本发明属于油电混动植保无人机技术领域，具体涉及一种植保无人机油电混动动力系统及控制方法。

背景技术：

随着高新技术的发展，无人机技术不断取得突破性的进展，无人机必将得到迅猛发展和更广泛的应用。在无人机领域，虽然视觉定位、高清图传、感知壁障等一系列先进技术不断发展，续航这个根本问题却始终没有得到有效解决。

多旋翼无人机是依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力，让飞行器可以飞起来，通过改变每个旋翼的转速来控制飞行器的平稳和姿态。所以多旋翼飞行器可以悬停，在一定速度范围内以任意的速度飞行，基本上就是一个空中飞行的平台，可以在平台上加装自己的传感器、定位仪等装置，甚至机械手之类的仪器。它不需要跑道便可以垂直起降，起飞后可在空中悬停。它的操控原理简单，操控器四个遥感操作对应飞行器的前后、左右、上下和偏航方向的运动。在自动驾驶仪方面，多旋翼自驾仪控制方法简单，控制器参数调节也很简单。相比较而言，固定翼和直升机有活动的机械连接部件，飞行过程中会产生磨损，导致可靠性下降。而且多旋翼能够悬停，飞行范围受控，相对固定翼更安全。

市场上常见的无人机以电动无人机居多，其次是油动无人机。其中电动无人机：以锂电池提供动力，优点是结构简单，容易维护保养；对飞手要求较低，购买价格便宜。但是缺点是在锂电池技术限制下，载重和续航比较小，外出飞行需要携带大量电池甚至发电机。油动无人机：以燃油提供动力，有纯油动和油电混合两种类型，以油电混合机型最为复杂。油电混动无人机载重和续航都比电动无人机大，技术含量更高。缺点也是很明显的，由于结构复杂，维护保养难度大，操作起来对飞手要求高；购买价格较贵；发动机模组震动大，寿命不长等。

现有技术中的油电混动动力的植保无人机，其动力传输复杂，用户操作不方便，且动力系统的能耗传输、分布和消耗不合理，导致能量的损耗较多，影响了无人机的飞行效率。由于油电混动的动力系统结构复杂，各设备之间位置关系分布不合理增加体积的同时，还会使得震动幅度增大，严重影响使用寿命和整机的稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种植保无人机油电混动动力系统及控制方法，用于解决现有技术中动力系统结构不稳定，体积大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种植保无人机油电混动动力系统，所述无人机包括机身，所述机身包括第一支撑板，上部设有通过第一支撑板支撑的油箱和药箱；中部设有第二支撑板和多个旋翼组件，所述第二支撑板上设有多个控制模组以及用于无人机启动的电池组件；下部设有减震组件、动力系统、喷淋装置以及机身支脚；

所述第一支撑板和第二支撑板固定连接，二者之间形成架空层，所述控制模组设于架空层中；所述多个旋翼组件设于架空层的侧面，与第一支撑板铰接；

所述旋翼组件包括旋翼臂、设置在旋翼臂远端的驱动电机，以及设于利用电机驱动转动的旋桨；

所述减震组件上端连接第二支撑板的底面，下端连接动力系统；

所述机身支脚一端连接第二支撑板的底部，另一端支撑地面，所述喷淋装置固定在机身支脚上；

所述机身上还设有多种电器设备；

所述动力系统包括发动机组件、发电机组件，所述发动机组件包括发动机，设于发动机侧面的自动加油舵机和自动点火器、设于发动机下侧的马达以及与马达传动的齿轮组；所述发电机组件包括设于发动机下侧的发电机，以及设于发动机上侧的发电机稳压器组件；所述无人机包括控制端和设于无人机上的多个电器设备，所述控制端控制所述自动点火器启动马达，所述马达利用齿轮组带动发动机运转，再利用发动机启动发电机，并将电力传输至所述多个电器设备。

本发明所述的植保无人机主要用于喷洒农药，所述第一支撑板设置在机身中部，上部设有通过第一支撑板支撑的油箱和药箱，并通过无人机顶盖罩住油箱和药箱，实现对内部元器件的保护。所述第一支撑板大致呈圆形，所述第二支撑板也呈大致相近或者相同的形状，使得二者能够相互匹配，便于二者之间的紧固。

所述第一支撑板和第二支撑板固定连接，二者之间形成架空层，所述架空层用于设置控制模组，如主板pcb模组、液位检测模组、飞控pcb模组、红外定高pcb模组、红外pcb模组、云台转接pcb模组、图传pcb模组等。其中主板pcb模组起综合控制调控的作用，主要针对驱动的调控，如发动机、发电机、旋翼驱动电机等。液位检测模组主要利用液位差测定剩余油量，从而更加安全、稳定的控制无人机的飞行。所述飞控pcb模块用于稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行；其中设置在第二支撑板上的各个模组分别与主板pcb模组电连接，实现无人机的各种操作。

