本發明涉及農藥噴灑設備領域，特別涉及一種基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置。

背景技術：

現有給果樹噴農藥的作業中，都是采用加壓噴霧的方式，這種方式通過人工完成往往采用仰噴的方式，這種方式不僅效率低，而且很難將農藥噴的均勻，在面對高大的果樹時更無法發揮作用。尤其在兩廣地區果樹害蟲很多，大部分都隱藏在樹葉的下方，傳統的噴藥方式只能噴到葉子的上表面，所以效果不是很好。有些林場果園采用在果樹之間架設管道的方式，在管道內加壓噴灑，這種方式雖然比人工的方法好，但是成本很高，噴完之后還會在管道內形成殘留，浪費嚴重。因此，擬利用現在興起的無人機技術代替人工作業，從而通過改進傳統噴農藥的方式來提高噴藥效率。

技術實現要素：

鑒于上述內容，有必要提供一種基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置，該基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置通過無人機攜帶包裹有農藥且能夠爆炸的農藥彈來實現農藥的噴灑，其爆炸噴灑的方式相較于傳統的農藥噴灑方式，其噴灑效率較高，噴灑較為全面。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置，包括無人機，所述無人機底部依次安裝有電磁吸盤和具有農藥彈的彈藥裝置；所述電磁吸盤包括吸盤本體和安裝在吸盤本體上的電磁鐵、電磁電源、推動電機和推爪，所述電磁鐵設置在吸盤本體底部外側面上，并與所述電磁電源電連接；所述推動電機設置在吸盤本體與電磁鐵所在側相對的一側上，所述推動電機螺紋連接推爪，所述推爪滑動連接吸盤本體，其爪部穿設所述吸盤本體底部，并從所述推動電機所在側向電磁鐵所在側延伸，所述推爪的爪部還設置在電磁鐵周向外側，并在所述推爪由推動電機驅動并朝電磁鐵所在側滑動時與農藥彈接觸；所述彈藥裝置還包括能夠吸合在電磁鐵上的吸合件，并通過所述吸合件連接電磁吸盤；所述農藥彈具有引線，所述引線連接在吸合件上。

進一步地，所述農藥彈包括彈殼，所述彈殼設有農藥腔和化學物質腔，所述農藥腔用于放置農藥，其包裹在所述化學物質腔外側；所述化學物質腔用于容置能夠相互反應并產生氣體的化學物質A和化學物質B，其中，所述化學物質B采用包裹材料包裹，并通過所述包裹材料與化學物質A隔離；所述引線一端連接包裹材料，另一端穿出所述彈殼后連接在吸合件上。

進一步地，所述彈藥裝置具有至少兩個所述農藥彈，所有農藥彈依次疊加互連，且相鄰兩農藥彈之間通過下一農藥彈的引線連接上一農藥彈的包裹材料相連，最上級農藥彈的引線連接所述吸合件。

進一步地，所述彈藥裝置還包括彈藥保持架和皮套；所述彈藥保持架套設在農藥彈外側，其上端連接所述吸合件，下端為開口端，并通過套設所述皮套形成閉合端。

進一步地，所述彈藥保持架包括主架和至少三骨架；所述主架連接吸合件，其上間隔安裝所述骨架；所述骨架一端懸空，另一端轉動連接主架，并在該連接處設置有同時連接主架和骨架的彈性片，且在所述彈性片的作用下繞著該連接處相對農藥彈上下翻轉；所述彈性片還位于主架和骨架朝向農藥彈的一側。

進一步地，所述彈藥裝置還包括推片，所述推片套設在吸合件和農藥彈之間，且所述農藥彈的引線穿設推片；所述推片能夠在推爪朝電磁鐵所在側滑動時與推爪的爪部接觸并隨推爪運動。

進一步地，所述電磁鐵設置的數量不小于彈藥裝置設置的數量；每一電磁鐵的周向外側均設置有所述推爪的爪部。

進一步地，所述基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置還包括控制器和與控制器連接的遙控器，所述控制器安裝在電磁吸盤上，并與所述電磁電源和推動電機連接。

