(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210702984.2 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 山东理工大 学 地址 255086 山东省淄博市高新 技术产业 开发区高创园A座313室 (72)发明人 兰玉彬　卞志豪　赵德楠　王猛　 闫瑜　赵胜利　王庆雨　单常峰　 (74)专利代理 机构 佛山市君创知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44675 专利代理师 陈誉宏 (51)Int.Cl. A01M 7/00(2006.01) B64D 1/18(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装 置 (57)摘要 本发明公开了一种用于防止农药喷雾漂移 的矢量控制装置， 包括检测装置、 喷雾装置和控 制装置； 所述检测装置用于检测植保无人机飞行 时的风向和风速； 所述喷雾装置包括支架、 喷雾 机构以及用于调节喷雾机构的喷雾角度的喷雾 调节机构； 所述喷雾机构 包括球形全向喷头和供 液模块； 所述喷雾调节机构 包括设置在所述球形 全向喷头上的全向摆动致偏环以及用于驱动全 向摆动致偏环竖向摆动的竖向摆动机构； 所述控 制装置根据所述检测装置检测出的植保无人机 飞行时的风力和风向， 控制多组竖向摆动机构工 作， 以此调节所述球形全向喷头的喷雾角度。 本 发明的矢量控制装置可以减小与自然风和植保 无人机旋翼产生的下洗风场之间的迎风角， 从而 减少农药漂移。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 115176781 A 2022.10.14 CN 115176781 A 1.一种用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 包括检测装置、 喷雾装置 以及控制装置， 其中， 所述检测装置用于检测植保无人机飞行时的风向和风速； 所述喷雾装 置包括支架、 设置在支架内的喷雾机构以及用于调节喷雾机构的喷雾角度 的喷雾调节机 构， 其中， 所述喷雾机构包括球形全向喷头以及向所述球形全向喷头中输送药液 的供液模 块， 其中， 所述球形全向喷头安装在所述支架上； 所述喷雾调节机构包括设置在所述球形全 向喷头上的全向摆动致偏环以及用于驱动全向摆动致偏环竖向摆动的竖向摆动机构， 其 中， 所述竖向摆动机构为多组， 多组竖向摆动机构在所述全向摆动致偏环外侧呈圆周排列； 且每组竖向摆动机构的输出端与所述全向摆动致偏环转动连接； 所述控制装置根据所述检 测装置检测出 的植保无人机飞行时的风力和风向， 控制多组竖向摆动机构工作， 以此调节 所述球形全向 喷头的喷射角度。 2.根据权利要求1所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 所述竖 向摆动机构为两组， 两组竖向摆动机构的夹角为90度。 3.根据权利要求2所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 每组竖 向摆动机构包括舵机、 舵机摆臂以及拉杆， 其中， 所述舵机安装在所述支架上， 所述舵机摆 臂安装在所述舵机的输出轴 上； 所述拉杆的下端与所述舵机摆臂转动连接， 上端则与所述 全向摆动致偏环转动连接； 所述支 架上设置有用于避让 所述拉杆的避让槽 。 4.根据权利要求3所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 所述拉 杆下端的转动中心的轴线与上端的转动中心的轴线在水平面上的投影的夹角为90度。 5.根据权利要求4所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 所述避 让槽为圆弧形， 该避让槽的圆心位置与所述球形全向 喷头的转动中心同轴线。 6.根据权利要求1所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 所述球 形全向喷头 设置在所述支架的中心 位置， 所述供液机构包括输送管以及输送泵， 其中， 所述 输送管自所述支架的中心穿过， 且一端与所述球形全向喷头连通， 另一端与所述输送泵的 出口连通， 所述输送泵的进口与药 液箱连通。 7.根据权利要求6所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 所述支 架包括上固定盘、 下固定盘以及用于连接上固定盘和下固定盘的连接杆， 其中， 所述连接杆 为多组， 多组连接杆 呈圆周排列。 