[發(fā)明專利]一種氣助式大幅寬植保無人直升機(jī)及其作業(yè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410158111.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN103910061A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雪美;苑進(jìn);左文龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B64D1/18
• 分類號(hào): B64D1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)用航空植保領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)林業(yè)植保的氣助式大幅寬施藥無人植保機(jī)及其作業(yè)方法，以提高施藥效率，增加霧滴防漂性能和均勻沉積性能。

背景技術(shù)

植保遙控?zé)o人直升機(jī)主要是針對(duì)大面積森林或農(nóng)田的糧食或經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行施藥作業(yè)，具有高速旋轉(zhuǎn)旋翼產(chǎn)生的高速下洗氣流能對(duì)噴頭噴射出的霧滴實(shí)現(xiàn)二次霧化，提高對(duì)霧滴的夾帶能力，以提高藥液的穿透性，對(duì)病蟲草害防治效果良好等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且可以遠(yuǎn)距離遙控操作，使遙操作人員避免了暴露于農(nóng)藥霧滴中，提高了施藥安全性。遙控?zé)o人直升機(jī)己成為農(nóng)林業(yè)植保的趨勢。

無人直升機(jī)施藥時(shí)，需穩(wěn)定在距離作物3-5米的高空上平穩(wěn)低速飛行并噴灑農(nóng)藥，其施藥裝置主要是在機(jī)身偏下方布置的具有一定幅寬的噴桿上安裝有霧化噴頭。在其實(shí)際作業(yè)時(shí)，無人直升機(jī)的旋翼長度決定了旋翼高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的下洗氣流的作用范圍，當(dāng)噴藥幅寬超過旋翼長度時(shí)，下洗氣流不僅對(duì)霧滴的二次霧化和夾帶作用消失，此時(shí)的霧滴容易受自然氣流的影響出現(xiàn)飄失現(xiàn)象，而且下洗氣流形成的氣流場容易產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)將氣流場外部的霧滴吸入。因此植保無人直升機(jī)的作業(yè)幅寬受到了限制，從而限制了其作業(yè)效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有植保直升機(jī)受工作幅寬小，施藥效率低的問題，本發(fā)明提供了一種能實(shí)現(xiàn)大幅寬施藥作業(yè)的氣助式植保無人直升機(jī)及其作業(yè)方法，提高作業(yè)效率和施藥效果。

本發(fā)明的一種氣助式大幅寬植保無人直升機(jī)所采用的技術(shù)方案：包括安裝在無人直升機(jī)上的氣助風(fēng)筒裝置、支撐架、蓄電池、電動(dòng)隔膜泵、藥箱和分布有噴頭的可折疊噴桿。所述的可折疊噴桿分為中間主噴桿和兩側(cè)的第一幅噴桿和第二幅噴桿。所述的支撐架安裝在無人直升機(jī)的起落架上，蓄電池、電動(dòng)隔膜泵、藥箱與中間主噴桿固定在支撐架上；藥箱通過藥液軟管依次與電動(dòng)隔膜泵和可折疊噴桿的各噴頭連接。蓄電池為電動(dòng)隔膜泵提供電源。所述的無人直升機(jī)還包括遙控裝置，可通過控制通道控制電動(dòng)隔膜泵的開關(guān)。

所述的氣助風(fēng)筒裝置包括集流支撐架和集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒。無人直升機(jī)兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)集流支撐架和一個(gè)集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒；所述集流支撐架的一端固定于無人直升機(jī)的同側(cè)機(jī)身的上部，另一端固定在中間主噴桿之上；所述的集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒由依次連接的集流腔、氣流連接部、豎直扁柱型風(fēng)管、氣流過渡部和水平扁錐型風(fēng)管構(gòu)成；每側(cè)集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒的集流腔固定在與其對(duì)應(yīng)一側(cè)的集流支撐架上；所述的氣流連接部、豎直扁柱型風(fēng)管、氣流過渡部和水平扁錐型風(fēng)管依次由內(nèi)向外水平固定于對(duì)應(yīng)一側(cè)的可折疊噴桿上；所述的豎直扁柱型風(fēng)管和水平扁錐型風(fēng)管的下部均勻分布有出風(fēng)口且出風(fēng)口分別對(duì)應(yīng)位于所述的每個(gè)噴頭的正上方。

所述的集流腔呈圓錐臺(tái)形狀，大開口位于上方，且大開口位于旋翼正下方并與旋翼垂直距離30cm﹣100cm，集流腔用于收集旋翼高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的部分高速下洗氣流。所述的豎直扁柱型風(fēng)管的橫斷面采用橢圓形狀，橫斷面的橢圓長軸與地面垂直布置，減小迎風(fēng)面積，以降低對(duì)下洗氣流的阻擋，豎直扁柱型風(fēng)管內(nèi)部等距離橫斷面布置有橢圓短軸方向拉緊的繩索，使其充滿氣流時(shí)能保持豎直扁柱外形。所述的水平扁錐型風(fēng)管的橫斷面采用橢圓形狀，橫斷面的橢圓長軸與地面水平布置，水平扁錐型風(fēng)管內(nèi)部等距離橫斷面布置有橢圓短軸方向拉緊的繩索，使其充滿氣流時(shí)能保持水平扁錐外形，以減小無人直升機(jī)在平飛時(shí)的風(fēng)阻，水平扁錐型風(fēng)管尾部逐漸變細(xì)，以利于出風(fēng)口的風(fēng)速均勻。所述的可折疊噴桿分為五段，每側(cè)第一噴桿向機(jī)尾方向90度折疊后布置在機(jī)身方向，第二噴桿可180度向機(jī)尾方向折疊后仍布置在機(jī)身方向。

所述的集流腔收集無人直升機(jī)旋翼形成的部分下洗氣流并通過其錐形管道結(jié)構(gòu)加速，形成的高速氣流經(jīng)氣流連接部流過豎直扁柱型風(fēng)管，再經(jīng)過氣流過渡部進(jìn)入水平扁錐型風(fēng)管；集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒內(nèi)的高速氣流從出風(fēng)口吹出，在噴桿幅寬上形成風(fēng)速向下均勻分布的風(fēng)幕，風(fēng)幕對(duì)噴頭霧化的霧滴起到加速、夾帶和二次霧化作用。

本發(fā)明的一種氣助式大幅寬植保無人直升機(jī)的作業(yè)方法，包括如下步驟：

1﹚將植保無人直升機(jī)運(yùn)輸至作業(yè)區(qū)后，手動(dòng)展開折疊噴桿至直線型并鎖緊，此時(shí)固定在噴桿上的集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒處于完全收縮狀態(tài)；

2）啟動(dòng)植保無人直升機(jī)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的旋翼產(chǎn)生的高速下洗氣流經(jīng)集流腔收集后，在集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒內(nèi)沖入高速氣流，使集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒膨脹，并在其下方形成風(fēng)幕，遙控植保無人直升機(jī)至工作區(qū)域，穩(wěn)定在合適的工作高度后，遙控啟動(dòng)電動(dòng)隔膜泵，開始施藥工作，遙控植保無人直升機(jī)遍歷整個(gè)噴霧區(qū)域；

3）待田間施藥作業(yè)完成后，遙控關(guān)閉電動(dòng)隔膜泵，并將植保無人直升機(jī)遙控落地，關(guān)閉植保無人直升機(jī)引擎，集風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)筒收縮，手動(dòng)將噴桿折疊并鎖緊。