進一步地，所述電磁吸盤還包括至少兩第一激光定位器，所述第一激光定位器間隔安裝在吸盤本體的底部，并與所述電磁鐵間隔設置，其感應部位朝向所述吸盤本體的正下方。

進一步地，所述基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置還包括彈藥補給裝置，所述彈藥補給裝置放置在陸地上，其包括基座和安裝在所述基座頂面上的彈藥放置部件和第二激光定位器；所述彈藥放置部件用于安放補給的彈藥裝置，其設置的數量與所述電磁鐵設置的數量相同，且放置在所述基座上的相對位置與電磁鐵布置在吸盤本體底部上的相對位置相同；所述第二激光定位器設置的數量與第一激光定位器設置的數量相同，其相對所述彈藥放置部件的方位等于第一激光定位器相對電磁鐵的方位，且每一第二激光定位器與一第一激光定位器相匹配。

本發明具有以下有益效果：

1.本發明所設計農藥噴灑裝置是通過無人機攜帶農藥來實現農藥的噴灑，其中，農藥的噴灑是利用農藥彈爆炸的方式進行，其與傳統的農藥噴灑方式相比，其智能化較高，噴灑的效率也較高，且噴灑更為全面，而成本較低。

2.本發明所設計的農藥彈利用化學物質反應產生大量氣體使得農藥彈內外壓差發生變化而引發爆炸設計的，其爆炸時間可通過控制化學物質的量進行控制，而化學反應所產生氣體為非污染性氣體，因此，該農藥彈較為安全可靠，且不產生污染性物質，健康環保；另外，農藥彈爆炸時是在豎向爆炸的，其能夠在待噴灑農作物的葉子上下表面進行噴灑，噴灑得較為全面，農藥的利用率較高。

3.本發明的彈藥裝置使用了彈藥保持架，使得農藥彈得到固定，同時，在農藥彈投放過程，還能夠使下墜的農藥彈懸掛在農作物上，從而使農藥彈依次爆炸，進而促使農藥均勻的噴灑在農作物上。

4.本發明還通過在無人機和基座上安裝有激光定位器來實現無人機的自動吸取藥彈，使得彈藥裝置的補給簡單化，利于操作者的使用，且節約農藥噴灑時間，提高噴灑效率。

5.本發明整體結構簡單，自動化程度高，操作簡便，且安全無污染，實用性好。

【附圖說明】

圖1是本發明一種基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置的結構示意圖。

圖2是本發明電磁吸盤的結構示意圖。

圖3是圖2另一視角上的結構示意圖。

圖4是本發明電機保持架和推爪的結構示意圖。

圖5是圖4另一視角上的結構示意圖。

圖6是本發明彈藥裝置的結構示意圖。

圖7是本發明農藥彈的內部結構示意圖。

圖8是本發明彈藥保持架展開后的結構示意圖。

圖9是本發明彈藥補給裝置的結構示意圖。

主要元件符號說明

圖中，無人機1、電磁吸盤2、吸盤本體21、電磁鐵22、推動電機23、電機保持架231、推爪24、爪部241、彈藥裝置3、農藥彈31、彈殼311、農藥腔312、化學物質腔313、化學物質A314、化學物質B315、包裹材料316、密封環317、引線318、凸臺319、吸合件32、彈藥保持架33、主架331、骨架332、皮套34、彈性片35、推片36、第一激光定位器4、彈藥補給裝置5、基座51、彈藥放置部件52、第二激光定位器53。

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

【具體實施方式】

請參閱圖1至圖9，在本發明的一種較佳實施方式中，一種基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置，包括一無人機1，無人機1底部依次安裝有電磁吸盤2和具有農藥彈31的彈藥裝置3。電磁吸盤2包括一吸盤本體21和安裝在吸盤本體21上的電磁鐵22、一電磁電源、一推動電機23和一推爪24，電磁鐵22設置在吸盤本體21底部外側面上，并與電磁電源電連接；推動電機23設置在吸盤本體21與電磁鐵22所在側相對的一側上，推動電機23螺紋連接推爪24，推爪24滑動連接吸盤本體21，其爪部241穿設吸盤本體21底部，并從推動電機23所在側向電磁鐵22所在側延伸，推爪24的爪部241還設置在電磁鐵22周向外側，并在推爪24由推動電機23驅動并朝電磁鐵22所在側滑動時與農藥彈31接觸；彈藥裝置3還包括能夠吸合在電磁鐵22上的一吸合件32，并通過吸合件32連接電磁吸盤2；農藥彈31具有引線318，引線318連接在吸合件32上。

