一种无人机悬挂式水土保持喷播装置及使用方法

本发明属于无人机，具体涉及一种无人机悬挂式水土保持喷播装置及使用方法。

背景技术：

1、生态护坡是利用植物自身的结构与特性对边坡进行养护，传统的养护边坡的方式，一般需要使用中型或大型喷播设备，虽然此种喷播设备具有喷播效果好、效率高的特点，但该设备对于边坡的坡度，喷播施工的场地都有一定的要求。

2、在申请号为202310690176.3的专利申请中，提出了一种矿区生态修复的水土保持喷播装置，通过动力装置驱动两注料组件往复运动对混合管道内进行放料；将草种与营养液逐步混合提升混合效果；且动力装置对两注料组件及混料箱内的混料结构同步驱动，传动简单。

3、在现有技术中，由于喷播装置的体积较大，因此不便前往中大型设备难以到达的区域进行水土保持工作。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本发明提供一种无人机悬挂式水土保持喷播装置及使用方法，该喷播装置通过挂载在无人机上，并利用姿态稳定装置解决该装置在飞行途中不稳定的问题，从而便于对人力或大中型设备难以到达的位置进行水土保持工作，且保证了喷射的精准度。

2、其具体技术方案为：

3、一种无人机悬挂式水土保持喷播装置，包括：底板、姿态稳定装置、基材存储箱、第一驱动机构、混合装置、第二驱动机构、加压喷射装置和喷射辅助装置；底板的中心处设有陀螺仪；姿态稳定装置设置在底板上，且无人机起落架安装在姿态稳定装置处；基材存储箱顶部设有基材上料口，基材存储箱固定在底板上，基材存储箱内设有存储仓和驱动装置仓，存储仓底部呈倾斜状且设有两个排料孔；第一驱动机构包括两个第一伺服电机和两个挠性泵，两个第一伺服电机均嵌入驱动装置仓内，两个第一伺服电机分别与两个挠性泵相连，且两个挠性泵的进液口分别与两个排料孔相连通；混合装置设置在底板上，混合装置顶部设有种液上料口，混合装置内设有种液存储仓和混合流道，混合流道设置在混合装置的底部，混合流道的两侧分别设置两个基材进口和一个基材排出口，两个基材进口分别与两个挠性泵的出液口相连通，且种液存储仓与混合流道通过排液管相连通；第二驱动机构设置在混合装置的一侧，且部分第二驱动机构嵌入种液存储仓内；加压喷射装置包括加压支架、加压箱、加压驱动装置、传动杆和上盖板，加压支架和加压箱均固定在底板上，加压驱动装置固定在加压支架上，加压驱动装置与上盖板相连接，上盖板的侧壁与加压箱体的内壁相贴合，且加压箱与基材排出口相连通；喷射辅助装置包括喷射驱动装置、转动装置和喷射单元，喷射驱动装置固定在底板上，喷射驱动装置与转动装置相连，喷射单元活动连接在转动装置处，且喷射单元与加压箱相连通；其中，喷射单元与加压箱相连通处设有单向阀。

4、另外，本发明提供的上述技术方案中的一种无人机悬挂式水土保持喷播装置还可以具有如下附加技术特征：

5、在上述技术方案中，第二驱动机构包括：第一电机、u型连杆、固定架、升降连杆、升降排液板、两个t型导向杆和两个t型导向槽；第一电机固定在混合装置的一侧；u型连杆的一端与第一电机的输出端相连；固定架设置在混合装置的另一侧，且固定架与u型连杆的另一端相连；升降连杆的一端与u型连杆转动连接；升降排液板与升降连杆的另一端相连，且升降排液板嵌入种液存储仓内；两个t型导向杆分别与升降排液板的两端相连；两个t型导向槽分别设置在种液存储仓内壁的两侧，且两个t型导向杆分别嵌入两个t型导向槽内。

6、在上述技术方案中，喷射驱动装置包括：安装壳、第二电机、第一齿轮、转轴、第二齿轮和摆动臂；安装壳固定在底板上；第二电机设置在安装壳内；第一齿轮套设在第二电机的输出轴的外侧；转轴固定在底板上；第二齿轮套设在转轴的外侧，且第二齿轮与第一齿轮相啮合；摆动臂的一端与第二齿轮相连，且摆动臂的另一端与转动装置相连。

7、在上述技术方案中，转动装置包括：喷头支架和第三电机；喷头支架与摆动臂相连；第三电机固定在喷头支架的一侧，喷射单元安装在喷头支架处，且第三电机的输出端与喷射单元相连。

8、在上述技术方案中，喷射单元包括：喷射底座、三个喷射口、三个喷头和单目相机；喷射底座与第三电机的输出端相连，喷射底座上设有进料口，进料口与加压箱通过软管相连通；三个喷射口分别设置在喷射底座上；三个喷头分别通过螺纹连接在三个喷射口处；单目相机设置在喷射底座上。

