本申請(qǐng)涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能農(nóng)用噴灑無人機(jī)。

背景技術(shù)：

目前由于各種因素的限制，我國在農(nóng)林應(yīng)用上的飛機(jī)還是以固定翼飛機(jī)和直升機(jī)等有人駕駛的飛機(jī)為主，小型無人直升機(jī)在農(nóng)業(yè)上的研究和應(yīng)用還處于初級(jí)研究階段，為了加速農(nóng)業(yè)的發(fā)展，無人駕駛噴灑機(jī)器的研究十分重要，因此設(shè)計(jì)一種太陽能農(nóng)用噴灑無人機(jī)來解決這一問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種太陽能農(nóng)用噴灑無人機(jī)，以解決上述提出問題。

本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種太陽能農(nóng)用噴灑無人機(jī)，該無人機(jī)包括無人機(jī)主體、控制芯片、電池、螺旋槳、轉(zhuǎn)換器、太陽能電池板支架、太陽能電池板、固定筋板、方向控制槳、信號(hào)收發(fā)器、噴灑口、水管ⅰ、固定板、水泵、水管ⅱ、水箱、支架和加藥口；控制芯片、電池和轉(zhuǎn)換器均設(shè)置在無人機(jī)主體的內(nèi)部，螺旋槳安裝在無人機(jī)主體上，并且位于無人機(jī)主體的上端；太陽能電池板支架的下端與無人機(jī)主體相連接，太陽能電池板支架的上端與太陽能電池板相連接；固定筋板的一端與無人機(jī)主體相連接，固定筋板的另一端與方向控制槳相連接，信號(hào)收發(fā)器安裝在無人機(jī)主體上，并且位于無人機(jī)主體的底端；噴灑口安裝在無人機(jī)主體上，并且位于無人機(jī)主體的底端，水管ⅰ的一端與噴灑口相連接，水管ⅰ的另一端與水泵相連接，水泵安裝在固定板上，固定板安裝在無人機(jī)主體上；水管ⅱ的一端與水泵相連接，水管ⅱ的另一端與水箱相連接，水箱設(shè)置在無人機(jī)主體的內(nèi)部，加藥口與水箱相連接，支架安裝在無人機(jī)主體上，并且位于無人機(jī)主體的底端；上述所述太陽能電池板為染料敏化太陽能電池；該染料敏化太陽能電池包括導(dǎo)電基底、光陽極、染料敏化劑、電解質(zhì)和對(duì)電極；其中，光陽極與對(duì)電極設(shè)置在導(dǎo)電基底上并且相對(duì)封裝設(shè)置，光陽極表面吸附有染料敏化劑，電解質(zhì)為液體電解質(zhì)，設(shè)在光陽極與對(duì)電極之間，導(dǎo)電基底為fto導(dǎo)電玻璃；該光陽極包括依次設(shè)于導(dǎo)電基底表面的吸收層ⅰ、散射層、吸收層ⅱ。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本發(fā)明的太陽能農(nóng)用噴灑無人機(jī)帶有太陽能電池板，可以吸收光能，并且轉(zhuǎn)換為電能使用，節(jié)省了電能。

本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明無人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明無人機(jī)中所述光陽極的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-無人機(jī)主體，2-控制芯片，3-電池，4-螺旋槳，5-轉(zhuǎn)換器，6-太陽能電池板支架，7-太陽能電池板，8-固定筋板，9-方向控制槳，10-信號(hào)收發(fā)器，11-噴灑口，12-水管ⅰ，13-固定板，14-水泵，15-水管ⅱ，16-水箱，17-支架，18-加藥口，20-導(dǎo)電基底，21-吸收層ⅰ，22-散射層，23-吸收層ⅱ。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種太陽能農(nóng)用噴灑無人機(jī)，結(jié)合附圖1，該無人機(jī)包括無人機(jī)主體1、控制芯片2、電池3、螺旋槳4、轉(zhuǎn)換器5、太陽能電池板支架6、太陽能電池板7、固定筋板8、方向控制槳9、信號(hào)收發(fā)器10、噴灑口11、水管ⅰ12、固定板13、水泵14、水管ⅱ15、水箱16、支架17和加藥口18，無人機(jī)帶有太陽能電池板7，該太陽能電池板7為染料敏化太陽能電池。

控制芯片2、電池3和轉(zhuǎn)換器5均設(shè)置在無人機(jī)主體1的內(nèi)部，螺旋槳4安裝在無人機(jī)主體1上，并且位于無人機(jī)主體1的上端，控制芯片2是無人機(jī)的信息處理核心，電池3給無人機(jī)供電，螺旋槳4用于無人機(jī)的飛行。

