[發明專利]一種直線型多旋翼植保飛行器結構

在審

• 申請號: 202011624183.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112623224A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 沈躍;孫志偉;沈亞運;張世義;陳錦明
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B64D1/18
• 分類號: B64D1/18;B64C39/02;A01M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種直線型多旋翼植保飛行器結構，包括至少一個主桿單元，兩兩主桿單元之間通過阻尼連接件連接；每一個主桿單元中間設有藥箱和供電模塊13，藥箱和供電模塊13固定在主桿單元的支撐架兩側，支撐架頂部兩側的主桿對稱的設有主力旋翼、輔助旋翼、姿態調整旋翼；所述主力旋翼位于主桿最外側，與主力旋翼相鄰的為姿態調整旋翼，在姿態調整旋翼和支撐架頂端之間還設有輔助旋翼；此外，主桿單元上還包括設置在主桿上的視覺模塊9、GPS?RTK組件、IMU和飛控模塊12。本設計可作為一個基本單元，可以進行多單元組合，實現更寬的噴幅，更高的作業效率。

技術領域

本發明涉及農業機械自動化和飛控技術領域，具體地說是一種螺旋槳直線分布的多旋翼植保飛行器。

背景技術

近年來，我國農業科技發展迅速，正在從傳統的農業大國發展成真正的農業強國。農業過程的形式也從手動走向機械化乃至無人化，尤其是植保無人機的出現，已經在大量田間植保工作上取代了傳統的噴霧機器，不僅提高了噴霧作業的效率，還能夠取得優于人工作業的效果。

植保無人機是近年來新興的植保機械，與傳統地面植保噴霧機相比作業高效，不受作物長勢和作業田塊條件限制，適應我國山地丘陵等多樣型和分散型農作物種植地形，有很強的市場潛力。然而，續航能力、載藥量嚴重不足，是制約植保無人機發展的關鍵瓶頸。

目前我國植保無人機主要以多旋翼為主，但受到自身載荷能力的限制，使得無人機無法負載較多的藥液，一般通過增加旋翼提升載荷(增加有限)。同時，為提升作業效率，多采用增加旋翼圓形分布方式，但對噴幅改善非常有限，而且“旋翼間干擾”更為嚴重，無法從根本上解決作業效率問題。

旋翼圓形分布的植保無人機存在以下缺點：(1)作業效率低，小型無人機載荷較小、續航時間短、噴霧幅度窄；(2)霧化效果差，霧滴的運動軌跡主要為霧滴群螺旋下降，下洗區內側霧滴群交織，外側大霧滴周向水平行程更大進而分布在外圍；(3)“旋翼間干擾”強烈，霧滴主要分布在“旋翼間干擾”明顯的區域內，而能運動到離噴頭最遠的大粒徑霧滴量少。

發明內容

發明目的：為了克服上述現有技術的不足，本發明公開了一種噴幅廣、作業效率高且可多段互連的直線型多旋翼植保飛行器。本發明適用于同類作物農業區域播撒、施肥，具有成本低、效率高、通用性強的特點。

本發明的技術方案包括：一種直線型多旋翼植保飛行器結構，包括至少一個主桿單元，兩個以上的主桿單元通過阻尼連接件串聯連接；每一個主桿單元中間設有藥箱和供電模塊13，藥箱和供電模塊13固定在主桿單元的支撐架上，支撐架兩側的主桿對稱的設有主力旋翼、輔助旋翼、姿態調整旋翼；所述主力旋翼、輔助旋翼負責提供直線型多旋翼植保飛行器的大部分升力，所述姿態調整旋翼負責提供飛行器多方向運動的力；所述主力旋翼位于主桿最外側，與主力旋翼相鄰的為姿態調整旋翼，在姿態調整旋翼和支撐架頂端之間還設有輔助旋翼；此外，主桿單元上還包括設置在主桿上的傳感及飛控組件。

進一步，傳感及飛控組件包括視覺模塊9、毫米波和激光雷達16、GPS-RTK組件、IMU和飛控模塊12，所述IMU和飛控模塊12分別和視覺模塊9、毫米波和激光雷達16、GPS-RTK組件電連接，上述模塊通過藥箱和供電模塊13中的供電模塊提供電力。

進一步，所述視覺模塊9、毫米波和激光雷達16分別位于支撐架頂端兩側，對稱設置在姿態調整旋翼和輔助旋翼之間的主桿上；所述GPS-RTK組件為兩個，對稱設置在支撐桿的兩端頂部，IMU和飛控模塊12設置在兩個GPS-RTK組件之間的主桿上。

進一步，所述主力旋翼、輔助旋翼為單旋翼或者對槳設置；所述主力旋翼、輔助旋翼為單旋翼時，各自包括旋翼1、電機2、連接法蘭3、藥液管道4、噴頭5；旋翼1下端連接電機2軸端，電機2軸端固定在連接法蘭3上，連接法蘭3下端依次連接有藥液管道4和噴頭5；所述主力旋翼、輔助旋翼為對槳設置時，各自均帶有上下兩個電機和對稱設置的兩個旋翼。