CN108910047B - 一种喷洒装置及采用该喷洒装置的无人机 - Google Patents

Abstract

一种喷洒装置及采用该喷洒装置的无人机，所述喷洒装置包括驱动电机及喷洒盘，驱动电机的输出轴与喷洒盘之间固定连接，驱动电机外侧设有机壳；其特征在于：沿所述输出轴的轴向，所述驱动电机与喷洒盘之间设置有储水容器，储水容器的器壁上开设有进水口及出水口，所述输出轴穿设于出水口中，出水口的内缘与输出轴之间具有第一径向间隔；沿所述输出轴的轴向，所述储水容器与驱动电机之间设置有一端盖，该端盖覆盖储水容器的顶部敞口，端盖上开设有装配孔，所述输出轴穿设于装配孔中；沿所述输出轴的轴向，所述输出轴上套设有至少一个阻挡结构，阻挡结构位于驱动电机与喷洒盘之间；所述无人机上设置有所述喷洒装置。

Description

一种喷洒装置及采用该喷洒装置的无人机

技术领域

本发明涉及喷洒装置及采用该喷洒装置的无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是遥控飞行和/或自主控制飞行的不载人飞机。无人机不需要飞行员在机舱内进行驾驶，飞行全过程在电子设备的控制下自动完成。无人机上不用安装任何与飞行员有关的设备，这样可以腾出空间和重量装更重要的设备。按不同使用领域来划分，无人机可分为军用、民用和消费级三大类。针对民用无人机，在影视航拍、传统农林业、工业作业、灾害救援、公共安全以及消费娱乐业领域结合得到广泛应用。

农业用无人机主要用于对农药/肥料的施用，由于现有的农药/肥料的喷洒，会使作业人员暴露于化学制剂的环境中而造成对人体的不必要的伤害，因而装载有喷洒装置的无人驾驶飞行（UAV）在喷洒农药/肥料中的使用已成为的新兴的趋势。

无人机施药主要通过喷洒系统来实现，目前市场上现有的喷洒装置，其工作方式主要为离心雾化和液力雾化，为了减轻整个系统的重量，无人机喷洒大多采用离心雾化喷头，依靠飞机上发电机带动喷头电机，将药液甩出去，形成雾滴。雾滴的大小可以通过调节转速以及喷头转盘结构来实现。

现有市场上的喷洒装置，由于结构设计的问题，防水性较差，在使用中很容易使得药液在喷洒过程中进入电机，导致电机的腐蚀和短路，极大地降低了喷洒装置的可靠性和使用寿命。

发明内容

本发明提供一种喷洒装置及采用该喷洒装置的无人机，其目的在于防止液体进入驱动电机输出轴的间隙而导致进水、短路甚至烧毁或腐蚀电机等后果。

为达到上述目的，本发明采用的第一技术方案是：一种喷洒装置，包括驱动电机及喷洒盘，驱动电机的输出轴与喷洒盘之间固定连接，驱动电机外侧设有机壳；其创新在于：

沿所述输出轴的轴向，所述驱动电机与喷洒盘之间设置有储水容器，该储水容器为顶部敞口结构，顶部敞口朝向所述驱动电机布置，储水容器的器壁上开设有进水口及出水口，所述输出轴穿设于出水口中，出水口的内缘与输出轴之间具有第一径向间隔；

沿所述输出轴的轴向，所述储水容器与驱动电机之间设置有一端盖，该端盖覆盖储水容器的顶部敞口，端盖上开设有装配孔，该装配孔沿输出轴的轴向由靠近驱动电机一端向远离驱动电机一端为渐缩结构，所述输出轴穿设于装配孔中，装配孔小口端的内缘与输出轴之间具有第二径向间隔，装配孔大口端的内缘与输出轴之间具有第三径向间隔；

沿所述输出轴的轴向，所述输出轴上套设有至少一个阻挡结构，阻挡结构位于驱动电机与喷洒盘之间。

为达到上述目的，本发明采用的第二技术方案是：一种无人机，其创新在于：所述无人机上设置有第一技术方案所述的喷洒装置。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

上述技术方案中，所述阻挡结构包括第一垫圈，该第一垫圈设置于端盖靠近驱动电机一侧，所述第一垫圈定位设置于所述输出轴上并位于装配孔的大口端，第一垫圈在端盖上的轴向投影覆盖所述第三径向间隔。