太陽能電池板支架6的下端與無人機(jī)主體1相連接，太陽能電池板支架6的上端與太陽能電池板7相連接，太陽能電池板支架6用于太陽能電池板7的支撐，太陽能電池板7用于吸收光能，并且通過轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存在電池3中，節(jié)省了電能。

固定筋板8的一端與無人機(jī)主體1相連接，固定筋板8的另一端與方向控制槳9相連接，信號(hào)收發(fā)器10安裝在無人機(jī)主體1上，并且位于無人機(jī)主體1的底端，固定筋板8用于方向控制槳9的安裝，信號(hào)收發(fā)器10用于信號(hào)的接收和發(fā)送，從而使得人們可以遠(yuǎn)程控制無人機(jī)。

噴灑口11安裝在無人機(jī)主體1上，并且位于無人機(jī)主體1的底端，水管ⅰ12的一端與噴灑口11相連接，水管ⅰ12的另一端與水泵14相連接，水泵14安裝在固定板13上，固定板13安裝在無人機(jī)主體1上，噴灑口11用于噴灑農(nóng)藥混合液，水管ⅰ12和水泵14用于農(nóng)藥混合液的運(yùn)輸，水泵14用于抽取水箱16中的農(nóng)藥混合液，并且通過噴灑口11噴出。

水管ⅱ15的一端與水泵14相連接，水管ⅱ15的另一端與水箱16相連接，水箱16設(shè)置在無人機(jī)主體1的內(nèi)部，加藥口18與水箱16相連接，支架17安裝在無人機(jī)主體1上，并且位于無人機(jī)主體1的底端，支架17用于無人機(jī)停放時(shí)的支撐。

本申請(qǐng)的無人機(jī)帶有太陽能電池板，可以吸收光能，并且轉(zhuǎn)換為電能使用，節(jié)省了電能。

在一種優(yōu)選地實(shí)施方式中，上述所述的染料敏化太陽能電池包括導(dǎo)電基底、光陽極、染料敏化劑、電解質(zhì)和對(duì)電極；其中，光陽極與對(duì)電極設(shè)置在導(dǎo)電基底上并且相對(duì)封裝設(shè)置，光陽極表面吸附有染料敏化劑，電解質(zhì)為液體電解質(zhì)，設(shè)在光陽極與對(duì)電極之間，導(dǎo)電基底為fto導(dǎo)電玻璃。

本申請(qǐng)中，具體的，該光陽極為一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的光陽極，該光陽極包括依次設(shè)于導(dǎo)電基底20表面的吸收層ⅰ21、散射層22、吸收層ⅱ23，具體如圖2所示；其中，吸收層ⅰ為zno納米線層，散射層為wo3顆粒層，吸收層ⅱ為tio2顆粒層，并且，該吸收層ⅰ、吸收層ⅱ吸附有染料，能夠吸收太陽能。

本申請(qǐng)的光陽極采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)置，相較傳統(tǒng)的單層設(shè)置光陽極，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.吸收層ⅰ、吸收層ⅱ吸附有染料，作為染料吸附的載體，起到分離和傳輸電荷的作用；2.中間的散射層能夠散射透過吸收層ⅰ的太陽光，同時(shí)由于散射光是向四周都有散射，因此，在散射層兩側(cè)的吸收層ⅰ、吸收層ⅱ都能接收到太陽光，從而能夠增大吸附有染料的該吸收層ⅰ、吸收層ⅱ對(duì)光的捕獲效率，增強(qiáng)對(duì)太陽光的吸收，進(jìn)而增大光電轉(zhuǎn)化效率。

優(yōu)選地，該吸收層ⅰ中，zno納米線直徑為100nm，長度為8μm。

本申請(qǐng)的光陽極中，采用zno納米線作為光陽極材料，zno材料是一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料，其在場(chǎng)發(fā)射、鋰電池、超級(jí)電容器、光催化和太陽能電池等領(lǐng)域應(yīng)用較多，zno的帶隙為3.37ev，與tio2的能帶接近，將其替代tio2材料，能夠獲得更強(qiáng)的電子遷移率；相較傳統(tǒng)的納米tio2顆粒作為光陽極，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.納米線結(jié)構(gòu)注入的電子可以直接沿著納米線傳輸?shù)綄?dǎo)電基底上，避免了電子與電解液的接觸，能夠減少電子的復(fù)合幾率；2.納米線生長在導(dǎo)電基底表面，生長牢固，與導(dǎo)電基底的接觸電阻較?。?.納米線結(jié)構(gòu)具有高度的取向性，能夠有利于電解液的擴(kuò)散，增大與電解液的接觸面積。