9、在上述技术方案中，加压驱动装置包括：第二伺服电机、螺杆和传动杆；第二伺服电机固定在所述加压支架上；螺杆的外壁设有外螺纹，所述螺杆与所述第二伺服电机的输出端相连；传动杆的一端设有移动孔，所述移动孔内设有内螺纹，所述内螺纹套设在所述螺杆的外螺纹处，且所述传动杆与所述上盖板相连。

10、在上述技术方案中，还包括：密封阶梯口、阻动网、弹簧、排液凸台和密封凸塞；两个密封阶梯口分别设置在混合流道的顶面；阻动网嵌入密封阶梯口内；弹簧的一端与阻动网相连；排液凸台设置在升降排液板的底面，且排液凸台的外壁与排液管的内壁相贴合；密封凸塞凸台的半径与排液凸台的半径相同，密封凸塞嵌入密封阶梯口内，密封凸塞的底面与弹簧的另一端相连，且密封凸塞的顶面与排液凸台的底面相贴。

11、在上述技术方案中，姿态稳定装置还包括：两个液压电动推杆、转动套筒、定位架、连接套筒、限位圆头螺栓和安装螺母；两个液压电动推杆分别设置在底板的两侧；转动套筒的一端与液压电动推杆转动连接；定位架设有定位槽，无人机起落架安装在定位槽处，且转动套筒的另一端穿过定位架；连接套筒一端为螺纹柱，另一端为圆柱套筒，连接套筒嵌入定位槽内，且连接套筒与转动套筒螺纹连接；限位圆头螺栓一端设有圆柱凸台，另一端设有外螺纹，中间为光滑圆柱，限位圆头螺栓带有外螺纹的一端依次穿过定位架和圆柱套筒；安装螺母内设有螺纹孔，螺纹孔套设在限位圆头螺栓的外螺纹处，并与定位架的侧壁相贴合。

12、一种无人机悬挂式水土保持喷播装置的使用方法，包括如下步骤：

13、s1：将装置安装在无人机上，无人机起飞后遥控启动挠性泵，将存储仓中的基材输入至混合装置内，遥控启动第二驱动机构，使在混合装置内部充分混合后的种液基材混合物通过单向阀输入加压喷射装置内；

14、s2：等待输入加压喷射装置的种液基材混合物液面达到预计高度时启动加压驱动装置，使传动杆带动上盖板向下移动，从而将加压箱内的混合物通过喷头喷射到指定点位，进而完成第一次喷射；

15、s3：等待第一次喷射完成后，遥控加压驱动装置向上升起，使传动杆带动上盖板向上移动，待上盖板恢复至初始位置后即可开始第二次喷射，且在喷射进行时，遥控第一驱动机构、第二驱动机构装置停止运作，当喷射结束后，遥控第一驱动机构、第二驱动机构正常运作，从而保证装置内部压力稳定；

16、s4：在进行喷射作业时，通过单目相机对地形进行观察，从而针对不同坡度以及喷播装置与目标坡的距离，遥控转动装置调节喷射单元的角度，且通过控制摆动臂摆动的角度调节喷射的方向。

17、在上述技术方案中，还包括如下步骤：

18、s1：当无人机向左或向右机动时，陀螺仪将采集到的不平衡数据传输至液压电动推杆的控制器中，从而控制与无人机所倾斜方向的反方向的液压电动推杆伸长，从而保证喷播装置始终保持稳定并与装置所受重力方向垂直；

19、s2：当无人机向前或向后机动时，由于定位架与无人机固定连接并保持与无人机平行，且定位架与液压电动推杆之间活动连接，因此，当无人机机动产生倾斜角时，喷播装置仍始终保持与所受重力方向垂直。

20、本发明的一种无人机悬挂式水土保持喷播装置及使用方法，与现有技术相比，有益效果为：

21、1.通过利用无人机悬挂的方式，设置喷播装置，并对喷播装置进行远程操作，从而便于对人力或大中型设备难以到达的位置进行水土保持工作。

22、2.无人机起飞后，通过混合装置对种子与喷射基材进行混合，使喷射基材与种液均匀混合，从而保证喷射时种子落点分布的均匀性，且通过加压喷射装置控制基材喷射时的速率，保证种子喷射时的完整性，进而提高种子的发芽率。

23、3.通过喷射辅助装置对喷射角度进行调节，从而减少无人机不必要的机动次数，提升续航，并提升装置的稳定性。

24、4.通过姿态稳定装置使本装置不但在运动和静止时保持稳定，在喷射消耗基材导致装置的重心改变后，仍然保持稳定状态，从而提高喷射时落点的精准度。