[发明专利]一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置

权利要求书

1.一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，其特征在于，包括低用药量环保型智能喷雾系统（25），智能控制系统（6），智能监测系统（30）；低用药量环保型智能喷雾系统（25）和智能控制系统（6）均安装在植保无人机上；智能监测系统（30）除了监控台（9）之外，其余部件安装在植保无人机上；低用药量环保型智能喷雾系统（25）、智能控制系统（6）和智能监测系统（30）三者之间通过智能控制系统（6）的信号IO总线进行连接和通信；

低用药量环保型智能喷雾系统（25）包括静电喷雾模块（26）、调速水泵（7）、侧喷喷头智能控制模块（27）；静电喷雾模块（26）包括智能可变喷雾角静电喷头（1）、静电感应环（2）、静电发生器（3）、药箱（5）；调速水泵（7）内部集成了水泵（11）和调速器（10）；侧喷喷头智能控制模块（27）包括自适应角度调节喷头安装支架（8）、舵机I（20）、舵机II（24）、角度传感器I（19）、角度传感器II（22）；自适应角度调节喷头安装支架（8）分为自适应角度调节可变直径夹板（18）和自适应角度调节矩阵式喷头安装板（23）；调速水泵（7）通过双层减震碳纤维板固定在药箱（5）上，智能可变喷雾角静电喷头（1）通过分体式圆环卡扣（28）安装在自适应角度调节矩阵式喷头安装板（23）上，静电感应环（2）通过热熔胶紧配合固定在智能可变喷雾角静电喷头（1）上，静电发生器（3）通过尼龙螺栓固定在药箱（5）上，侧喷喷头智能控制模块（27）通过自适应角度调节可变直径夹板（18）固定在无人机机臂上，舵机I（20）、舵机II（24）、角度传感器I（19）、角度传感器II（22）通过螺栓固定在自适应角度调节喷头安装支架（8）上；

智能可变喷雾角静电喷头（1）包括喷头主体（15），锥形喷雾角调节阀体（14），阀体调节器（13），雾化锥面（17）；阀体调节器（13）通过螺栓固定在喷头主体（15）上，锥形喷雾角调节阀体（14）通过O型密封圈安装在喷头主体（15）内，阀体调节器（13）与锥形喷雾角调节阀体（14）之间采用螺杆进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，其特征在于，智能控制系统（6）包括控制处理器和信号IO总线；所述的控制处理器采用STM32控制器；所述的信号IO总线包括飞行速度IO接口、无线传输IO接口、避障信号IO接口、侧喷装置控制IO接口；所述的信号IO总线采用UORB协议与控制处理器进行通讯；信号IO总线和STM32控制器焊接在同一电路板上，飞行速度IO接口、无线传输IO接口、避障信号IO接口、侧喷装置控制IO接口均采用同轴信号线与IO接口总线连接。

3.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，其特征在智能监测系统（30）包括流量计（12）、液位计（4）和监控台（9）；流量计（12）通过橡胶水管连接至调速水泵（7）的出水口，液位计通过螺栓和防水胶圈安装在药箱（5）上，监控台（9）通过无线的方式连接至无线传输IO接口，与智能控制系统（6）通信。

4.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，其特征在于，自适应角度调节可变直径夹板（18）上设置有分体式夹板圆环卡扣（29），所述自适应角度调节喷头安装支架（8）固定在无人机机臂上。

5.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，其特征在于，自适应角度调节矩阵式喷头安装板（23）上矩阵式布置横4竖7共计28个螺纹孔，分体式圆环卡扣（28）通过螺栓固定在自适应角度调节矩阵式喷头安装板（23）上。

6.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，其特征在于，自适应角度调节可变直径夹板（18）上安装所述舵机I（20）和角度传感器I（19），舵机I（20）的电机轴垂直于自适应角度调节可变直径夹板（18），轴头连接龙门架（21），龙门架（21）通过舵机II（24）连接自适应角度调节矩阵式喷头安装板（23）和角度传感器II（22）；舵机II（24）和舵机I（20）的中轴线位于同一平面且相互垂直。

7.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，其特征在于，采用闭环控制方法实现变量喷雾，具体步骤和流程如下：

步骤一：根据监控台（9）输入预设亩用喷雾量，智能控制系统（6）首先根据液位计（4）判断药箱（5）内是否有药液，若有药液，则根据预设亩用喷雾量、当前飞行速度、喷幅计算调速水泵（7）所需转速，并将转速信息发送至调速器（10）；

步骤二：调速器（10）接受输出的转速信息，控制水泵（11）工作，流量计（12）监控实际喷雾量，并将实际喷雾量输入至智能控制系统（6）；

步骤三：智能控制系统（6）将输入的实际喷雾量和预设亩用喷雾量相互对比，结合两者之间的相对误差，再次计算调速水泵（7）所需转速并将转速信息输出至调速器（10）；

步骤四：重复步骤二，实现喷雾量的闭环控制。