斜方向；
[0059] S221 :當(dāng)飛機(jī)前傾時，聯(lián)排噴嘴100噴灑藥液方向向植保飛機(jī)尾部傾斜，轉(zhuǎn)角電機(jī) 600開啟，伺服電機(jī)帶動噴灑架100繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為α，使聯(lián)排噴嘴100噴灑藥 液方向與地面垂直，調(diào)節(jié)上流量調(diào)節(jié)：114繞空心軸112旋轉(zhuǎn)，上流量調(diào)節(jié)片114與下流量 調(diào)節(jié)片115中間的扇形開孔逐漸變小，直至閉合狀態(tài)，上流量調(diào)節(jié)片114的旋轉(zhuǎn)速度為V，
[0060] S222:當(dāng)飛機(jī)后傾時，聯(lián)排噴嘴100噴灑藥液方向向植保飛機(jī)尾部傾斜，轉(zhuǎn)角電機(jī) 600開啟，伺服電機(jī)帶動噴灑架100繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為-α，使聯(lián)排噴嘴100噴灑藥 液方向與地面垂直，調(diào)節(jié)上流量調(diào)節(jié)片114以速度繞V空心軸112旋轉(zhuǎn)，上流量調(diào)節(jié)片114 與下流量調(diào)節(jié)片115中間的扇形開孔逐漸變大，直至全開狀態(tài)；
[0061] 其中，
[0062] 其中c為糙率系數(shù)，單位為m1/2/s，R為流量調(diào)節(jié)片開孔半徑，單位為m，h為植保飛 機(jī)施藥高度，單位為m，Vpl為植保飛機(jī)飛行速度，單位為m/s, Q為施藥或噴灑液體體積，單 位為m3, g為重力加速度，單位為m/s2, η為聯(lián)排噴嘴數(shù)量；
[0063] 當(dāng)飛機(jī)左右傾斜時，所述角度傾斜測量儀200測量飛機(jī)傾斜角度β，判定飛機(jī)傾 斜方向；
[0064] S223 :當(dāng)飛機(jī)偏向伸縮連桿300所在位置一側(cè)時，伺服電機(jī)500開啟，帶動伸縮桿 收縮，t秒后停止；
[0065] S224 :當(dāng)飛機(jī)偏向伸縮連桿300所在位置另一側(cè)時，伺服電機(jī)500開啟，帶動伸縮 桿拉伸，t秒后停止；
[0067] 其中，其中，m為噴灑架長度，單位為m;w為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，單位為η ·轉(zhuǎn)/s ;k為伸縮 桿螺距，單位為mm ;t。為定向噴灑裝置的響應(yīng)時間，單位為ms ;P為伸縮連桿對伺服電機(jī)的 方向作用力，單位為N ;r為伸縮連桿直徑，單位為mm ;1為伺服電機(jī)軸承與伸縮連桿之間連 接軸的長度，單位為m ;連接軸材料的剪切模量，單位為N/m2; J為連接軸的截面慣性矩，單 位為m4。
[0068] 實(shí)施以采用植保飛機(jī)定向噴灑裝置平地噴灑為例做進(jìn)一步說明
[0069] 首先，角度傾斜測量儀200測量飛機(jī)傾斜角度α，并將測得的電信號傳遞給系統(tǒng) 控制模塊400,判定飛機(jī)傾斜方向；
[0070] 當(dāng)飛機(jī)前傾時，聯(lián)排噴嘴100噴灑藥液方向向植保飛機(jī)尾部傾斜，轉(zhuǎn)角電機(jī)600開 啟，伺服電機(jī)帶動噴灑架100繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為α，使聯(lián)排噴嘴100噴灑藥液方向 與地面垂直，調(diào)節(jié)上流量調(diào)節(jié)：114繞空心軸112旋轉(zhuǎn)，上流量調(diào)節(jié)片114與下流量調(diào)節(jié)片 115中間的扇形開孔逐漸變小，直至閉合狀態(tài)，上流量調(diào)節(jié)片114的旋轉(zhuǎn)速度為V，當(dāng)飛機(jī)后 傾時，聯(lián)排噴嘴100噴灑藥液方向向植保飛機(jī)尾部傾斜，轉(zhuǎn)角電機(jī)600開啟，伺服電機(jī)帶動 噴灑架100繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為-α，使聯(lián)排噴嘴100噴灑藥液方向與地面垂直，調(diào)節(jié) 上流量調(diào)節(jié)片114以速度繞V空心軸112旋轉(zhuǎn)，上流量調(diào)節(jié)片114與下流量調(diào)節(jié)片115中 間的扇形開孔逐漸變大，直至全開狀態(tài)；
[0071] 最后，當(dāng)飛機(jī)左右傾斜時，所述角度傾斜測量儀200測量飛機(jī)傾斜角度β，判定飛 機(jī)傾斜方向，當(dāng)飛機(jī)偏向伸縮連桿300所在位置一側(cè)時，伺服電機(jī)500開啟，帶動伸縮桿收 縮，t秒后停止，當(dāng)飛機(jī)偏向伸縮連桿300所在位置另一側(cè)時，伺服電機(jī)500開啟，帶動伸 縮桿拉伸，t秒后停止。
