一种有害昆虫农药喷洒机器人

技术领域

本发明涉及农业生产相关技术领域，具体是涉及一种有害昆虫农药喷洒机器人。

背景技术

大豆原产中国，中国各地均有栽培，亦广泛栽培于世界各地。大豆是中国重要粮食作物之一，已有五千年栽培历史，古称菽，中国东北为主产区，是一种其种子含有丰富植物蛋白质的作物。大豆最常用来做各种豆制品、榨取豆油、酿造酱油和提取蛋白质。豆渣或磨成粗粉的大豆也常用于禽畜饲料。在大豆种植过程中，经常会受到有害昆虫的危害，造成大豆减产，特别是在大豆封垄后，传统农机作业困难，在农机作业过程中极易压折或压断大豆植株。针对这一问题，现有的做法通常是人工背负农药筒，对大豆进行喷洒农药，由于人工背负农药的量一定，一次性无法携带较多的农药，使得植保人员需要多次携带农药分批喷洒，喷洒效率低下，且耗时耗力，同时人工喷洒的农药存在农药喷洒不均匀的情况，局限性较大，无法满足实际使用中的需求。

中国专利申请号“CN202021142965.1”公开了一种喷洒植保大豆线虫农药的装置，包括顶板、加压泵、旋转喷头、第一料筒和第二料筒，顶板底部的两侧对称固定有第一料箱和第二料箱，第一料箱和第二料箱内分别固定有第一料筒和第二料筒，顶板底部的中心位置固定连接有气缸，气缸的顶部固定连接有旋转喷头，旋转喷头通过连接软管与加压泵固定连接，加压泵的前侧固定连接有横管，横管的两端分别通过第一支管和第二支管与第一料筒和第二料筒的内部贯通。

但是该设备仅能在种植地间直线移动，喷洒的效率较慢，且加压泵的加压力恒定，对第一料筒和第二料筒内的农药加压输送至喷头处时随着料筒内农药含量的降低会导致输送的压力产生变化，从而导致喷洒不够均匀。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种有害昆虫农药喷洒机器人。本技术方案解决了如何防止在喷洒农药时由于农药含量的变化导致抽吸的压力不同产生的喷洒力度不均匀的现象的技术问题。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种有害昆虫农药喷洒机器人，包括喷洒装置和用于安装喷洒装置的固定翼无人机，喷洒装置包括有与固定翼无人机固定连接的安装支架，安装支架上侧设置有连接脚，安装支架上安装有拆卸的农药储存箱，农药储存箱安装在安装支架中轴线一侧的第一安装平台上，农药储存箱的一角设置有吸料管道，吸料管道的底部延伸至接近农药储存箱内部底侧，农药储存箱内安装有气囊，第一气泵固定安装在第一安装平台底部设置的气泵安装座上，第一气泵的工作端穿过农药储存箱的底部与气囊连接，安装支架的中轴线位置安装有气力混合机构，农药储存箱与气力混合机构通过快接机构连接，气力混合机构的输出端安装有喷洒农药的喷头。

优选的，农药储存箱的内部固定安装有水位传感器，水位传感器信号连接第一气泵。

优选的，农药储存箱的上侧设置有开口，开口处铰接安装有翻盖。

优选的，气力混合机构包括有第二气泵，第二气泵固定安装在安装支架中轴线位置的第二安装平台处，第二气泵的输出端设置有出气嘴，出气嘴固定安装在混合加压腔的一端，混合加压腔内设置有快速收缩的圆锥形结构的前腔和逐渐扩大的圆锥形结构的后腔，前腔与后腔之间形成射流口，前腔的上部设置有贯通混合加压腔的进料腔，进料腔用于农药储存箱中农药的进入，后腔的后端通过连接管道与喷头固定连接。

优选的，快接机构包括有与气力混合机构的进料腔连接的第一快接插头，进料腔的顶端设置有与第一快接插头相配合的第一快接插口，第一快接插头的上部连接有主管道，主管道的一端设置有第二快接插头，第二快接插头插装在农药储存箱的吸料管道上方设置的与主管道相配合的第二快接插口上。