所述红外定高pcb模组主要利用红外测定无人机飞行的高度，从而控制药液喷洒的量。所述红外pcb模组主要用于无人机的测距，实现无人机的避障功能。所述云台转接pcb模组主要用于实现无人机与操作端遥控器之间的通讯连接，从而实现用户的各项操作。所述无人机机身的前侧设有云台组件，能够拍摄实时画面，并通过图传pcb模组将画面传输至用户端，便于用户实时查看药物喷洒的状态和无人机的飞行状态。

因此，通过设置第一支撑板和第二支撑板之间的架空层，将多个控制模组设置在其中，既保证了多个元器件之间位置的相对稳定，又使得整体结构紧凑，从而减小了整机的体积，且整体飞行更加稳定。由于控制模块为整个无人机的中心区域，对无人机飞行的稳定性起到决定性的作用，而架空层的设置能够形成一个相对独立的保护空间，避免了控制模块暴露在外而遭到损坏。

所述第一支撑板和第二支撑板之间还设有“口”字型的围壳，一方面起到保护内部控制模块的作用，另外围壳上设有四个用于设置悬臂的圆孔，起到稳定悬臂的作用。

为了减轻无人机重量，所述电池组件主要用于发动机的启动，而不需要用于无人机的飞行供电，因此该电池组件的体积较小，可以设于第一支撑板和第二支撑板之间的中层空间中。

所述机身支脚主要用于无人机起飞或者降落时能够平稳的置于水平地面上，机身支脚上会设置多圈防滑圈，为了实现较大范围的喷洒，本发明所述的喷淋装置呈长杆状，并在长杆上设置多个喷头，实现较大范围的喷淋。为了避免额外增加无人机的体积，本发明将喷淋装置固定在机身支脚上，

由于动力系统为主要能量产生来源，其中发动机组件和发电机组件的运转都会有很大的震动，一方面将动力系统设置在无人机的下侧，使得整机的重心偏低，这样有利于无人机飞行的稳定性；另一方面，本发明还设有减震组件，所述动力系统通过减震组件与第二支撑板连接，使得整体更加稳定。

由于发动机组件重量较大，且产生的震动相对于发电机组件会强烈，因此所述发动机组件通过固定装置连接减震组件，使得发动机组件固定的更加稳定，且距离减震组件近，能够起到更好的减震效果。所述发电机组件体积相对较小，产生的震动也相对较小，因此，将发电机组件设置在发动机组件的下侧，在降低了发动机组件震动的同时，也能够保证发动机组件与机身连接的稳固性。

所述自动加油舵机用于驱动油箱中的燃料驱动进入发动机汽缸中，使得发动机能够连续的运转，实现自动加油。所述自动点火器主要用于无人机接通电源后，将发动机汽缸中的燃料点燃，进而启动马达，所述马达上设有转轴，所述转轴能够带动齿轮组转动，进而带动发动机的转轴转动，实现发动机的启动。当发动机预热一小段时间后，达到发电机的预定转速时，发动机会启动发电机转动，实现发电。所述发电机稳压器组件能够稳定发电机的输出电压，实现电能的稳定输出，进而保证了无人机的稳定运行。

所述多种电器设备主要为安装在无人机上的电能耗电设备，所述电器设备可以安装在机身上的不同位置，可以根据不同的功能安装在不同的位置上。

进一步的，所述发电机组件还包括用于稳固发电机的发电机固定支架和发电机固定座，所述发电机固定支架和发电机固定座之间形成架空层，所述马达和齿轮组设于架空层。

由于马达和齿轮组对运行环境的稳定性要求较高，因此通过设置发电机固定支架和发电机固定支座，在二者之间构成一个稳定的架空层，形成相对稳定的独立空间，使得马达和齿轮组运行更加稳定。

进一步的，所述发电机包括设有转动轴的发电机转子，套设于发电机转子外围的发电机定子。

所述转动轴设于发电机转子的中部，所述发电机固定支座中部设有转动轴插入的通孔，所述发电机定子套设于发电机转子外围，并与发电机固定座固定连接。

所述齿轮组包括多个相互嵌合的齿轮，其中包括第一齿轮，所述第一齿轮与其他齿轮嵌套，能够带动其他齿轮的转动。所述发电机转子的转轴插入第一齿轮中部，从而带动第一齿轮的转动。