[0072] 圖6為用植保飛機(jī)普通噴灑裝置平地噴灑水量分布圖，如圖7為采用植保飛機(jī)定 向噴灑控制方法進(jìn)行的平地上灑水量分布檢測實(shí)驗(yàn)，采用正方形網(wǎng)格布置量雨筒，采集一 半噴灑區(qū)域的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖中的數(shù)據(jù)單位為mm/h，對比可以看出可以看出，采用植保飛機(jī)定 向噴灑控制方法，噴灑區(qū)域?yàn)闄E圓形，過角度傾斜測量儀，對植保飛機(jī)飛行姿態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確測 量，并及時實(shí)現(xiàn)噴灑角度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，平底噴灑水量分布均勻，可廣泛應(yīng)用于植保飛機(jī)施藥 和噴灑作業(yè)。
[0073] 植保飛機(jī)定向噴灑裝置還可以用于坡地噴灑，坡地噴灑可在啟動前對噴灑架100 進(jìn)行調(diào)整，度傾斜測量儀200測量飛機(jī)傾斜角度α，并將測得的電信號傳遞給系統(tǒng)控制模 塊400,判定飛機(jī)傾斜方向，上坡坡地調(diào)節(jié)上流量調(diào)節(jié)片114以速度繞V空心軸112旋轉(zhuǎn)，上 流量調(diào)節(jié)片114與下流量調(diào)節(jié)片115中間的扇形開孔逐漸變大，直至全開狀態(tài)，下坡坡地調(diào) 節(jié)，調(diào)節(jié)上流量調(diào)節(jié)片114繞空心軸112旋轉(zhuǎn)，上流量調(diào)節(jié)片114與下流量調(diào)節(jié)片115中間 的扇形開孔逐漸變小，直至閉合狀態(tài)，上流量調(diào)節(jié)片114的旋轉(zhuǎn)速度為ν，通過角度傾斜測 量儀200,對植保飛機(jī)飛行姿態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，并及時實(shí)現(xiàn)噴灑角度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，可廣泛應(yīng) 用于植保飛機(jī)施藥和噴灑作業(yè)，如圖8為采用植保飛機(jī)定向噴灑控制方法進(jìn)行的平地上灑 水量分布檢測實(shí)驗(yàn)，采用正方形網(wǎng)格布置量雨筒，采集一半噴灑區(qū)域的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖中的數(shù) 據(jù)單位為mm/h，可以看出，坡地噴灑水量分布均勻。
[0074] 植保飛機(jī)定向噴灑裝置可用于平地和坡地噴灑，尤其適用于山地植保作業(yè)，實(shí)用 性強(qiáng)，效果好，實(shí)驗(yàn)獲得的噴頭工作壓力范圍為0. 26~0. 67MPa，流量范圍：3. 6~4. 2m3/ h，平地射程范圍：14. 3~17. 2m。
[0075] 為模擬坡地上的水量分布，將量筒按15°高度擺放，植保飛機(jī)上坡和下坡噴灑作 業(yè)，檢測水量分布，實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)如圖9所示，上下坡水量分布較為一致，上下射程接近， 從而改善了坡地噴灌中水量分布的均勻性，圖中水量數(shù)據(jù)單位為mm/h。
[0076] 盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列 運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地 實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，包括： 噴灑架，其設(shè)置在植保飛機(jī)底部，并設(shè)置聯(lián)排噴嘴，所述聯(lián)排噴嘴還包括上流量調(diào)節(jié)片 和下流量調(diào)節(jié)片，用于調(diào)節(jié)植保飛機(jī)前后傾斜時聯(lián)排噴嘴流量； 伸縮連桿，其設(shè)置在所述噴灑架和植保飛機(jī)之間，通過控制其伸縮長度來調(diào)整噴灑架 左右傾斜角度； 轉(zhuǎn)角電機(jī)，其設(shè)置在噴灑架一端，通過控制所述轉(zhuǎn)角電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度使所述噴灑架繞自 身軸線旋轉(zhuǎn)；以及 角度傾斜測量儀，其設(shè)置在所述噴灑架中間位置，用于檢測植保飛機(jī)傾斜方向及傾斜 角度； 系統(tǒng)控制模塊，其連接所述角度傾斜測量儀，所述系統(tǒng)控制模塊用于接收所述角度傾 斜測量儀檢測到的角度信號，控制所述伸縮連桿伸縮長度和所述聯(lián)排噴嘴流量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，所述的伸縮連桿為螺 旋金屬連桿。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，所述的伸縮連桿采 用伺服電機(jī)驅(qū)動。