本發(fā)明涉及植保噴霧，具體為一種大載荷植保無(wú)人機(jī)噴霧裝置及自動(dòng)噴霧方法。

背景技術(shù)：

1、植保無(wú)人機(jī)在大田噴霧作業(yè)，進(jìn)入田塊后通常不轉(zhuǎn)動(dòng)，僅平動(dòng)，即使需要切換航線或進(jìn)行非直線運(yùn)動(dòng)也采用平動(dòng)方式，如圖1所示，機(jī)頭始終平行于主飛行航線方向，忽略自然風(fēng)干擾，瞬時(shí)的噴霧區(qū)域總在噴桿的下方，噴幅方向始終垂直于主飛行航線方向，僅依靠平動(dòng)改變自身飛行方向。

2、植保無(wú)人機(jī)在田頭切換航線時(shí)，早期以“直線前進(jìn)勻速-直線前進(jìn)減速-田頭懸停-垂直主飛行航線側(cè)向平移-田頭懸停-直線后退加速-直線后退勻速”的方波飛行形式進(jìn)行，同時(shí)為了保證農(nóng)田單位面積受藥量恒定，施藥系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)速度調(diào)整噴霧流量，在懸停和側(cè)向平移時(shí)停止噴霧。目前行業(yè)通過(guò)加大植保無(wú)人機(jī)載藥量，以提升單架次任務(wù)的作業(yè)面積、提升作業(yè)效率，但受制于機(jī)載電池或燃料的載量，目前的產(chǎn)品大多通過(guò)壓縮切換航線的時(shí)間以節(jié)約能源，具體方式為將方波飛行變?yōu)閡型曲線飛行，以省去懸停平移過(guò)程，減少加減速耗能。畫曲線過(guò)程同樣經(jīng)過(guò)減速和加速，在曲線峰處沿主飛行航線方向的速度變?yōu)?，但存在垂直主飛行航線方向的速度，雖然也像方波飛行作業(yè)實(shí)時(shí)調(diào)整噴霧流量，但幾乎不停止噴霧。但曲線飛行方式產(chǎn)生了新的問(wèn)題，方波飛行時(shí)無(wú)人機(jī)的噴幅可以完整覆蓋整個(gè)待噴霧區(qū)，而曲線飛行存在重噴和漏噴問(wèn)題如圖2所示，陰影區(qū)為接受到噴霧的區(qū)域，交錯(cuò)形成重噴區(qū)和漏噴區(qū)。

3、受限于機(jī)載能源不足的問(wèn)題，除了通過(guò)采用u型曲線飛行節(jié)省切換航線的時(shí)間，一般還采用提高飛行速度同時(shí)增大流量的方式進(jìn)行噴霧，以盡快耗盡所載的藥液，結(jié)束單架次任務(wù)，噴頭等霧化裝置均有一個(gè)推薦的最佳流量范圍以保證霧化質(zhì)量，但是無(wú)人機(jī)抵達(dá)田頭時(shí)，作業(yè)速度逐漸趨近于0，導(dǎo)致噴霧的最小流量也總是接近于0的，大載荷無(wú)人機(jī)噴霧流量上限提高，流量下限通常也會(huì)提高，極易導(dǎo)致所需調(diào)節(jié)的流量范圍超過(guò)噴頭的最佳流量范圍，因此，設(shè)計(jì)一種大載荷植保無(wú)人機(jī)噴霧裝置及自動(dòng)噴霧方法是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種大載荷植保無(wú)人機(jī)噴霧裝置及自動(dòng)噴霧方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種大載荷植保無(wú)人機(jī)噴霧裝置，包括無(wú)人機(jī)主體和固定在所述無(wú)人機(jī)主體底部的起落架，所述起落架底部通過(guò)升降裝置安裝有矩形框架，所述矩形框架上沿所述無(wú)人機(jī)主體前后行進(jìn)方向的縱向的兩條邊框上安裝有導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)；

3、所述導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)包括設(shè)在所述矩形框架縱向兩條邊框上的兩條縱向移動(dòng)導(dǎo)軌，兩條所述縱向移動(dòng)導(dǎo)軌上均滑動(dòng)連接有縱向移動(dòng)滑塊，所述縱向移動(dòng)滑塊上通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝有橫向移動(dòng)導(dǎo)軌，所述橫向移動(dòng)導(dǎo)軌上滑動(dòng)配合有噴桿，所述噴桿上設(shè)有若干個(gè)噴頭。