进一步的，所述动力系统还包括消声器组件，所述消声器组件连接发动机一侧。

由于发动机和发电机在运作时会产生较大的噪音，因此通过设置消声组件可以明显降低无人机在飞行时产生的噪音。所述消声器组件设于发动机的一侧，所述消声器组件可以采用多孔吸声材料来降低噪声。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消音器。当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。阻性消音器器就好像电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻，能够吸收发动机和发电机产生的噪音。

进一步的，所述发动机组件还包括发动机固定支架和发动机固定支座，所述发电机稳压器组件设于发动机固定支架上，所述发动机固定于发动机固定支座上，所述发动机为双气缸燃油发动机。

为了进一步稳定发动机，本发明还设置了发动机固定支架和发动机固定支座，所述发动机固定支架为方形，四角设有凸起，可通过缓冲件，如环形减震球或者液体减震球连接上侧的机身，或者连接上侧的减震组件，实现更好的减震效果。所述发动机固定支座与发动机固定支架之间同样形成空腔，所述空腔可以是个独立的空间，用于安装发电机稳压器组件等，避免发动机和发电机的震动引起元器件损坏。

进一步的，所述多种电器设备包括设于机身两侧的定位天线和图传天线，设于机身前侧的云台组件和红外检测装置，设于油箱上的液位检测装置，所述控制端控制动力系统将电能输出至所述电器设备。

为了使摄像头能有最广的拍摄范围，本发明同样将云台组件设置在机身的底部，为了保持云台组件的拍摄稳定性，本发明在云台与机身的连接处设有云台缓冲架，使得拍摄更加稳定，减少飞行和发动机模组、发动机模组震动引起的晃动。所述红外检测装置主要用于测定无人机与目标点或者与障碍物之间的距离，实现定点测距以及无人机避障，因此云台组件和红外检测装置都主要设置在无人机的前侧，也可在无人机底部增设红外检测装置，实现无人机的定高。

由于本发明针对的是油电混动无人机，针对油箱，需要设置液位检测装置，用于实时检测剩余无人机油箱的油量。包括两根液位检测软管，软管的前端设有检测器，通过测定两根软管之间的液位差来计算剩余油量，并利用无线传输功能将数据传输至用户使用端。

所述定位天线主要用于无人机的定位，并将定位信息实时传送至用户使用端。所述图传天线同样用于人机通讯，将云台组件的摄像头拍摄的画面实时传送至用户使用端，便于观察。

进一步的，本发明还提供一种植保无人机油电混动控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

s1利用电池组启动自动点火器，进而启动马达，所述马达利用齿轮组带动发动机运转；

s2用户遥控端将发动机控制开关拨到“运行”位置，预热发动机50~70s；

s3发动机转速稳定后，带动发电机运转；

s4发电机将电能一部分传输至电池组件，另一部分传输至驱动电机和电器设备。

所述无人机上设有用于启动发动机的电池组，为了减轻整机重量，所述电池组仅用于发动机的启动。利用电池组启动发动机后，用户在遥控端控制发动机进行预热，预热是为了保证发动机运行更加稳定。发动机转速稳定后，根据预先设定的转动频率，带动发电机的转动。而发电机开始运作后，一部分的电用于补充电池组，另外的电用于无人机的飞行和其电器元件的工作。电池组充电完成后，会自动停止充电。

进一步的，还包括控制无人机喷淋的方法，包括以下步骤：

t1：设定喷淋区域、飞行高度和喷洒药量；

t2：控制无人机飞行至喷淋区域上空，选择定高飞行模式；

t3：利用遥控端发送喷淋指令；

t4：无人机开始喷淋。

首先根据需要喷淋的范围，在遥控端设定需要喷淋的区域，并根据喷淋区域规划最佳喷淋路线。除此之外，还需要根据植株的高度设置飞行的高度，由于无人机在植株上方飞行时，其高度的判断可能不够准确，因此可以通过预先设定飞行高度使得飞行的更加稳定。由于不同的植株或者不同的药物浓度可能喷洒的药量也不相同，因此通过设定喷洒药量可以更加具有针对性。

在设定好基本参数后，控制无人机飞行至指定区域，根据之前设定的喷淋路线，控制无人机自动喷洒。

进一步的，所述步骤t1中所述设定喷淋区域为一次油量能够喷淋的最大范围；所述飞行高度为相对于植株的高度或相对地面的高度，所述喷洒药量包括1~3个等级，分别为低剂量、中剂量以及高剂量；所述步骤t2中利用遥控端控制无人机的飞行；所述步骤t3中，所述喷淋指令包括自动喷淋和人工控制喷淋，当喷淋指令为自动喷淋时，所述步骤t3中还包括喷淋线路规划的步骤；所述步骤t4中，无人机喷淋包括喷头固定喷淋和喷头旋转喷淋。

