[发明专利]一种农用无人机机载农药自动平衡系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及民用航空技术领域，特别是一种农用无人机机载农药自动平衡系统。

【背景技术】

利用无人机对大面积的农田实施喷药及施肥工作，减少了劳动里成本，提高了作业效率，目前已经有一些农业大户开始配备此装备，在国外更是普及。但是目前无人机有效载药量小的情况一直存在，随着发动机技术的日益成熟，较长时间的连续作业已经可以实现，然而往往是燃料只消耗了一半，农药已经喷完，必须回机场加注农药，载药量已经成了无人机农业作业的一个瓶颈。

无人机，因为它结构上存在一定的特殊性，为了满足飞行的基本空气动力要求，所以很多部位必须有必要的结构和支撑，但是这些结构和支撑对重量十分敏感，所以看似硕大的无人机机舱，很难把这些空间合理得利用好，同样，要加大载药量也不是一味地做大飞机地体积。本发明就是要解决在有限地机舱空间内通过自动平衡系统把农药尽可能地装多，而且无人机飞行，要满足纵向、横向得升力、重力得平衡，也就是所谓得升力焦点和重力焦点。一般飞机得升力焦点都在机翼的大梁上，也就是说飞机机翼产生的升力集中作用在机翼的大梁上，飞机上所有物件的重力也作用在大梁上，液体在一个较大的空间里会自由晃动，这样会破坏飞机飞行时的平衡问题，所以这就限制了装农药的容器不能太大，而且还必须在升力中心位置上，这就限制了飞机的载药量。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种农用无人机机载农药自动平衡系统，可以在有限地机舱空间内加大农药装载量，减少往复次数，提高无人机工作效率。

为实现上述目的，本发明提出了一种农用无人机机载农药自动平衡系统，包括无人机本体及固定在无人机本体上的药箱组、电动泵组和平衡控制系统，所述药箱组由前药箱组和后药箱组组成，所述前药箱组固定在无人机本体的升力焦点O的前方，后药箱组固定在无人机本体的升力焦点O的后方；前药箱组中各个药箱的重量与所述药箱到升力焦点O的距离乘积之和等于后药箱组中各个药箱的重量与所述药箱到升力焦点O的距离乘积之和；电动泵组驱动所述的药箱组，所述药箱组上固定有重量传感器，所述无人机本体上固定有加速度传感器，所述平衡控制系统与电动泵组连接，所述平衡控制系统包括PL控制器、信号采集模块、数据处理模块和执行模块，重量传感器和加速度传感器连接所述信号采集模块，所述电动泵组连接执行模块。

作为优选，所述的前药箱组包括第一药箱和第二药箱，后药箱组包括第三药箱和第四药箱，所述第一药箱、第二药箱、第三药箱和第四药箱底部均分布设置有重量传感器，所述第一药箱和第二药箱位于无人机本体的升力焦点O的前方，第三药箱和第四药箱位于无人机本体的升力焦点O的后方。

作为优选，所述第一药箱和第二药箱分别位于无人机本体的左右两侧，第三药箱和第四药箱分别位于无人机本体的左右两侧。

作为优选，所述第一药箱、第二药箱、第三药箱和第四药箱之间满足以下公式：

G₁L₁+G₂L₂=G₃L₃+G₄L₄

上述公式中：L₁为第一药箱A到升力焦点O的距离；L₂为第二药箱B到升力焦点O的距离；L₃为第三药箱C到升力焦点O的距离；L₄为第四药箱D到升力焦点O的距离；G₁为第一药箱A的重量；G₂为第二药箱B的重量；G₃为第三药箱C的重量；G₄为第四药箱D的重量。

作为优选，所述电动泵组包括第一电动泵、第二电动泵、第三电动泵和第四电动泵，第一电动泵驱动第一药箱，第二电动泵驱动第二药箱，第三电动泵驱动第三药箱，第四电动泵驱动第四药箱。

作为优选，所述第一药箱、第二药箱、第三药箱和第四药箱经通道彼此连通，方便电动泵组调节各个药箱内的农药。

作为优选，所述药箱组中各药箱均设置有防晃动机构，所述防晃动机构包括漂浮板和若干漂浮座，所述的漂浮座与漂浮板连接固定，漂浮座具有浮力，从而使得漂浮板漂浮于药箱的液面上，防止液面产生剧烈的晃动。

作为优选，所述药箱组中各药箱的内壁上开设有与漂浮座的数量对应的凹槽，所述漂浮座嵌入固定在凹槽内，使得凹槽对漂浮座具有定位作用，方便漂浮板跟随液面在竖直方向上运动，防止液面产生剧烈的晃动。