上述技术方案中，所述阻挡结构包括第二垫圈，该第二垫圈设置于端盖远离驱动电机一侧，所述第二垫圈定位设置于所述输出轴上并位于装配孔的小口端，第二垫圈在端盖上的轴向投影覆盖所述第二径向间隔。

上述技术方案中，所述阻挡结构还可以为在输出轴的轴向及周向上错位设置的阻挡块或阻挡片等，只要能够阻止液体沿着输出轴上行即可。

上述技术方案中，所述储水容器具有底部及侧壁，底部与侧壁之间形成顶部敞口的容置空间，所述进水口开设于侧壁上，出水口开设于底部；

所述储水容器内对应于进水口设置有阻挡件，该阻挡件设于进水口与输出轴之间。

上述技术方案中，所述装配孔为渐缩结构，其作用在于：便于液体从端盖中更快速地回流入储水容器中，同时，使得液体回流得更集中，防止液体飞溅，提高离心喷洒效果。

上述技术方案中，所述端盖包括底板，底板上朝向驱动电机设置有侧边，侧边沿底板周向布置，侧边与底板之间形成一容置空间，能够一定程度储存液体，即使液体通过装配孔进入了端盖，也可以存储在端盖的容置空间中，在一定时间内防止液体接触电机或者进入电机。

所述第一垫圈与驱动电机之间的轴向间距大于或等于0并且小于或等于1毫米，如果有部分液体通过装配孔进入端盖中，第一垫圈与驱动电机之间微小的轴向间距能够进一步防止液体从该微小的轴向间距中进入驱动电机。

上述技术方案中，所述端盖与储水容器之间通过第一定位结构相对固定连接；所述端盖与机壳之间通过第二定位结构相对固定连接。

上述技术方案中，所述第一定位结构与第二定位结构可采用定位槽与定位块相嵌设配合的结构，或者卡扣配合的结构，或者螺纹配合的结构等，只要能够实现两者之间相对固定即可，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的定位结构。

上述技术方案中，所述端盖的底板朝向储水容器的一侧上对应第二垫圈设置有凸台，该凸台沿所述装配孔周向布置，减小所述输出轴与液体的接触面积；在实际应用中，若不设置凸台，通过增加第二垫圈的高度，以减小第二垫圈与储水容器的出水口之间的轴向间距，也可达到期望的防水效果。

上述技术方案中，所述进水口连接有导管。

上述技术方案中，在所述输出轴的轴向上，所述喷洒盘与储水容器之间设有一盖体，该盖体覆盖喷洒盘，盖体上对应于储水容器的出水口开设有一盖体进水口，盖体进水口的开口尺寸大于出水口的开口尺寸；实际应用中，也可以不设置盖体，此时储水容器出水口流出的液体直接流入喷洒盘中，为了防止喷洒盘流道中的液体充满流道、直接从流道溢出而丧失离心效果，可以将流道的深度加深，从而使得流道内能够储存更多的液体，此时即便不设置盖体也可以实现较好的雾化效果。

本发明工作原理是：本发明在驱动电机与喷洒盘之间增设一储水容器，在工作状态下，液体从储水容器的进水口进入储水容器，经过阻挡件的阻挡后落入储水容器，储水容器中的液体一部分通过出水口流入喷洒盘上，驱动电机带动喷洒盘旋转以此将喷洒盘上的液体雾化成为液滴；另一部分液体来不及从储水容器中流出，沿着驱动电机的输出轴上行，在上行过程中，第二垫圈、端盖及第一垫圈依次形成三道防线，以阻止上行的液体沿着输出轴进入驱动电机中；本发明彻底杜绝了液体进入驱动电机，有效保护驱动电机，其结构新颖，构思巧妙，便于维护，适于推广。

附图说明

图1为本发明实施例一分解侧视图；

图2为本发明实施例一立体分解图；

图3为本发明实施例一装配状态剖视图；

图4为本发明实施例一储水容器内部结构立体图；

图5为本发明实施例一端盖立体图；

以上附图中：1、驱动电机；12、输出轴；13、机壳；14、安装座；2、储水容器；21、底部；211、出水口；22、侧壁；221、进水口；23、阻挡件；24、导管；3、喷洒盘；4、端盖；41、底板；411、装配孔；42、侧边；5、第一垫圈；6、第二垫圈。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：

参见图1~5所示，一种喷洒装置，包括驱动电机1及喷洒盘3，驱动电机1设于一安装座14上，驱动电机1的输出轴12与喷洒盘3之间固定连接，驱动电机1外侧设有机壳13。