进一步的，所述喷淋方法还包括喷淋完成后无人机返航的步骤，包括无人机自动返航和无人机一键返航，所述无人机自动返航为无人机药液喷淋不足或者设定的喷淋区域完成或者油箱中油量降低到警戒值时，所述无人机自动返航；所述无人机一键返航为用户利用遥控端控制无人机一键返航。

本发明还提供一种无人机喷淋方法，所述喷淋方法包括以下步骤：

s1：启动无人机；

s2：设定喷淋区域，规划喷淋路线，设定喷淋式无人机的飞行高度，选择喷淋模式；

s3：选择飞行模式；

s4：无人机飞行至喷淋区域，并按照所述步骤s2和所述步骤s3中设定的程序实现飞行和喷淋；

s5：喷淋完毕，结束飞行。

本发明的喷淋方法主要通过控制遥控端进行操作，使得人与药彻底分离，减少对作业人员的伤害。启动无人机主要利用植保无人机蓄电池启动发动机，再利用饭动机启动发电机，进一步启动无人机上的电器元件。

设定喷淋区域，用户可以在app上选择需要喷淋的区域，其中规划喷淋路线可以是智能规划或者用户自己进行路线的规划，其中智能规划路线为用户可以实现对非规整地形提供航线规划，且能够对飞行轨迹进行编辑修改，并记录已经喷洒的喷洒面积，用户可以在遥控端看看实时数据。用户可参照智能规划的路线，并根据实际情况进行人工修改，因此该方法操作简单，作业人员只需要根据实际地面情况或者农作物的分布密度的情况，对智能规划的路线进行适应性的调整，更加具有针对性。

其中设定飞行高度，主要是针对不同的喷淋植株的高度进行设定，根据旋翼组件中旋桨的转动速度产生的紊流，高度可以智能调节或者人工干预调节，使得药液能够集中向下实现喷洒。

喷淋模式的选择为根据不同的植株以及需要不同的药量进行选择，例如，需要药量较少时，可以选择快速喷洒的方式，而需要药量较多时，可以选择加强喷洒的方式，降低飞行速度，增大喷药的流量，实现有针对性的喷洒。

设定好喷淋的参数后，可以选择不同的飞行模式，不同飞行模式下，飞行速度的上限和下限都会不同，避免误操作时，无人机飞行速度失控的情况出现。

当无人机与喷淋相关的参数设定完成后，可以通过一键起飞模式，用户在遥控端选择一键起飞模式，无人机即可飞行至之前设定的喷淋区域的上方，并按照设定的参数，如飞行速度，喷淋流量，喷淋路线等进行喷淋操作。

当油量不足或者药液喷洒完或者设定的喷淋区域喷洒完毕后，无人机会结束飞行任务，实现自动返航。由于无人机在飞行过程中可以通过云台组件将获得的实时图像或者视频传至遥控端，遥控端可以是遥控器加智能移动端的形式，如平板电脑或者手机，通过app连接无人机，实现对无人机的实时监控和远程控制。

因此，通过智能控制加上人工核对和实时调整，保证了喷淋的稳定性。且本发明所述的喷淋方法操作简单，避免了不同人员操作带来的操作误差，实现以智能调控为主，人工校验为辅的操作方式，提高了喷淋效率，且针对不同的植株有不同的喷淋模式的选择，使得喷淋更加具有针对性，更加智能化。

进一步的，所述步骤s1中，无人机的启动步骤包括：

t1：发动机的启动：连接发动机电源，使发动机处于怠速状态；再利用发动机启动器启动发动机，打火后移开启动器；最后利用遥控端将发动机控制开关拨到“运行”位置，再稳定运行约1min预热发动机；

在步骤a1中，所述电源为设置在无人机上的蓄电池，为了不额外增加无人机的重量，所述蓄电池主要用于无人机的启动，因此体积和重量较小。发动机的启动可以通过遥控端进行启动的控制，通过将遥控器的控制旋钮转到运行位置，即可实现发动机的启动。为了保证发动机的运行稳定，需要先将发动机稳定预热1min后再进行后续的操作。