优选的，第一快接插口与第一快接插头的连接位置设置有第三密封圈，第二快接插口与第二快接插头的连接位置设置有第二密封圈。

优选的，快接机构的第一快接插头上还连接有副管道，副管道的一端设置有第三快接插头，安装支架与农药储存箱相对的一侧上固定安装有备料腔，备料腔的上侧一角设置有与第三快接插头相配合的第三快接插口，第三快接插口的下方连接延伸进入备料腔内部的第二吸料管道，第三快接插口与第三快接插头的连接位置设置有第一密封圈。

优选的，副管道上还设置有控制阀门，控制阀门与农药储存箱的水位传感器信号连接。

优选的，所述备料腔的上部设置有进料口，进料口外部周侧设置有螺纹，密封盖螺旋安装在进料口上。

优选的，安装支架上还设置有与第一安装平台成轴线对称的第三安装平台，第三安装平台上设置有配重块安装架，配重块安装架上安装有可拆卸的多个配重块，连接脚设置在第一安装平台与第三安装平台的顶角位置。

本申请相比较于现有技术的有益效果是：

1.本发明通过在农药储存箱内部设置气囊，气囊通过第一气泵对其内部进行充气从而膨胀，对农药储存箱内部的农药进行挤压，从而保证农药储存箱内农药保持在相同的液位高度，使气囊在对农药储存箱内部农药抽吸时保证压力的恒定，进而保证喷洒时力度的稳定。

2.本发明通过在农药储存箱的内部一侧固定安装水位传感器，水位传感器的感应位置即为农药储存箱内农药的最大添加液位，当水位传感器检测到农药储存箱内的液位下降时，启动第一气泵对气囊进行充气，当气囊膨胀压缩农药储存箱内部容积时，农药的液位上升至水位传感器处，形成对农药储存箱内液位的自动调节。

3.本发明通过气力混合机构可以在不需要机械动作机构的情况下完成高压空气和农药的混合，使得施肥效果更均匀且效率得到提升，也相对减轻了整个喷洒装置的重量，降低了固定翼无人机的载重。

4.本发明通过在安装支架上设置固定连接的备料腔存储一定量的农药可以在农药储存箱内农药储存量不足时气力混合机构通过副管道吸取备料腔中的农药进行混合和喷洒，从而避免因喷洒量计算误差导致在最后关头农药不够需要无人机返航添加农药重新前往喷洒的复杂步骤。

5.本发明通过本申请通过在安装支架与第一安装平台相对的一侧设置与第一安装平台对称的第三安装平台，方便工作人员可以根据农药储存箱和农药储存箱中农药的重量调整配重块安装架的个数和重量，减小安装支架中轴线两侧的重量差，从而降低对无人机飞行造成的影响。

6.本发明通过第一快接插头与第一快接插口，第二快接插头和第二快接插口实现农药储存箱与气力混合机构之间的快速安装连接，降低了安装和拆卸农药储存箱的难度，提高了安装效率，第一快接插头与第一快接插口的连接位置设置有第三密封圈，第二快接插头与第二快接插口的连接位置设置有第二密封圈均为了保证连接位置的密闭性，保证混合加压腔产生负压可以保证对农药储存箱内农药的抽吸，避免出现漏气导致无法实现喷洒农药的情况发生。

附图说明

图1是实施例的第一视角下的立体图；

图2是实施例的第二视角下的立体图；

图3是实施例的农药箱储存液的主视图；

图4是图3的A-A处截面剖视图；

图5是实施例的气力混合机构和喷头的俯视图；

图6是图5的B-B处截面剖视图；

图7是实施例的快接结构的立体图；

图8是实施例的安装支架的立体图；

图9是实施例的安装支架的侧视图；

图10是图9的D-D处截面剖视图；

图中标号为：

1-安装支架；1a-连接脚；1b-第一安装平台；1b1-气泵安装座；1c-第二安装平台；1d-备料腔；1d1-第三快接插口；1d2-第二吸料管道；1d3-第一密封圈；1d4-进料口；1d5-密封盖；1e-第三安装平台；1e1-配重块安装架；1e2-配重块；

