[实用新型]一种用于喷洒农药的固定翼无人机

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种用于喷洒农药的固定翼无人机。

背景技术

1918年美国第一次用飞机喷洒农药灭棉虫，农用航空拉开了历史序幕，100年来，农用航空在美国、新西兰、澳大利亚、英国、日本、中国等国得到了迅速的应用与推广。由于无人机具有外形尺寸小、重量轻、操控灵活、农药喷洒效果好、作业效率高等优点，因此，在飞机喷洒农药领域，无人机正在逐渐代替有人驾驶的飞机。

目前，用于喷洒农药的无人机主要有两种，一种是旋翼式无人直升机，另一种是固定翼无人机，固定翼无人机具有航程长、速度快特点，但目前固定翼无人机还具有以下缺点：

（1）通常采用航空燃油发动机作为动力，其燃油消耗量非常大，燃油利用效率较低，因此无人机需要携带大量航空燃油，不仅航空燃油价格高昂、成本高，而且造成无人机的重量较重，载农药量低；

（2）喷洒农药作业时，需要单独设置吸收外界空气为进行喷药的装置；

（3）固定翼无人机需要设置由燃油发动机带动的发电机，以向机体控制系统供电，并为喷洒农药的装置供电，设置发电机后，增加了燃油发动机的负荷，降低了能量转换效率；

（4）航空燃油发动机在工作时会产生大量废气，造成空气污染，不利于保护环境。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种能量利用率及转换率高、载农药量较大、能够利用甲醇水重整制氢及发电模组用完的外界空气喷洒农药、运行成本低、机体本身运行不污染环境的用于喷洒农药的固定翼无人机。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于喷洒农药的固定翼无人机，包括机身及安装于机身之上的机翼和尾翼，机翼上设置有飞机马达和螺旋桨，其特征在于：所述机身设有甲醇水重制氢及发电模组、空气进气口、喷气调整器、农药喷洒器、农药储存仓、甲醇水储存容器、输送泵、电力控制器及超级电容，其中：

所述甲醇水重整制氢及发电模组整合有重整器与燃料电池，所述重整器内设有重整室及氢气纯化装置，重整室内的温度为300-570℃温度，重整室内设有催化剂，甲醇和水在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得含氢气体，重整室与氢气纯化装置通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室内，能通过重整室内的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与氢气纯化装置之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与氢气纯化装置的温度相同或接近，从氢气纯化装置的产气端得到氢气，供应给燃料电池；所述燃料电池用于氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能；

所述空气进气口用于输入外界空气，输入的外界空气依次经燃料电池、喷气调整器后，从农药喷洒器中输出；在燃料电池中，空气为燃料电池提供电化学反应所需要的氧气，并为燃料电池散热降温；所述农药喷洒器设有农药喷射管，经过调整流速和气压的空气，与农药储存仓输出的农药相混合之后，从农药喷射管中喷出；

所述甲醇水储存容器内储存有液态的甲醇和水原料，所述输送泵用于将甲醇水储存容器中的甲醇和水原料输送至甲醇水重整制氢及发电模组的重整器；

所述电力控制器用于将燃料电池输出的电能转换为飞机马达/超级电容所需求的适当电压、电流的交流电/直流电；所述超级电容用于固定翼无人机启动时供电，并在飞机马达即时功率迅速增大时，为飞机马达供电。

所述甲醇水重整制氢及发电模组至少设置有两组，所述输送泵至少设置有两个，且甲醇水重整制氢及发电模组与输送泵的数量相匹配。

所述空气进气口设置于机身的头部，所述农药喷洒器设置于机身的尾部下侧；所述飞机马达包括第一马达及第二马达，对称设置于机翼上，所述螺旋桨包括第一螺旋桨及第二螺旋桨。

所述输送泵与甲醇水重整制氢及发电模组的重整器之间设有换热器，低温的甲醇和水原料在换热器中，与重整器输出的高温氢气进行换热，甲醇和水温度升高、汽化，高温氢气温度降低，输向甲醇水重整制氢及发电模组的燃料电池。

所述重整器设有电加热器，该电加热器由燃料电池供电，该电加热器为重整室提供300-570℃温度。

所述固定翼无人机还包括无人机飞行控制器、全球定位模块、航向传感模块、高度传感模块、空速传感模块、飞行姿态传感模块、升降舵、方向舵、副翼及无线信号接收与发射器；所述无人机飞行控制器分别电性连接全球定位模块、航向传感模块、高度传感模块、空速传感模块、飞行姿态传感模块、升降舵、方向舵、副翼、无线信号接收与发射器、飞机马达、甲醇水重整制氢及发电模组、超级电容及农药喷洒器。