：选择一键起飞模式：将遥控开关拨到起飞键位置，再短按确认键，实现自动起飞；所述一键起飞模式下，起飞的默认高度为3~4m；

为了实现无人机的高效操作，本发明所述的无人机设有一键起飞模式，同样是在遥控端实现控制，操作简单，用户容易掌握。

所述步骤s5中，结束飞行方法为：

j1：遥控降落或一键返航或一键降落；

j2：将发动机控制开关拨到“怠速”位置，运行30s；

j3：断开发动机电源；

j4：断开无人机电源；

j5：关闭遥控器电源；

当无人机完成飞行任务后，除了可以自动导航外，或者一键降落操作，在无人机降落后，需要结束无人机的飞行。因此需要逐步控制无人机电器元件的关闭。由于发动机运行完后，如果直接停止，会导致发动机的磨损，因此先将发动机怠速运行一段时间，再关闭发动机电源，再将无人机电源关闭，实现无人机关机，最后，再关闭遥控器电源，实现多个电器元件的逐步关闭，能够更好的保护元器件，延长使用寿命。

其中一键降落模式：

g1：将遥控开关拨到降落位置；

g2：短按确认键，实现无人机自动降落；

同样，还设置了一键降落模式，通过遥控端的控制，操作方便。

其中一键返航模式：

h1：在遥控端长按返航键3~5s；

h2：无人机自动返航；

一键返航模式是为了实现无人机在不需要手动控制返航路线的情况下，实现自动返航。或者在无人机电量不足的情况下，可通过预先的设置，如设置当电量低于30%时，无人机自动返航，这种情况下，不需要遥控端的控制即可实现。另一种情况为，用户根据飞行情况，根据需求，利用遥控端控制无人机的自动返航。

因此，无论哪种方式，都可以实现无人机的自动返航，操作简单，用户易于学习和掌握。

其中所述步骤j1中，所述一键返航模式下，

当无人机与返航点水平距离＞30m时，

且无人机飞行高度＞25m时，无人机将保持原飞行高度，自动返航至所需返航点上方后垂直降落；当无人机飞行高度＜25m时，无人机垂直爬升至25m，自动返航至所需返航点上方后垂直降落；

当无人机与返航点水平距离＜30m时，无人机将保持原飞行高度，自动返航至所需返航点上方后垂直降落。

进一步的，所述步骤s2中，所述规划喷淋面积为根据一次飞行喷淋的宽度，规划s型曲线；

其中设定喷淋时无人机的飞行高度在距离植株顶端1.5~3m；

其中所述喷淋模式包括高效喷洒模式和强沉降喷洒模式，

所述高效喷洒模式下，飞行速度≤6~10m/s，流速流量≤0.3~0.4l/min；所述强沉降喷洒模式下，飞行速度≤10~14m/s，流速流量≤0.3~0.5l/min。

设置s型曲线进行喷淋，可以提高喷淋的效率，且结合喷淋的宽度进行规划，避免了重复喷洒和区域遗漏。为了充分利用无人机旋翼组件产生的向下的气流，本发明设置喷淋时无人机的飞行高度在距离植株顶端1.5~3m，使得喷淋的宽度最大化。

为了针对不同种类的植株进行喷洒，本发明的喷淋方法还设定了不同的喷淋模式，针对主要喷洒目标为植株的上端，重点在表层时，或者植株分布较为稀疏，易于喷洒渗透的情况下，可以采用高效率喷洒模式，其流量相对较大，喷洒速度较快，但是穿透力相对较弱；而针对植株分布较密集，或者需要喷洒至植株底部，甚至根部时，可以采用强沉降喷洒模式，该模式下，药液的流量较小，但是喷洒力度大，穿透力强。

进一步的，所述步骤s3中，所述飞行模式包括运动模式和姿态模式，所述运动模式下，水平飞行速度≤8m/s，所述姿态模式下，水平飞行速度≤15m/s。

进一步的，在高效喷洒模式或强沉降喷洒模式下，旋翼组件工作时会产生三股下压风场，使得喷淋宽度4~6m。

所述三股下压风场主要在喷淋杆的两端和中部，使得喷淋的药液从中部向两侧进行扩散，也三股下压风场相邻之间会形成紊流，使得植株的叶片能够翻动，实现更好的喷淋效果。

本发明的有益效果：

（1）由于动力系统为主要能量产生来源，其中发动机组件和发电机组件的运转都会有很大的震动，一方面将动力系统设置在无人机的下侧，使得整机的重心偏低，这样有利于无人机飞行的稳定性；另一方面，本发明还设有减震组件，所述动力系统通过减震组件与第二支撑板连接，使得整体更加稳定。

（2）由于发动机重量较大，且产生的震动相对于发电机会强烈，因此所述发动机通过固定装置连接减震组件，使得发动机固定的更加稳定，且距离减震组件近，能够起到更好的减震效果。所述发电机体积相对较小，产生的震动也相对较小，因此，将发电机设置在发动机的下侧，在降低了发动机震动的同时，也能够保证发动机与机身连接的稳固性。