沿所述输出轴12的轴向，所述驱动电机1与喷洒盘3之间设置有储水容器2，该储水容器2具有底部21及侧壁22，底部21与侧壁22之间形成一顶部敞口的容置空间，该容置空间的顶部敞口朝向所述驱动电机1布置，储水容器2的侧壁22上开设有进水口221，储水容器2的底部21开设有出水口211，所述输出轴12穿设于出水口221中，出水口221的内缘与输出轴12之间具有第一径向间隔。本领域技术人员可以根据需要，设计第一径向间隔的大小，第一径向间隔越大，储水容器2中的液体更容易进入喷洒盘3，防止液体堵塞于储水容器中。

参见图4所示，所述储水容器2内对应于进水口221设置有阻挡件23，该阻挡件23设于进水口221与输出轴12之间，阻挡件23为片状构件或者块状构件，只要能够阻止液体从进水口221进入储水容器2时直接接触到输出轴12即可。阻挡件23的设置，可以防止液体进入储水容器2时直接接触输出轴12，避免液体沿着输出轴12上行而进入驱动电机1中，一定程度上也实现了防水功能。

沿所述输出轴12的轴向，所述储水容器2与驱动电机1之间设置有一端盖4，该端盖4覆盖储水容器2的顶部敞口，端盖4上开设有装配孔411，该装配孔411沿输出轴12的轴向由靠近驱动电机1一端向远离驱动电机1一端为渐缩结构，所述输出轴12穿设于装配孔411中，装配孔411小口端的内缘与输出轴12之间具有第二径向间隔，优选地，第二径向间隔大于0并且小于等于1毫米，当然，本领域技术人员可以根据需要，设计第二径向间隔的大小，防止装配孔411和输出轴12的摩擦，同时，第二径向间隔尽可能得小，以避免液体从第二径向间隔之间进入端盖4；装配孔411大口端的内缘与输出轴12之间具有第三径向间隔，第三径向间隔大于第二径向间隔，以加速液体回流进入储水容器2中。

所述阻挡结构包括第一垫圈，该第一垫圈5设置于端盖靠近驱动电机1一侧，第一垫圈5定位设置于所述输出轴12上并位于装配孔411的大口端，第一垫圈5与端盖4之间在输出轴12的轴向上具有第一间隙，以防止第一垫圈5与端盖4的摩擦，第一间隙大于或等于0并且小于或等于1毫米，本领域技术人员可以根据实际需要对第一间隙进行设定，优选地，第一间隙为0.5毫米，优选地，第一间隙为0.3毫米，优选地，第一间隙为0.1毫米，只要保证第一间隙尽可能得小但是又不会让第一垫圈5与端盖4摩擦即可。第一间隙尽可能得小，以防止液体进入端盖4内。可选的，当第一间隙等于0时，第一垫圈5与端盖接触，此时需要保证第一垫圈5的摩擦系数较低，才能正常工作。第一垫圈5在端盖4上的轴向投影覆盖所述第三径向间隔，即第一垫圈5的最大外径大于等于第三径向间隔，从而可以利用第一垫圈5阻挡液体进入端盖4中，避免液体直接从装配孔411的大口端进入端盖，从而避免液体进入驱动电机1内。

所述阻挡结构包括第二垫圈6，该第二垫圈6设置于端盖远离驱动电机1一侧，第二垫圈6定位设置于所述输出轴12上并位于装配孔411的小口端，第二垫圈6与端盖4之间在输出轴12的轴向上具有第二间隙，以防止第二垫圈6与端盖4的摩擦，第二间隙大于或等于0并且小于或等于1毫米，本领域技术人员可以根据实际需要对第二间隙进行设定，优选地，第二间隙为0.6毫米，优选地，第二间隙为0.4毫米，优选地，第二间隙为0.1毫米，只要保证第二间隙尽可能得小但是又不会让第二垫圈6与端盖4摩擦即可。第一间隙和第二间隙可以相等，也可以不相等，可以根据设计需要进行改变。第二间隙尽可能得小，以防止液体沿着第二间隙进入装配孔411而进入端盖内。可选的，当第二间隙等于0时，第二垫圈5与端盖接触，此时需要保证第二垫圈5的摩擦系数较低，才能正常工作。第二垫圈6在端盖4上的轴向投影覆盖所述第二径向间隔，即第二垫圈6的最大外径大于等于第二径向间隔，从而可以利用第二垫圈5阻挡液体进入装配孔411中，避免液体直接从装配孔411的小口端进入端盖，进而进入驱动电机1内。