4、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述縱向移動(dòng)滑塊一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端與轉(zhuǎn)軸連接，兩個(gè)所述縱向移動(dòng)滑塊上的轉(zhuǎn)軸位置相互錯(cuò)開(kāi)，所述縱向移動(dòng)滑塊另一側(cè)內(nèi)部設(shè)有電磁鐵。

5、一種大載荷植保無(wú)人機(jī)噴霧裝置的自動(dòng)噴霧方法，包括如下步驟：

6、s1.無(wú)人機(jī)主體起飛前，矩形框架在起落架上方，兩個(gè)噴桿此時(shí)位于矩形框架縱向的兩條邊框下方；

7、s2.無(wú)人機(jī)主體起飛后，通過(guò)升降裝置將矩形框架降低至起落架下方，橫向移動(dòng)導(dǎo)軌均順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，此時(shí)兩個(gè)噴桿并排且兩端對(duì)齊，緊貼在一起并位于矩形框架中部，進(jìn)入田塊開(kāi)始噴霧作業(yè)，兩個(gè)噴桿分為沿著橫向移動(dòng)導(dǎo)軌橫向移動(dòng)的左邊的噴桿和沿著橫向移動(dòng)導(dǎo)軌橫向移動(dòng)的右邊的噴桿；

8、s3.無(wú)人機(jī)主體進(jìn)入勻速飛行噴霧階段，兩個(gè)噴桿的所有噴頭均噴霧，兩個(gè)噴桿在勻速飛行噴霧中緩慢同步移動(dòng)至后方，移動(dòng)過(guò)程噴桿的對(duì)地速度略慢于無(wú)人機(jī)主體飛行速度，略微提高無(wú)人機(jī)主體飛行速度，提高的飛行速度與兩個(gè)噴桿后移的速度相等，以使得兩個(gè)噴桿的對(duì)地速度與直線勻速段的噴霧流量相匹配，在接近田頭之前較遠(yuǎn)的位置，在還未進(jìn)入減速飛行噴霧階段時(shí)，確保兩個(gè)噴桿已移動(dòng)到矩形框架的最后方；

9、s4.無(wú)人機(jī)主體進(jìn)入減速飛行噴霧階段，接近田頭后，隨著速度降低，同步降低噴霧流量，當(dāng)單個(gè)噴頭流量接近qmin時(shí)，關(guān)閉右邊的噴桿的噴頭，并增加左邊的噴桿的噴頭的流量至當(dāng)時(shí)的2倍，隨著速度進(jìn)一步降低，同步降低噴霧流量，當(dāng)左邊的噴桿的單個(gè)噴頭流量再次接近qmin時(shí)，此時(shí)噴頭流量不再減小，左邊的噴桿相對(duì)機(jī)體向前移動(dòng)，以補(bǔ)償飛行速度的降低，使得左邊的噴桿的對(duì)地速度仍然能滿足需求的噴霧流量不小于qmin，維持較優(yōu)的霧化狀態(tài)，直至左邊的噴桿到達(dá)田頭終點(diǎn)，關(guān)閉噴霧；

10、s5.無(wú)人機(jī)主體進(jìn)入弧形飛行噴霧階段，此階段增加了向右平動(dòng)的速度分量，因此需要通過(guò)向左移動(dòng)左邊的噴桿，以補(bǔ)償機(jī)體向右移動(dòng)導(dǎo)致的瞬時(shí)噴霧區(qū)域偏離主航線，向左移動(dòng)的速度與機(jī)體向右平動(dòng)的速度分量相等；

11、s6.無(wú)人機(jī)主體到達(dá)u型曲線頂端時(shí)，無(wú)人機(jī)主體在主航線方向的速度為0，但還有向右平動(dòng)的速度，此時(shí)所有噴頭已處于關(guān)閉噴霧狀態(tài)，左邊的噴桿在左前方，右邊的噴桿在右前方，之后噴霧由右邊的噴桿開(kāi)始；

12、s7.無(wú)人機(jī)主體進(jìn)入弧形飛行噴霧階段，此階段仍然有向右平動(dòng)的速度分量，因此右邊的噴桿向左移動(dòng)以補(bǔ)償機(jī)體向右平動(dòng)，向左移動(dòng)的速度與機(jī)體向右平動(dòng)的速度分量相等，兩根噴桿將向中間靠攏；

