[發(fā)明專利]一種無人機風(fēng)送靜電離心式噴霧噴頭、系統(tǒng)及控制方法

在審

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• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114130558A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明;胡鶴鳴;戴思慧;許永偉;張洪鐸;黃晶晶
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南省農(nóng)業(yè)裝備研究所;湖南星索爾航空科技有限公司;湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B05B5/04
• 分類號: B05B5/04;B05B12/18;B05B5/03;B05B5/043
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 胡喜舟

本發(fā)明公開了一種無人機風(fēng)送靜電離心式噴霧噴頭、系統(tǒng)及控制方法，其中噴頭包括送風(fēng)系統(tǒng)和靜電噴頭系統(tǒng)；送風(fēng)系統(tǒng)包括涵道風(fēng)機、送風(fēng)筒、導(dǎo)流罩；涵道風(fēng)機設(shè)置于送風(fēng)筒內(nèi)且位于其中段；導(dǎo)流罩設(shè)置于送風(fēng)筒內(nèi)且位于其下段；送風(fēng)筒上設(shè)置有接線出口和進(jìn)液口；靜電噴頭系統(tǒng)包括連接環(huán)、靜電發(fā)生環(huán)、電機、離心轉(zhuǎn)盤；連接環(huán)與送風(fēng)筒底部連接，靜電發(fā)生環(huán)設(shè)置于連接環(huán)中間位置；電機設(shè)置于導(dǎo)流罩內(nèi)，電機的輸出軸與離心轉(zhuǎn)盤連接；靜電噴頭系統(tǒng)用于將液滴離心成均勻的霧滴，并使霧滴帶上靜電；送風(fēng)系統(tǒng)用于提供向下的風(fēng)力，并將霧滴抑制在一定范圍內(nèi)。提高了霧滴沉積水平；涵道風(fēng)機與離心轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速相適應(yīng)調(diào)節(jié)，可防止液滴飄移。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無植保人機領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機風(fēng)送靜電離心式噴霧噴頭、系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

無人植保機近年在國內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，它能夠在復(fù)雜地形起降并且在作物上空進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè)。對于降低農(nóng)民的勞動強度，提升農(nóng)藥的利用效率發(fā)揮了很大的作用。與此同時，無人機植保在自然環(huán)境風(fēng)速比較大的情況下，霧滴漂移是比較嚴(yán)重的問題。目前采取的方式，一般是增加沉降劑或多次噴灑，增加了成本和化學(xué)藥劑的增加使用，不符合農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展要求。

現(xiàn)有無人植保機主要使用三種噴頭：液力式噴頭、離心噴頭、靜電噴頭。

液力式噴頭直接通過壓力泵作用將液體泵出，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但存在液滴分布不均，農(nóng)藥噴灑效果不好的缺點。

離心噴頭通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，產(chǎn)生離心力作用，將霧滴霧化成更小的霧滴顆粒，霧滴直徑也更加均勻，相比液力式噴頭具有更好的霧化效果，且具有不易堵塞的優(yōu)點。但同時，離心噴頭存在霧滴漂移嚴(yán)重、霧滴在作物表面沉積效果不好的缺點。

靜電噴霧技術(shù)通過在噴頭和被施藥靶標(biāo)間建立靜電場，使得霧滴在靜電力和重力的雙重作用下，朝靶標(biāo)運動，相比與其他兩種噴頭，其農(nóng)藥沉積效果良好，能夠更好地細(xì)分霧滴，增加霧滴的均勻性。但現(xiàn)有靜電噴霧的噴幅依然受離心轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速影響，轉(zhuǎn)速越大，噴幅越大，當(dāng)噴幅過大時，會造成霧滴漂移的問題，農(nóng)藥不能有效噴灑。

因此，設(shè)計既能增加霧滴均勻性和沉積效果，且能解決霧滴漂移影響，使農(nóng)藥準(zhǔn)確噴灑至作物，是無人機植保噴霧技術(shù)亟需解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種無人機風(fēng)送靜電離心式噴霧噴頭、系統(tǒng)及控制方法，以解決現(xiàn)有的噴霧技術(shù)在提高霧滴均勻性的同時難以解決霧滴飄移的問題。

第一方面，提供了一種無人機風(fēng)送靜電離心式噴霧噴頭，包括送風(fēng)系統(tǒng)和靜電噴頭系統(tǒng)；

所述送風(fēng)系統(tǒng)包括涵道風(fēng)機、送風(fēng)筒、導(dǎo)流罩；所述涵道風(fēng)機設(shè)置于所述送風(fēng)筒內(nèi)且位于所述送風(fēng)筒的中段；所述導(dǎo)流罩設(shè)置于所述送風(fēng)筒內(nèi)且位于所述送風(fēng)筒的下段，所述導(dǎo)流罩上設(shè)置有電機接線口；所述送風(fēng)筒上設(shè)置有接線出口和進(jìn)液口；

所述靜電噴頭系統(tǒng)包括連接環(huán)、靜電發(fā)生環(huán)、電機、離心轉(zhuǎn)盤；所述連接環(huán)與所述送風(fēng)筒底部連接，所述靜電發(fā)生環(huán)設(shè)置于所述連接環(huán)中間位置；所述電機設(shè)置于所述導(dǎo)流罩內(nèi)，所述電機的輸出軸穿過所述連接環(huán)與所述離心轉(zhuǎn)盤連接；

所述靜電噴頭系統(tǒng)用于將液滴離心成均勻的霧滴，并使霧滴帶上靜電；所述送風(fēng)系統(tǒng)用于提供向下的風(fēng)力，并將霧滴抑制在一定范圍內(nèi)。

工作時，藥液經(jīng)進(jìn)液口送入離心轉(zhuǎn)盤上方，藥液在離心轉(zhuǎn)盤離心力的作用下沿著轉(zhuǎn)盤甩出先形成液膜，此時液膜與靜電發(fā)生環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)帶電；液膜到達(dá)離心轉(zhuǎn)盤邊緣后分裂成液絲，再呈點狀拋甩出，與空氣撞擊后形成霧滴，霧滴具有水平方向的初速度，在涵道風(fēng)機、重力、空氣阻力影響下，液滴由水平方向運動開始朝著斜下方運動。通過送風(fēng)系統(tǒng)與靜電噴頭系統(tǒng)的結(jié)合，靜電噴頭系統(tǒng)將藥液離心成均勻的霧滴，并使霧滴帶上靜電，提高了霧滴均勻性及沉積水平；由送風(fēng)系統(tǒng)提供向下的風(fēng)力將靜電噴頭系統(tǒng)產(chǎn)生的霧滴抑制在一定的半徑范圍內(nèi)，可有效防止霧滴的飄移。