所述阻挡结构可以仅仅包括一个第一垫圈5或一个第二垫圈6，而本领域技术人员可以根据需要，在端盖一侧套设多个第一垫圈5或多个第二垫圈6，对第一垫圈5和第二垫圈6的数量不做限制，只要能够限制液体沿着输出轴12上行即可，优选地，也可以同时包括套设在输出轴12上的第一垫圈5与第二垫圈6，第一垫圈5与第二垫圈6沿输出轴12的轴向分设于端盖4的两侧，此时起到的防水效果更好。

本实施例中，将第二垫圈6和第一垫圈5设置成同样的最大外径，便于生产制造，但在实际运用中，也可以使用不同最大外径的第一垫圈5和第二垫圈6，来达到防水的目的，只要保证第一垫圈5在端盖4上的轴向投影覆盖第三径向间隔，以及第二垫圈6在端盖4上的轴向投影覆盖所述第二径向间隔即可，对第一垫圈5和第二垫圈6的形状、材质不做限制，本领域技术人员可以根据需要进行设计。

所述喷洒盘3与储水容器2之间在输出轴12的轴向上具有第三间隙，以避免旋转的喷洒盘3与固定的储水容器2之间的摩擦，该第三间隙可以根据需要进行设计，此处不做限制。

所述装配孔411为渐缩结构，其作用在于：便于液体从端盖4中更快速地回流入储水容器2中，同时，使得液体回流得更集中，防止液体飞溅，提高离心喷洒效果。装配孔411的大口端容易集聚液体，使得液体快速沿着渐缩结构回流至储水容器2中，在小口端集中在一起，防止液体飞溅。

参见图5所示，所述端盖4包括底板41，底板41上朝向驱动电机1设置有侧边42，侧边42沿底板41周向布置，侧边42与底板41之间形成一容置空间，能够一定程度储存液体，即使液体通过装配孔411进入了端盖4，也可以存储在端盖4的容置空间中，在一定时间内防止液体接触驱动电机1或者进入驱动电机1。侧边的高度可以设计，将侧边的高度设计得越高，就能够储存更多的液体，进一步防止液体进入驱动电机1中。

所述第一垫圈5与驱动电机1之间的轴向间距大于或等于0并且小于或等于1毫米，优选的，该间距为0.2毫米，优选的，该间距为0.1毫米，此处轴向间距尽可能小，如果有部分液体通过装配孔411进入端盖4中，第一垫圈5与驱动电机1之间微小的轴向间距能够进一步防止液体进入驱动电机1。当然，如果第一垫圈5的摩擦系数足够小，可以设计第一垫圈5和驱动电机1之间的轴向间距为0，如此，既不妨碍输出轴12的转动，又可以起到更好的防水作用。

所述端盖4与储水容器2之间通过第一定位结构相对固定连接。

所述端盖4与机壳13之间通过第二定位结构相对固定连接。通过第一定位结构和第二定位结构，将储水容器2、端盖4与机壳13在输出轴的轴向上密封固定连接。

所述第一定位结构与第二定位结构可采用定位槽与定位块相嵌设配合的结构，或者卡扣配合的结构，或者螺纹配合的结构等，只要能够实现两者之间相对固定即可，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的定位结构。

所述端盖4的底板41朝向储水容器2的一侧上对应第二垫圈6设置有凸台，该凸台沿所述装配孔411周向布置，凸台与第二垫圈6之间具有一轴向第二间隙，以防止第二垫圈6与凸台的摩擦，此处第二间隙的设计与前述相同，在此不再赘述。凸台的设计，可以减小第二垫圈6与储水容器2的出水口211之间的轴向间距，即减小输出轴12与液体的接触面积，使得尽可能少的液体沿着输出轴12上行而进入端盖4中，起到防水作用。在实际应用中，通过增加第二垫圈6的高度，配合一定高度的凸台，或者不设置凸台，直接增加第二垫圈6的高度，也可以减小第二垫圈6与储水容器2的出水口211之间的轴向间距，也可达到期望的防水效果。

所述进水口221连接有导管24，液体通过导管24进入进水口221，从而进入储水容器2中。

在所述输出轴12的轴向上，所述喷洒盘3与储水容器2之间设有一盖体，该盖体覆盖喷洒盘3，盖体上对应于储水容器2的出水口211开设有一盖体进水口，盖体进水口的开口尺寸大于出水口211的开口尺寸；实际应用中，也可以不设置盖体，此时储水容器2出水口211流出的液体直接流入喷洒盘3中，为了防止喷洒盘3流道中的液体充满流道、直接从流道溢出而丧失离心效果，可以将流道的深度加深，从而使得流道内能够储存更多的液体，此时即便不设置盖体也可以实现较好的雾化效果。