（3）通过设置第一支撑板和第二支撑板之间的架空层，将多个控制模组设置在其中，既保证了多个元器件之间位置的相对稳定，又使得整体结构紧凑，从而减小了整机的体积，且整体飞行更加稳定。由于控制模块为整个无人机的中心区域，对无人机飞行的稳定性起到决定性的作用，而架空层的设置能够形成一个相对独立的保护空间，避免了控制模块暴露在外而遭到损坏。

附图说明

图1为本发明植保无人机整体展开立体示意图。

图2为本发明植保无人机整体爆炸图。

图3为本发明油电混动动力系统结构示意图。

图4为本发明油电混动动力系统结构爆炸图。

图5为本发明植保无人机控制模组结构示意图。

图6为本发明动力系统发电机组件爆炸图。

图7为马达与齿轮组局部放大图。

图8为本发明动力系统发动机组件爆炸图。

图9为本发明植保无人机整体折叠立体示意图。

图10为本发明植保无人机油电混动控制方法。

图11为本发明控制本发明植保无人机喷淋的方法。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，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。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

一种植保无人机油电混动动力系统，结合图1和图2所示，所述无人机包括机身1，所述机身1包括第一支撑板11，上部设有通过第一支撑板11支撑的油箱2和药箱3；中部设有第二支撑板12和多个旋翼组件9，所述第二支撑板12上设有多个控制模组13以及用于无人机启动的电池组件4；下部设有减震组件5、动力系统6、喷淋装置7以及机身支脚8；

所述第一支撑板11和第二支撑板12固定连接，二者之间形成架空层，所述控制模组13设于架空层中；所述多个旋翼组件9设于架空层的侧面，与第一支撑板11铰接；

所述旋翼组件9包括旋翼臂91、设置在旋翼臂91远端的驱动电机92，以及设于利用电机驱动转动的旋桨93；

所述减震组件5上端连接第二支撑板12的底面，下端连接动力系统6；

所述机身支脚8一端连接第二支撑板12的底部，另一端支撑地面，所述喷淋装置7固定在机身支脚8上；

所述机身1上还设有多种电器设备；

如图3所示，所述动力系统6包括发动机组件61、发电机组件62，进一步如图4所示，所述发动机组件61包括发动机611，设于发动机侧面的自动加油舵机612和自动点火器613、设于发动机611下侧的马达614以及利用马达传动的齿轮组615；所述发电机组件62包括设于发动机下侧的发电机621，以及设于发动机611上侧的发电机稳压器组件622；所述无人机包括控制端和设于无人机上的多个电器设备，所述控制端控制所述自动点火器启动马达，所述马达利用齿轮组带动发动机运转，再利用发动机启动发电机，并将电力传输至所述多个电器设备。

本发明所述的植保无人机主要用于喷洒农药，结合图1~图2可知，所述第一支撑板11设置在机身1中部，上部设有通过第一支撑板11支撑的油箱2和药箱3，并通过无人机顶盖罩住油箱2和药箱3，实现对内部元器件的保护。所述第一支撑板11大致呈圆形，所述第二支撑板12也呈大致相近或者相同的形状，使得二者能够相互匹配，便于二者之间的紧固。

所述第一支撑板11和第二支撑板12固定连接，二者之间形成架空层，所述架空层用于设置控制模组13，如图5所示，包括如主板pcb模组131、液位检测模组132、飞控pcb模组133、红外定高pcb模组134、云台转接pcb模组135、图传pcb模组136等。其中主板pcb模组131起综合控制调控的作用，主要针对驱动的调控，如发动机、发电机、旋翼驱动电机等。液位检测模组132主要利用液位差测定剩余油量，从而更加安全、稳定的控制无人机的飞行。所述飞控pcb模组133用于稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行；其中设置在第二支撑板12上的各个模组分别与主板pcb模组131电连接，实现无人机的各种操作。

所述红外定高pcb模组134主要利用红外测定无人机飞行的高度，从而控制药液喷洒的量。所述红外pcb模组135主要用于无人机的测距，实现无人机的避障功能。所述云台转接pcb模组136主要用于实现无人机与操作端遥控器之间的通讯连接，从而实现用户的各项操作。所述无人机机身1的前侧设有云台组件，能够拍摄实时画面，并通过图传pcb模组137将画面传输至用户端，便于用户实时查看药物喷洒的状态和无人机的飞行状态。

因此，通过设置第一支撑板11和第二支撑板12之间的架空层，将多个控制模组13设置在其中，既保证了多个元器件之间位置的相对稳定，又使得整体结构紧凑，从而减小了整机的体积，且整体飞行更加稳定。由于控制模块为整个无人机的中心区域，对无人机飞行的稳定性起到决定性的作用，而架空层的设置能够形成一个相对独立的保护空间，避免了控制模块暴露在外而遭到损坏。