本發明利用無人機1將包裹有農藥的農藥彈31載至待噴灑的農作物上方并將農藥彈31從該上方投放，投放后的農藥彈31通過爆炸的形式將其攜帶的農藥噴灑至農作物上，從而實現了農藥的噴灑，另外，農藥彈31在其爆炸過程產生了沖擊波，該沖擊波還能夠震落農作物上的病害蟲，進而進一步為農作物除蟲防害。優選地，無人機1為多軸無人機。

在本發明中，電磁吸盤2的電磁鐵22在電磁電源供電下具有磁性，并通過該磁性吸合彈藥裝置3的吸合件32，從而使彈藥裝置3穩定安裝在電磁吸盤2上，并供無人機1攜帶飛行，而彈藥裝置3上的農藥彈31則是利用農藥彈31的引線318連接在吸合件32上實現固連，優選選用鐵片作為本發明的吸合件32；當需要投放農藥彈31時，切斷電磁電源的供電，使電磁鐵22喪失磁性而吸合不了吸合件32，從而使彈藥裝置3掉落，實現了農藥彈31的投放，另外，在切斷電磁電源的供電前，先通過電磁吸盤2上推爪24的推動作用來推拉農藥彈31的引線318，以通過引線318的被推拉來觸動農藥彈31，使得投放后的農藥彈31能夠爆炸，進而實現了農藥的噴灑。

進一步地，請參閱圖2至圖5，本發明電磁吸盤2的電磁鐵22設置的數量不小于彈藥裝置3設置的數量，且每一電磁鐵22的周向外側均設置有推爪24的爪部241，優選地，電磁鐵22設置的數量等于彈藥裝置3設置的數量。另外，電磁吸盤2中的推動電機23是通過一電機保持架231固定安裝在吸盤本體21上的，且該電機保持架231位于推爪24和推動電機23之間；推爪24用于推動農藥彈31，其與推動電機23的連接處設置為螺紋結構，并通過該螺紋結構實現相對推動電機23和吸盤本體21的直線進給，優選地，推爪24上設置有若干環繞設置在電磁鐵22周向的爪部241，且每一電磁鐵22周向至少布置兩個爪部241，優選三個爪部241，該三爪部241繞電磁鐵22的中心呈120°分布，每一爪部241在推爪24向電磁鐵22所在側推動時均能接觸農藥彈31。

進一步地，請參閱圖7，本發明的農藥彈31包括一彈殼311，彈殼311設有一農藥腔312和一化學物質腔313，農藥腔312用于放置農藥，其包裹在化學物質腔313外側；化學物質腔313用于容置能夠相互反應并產生氣體的化學物質A314和化學物質B315，其中，化學物質B315采用包裹材料316包裹，并通過包裹材料316與化學物質A314隔離；引線318一端連接包裹材料316，另一端穿出彈殼311后連接在吸合件32上。本發明的農藥彈31基于化學物質反應產生氣體使得農藥彈31內部氣壓增大而爆炸設計的，其中，包裹材料316在引線318被推拉時而被引線318拉破，其內包裹的化學物質B315則流出并混入化學物質A314中，進而與化學物質A314反應。優選地，為了便于農藥彈31的制作，并使化學物質腔313內形成穩定的密封環境，本發明在化學物質腔313兩端均設置了密封環317，引線318從化學物質腔313內往外延伸時穿設該密封環317；在本實施例中，化學物質A314采用碳酸氫銨溶液，化學物質B315采用硫酸鋁晶體，該兩種物質在農藥彈31密閉的化學物質腔313內混合時可迅速反應并產生大量的二氧化碳氣體，使得農藥彈31能夠在短時間內被引爆，且不產生污染性的物質，使用安全性較高，其中，碳酸氫銨溶液和硫酸鋁晶體的化學反應式為：Al₂(SO₄)³+6NaHCO₃＝＝3Na₂SO₄+2Al(OH)₃↓+6CO₂↑。在本發明中，可通過控制化學物質A314和化學物質B315的量來控制農藥彈31的爆炸時間。