在工作状态下，液体从储水容器2的进水口221进入储水容器2，经过阻挡件23的阻挡后落入储水容器2，储水容器2中的液体一部分通过出水口211流入喷洒盘3上，驱动电机1带动喷洒盘3旋转以此将喷洒盘3上的液体雾化成为雾滴；另一部分液体来不及从储水容器2中流出，沿着驱动电机1的输出轴12上行，在上行过程中，第二垫圈6、端盖4及第一垫圈5依次形成三道防线，以阻止上行的液体沿着输出轴12进入驱动电机1中；本发明彻底杜绝了液体进入驱动电机1，有效保护驱动电机1，其结构新颖，构思巧妙，便于维护，适于推广。

以上实施例中，所述端盖4与储水容器2为两个独立的构件，实际应用中，端盖4与储水容器2也可以为一体结构，即端盖4固定于储水容器2的顶部敞口，以封闭储水容器2的顶部敞口。

实施例二：

一种无人机，该无人机上设置有实施例中所述的喷洒装置，包括但不限于在旋翼下方设置该喷洒装置，在无人机飞行过程中开启喷洒装置实现喷洒作业。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种喷洒装置，包括驱动电机及喷洒盘，驱动电机的输出轴与喷洒盘之间固定连接，驱动电机外侧设有机壳；其特征在于：

沿所述输出轴的轴向，所述驱动电机与喷洒盘之间设置有储水容器，该储水容器为顶部敞口结构，顶部敞口朝向所述驱动电机布置，储水容器的器壁上开设有进水口及出水口，所述输出轴穿设于出水口中，出水口的内缘与输出轴之间具有第一径向间隔；

沿所述输出轴的轴向，所述储水容器与驱动电机之间设置有一端盖，该端盖覆盖储水容器的顶部敞口，端盖上开设有装配孔，该装配孔沿输出轴的轴向由靠近驱动电机一端向远离驱动电机一端为渐缩结构，所述输出轴穿设于装配孔中，装配孔小口端的内缘与输出轴之间具有第二径向间隔，装配孔大口端的内缘与输出轴之间具有第三径向间隔；

沿所述输出轴的轴向，所述输出轴上套设有至少一个阻挡结构，阻挡结构位于驱动电机与喷洒盘之间；

所述阻挡结构包括第一垫圈，该第一垫圈设置于端盖靠近驱动电机一侧，所述第一垫圈定位设置于所述输出轴上并位于装配孔的大口端，第一垫圈在端盖上的轴向投影覆盖所述第三径向间隔；

所述阻挡结构包括第二垫圈，该第二垫圈设置于端盖远离驱动电机一侧，所述第二垫圈定位设置于所述输出轴上并位于装配孔的小口端，第二垫圈在端盖上的轴向投影覆盖所述第二径向间隔；

所述储水容器具有底部及侧壁，底部与侧壁之间形成顶部敞口的容置空间，所述进水口开设于侧壁上，出水口开设于底部；

所述储水容器内对应于进水口设置有阻挡件，该阻挡件设于进水口与输出轴之间；

所述端盖包括底板，底板上朝向驱动电机设置有侧边，侧边沿底板周向布置，侧边与底板之间形成一容置空间；

所述端盖的底板朝向储水容器的一侧上对应第二垫圈设置有凸台，该凸台沿所述装配孔周向布置，所述凸台的高度与第二垫圈的高度配合，以减小所述输出轴与液体的接触面积。

2.根据权利要求1所述的喷洒装置，其特征在于：所述第一垫圈与驱动电机之间的轴向间距大于或等于0毫米并且小于或等于1毫米。

3.根据权利要求1所述的喷洒装置，其特征在于：所述端盖与储水容器之间通过第一定位结构相对固定连接，所述端盖与机壳之间通过第二定位结构相对固定连接。

4.根据权利要求1所述的喷洒装置，其特征在于：在所述输出轴的轴向上，所述喷洒盘与储水容器之间设有一盖体，该盖体覆盖喷洒盘，盖体上对应于储水容器的出水口开设有一盖体进水口，盖体进水口的开口尺寸大于出水口口的开口尺寸。

5.一种无人机，其特征在于：所述无人机上设置有如权利要求1~4中任意一项所述的喷洒装置。