8.根据权利要求1所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 所述检 测装置包括 风向风速传感器和六轴姿态传感器。 9.根据权利要求1所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 所述控 制装置包括控制板， 其中， 所述检测装置获取实时所需数据， 包括现场风速风向数据以及植 保无人机的机体姿态数据； 发送到所述控制 板； 所述控制 板控制所述球形全向喷头的方向 反向于风向， 并根据不同风速vw、 药液流速vL与植保无人机的机体姿态α， 通过公式y＝α+ arctan(vw+vL)计算出不同的喷头倾斜角度； 计算后， 所述控制板向所述喷雾调节机构发送 信号， 所述喷雾调节机构改变所述球形全向喷头的朝向， 以此改变施药方向， 保证所述球形 全向喷头的喷头姿态 始终处于垂直 地面状态。 10.根据权利要求1所述的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 其特征在于， 还包 括电源装置， 所述电源装置用于给各个功能模块供电， 该电源装置可以独立设置， 或者采用 植保无人机上的电源。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115176781 A 2一种用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 一种植保无人机， 具体涉及一种用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装 置。 背景技术 [0002]植保无人机用于低空低量施药作业， 与传统人力背负式喷雾作业相比具有作业效 率高、 劳动强度小等优势。 随着对精 准农业需求的增加， 无人植保航空具有着广阔发展应用 前景。 在植保无人机作业过程中， 喷洒的小 粒径雾滴在作 物叶面附着力更强， 但易受气流影 响产生漂移， 造成作业区施药防治效果差、 病虫害不能得到有效控制， 还会引起环境污染和 非标靶区域的作物药害， 大大降低农药利用率， 而雾滴沉积分布特性受旋翼下洗气流与外 界环境风场共同影响。 当机体受自然风影响导致机体产生倾斜或机体保持水平但风速较大 时， 小雾滴会随风漂移， 旋翼产生的下洗风场也不足以增加穿透力， 反而会加速雾滴漂移。 因此， 需要将施药方向即雾滴运动方向与风场相互抵消， 并且也可以在抵抗风阻同时将小 雾滴凝聚， 防止漂移， 从而减小漂失和环境污染。 发明内容 [0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供了一种用于防止农药喷雾漂移的矢 量控制装置， 所述矢量控制装置可以减小与自然风和植保无人机旋翼产生的下洗风场之间 的迎风角， 从而减少农药漂移。 [0004]本发明解决上述 技术问题的技 术方案是： [0005]一种用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置， 包括检测装置、 喷雾装置以及控制 装置， 其中， 所述检测装置用于检测植保无人机飞行时的风向和风速； 所述喷雾装置包括支 架、 设置在支架内的喷雾机构以及用于调节喷雾机构的喷雾角度的喷雾调节机构， 其中， 所 述喷雾机构包括球形全向喷头以及向所述球形全向喷头中输送药液 的供液模块， 其中， 所 述球形全向喷头安装在所述支架上； 所述喷雾调节机构包括设置在所述球形全向喷头上的 全向摆动致偏环以及用于驱动全向摆动致偏环竖向摆动的竖向摆动机构， 其中， 所述竖向 摆动机构为多组， 多组竖向摆动机构在所述全向摆动致偏环外侧呈圆周排列； 且每组竖向 摆动机构的输出端与所述全向摆动致偏环转动连接； 所述控制装置根据所述检测装置检测 出的植保无人机飞行时的风力和风向， 控制多组竖向摆动机构工作， 以此调节所述球形全 向喷头的喷射角度。 [0006]术相比具有以下的有益效果： [0007]1、 本发明的用于防止农药喷雾漂移的矢量控制装置通过检测装置检测到现场风 速风向数据以及植保无人机的机体姿态数据， 然后将检测得到的数据上传给控制装置， 所 述控制装置控制多组竖向摆动机构工作， 从而带动球形全向喷头转动， 以此来调节喷雾方 向。 这样不仅可以减小与自然风和 植保无人机旋翼产生的下洗风场之间的迎风角， 从而减 少农药漂移。说　明　书 1/3 页 3 CN 115176781 A 3