2-农药储存箱；2a-吸料管道；2a1-第二快接插口；2a2-第二密封圈；2b-气囊；2c-第一气泵；2d-水位传感器；2e-开口；2e1-翻盖；

3-气力混合机构；3a-第二气泵；3b-出气嘴；3c-混合加压腔；3c1-前腔；3c2-后腔；3c3-射流口；3c4-进料腔；3c5-第一快接插口；3d-连接管道；

4-快接机构；4a-第一快接插头；4a1-第三密封圈；4b-主管道；4b1-第二快接插头；4c-副管道；4c1-第三快接插头；4c2-控制阀门；

5-喷头。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1至图4所示，本申请提供：

一种有害昆虫农药喷洒机器人，包括喷洒装置和用于安装喷洒装置的固定翼无人机，喷洒装置包括有与固定翼无人机固定连接的安装支架1，安装支架1上侧设置有连接脚1a，安装支架1上安装有拆卸的农药储存箱2，农药储存箱2安装在安装支架1中轴线一侧的第一安装平台1b上，农药储存箱2的一角设置有吸料管道2a，吸料管道2a的底部延伸至接近农药储存箱2内部底侧，农药储存箱2内安装有气囊2b，第一气泵2c固定安装在第一安装平台1b底部设置的气泵安装座1b1上，第一气泵2c的工作端穿过农药储存箱2的底部与气囊2b连接，安装支架1的中轴线位置安装有气力混合机构3，农药储存箱2与气力混合机构3通过快接机构4连接，气力混合机构3的输出端安装有喷洒农药的喷头5。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何防止在喷洒农药时由于农药含量的变化导致抽吸的压力不同产生的喷洒力度不均匀的现象。为此，本申请通过将喷洒装置安装在固定翼无人机底部使固定翼无人机可以在农田上空沿直线飞行对农田机型覆盖式的农药喷洒，喷洒装置通过安装支架1上的连接脚1a与固定翼无人机固定安装，连接脚1a的中心轴线处固定安装气力混合机构3，气力混合机构3通过快接机构4与农药储存箱2连接，气力混合机构3可以将农药储存箱2中的农药抽取出与流动的空气进行混合后通过喷头5进行喷洒，农药储存箱2的一角设置有用于抽取农药储存箱2内农药的吸料管道2a，吸料管道2a的底部贴近农药储存箱2内部底侧可以保证在农药含量较低时保证对农药的吸取，农药储存箱2内部设置有连接在第一气泵2c工作端的气囊2b，气囊2b通过第一气泵2c对其内部进行充气从而膨胀，对农药储存箱2内部的农药进行挤压，从而保证农药储存箱2内农药保持在相同的液位高度，使气囊2b在对农药储存箱2内部农药抽吸时保证压力的恒定，进而保证喷洒时力度的稳定，安装支架1的中心轴线一侧设置有用于安装农药储存箱2的第一安装平台1b，第一安装平台1b与农药储存箱2之间可以通过螺丝固定连接，也可通过安装结构进行固定，农药储存箱2可以拆卸的安装在第一安装平台1b处即可，所述第一气泵2c固定安装在第一安装平台1b底部设置的气泵安装座1b1上，第一气泵2c的工作端穿过农药储存箱2底部与农药储存箱2内部的气囊2b相连通，第一气泵2c与农药储存箱2的连接位置可设置密封圈保证其密闭性，避免出现漏气漏液的现象。

进一步的，如图4所示：

农药储存箱2的内部固定安装有水位传感器2d，水位传感器2d信号连接第一气泵2c。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何控制气囊2b使气囊2b的膨胀体积可以保证农药储存箱2内的液位保持稳定。为此，本申请通过在农药储存箱2的内部一侧固定安装水位传感器2d，水位传感器2d的感应位置即为农药储存箱2内农药的最大添加液位，当水位传感器2d检测到农药储存箱2内的液位下降时，水位传感器2d发送启动信号至第一气泵2c处，启动第一气泵2c对气囊2b进行充气，当气囊2b膨胀压缩农药储存箱2内部容积时，农药的液位上升至水位传感器2d处，形成对农药储存箱2内液位的自动调节。