13、s8.無(wú)人機(jī)主體進(jìn)入加速飛行噴霧階段，從右邊的噴桿到達(dá)田頭起點(diǎn)，右邊的噴桿開(kāi)始噴霧，此時(shí)剛開(kāi)始加速，機(jī)體速度較低，為保證單個(gè)噴頭的噴霧流量不小于qmin，右邊的噴桿向后移動(dòng)，以補(bǔ)償飛行速度的不足，當(dāng)速度進(jìn)一步增加，使得單個(gè)噴頭的噴霧流量到達(dá)2倍qmin時(shí)，左邊的噴桿也開(kāi)始噴霧，此時(shí)兩根噴桿上所有噴頭的流量均變?yōu)閝min，隨飛行速度增加同步加大流量；

14、s9.無(wú)人機(jī)主體進(jìn)入勻速飛行噴霧階段，剛進(jìn)入時(shí)，兩根噴桿在矩形框架后方，在此階段，兩根噴桿緩慢移動(dòng)至最前方，以應(yīng)對(duì)另一端田頭的工作，如此往復(fù)，噴完藥液后，結(jié)束任務(wù)；

15、s10.無(wú)人機(jī)主體降落前，橫向移動(dòng)導(dǎo)軌均逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，矩形框架上升至起落架上方，控制降落。

16、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s2中，兩根噴桿緊貼，兩根噴桿上靠近的兩個(gè)噴頭可以近似認(rèn)為是同一點(diǎn)位的噴頭，將單個(gè)噴頭的流量上限縮減一半，同一點(diǎn)位的兩個(gè)噴頭作為一組，當(dāng)所需噴霧流量較大時(shí)，可以同時(shí)開(kāi)啟兩個(gè)噴頭；當(dāng)所需噴霧流量較小時(shí)，可以關(guān)閉其中一個(gè)噴頭，單個(gè)噴頭推薦的最大流量和最小流量分別為qmax和qmin作為實(shí)際使用的流量控制上下限，則一組噴頭的最大流量為2qmax，最小流量為qmin，且應(yīng)滿足qmax≥2qmin。

17、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s4中，無(wú)論是否噴霧，兩個(gè)噴桿在飛行時(shí)的主航向上同步移動(dòng)。

18、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s5中，無(wú)論是否噴霧，右邊的噴桿跟隨左邊的噴桿的速度值同步反向移動(dòng)至右側(cè)。

19、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s4和s5中，根據(jù)飛行速度設(shè)置的不同，無(wú)人機(jī)主體剛進(jìn)入減速飛行噴霧階段時(shí)不一定進(jìn)入弧形飛行噴霧階段，同理無(wú)人機(jī)主體剛進(jìn)入弧形飛行噴霧階段時(shí)也不一定進(jìn)入減速飛行噴霧階段，也可能同時(shí)進(jìn)入，但后期兩個(gè)階段會(huì)重合，靠近u型曲線頂端時(shí)邊減速邊弧形飛行；所述s7和s8中，根據(jù)飛行速度設(shè)置的不同，無(wú)人機(jī)主體剛退出加速飛行噴霧階段時(shí)不一定退出弧形飛行噴霧階段，同理無(wú)人機(jī)主體剛退出弧形飛行噴霧階段時(shí)也不一定退出加速飛行噴霧階段，也可能同時(shí)進(jìn)入，但前期兩個(gè)階段會(huì)重合，即靠近u型曲線頂端時(shí)邊加速邊弧形飛行。

20、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s9中，在另一端田頭噴桿需從前往后補(bǔ)償飛行速度，需提前預(yù)留出移動(dòng)空間。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)在無(wú)人機(jī)主體下方增加第二根噴桿的方式，以增加同一點(diǎn)位的噴頭數(shù)量，在無(wú)人機(jī)主體下方和噴桿之間增加矩形框架，通過(guò)矩形框架上的導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)噴霧過(guò)程中兩個(gè)噴桿的位置和角度進(jìn)行調(diào)整，移動(dòng)噴桿進(jìn)行補(bǔ)償式移動(dòng)噴霧，將噴桿及其形成的瞬時(shí)噴霧區(qū)域與機(jī)體分離，根據(jù)飛行前進(jìn)速度和側(cè)向偏移進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，始終使瞬時(shí)噴霧區(qū)域中心與主航線重合，縮短了無(wú)人機(jī)主體的飛行航線，節(jié)約了能源，避免了重噴漏噴，保證了噴霧均勻。