如图1和图2所示，所述第一支撑板11和第二支撑板12之间还设有“口”字型的围壳10，一方面起到保护内部控制模块的作用，另外围壳上设有四个用于设置悬臂的圆孔101，起到稳定悬臂的作用。

为了减轻无人机重量，所述电池组件4主要用于发动机的启动，而不需要用于无人机的飞行供电，因此该电池组件4的体积较小，可以设于第一支撑板11和第二支撑板12之间的中层空间中。

所述机身支脚8主要用于无人机起飞或者降落时能够平稳的置于水平地面上，机身支脚8上会设置多圈防滑圈81，为了实现较大范围的喷洒，本发明所述的喷淋装置7呈长杆状，并在长杆上设置多个喷头71，实现较大范围的喷淋。为了避免额外增加无人机的体积，本发明将喷淋装置7固定在机身支脚8上，

由于动力系统6为主要能量产生来源，其中发动机组件61和发电机组件62的运转都会有很大的震动，一方面将动力系统6设置在无人机的下侧，使得整机的重心偏低，这样有利于无人机飞行的稳定性；另一方面，本发明还设有减震组件5，所述动力系统6通过减震组件5与第二支撑板12连接，使得整体更加稳定。

由于发动机重量较大，且产生的震动相对于发电机组件会强烈，因此所述发动机组件通过固定装置连接减震组件5，使得发动机组件固定的更加稳定，且距离减震组件5近，能够起到更好的减震效果。所述发电机体积相对较小，产生的震动也相对较小，因此，将发电机组件设置在发动机组件的下侧，在降低了发动机震动的同时，也能够保证发动机与机身1连接的稳固性。

所述自动加油舵机612用于驱动油箱2中的燃料驱动进入发动机汽缸中，使得发动机组件能够连续的运转，实现自动加油。所述自动点火器613主要用于无人机接通电源后，将发动机汽缸中的燃料点燃，进而启动马达614，所述马达614上设有转轴20，所述转轴20能够带动齿轮组615转动，进而带动发动机的转轴转动，实现发动机的启动。当发动机预热一小段时间后，达到发电机的预定转速时，发动机会启动发电机转动，实现发电。所述发电机稳压器组件622能够稳定发电机的输出电压，实现电能的稳定输出，进而保证了无人机的稳定运行。

所述多种电器设备主要为安装在无人机上的电能耗电设备，所述电器设备可以安装在机身1上的不同位置，可以根据不同的功能安装在不同的位置上。

进一步的，如图6所示，所述发电机组件62还包括用于稳固发电机的发电机固定支架623和发电机固定座624，所述发电机固定支架623和发电机固定座624之间形成架空层，所述马达614和齿轮组615设于架空层。

由于马达614和齿轮组615对运行环境的稳定性要求较高，因此通过设置发电机固定支架623和发电机固定座624，在二者之间构成一个稳定的架空层，形成相对稳定的独立空间，使得马达614和齿轮组615运行更加稳定。

进一步的，如图6所示，所述发电机621包括设有转动轴30的发电机转子6211，套设于发电机转子6211外围的发电机定子6212。

所述转动轴30设于发电机转子6211的中部，所述发电机固定座624中部设有转动轴30插入的通孔40，所述发电机定子6212套设于发电机转子6211外围，并与发电机固定座624固定连接。

如图7所示，所述齿轮组615包括多个相互嵌合的齿轮，其中包括第一齿轮6151，所述第一齿轮6152与其他齿轮6153嵌套，能够带动其他齿轮的转动。所述发电机转子6211的转动轴30插入第一齿轮6151中部，从而带动第一齿轮6151的转动。

进一步的，如图3~4所示，所述动力系统还包括消声器组件63，所述消声器组件63连接发动机611一侧。

由于发动机611和发电机621在运作时会产生较大的噪音，因此通过设置消声组件可以明显降低无人机在飞行时产生的噪音。所述消声器组件63设于发动机611的一侧，所述消声器组件63可以采用多孔吸声材料来降低噪声。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消音器。当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，使通过消声器的声波减弱。阻性消音器器就好像电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻，能够吸收发动机611和发电机621产生的噪音。

进一步的，如图8所示，所述发动机组件61还包括发动机固定支架616和发动机固定支座617，所述发电机稳压器组件设于发动机固定支架616上，所述发动机611固定于发动机固定支座上，所述发动机611为双气缸燃油发动机611。