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，所述的上流量調(diào)節(jié)片 和下流量調(diào)節(jié)片為相同大小并設(shè)置有半圓形通孔的圓形金屬片。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，所述的聯(lián)排噴嘴還 包括套扣在一起的套筒和外螺紋連接管，其中下流量調(diào)節(jié)片通過外螺紋固定在所述外螺紋 連接管管口位置，所述套筒中心設(shè)置有空心軸，上流量調(diào)節(jié)片穿過空心軸并可繞空心軸的 軸線旋轉(zhuǎn)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，所述的上流量調(diào)節(jié)片 的旋轉(zhuǎn)角度為0°~180°。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，所述的角度傾斜測量 儀為慣性陀螺儀。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植保飛機(jī)定向噴灑裝置，其特征在于，還包括過傾保護(hù)裝置， 當(dāng)植保飛機(jī)傾角超過25°時，關(guān)閉聯(lián)排噴嘴，停止噴灑作業(yè)。9. 一種植保飛機(jī)定向噴灑控制方法，其特征在于，包括： 步驟一：角度傾斜測量儀測量飛機(jī)傾斜角度a，判定飛機(jī)傾斜方向； 步驟二：當(dāng)飛機(jī)前傾時，噴灑架繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為a，調(diào)節(jié)上流量調(diào)節(jié)片繞空 心軸旋轉(zhuǎn)，上流量調(diào)節(jié)片和下流量調(diào)節(jié)片中間的扇形開孔逐漸變小，其旋轉(zhuǎn)速度為V， 當(dāng)飛機(jī)后傾時，噴灑架繞其軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為-a，調(diào)節(jié)上流量調(diào)節(jié)片繞空心軸旋 轉(zhuǎn)，上下調(diào)節(jié)片中間的扇形開孔逐漸變大，其旋轉(zhuǎn)速度為，其中c為糙率系數(shù)，R為流量調(diào)節(jié)片開孔半徑，h為植保飛機(jī)施藥高度，Vpl為植保飛機(jī) 飛行速度，Q為施藥或噴灑液體體積；g為重力加速度，n為聯(lián)排噴嘴數(shù)量。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種植保飛機(jī)定向噴灑控制方法，其特征在于，還包括左右 傾斜角度調(diào)節(jié)，包括， 步驟一：角度傾斜測量儀測量飛機(jī)傾斜角度0，判定飛機(jī)傾斜方向； 步驟二：當(dāng)飛機(jī)偏向伸縮桿所在位置一側(cè)時，啟動電機(jī)帶動伸縮連桿收縮，t秒后停 止； 當(dāng)飛機(jī)偏向伸縮桿所在位置另一側(cè)時，啟動電機(jī)帶動伸縮連桿拉伸，t秒后停止；其中，m為噴灑架長度，w為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，k為伸縮桿螺距，t。為定向噴灑裝置的響應(yīng)時間，P為伸縮連桿對伺服電機(jī)的方向作用力，r為伸縮連桿直徑，I為伺服電機(jī)軸承與伸縮連桿 之間連接軸的長度，G連接軸材料的剪切模量，J為連接軸的截面慣性矩。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種植保飛機(jī)定向噴灑裝置，包括：噴灑架，其設(shè)置在植保飛機(jī)底部，并包含有聯(lián)排噴嘴，還包括上下流量調(diào)節(jié)片調(diào)節(jié)植保飛機(jī)前后傾斜時噴嘴流量；伸縮連桿，其設(shè)置在噴灑架和植保飛機(jī)之間，通過控制其伸縮長度來調(diào)整噴灑架左右傾斜角度；轉(zhuǎn)角電機(jī)，其設(shè)置在噴灑架其中一端，通過控制其旋轉(zhuǎn)角度使噴灑架繞軸線旋轉(zhuǎn)；角度傾斜測量儀，其設(shè)置在噴灑架中間位置，用于檢測植保飛機(jī)傾斜方向及傾斜角度；系統(tǒng)控制模塊，其連接角度傾斜測量儀，用于記錄慣性陀螺儀檢測的電信號，控制伸縮連桿伸縮長度和噴嘴流量，并通過一種植保飛機(jī)定向噴灑控制方法，調(diào)節(jié)噴嘴流量，實(shí)現(xiàn)噴灑角度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。
【IPC分類】B64D1/18
【公開號】CN105217038
【申請?zhí)枴緾N201510702809
【發(fā)明人】董云哲, 李君興, 史云天, 張?jiān)拼T, 董潤堅(jiān)
【申請人】吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月23日