進一步地，請參閱圖6，本發明所設計的彈藥裝置3具有至少兩個農藥彈31，所有農藥彈31依次疊加互連，且相鄰兩農藥彈31之間通過下一農藥彈31的引線318連接上一農藥彈31的包裹材料316相連，而最上級農藥彈31的引線318則連接吸合件32。該設計方式能夠一次性投放足量的農藥，且農藥彈31在爆炸時是從上至下依次被引爆的，使得農藥在一個豎直方向上噴灑下來，另外，每個農藥彈31的爆炸時間均可通過控制化學物質腔313內化學物質A314和化學物質B315的含量比例來控制，從而使同一彈藥裝置3上的農藥彈31具有不同的爆炸時間，進而促使農藥彈31在下落過程實現不同高度上的分層爆炸。優選地，為了使農藥彈31之間更好的連接，兩兩農藥彈31接觸部分設計成凸臺319形式。

請繼續參閱圖6，本發明的彈藥裝置3除了農藥彈31和吸合件32，還包括一彈藥保持架33、一皮套34和一推板。彈藥保持架33套設在農藥彈31外側，其上端連接吸合件32，下端為開口端，并通過套設皮套34形成閉合端，以使裝設在彈藥保持架33內的農藥彈31能夠穩定的設置在彈藥裝置3中，并確保農藥彈31在推爪24推動前不會因其自身重力作用而拉動引線318且被引爆，提高了農藥彈31放置的安全性。其中，所用的皮套34是用于固定彈藥保持架33的開口端，并通過固定該開口端來使彈藥保持架33形成上下閉合的狀態，優選地，皮套34與彈藥保持架33不固連，能夠在農藥彈31被推爪24推動時隨著農藥彈31的滑動而脫離彈藥保持架33，從而使彈藥保持架33的開口端由原先的閉合狀態變成開口狀態。

優選地，彈藥裝置3的彈藥保持架33包括一主架331和至少三骨架332，其中，主架331連接吸合件32，其上間隔安裝骨架332；骨架332一端懸空，即為開口端，另一端轉動連接主架331，并在該連接處設置有同時連接主架331和骨架332的彈性片35，且在彈性片35的作用下繞著該連接處相對農藥彈31上下翻轉，以通過不被皮套34束縛后骨架332的翻轉來改變骨架332與主架331的連接角度，進而使彈藥保持架33在投放后能夠因空氣阻力和彈性片35彈性力而呈現展開狀態，即骨架332和主架331同處于同一平面內，請參閱圖8，該展開狀態的彈藥保持架33可使農藥彈31降落至農作物上時能夠懸掛在農作物上，進而利于農藥從上至下的噴灑，提高農藥的利用率。為了充分利用彈性片35的彈性力，且防止骨架332過度旋轉，本發明將彈性片35設置在主架331和骨架332朝向農藥彈31的一側，使得骨架332與主架331最終的展開角度為180°。

推片36套設在吸合件32和農藥彈31之間，且農藥彈31的引線318穿設推片36；推片36能夠在推爪24朝電磁鐵22所在側滑動時與推爪24的爪部241接觸并隨推爪24運動，進而推動農藥彈31滑動。該推片36的設置利于推爪24更好的推動農藥彈31。

進一步地，為了更好的實現自動化操作，本發明的基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置還包括一控制器和與控制器連接的一遙控器，控制器安裝在電磁吸盤2上，并與電磁電源和推動電機23連接，遙控器用于操控者陸地上操作農藥的噴灑，即，當操控者操控無人機1飛行至農作物上方時，操控者通過遙控器依次發出驅動推動電機23運行和促使電磁電源斷電的控制指令給控制器，控制器接收后先驅動推動電機23運行，后控制電磁電源停止向電磁鐵22供電。