进一步的，如图4所示：

农药储存箱2的上侧设置有开口2e，开口2e处铰接安装有翻盖2e1。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何对农药储存箱2内部进行农药的添加。为此，本申请通过在农药储存箱2的顶部设置开口2e，开口2e处设置翻盖2e1方便控制开口2e的开关于闭合，翻盖2e1处应设置锁定机构保证农药储存箱2安装完成后保持密闭状态，翻盖2e1的尺寸较大，且翻盖2e1的打开方式可以完全打开开口2e，既方便对农药储存箱2内农药的快速添加，也方便工作人员安装水位传感器2d和清理农药储存箱2内部。

进一步的，如图5和6所示：

气力混合机构3包括有第二气泵3a，第二气泵3a固定安装在安装支架1中轴线位置的第二安装平台1c处，第二气泵3a的输出端设置有出气嘴3b，出气嘴3b固定安装在混合加压腔3c的一端，混合加压腔3c内设置有快速收缩的圆锥形结构的前腔3c1和逐渐扩大的圆锥形结构的后腔3c2，前腔3c1与后腔3c2之间形成射流口3c3，前腔3c1的上部设置有贯通混合加压腔3c的进料腔3c4，进料腔3c4用于农药储存箱2中农药的进入，后腔3c2的后端通过连接管道3d与喷头5固定连接。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何对农药进行抽吸并提供农药喷洒的压力。为此，本申请通过气力混合机构3将农药储存箱2中的农药移动至气力混合机构3的混合加压腔3c中进行混合，当气力混合机构3的第二气泵3a工作时，第二气泵3a输出的压缩空气通过出气嘴3b进入到混合加压腔3c的前腔3c1中，高速气流在喷入后腔3c2中时，带走了出气嘴3b外围空间的空气，使前腔3c1处形成真空，因此在前腔3c1处形成负气压，产生真空的吸力把液体农药吸入混合加压腔3c中，混合加压腔3c上设置有与农药储存箱2连接的进料腔3c4，液体农药与高速气流进行充分混合，高速气流携肥农药通过射流口3c3喷入后腔3c2中，射流口3c3的直径是由前向后逐渐扩大的，因而，经过后腔3c2进入射流口3c3中的混合气体流速逐渐减小，混合气体的速度动能转化为压力能，具有压力能的气体作为载气，携农药通过连接管道3d进入到喷头5中，再由喷头5把肥农药喷施在农作物上，混合加压腔3c沿用了拉瓦尔喷头的工作原理，可以在不需要机械动作机构的情况下完成高压空气和农药的混合，使得施肥效果更均匀且效率得到提升，也相对减轻了整个喷洒装置的重量，降低了固定翼无人机的载重。

进一步的，如图7所示：

快接机构4包括有与气力混合机构3的进料腔3c4连接的第一快接插头4a，进料腔3c4的顶端设置有与第一快接插头4a相配合的第一快接插口3c5，第一快接插头4a的上部连接有主管道4b，主管道4b的一端设置有第二快接插头4b1，第二快接插头4b1插装在农药储存箱2的吸料管道2a上方设置的与主管道4b相配合的第二快接插口2a1上。

第一快接插口3c5与第一快接插头4a的连接位置设置有第三密封圈4a1，第二快接插口2a1与第二快接插头4b1的连接位置设置有第二密封圈2a2。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何连接农药储存箱2和进料腔3c4使农药储存箱2在拆卸过程中的操作更简便。为此，本申请通过快接机构4实现农药储存箱2与进料腔3c4的连接，快接机构4包括有与进料腔3c4顶端第一快接插口3c5相配合的第一快接插头4a实现快速连接和拆装，第一快接插头4a上部延伸的主管道4b一端也设置有第二快接插头4b1，第二快接插头4b1设置在农药储存箱2的吸料管道2a顶端的第二快接插口2a1相互配合实现快速的连接和拆卸，所述第一快接插头4a与第一快接插口3c5，第二快接插头4b1和第二快接插口2a1可以是任意一对快接结构，第一快接插头4a与第一快接插口3c5的连接位置设置有第三密封圈4a1，第二快接插头4b1与第二快接插口2a1的连接位置设置有第二密封圈2a2均为了保证连接位置的密闭性，保证混合加压腔3c产生负压可以保证对农药储存箱2内农药的抽吸，避免出现漏气导致无法实现喷洒农药的情况发生。

