一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机

技术领域

本发明涉及植保无人机领域，特别是涉及一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机。

背景技术

近年来，无人机技术不断发展和完善，在商业和军事领域都得到了广泛的应用，其中一种为植保无人机，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，已经逐渐运用于农业、种植业、园林环保等领域。

而目前的无人机用于植保作业时，针对大型树木，无人机的喷头多垂直向下或水平方向，或成特殊固定角度，无法转动，仅能利用螺旋桨下洗气流对无人机下方植被进行药物喷洒。无论无人机是水平定高飞行，还是绕树木飞行，植保时树木下方均存在喷洒盲区。对于山地或者坡地，工况更为复杂。为了精确的进行植保作业，解决大型树木的喷洒盲区问题，且无人机在前飞过程的时候螺旋桨气流处于后下方状态，无法对复杂地形上的待作物及大型树木进行很好的植保作业。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机，解决了现有植保无人机的喷头不能多角度喷出药雾以及药雾无法实现三维矢量控制的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机，其包括无人机本体和无人机本体上设有若干矢量控制装置，矢量控制装置包括矢量控制臂，矢量控制臂的一端通过矢量转动机构连接有俯仰控制杆，俯仰控制杆两端分别设有矢量螺旋桨和喷头，矢量转动机构用于驱动俯仰控制杆在相互垂直的X和/或Y平面内转动。

进一步地，矢量转动机构包括与矢量控制臂转动连接的左右旋转杆，左右旋转杆的一端与俯仰控制杆转动连接，左右旋转杆的另一端与左右控制电机的输出端连接，俯仰控制杆与俯仰控制电机的输出端连接。

进一步地，左右旋转杆与俯仰控制杆的中部转动连接。

进一步地，矢量螺旋桨与矢量电机的输出端连接，且矢量电机与俯仰控制杆连接。

进一步地，无人机本体包括四根用于安装螺旋桨的机臂，机臂远离无人机本体的无人机骨架的一端对称设有两片螺旋桨，矢量控制臂远离俯仰控制杆的一端与无人机骨架连接。

进一步地，两片螺旋桨分别与转动电机的两输出端连接，且转动电机与机臂连接，转动电机设有用于控制其转动的电调装置。

进一步地，每根机臂下方设有一个矢量控制装置。

进一步地，机臂通过机臂折叠结构与无人机骨架连接。

进一步地，无人机骨架上设有药箱、强电电池、定位装置、弱电电池、飞控装置和数据传输装置，飞控装置与弱电电池连接，药箱通过药管与喷头连接。强电电池用于与转动电机、俯仰控制电机、左右控制电机和矢量电机连接。

本发明的有益效果为：

本方案的无人机本体上设有若干矢量控制装置，可以根据需求确定矢量控制装置的数量；矢量控制臂通过矢量转动机构与俯仰控制杆连接，通过矢量转动机构，喷头可实现俯仰、左右运动，同时矢量螺旋桨产生一个矢量螺旋流场，同时喷头矢量控制螺旋桨气流与喷头同轴，确保喷头喷射药物处于螺旋桨下方气流与后方矢量控制气流进行矢量控制，使药雾始终位于矢量螺旋流场内，结合无人机螺旋桨产生的下流场，可使药雾按照需要从多个角度喷洒至作物上，可有效解决大型树木下方喷洒盲区问题，即使地势复杂，均可以完成植保作业，保证作业效果。

附图说明

图1为一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机的轴测图。

图2为一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机的矢量控制装置正视图。

图3为一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机的矢量控制装置正视图右视图。

其中，1、药箱；2、强电电池；3、矢量控制装置；31、药管；32、矢量控制臂；33、左右控制电机；34、左右旋转杆；35、喷头；36、俯仰控制杆；37、俯仰控制电机；38、矢量电机；39、矢量螺旋桨；4、定位装置；5、弱电电池； 6、飞控装置；7、数据传输装置；8、无人机骨架；9、机臂折叠结构；10、机臂；11、螺旋桨；12、转动电机；13、电调装置。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1～图3所示，本方案提供了一种带矢量控制的可折叠四轴八桨植保无人机，其包括无人机本体和无人机本体上设有四个矢量控制装置3，矢量控制装置3包括矢量控制臂32，矢量控制臂32的一端通过矢量转动机构连接有俯仰控制杆36，俯仰控制杆36两端分别设有矢量螺旋桨39和喷头35，矢量转动机构用于驱动俯仰控制杆36在相互垂直的X和/或Y平面内转动。

具体地，为了使喷头35喷出的药雾始终在矢量螺旋桨39的流场中，同时处于无人机螺旋桨下流场中，左右旋转杆34与俯仰控制杆36的中部转动连接；如图2所示，矢量螺旋桨39与矢量电机38的输出端连接，且矢量电机38与俯仰控制杆36连接。通过矢量电机38驱动矢量螺旋桨39旋转，以向喷头35处施加流场，满足使用需求。

如图2所示，矢量转动机构包括与矢量控制臂32转动连接的左右旋转杆34，左右旋转杆34的一端与俯仰控制杆36转动连接，左右旋转杆34的另一端与左右控制电机33的输出端连接，俯仰控制杆36与俯仰控制电机37的输出端连接。左右控制电机33带动左右旋转杆34在X平面内绕其轴线转动，进而带动俯仰控制杆36绕其与左右旋转杆34的连接点转动，实现喷头35左右转动。俯仰控制电机37带动俯仰控制杆36在Y平面内绕其与左右旋转杆34的连接点转动，实现喷头35俯仰运动。左右旋转杆34与俯仰控制杆36转动连接，喷头35可向任意方向喷出药雾，满足使用需求。

进一步地，如图1所示，无人机本体还包括四根用于安装螺旋桨11的机臂 10，机臂10通过机臂折叠结构9与无人机骨架8连接，机臂10远离无人机本体的无人机骨架8的一端对称设有两片螺旋桨11，两片螺旋桨11分别与转动电机12的两输出端连接，且转动电机12与机臂10连接，转动电机12设有用于控制其转动的电调装置13。每根机臂10下方设有一个矢量控制装置3，矢量控制臂32远离俯仰控制杆36的一端与无人机骨架8连接。

通过机臂折叠结构9，机臂可快速折叠方便运输，相邻两个矢量控制臂32 之间的夹角为90°，四个矢量控制装置3可以更为快速的调节无人机。

无人机骨架8上还设有药箱1、强电电池2、定位装置4、弱电电池5、飞控装置6和数据传输装置7，飞控装置6与弱电电池5连接，药箱1通过药管 31与喷头35连接。

定位装置4可以采用GPS，无人机骨架8和机臂10均可以采用碳材料制成，为了避免无人机骨架8材质对定位装置4的信号遮挡，飞控装置6用于控制整个无人机，强电电池35用于对各个电机供电，强弱电分离，避免相互影响。