[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

说明书

本发明针对无人机在避障时障碍物周围雾滴覆盖不足的问题，从保护环境，减少农药使用量，提高节能环保性的角度出发，提出了一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，该装置包括智能喷雾系统，智能控制系统以及智能监测系统，采用静电和变量喷雾技术，同时该装置可以根据无人机避障绕行区的大小、无人机与障碍物的相对位置以及无人机姿态变化进行喷头喷雾角和倾角的智能调整，确保喷头始终朝向目标区域并且雾滴范围完整覆盖目标区域，实现相同植保效果的同时减少农药使用量，减少过喷、漏喷现象，提高农药利用率和环保性，并具有农药使用量低、利用率高、节能环保性好、结构紧凑、适用范围广等优点。

技术领域

本发明涉及一种植保无人机，特别涉及一种植保无人机避障时，用于增强障碍物周围雾滴覆盖的低用药量环保型智能侧喷装置，属于农业植保技术领域。

背景技术

近年来，中国农用植保无人机发展迅速，全国农业航空技术95％以上用于植保作业。中国农田环境较为复杂，作业地块面积狭小、分散且形状不规则，与传统的地面行走植物保护设备相比，无人机在灵活的地形适应性和高效率方面具有明显的优势。

中国农田中的障碍物根据尺寸可以分为微型障碍物(如：电线，斜拉索)，中小型障碍物(如：树木，水泥电线杆)，大型障碍物(如：高压电塔)和非固定障碍物(如：鸟)。值得注意的是，农田中出现的障碍大多是微型障碍物和中小型障碍物。为实现植保无人机在微型障碍物和中小型障碍物环境下的安全高效完整喷雾作业，植保无人机通常采绕行方式进行避障。此时传统植保无人机的雾滴不足以完全覆盖避障绕行区域，使得障碍物周围雾滴覆盖不足，需要人工补喷以保证植保作业效果，人工与时间成本较高。同时从保护环境角度出发，迫切需要一种可以在植保无人机避障时针对避障绕行区进行喷雾的装置，提高避障绕行区的雾滴覆盖，并且该装置应提高农药利用率，减少农药用量，以满足节能环保的要求。

故本发明提出了一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，采用低用药量环保型智能喷雾系统。该装置具有侧喷倾角自适应调节技术，可以实现静电、变量、变喷雾角作业，相比较传统的非静电定量喷雾装置，可以针对性的向避障绕行区进行喷雾，所喷出的带电雾滴利用异性电荷相吸性，有效提高雾滴在作物上的附着率，实现相同植保效果的同时减少农药使用量。

发明内容

为解决上述技术背景中传统植保无人机避障绕行时，雾滴不足以完全覆盖避障绕行区域，需要人工补喷以保证植保作业效果，人工与时间成本较高的问题，本发明提出了一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，以增加避障绕行区的雾滴沉积，改善障碍物周围雾滴覆盖不足的现状。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置，包括低用药量环保型智能喷雾系统，智能控制系统以及智能监测系统。在此三大系统作用下，该装置可以根据无人机飞控和智能控制系统所反馈的飞行状态选择性的进行喷雾。对于避障时无人机与障碍物离较近的工况，此时避障绕行区较小，该装置采用较小的喷雾角；对于避障时无人机与障碍物离较远的工况，该装置采用较大的喷雾角。无人机避障时姿态发生变化，自适应角度调节喷头安装支架可以自动进行相应姿态角补偿，确保智能可变喷雾角静电喷头始终朝向目标区域进行喷雾。实现不避障时不喷雾，减少用药量，提高环保性。避障时可以根据无人机姿态以及无人机与障碍物的相对位置，开始进行变量静电喷雾，并且智能可变喷雾角静电喷头始终朝向目标区域，针对性的向障碍物周围喷雾，增加避障时障碍物周围区域雾滴覆盖，同时减少农药使用量，提高农药利用率和节能环保性。

低用药量环保型智能喷雾系统包括静电喷雾模块、调速水泵、侧喷喷头智能控制模块。静电喷雾模块包括智能可变喷雾角静电喷头、静电发生器、静电感应环、药箱。智能可变喷雾角静电喷头通过分体式圆环卡扣固定在自适应角度调节矩阵式喷头安装板上，静电感应环通过热熔胶紧配合固定在智能可变喷雾角静电喷头上，静电发生器通过尼龙螺栓固定在药箱上。相比较非静电喷雾，静电喷雾的带电雾滴利用异性电荷相吸性，可以有效提高雾滴在作物上的附着率，实现相同植保效果的同时减少农药使用量。