进一步的，如图7至图10所示：

快接机构4的第一快接插头4a上还连接有副管道4c，副管道4c的一端设置有第三快接插头4c1，安装支架1与农药储存箱2相对的一侧上固定安装有备料腔1d，备料腔1d的上侧一角设置有与第三快接插头4c1相配合的第三快接插口1d1，第三快接插口1d1的下方连接延伸进入备料腔1d内部的第二吸料管道1d2，第三快接插口1d1与第三快接插头4c1的连接位置设置有第一密封圈1d3。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何避免农药储存箱2内农药储存量计算出现误差导致在喷洒快结束时储存量不足需要返航添加才可以继续喷洒的情况。为此，本申请通过在安装支架1上设置固定连接的备料腔1d存储一定量的农药，备料腔1d同样具有第二吸料管道1d2延伸进备料腔1d内部，第二吸料管道1d2顶端设置有第三快接插口1d1，快接机构4的第一快接插头4a上还连通有副管道4c，副管道4c一端的第三快接插头4c1与第三快接插口1d1实现快速的连接，第三快接插口1d1与第三快接插头4c1的连接位置设置第一密封圈1d3保证连接的密闭性，备料腔1d可以在农药储存箱2内农药储存量不足时气力混合机构3通过副管道4c吸取备料腔1d中的农药进行混合和喷洒，从而避免因喷洒量计算误差导致在最后关头农药不够需要无人机返航添加农药重新前往喷洒的复杂步骤，且备料腔1d设置在安装支架1的中轴线与第一安装平台1b相对的一侧，可以相对的平衡安装支架1两侧的重量差，避免重量差距过大导致无人机侧翻。

进一步的，如图6和10所示：

副管道4c上还设置有控制阀门4c2，控制阀门4c2与农药储存箱2的水位传感器2d信号连接。

所述备料腔1d的上部设置有进料口1d4，进料口1d4外部周侧设置有螺纹，密封盖1d5螺旋安装在进料口1d4上。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是气力混合机构3如何控制自身从备料腔1d中吸取农药。为此，本申请通过在副管道4c处安装控制阀门4c2，控制阀门4c2可以是电磁阀等可以与水位传感器2d信号连接的电动阀门，当水位传感器2d检测到液位在一段时间内均无法到达标准液位高度时，证明气囊2b的膨胀已到极限且农药储存箱2内农药的含量已经下降至无法保证抽吸压力的情况，控制控制阀门4c2打开，使气力混合机构3内产生的负压可以同时对备料腔1d中的农药进行抽取，保证混合加压腔3c中农药含量，工作人员可以在一段时间内对备料腔1d中的农药进行定量的添加，备料腔1d上设置有可以添加农药的进料口1d4，密封盖1d5可以螺旋安装在进料口1d4上实现对进料口1d4的打开和封闭。

进一步的，如图9和10所示：

安装支架1上还设置有与第一安装平台1b成轴线对称的第三安装平台1e，第三安装平台1e上设置有配重块安装架1e1，配重块安装架1e1上安装有可拆卸的多个配重块1e2，连接脚1a设置在第一安装平台1b与第三安装平台1e的顶角位置。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是农药储存箱2安装安装支架1中轴线一侧的第一安装平台1b上，如何减小安装支架1中轴线两侧的重量差保证无人机的飞行。为此，本申请通过在安装支架1与第一安装平台1b相对的一侧设置与第一安装平台1b对称的第三安装平台1e，第三安装平台1e和第一安装平台1b的顶角位置设置连接脚1a可以保证安装支架1安装在固定翼无人机上时安装支架1的中轴线与无人机中轴线在竖直方向上平齐，第三安装平台1e的下方设置有配重块安装架1e1，配重块安装架1e1上安装有多个配重块1e2，工作人员可以根据农药储存箱2和农药储存箱2中农药的重量调整配重块安装架1e1的个数和重量，减小安装支架1中轴线两侧的重量差，从而降低对无人机飞行造成的影响，由于农药储存箱2在喷洒过程中重力会产生变化，安装支架1上还可以设置其他用于调节动态平衡的机构保证安装支架1两侧重量的完全持平。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。