为了进一步稳定发动机611，本发明还设置了发动机固定支架616和发动机固定支座617，所述发动机固定支架616为方形，四角设有凸起，可通过缓冲件，如环形减震球或者液体减震球连接上侧的机身1，或者连接上侧的减震组件5，实现更好的减震效果。所述发动机固定支座617与发动机固定支架616之间同样形成空腔，所述空腔可以是个独立的空间，用于安装发电机稳压器组件622等，避免发动机611和发电机的震动引起元器件损坏。

进一步的，如图2所示，所述多种电器设备包括设于机身1两侧的定位天线50和图传天线60，结合图9所示，设于机身1前侧的云台组件70和红外检测装置80，设于油箱2上的液位检测装置90，所述控制端控制动力系统6将电能输出至所述电器设备。

为了使摄像头能有最广的拍摄范围，本发明同样将云台组件70设置在机身1的底部，为了保持云台组件70的拍摄稳定性，本发明在云台与机身1的连接处设有云台缓冲架，使得拍摄更加稳定，减少飞行时发动机组件、发动机组件震动引起的晃动。所述红外检测装置80主要用于测定无人机与目标点或者与障碍物之间的距离，实现定点测距以及无人机避障，因此云台组件70和红外检测装置80都主要设置在无人机的前侧，也可在无人机底部增设红外检测装置80，实现无人机的定高。

由于本发明针对的是油电混动无人机，针对油箱2，需要设置液位检测装置90，用于实时检测剩余无人机油箱2的油量。包括两根液位检测软管，软管的前端设有检测器，通过测定两根软管之间的液位差来计算剩余油量，并利用无线传输功能将数据传输至用户使用端。

所述定位天线50主要用于无人机的定位，并将定位信息实时传送至用户使用端。所述图传天线同样用于人机通讯，将云台组件70的摄像头拍摄的画面实时传送至用户使用端，便于观察。

实施例2

本实施例提供一种植保无人机油电混动控制方法，如图10所示，所述控制方法包括以下步骤：

s1利用电池组启动自动点火器，进而启动马达，所述马达利用齿轮组带动发动机运转；

s2用户遥控端将发动机控制开关拨到“运行”位置，预热发动机50~70s；

s3发动机转速稳定后，带动发电机运转；

s4发电机将电能一部分传输至电池组件，另一部分传输至驱动电机和电器设备。

所述无人机上设有用于启动发动机的电池组，为了减轻整机重量，所述电池组仅用于发动机的启动。利用电池组启动发动机后，用户在遥控端控制发动机进行预热，预热是为了保证发动机运行更加稳定。发动机转速稳定后，根据预先设定的转动频率，带动发电机的转动。而发电机开始运作后，一部分的电用于补充电池组，另外的电用于无人机的飞行和其电器元件的工作。电池组充电完成后，会自动停止充电。

实施例3

如图11所示，本实施例提供一种控制无人机喷淋的方法，包括以下步骤：

t1：设定喷淋区域、飞行高度和喷洒药量；

t2：控制无人机飞行至喷淋区域上空，选择定高飞行模式；

t3：利用遥控端发送喷淋指令；

t4：无人机开始喷淋。

首先根据需要喷淋的范围，在遥控端设定需要喷淋的区域，并根据喷淋区域规划最佳喷淋路线。除此之外，还需要根据植株的高度设置飞行的高度，由于无人机在植株上方飞行时，其高度的判断可能不够准确，因此可以通过预先设定飞行高度使得飞行的更加稳定。由于不同的植株或者不同的药物浓度可能喷洒的药量也不相同，因此通过设定喷洒药量可以更加具有针对性。

在设定好基本参数后，控制无人机飞行至指定区域，根据之前设定的喷淋路线，控制无人机自动喷洒。

进一步的，所述步骤t1中所述设定喷淋区域为一次油量能够喷淋的最大范围；所述飞行高度为相对于植株的高度或相对地面的高度，所述喷洒药量包括1~3个等级，分别为低剂量、中剂量以及高剂量；所述步骤t2中利用遥控端控制无人机的飞行；所述步骤t3中，所述喷淋指令包括自动喷淋和人工控制喷淋，当喷淋指令为自动喷淋时，所述步骤t3中还包括喷淋线路规划的步骤；所述步骤t4中，无人机喷淋包括喷头固定喷淋和喷头旋转喷淋。

进一步的，所述喷淋方法还包括喷淋完成后无人机返航的步骤，包括无人机自动返航和无人机一键返航，所述无人机自动返航为无人机药液喷淋不足或者设定的喷淋区域完成或者油箱中油量降低到警戒值时，所述无人机自动返航；所述无人机一键返航为用户利用遥控端控制无人机一键返航。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。