在本發明的另一實施方式中，所述基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置還包括至少兩第一激光定位器4和彈藥補給裝置5。第一激光定位器4間隔安裝在吸盤本體21的底部，并與電磁鐵22間隔設置，其感應部位朝向吸盤本體21的正下方，請參閱圖3。彈藥補給裝置5放置在陸地上，其包括一基座51和安裝在基座51頂面上的彈藥放置部件52和第二激光定位器53，請參閱圖9；彈藥放置部件52用于安放補給的彈藥裝置3，其設置的數量與電磁鐵22設置的數量相同，且放置在基座51上的相對位置與電磁鐵22布置在吸盤本體21底部上的相對位置相同；第二激光定位器53設置的數量與第一激光定位器4設置的數量相同，其相對彈藥放置部件52的方位等于第一激光定位器4相對電磁鐵22的方位，且每一第二激光定位器53與一第一激光定位器4相匹配，以通過第二激光定位器53和第一激光定位器4相匹配的方式使電磁吸盤2上電磁鐵22位于彈藥補給裝置5的彈藥放置部件52的正上方，實現電磁吸盤2和彈藥補給裝置5的自定位，從而利于無人機1上彈藥裝置3的自動補給。在本發明中，補給的彈藥裝置3豎直放在彈藥放置部件52上，其吸合件32一側朝上，以便于電磁鐵22吸合，其中，彈藥放置部件52可為彈藥放置筒，該彈藥放置筒的筒內徑略大于彈藥裝置3垂直于其放置方向的橫截面的最大尺寸，以便于補給的彈藥裝置3的放置；另外，彈藥放置部件52亦可為與彈藥裝置3皮套34套置在彈藥保持架33上時的外側形狀相匹配的內凹結構。

所述基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置噴灑時的工作原理為：通過遙控器將已載有彈藥裝置3的無人機1遙控至待噴灑農作物的上方，此時，電磁電源通電，推動電機23關閉；待無人機1飛至待噴灑農作物的上方時，再通過遙控器驅動推動電機23開啟，此時，推爪24在推動電機23的轉動下朝電磁鐵22所在側前行，其爪部241接觸推片36并帶動推片36前進，推片36再推動農藥彈31前行，農藥彈31下端的皮套34在農藥彈31的作用下脫離彈藥保持架33，彈藥保持架33下端變成開口端，同時，農藥彈31的引線318在推片36和自身重力作用下被拉動；然后，通過遙控器控制推動電機23停止運行，同時控制電磁電源斷電，此時，電磁鐵22無磁性，吸合件32與電磁鐵22斷離，彈藥裝置3在其自身重力下下落，下落過程，彈藥保持架33的骨架332在空氣阻力和彈性片35的作用下展開并與主架331成水平，彈藥保持架33即呈展開狀態，并在落至農作物上時懸掛在農作物上，另外，農藥彈31因其引線318一端與吸合件32連接、另一端連接包裹材料316，其在下落過程，包裹材料316被撕裂，化學物質B315與化學物質A314混合并反應，產生的大量氣體使得農藥彈31內的氣壓變強，當氣壓達到一定值時，農藥彈31爆炸，并將其內放置的農藥噴灑出來，從而實現了農藥的噴灑。

所述基于分層氣爆霧化方式的農藥自動空投噴灑裝置的彈藥補給過程為：人工將補給的彈藥裝置3放置彈藥放置部件52上，其中，彈藥裝置3的吸合件32朝上；然后，通過遙控器遙控無人機1飛至基座51上方，當第一激光定位和第二激光定位器53相互匹配定位后，驅動電磁電源通電，并驅動無人機1下行至電磁鐵22吸合吸合件32處，電磁鐵22吸合吸合件32后，再通過遙控器驅動無人機1上行至待噴灑農作物的上方，重復上述的噴灑過程即可。

本發明利用無人機1攜帶農藥進行噴灑，其中，所攜帶的農藥是通過內置在農藥彈31內實現穩定放置的，其噴灑利用的是農藥彈31的爆炸，而農藥彈31的爆炸則是通過化學物質反應產生大量氣體使得農藥彈31內外氣壓不同而實現的，其相較于傳統的火藥爆炸，更為安全，且可避免出現火藥引爆時產生火花而引燃農作物的可能，另外，所產生的氣體不會污染環境，較為環保；再者，本發明還通過第一激光定位器4和第二激光定位器53的定位作用實現無人機1上彈藥裝置3的自動補給，其自動化程度較高，易操作；本發明整體結構簡單，自動化程度高，便于使用者操作和使用，且安全無污染，實用性較好。

上述說明是針對本發明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例并非用以限定本發明的專利申請范圍，凡本發明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬于本發明所涵蓋專利范圍。