優(yōu)選地，該吸收層ⅱ厚度為7μm，該吸收層ⅱ中，tio2顆粒粒徑為20nm。

該吸收層ⅱ與電解液接觸面積最大，其能夠有效吸收太陽光并與電解液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最大限度地利用太陽能。

優(yōu)選地，該散射層厚度為5μm，該散射層中，wo3顆粒粒徑為400nm。

作為散射層，通常采用的材料為tio2空心球顆粒，而本申請(qǐng)的光陽極中，采用wo3顆粒構(gòu)成散射層，用來對(duì)透過吸收層ⅰ的太陽光散射，wo3是一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料，其在電致變色、光致變色、光致發(fā)光等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，將其與zno納米線、tio2顆粒結(jié)合作為光陽極的技術(shù)方案不多，本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，該wo3顆粒與zno納米線、tio2顆粒結(jié)合作用，構(gòu)成了復(fù)合結(jié)構(gòu)的光陽極，其對(duì)太陽光起到很好的散射作用，并且，除了起到散射太陽光的作用外，由于該wo3顆粒粒徑較大，顆粒間的間隙較大，還有利于電解液擴(kuò)散到內(nèi)部的zno納米線層，從而使得氧化還原反應(yīng)的順利進(jìn)行。

優(yōu)選地，上述所述的光陽極的制備過程為：

步驟1，將fto導(dǎo)電玻璃裁剪、然后放入丙酮、乙醇、去離子水中依次超聲清洗30min；

步驟2，配置含有0.05mol醋酸鋅、0.06mol二乙醇胺和100ml無水乙醇的溶液，室溫下磁力攪拌30min后放入60℃的油浴鍋中磁力攪拌10h，得到種子層溶液；

步驟3，將清洗干凈的fto導(dǎo)電玻璃緩緩浸入上述種子層溶液中，靜置13s，然后緩慢拉出，提拉速率為0.1cm/s。將提拉過的fto導(dǎo)電玻璃放置在65℃的烘箱中干燥20min，然后將fto導(dǎo)電玻璃放入馬弗爐中380℃退火2h，在fto導(dǎo)電玻璃表面得到zno種子層；

步驟4，取33mmol的六次甲基四胺、100ml的去離子水和33mmol的zncl2混合，得到混合溶液，向該混合溶液中逐滴加入3ml的氨水，攪拌40min，將該混合溶液轉(zhuǎn)移到高壓釜內(nèi)膽中，將帶有zno種子層的fto導(dǎo)電玻璃傾斜放入高壓釜內(nèi)膽中，使得導(dǎo)電面朝下，密封，然后將高壓釜置于95℃的烘箱中，反應(yīng)25h，自然降溫冷卻，用蒸餾水反復(fù)沖洗fto導(dǎo)電玻璃，在fto導(dǎo)電玻璃上生長一層zno納米線層，即為吸收層??；

步驟5，把上述生長有吸收層ⅰ的fto導(dǎo)電玻璃在室溫下浸泡入摩爾濃度為0.4mm的n719乙醇溶液中24小時(shí)，然后用乙醇沖洗表面；

步驟6，將wo3顆粒與聚乙二醇及松油醇混合，超聲形成漿料ⅰ，其中，該wo3顆粒粒徑為400nm，該漿料ⅰ中wo3顆粒的重量含量為39％，聚乙二醇的重量含量為11％；將該漿料ⅰ涂覆在上步得到的fto導(dǎo)電玻璃表面，分別在350℃、450℃下恒溫8min、15min，然后自然降溫，得到wo3顆粒層，即為散射層；

步驟7，在四氯化鈦溶液中滴加乙酸，四氯化鈦和乙酸的重量比為4:1，然后將四氯化鈦和乙酸的混合液倒入重量為四氯化鈦用量4.8倍的水中，攪拌產(chǎn)生沉淀；再加入重量為四氯化鈦用量0.05倍的硝酸，在80℃下解溶60min，得到泛藍(lán)光的透明溶膠，把該透明溶膠放入鈦反應(yīng)釜中，在250℃下反應(yīng)24h，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水后加入成膜劑聚乙二醇和分散溶劑松油醇，得到漿料ⅱ，漿料ⅱ中tio2顆粒的重量含量為15％，聚乙二醇的重量含量為4.5％；

步驟8，將漿料ⅱ涂覆在制備有散射層的fto導(dǎo)電玻璃表面，于130℃下干燥10min，然后在390℃下恒溫5min、440℃下恒溫10min，自然降溫，得到吸收層ⅱ，然后將該fto導(dǎo)電玻璃在室溫下浸泡入摩爾濃度為0.4mm的n719乙醇溶液中24小時(shí)，然后用乙醇沖洗表面，即為吸附有染料敏化劑的光陽極；

采用上述光陽極制備的染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為8.86％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。