一种静电喷雾装置及飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及喷洒设备技术领域，并具体涉及一种静电喷雾装置及无人机。

背景技术：

2.现有技术中的静电喷雾装置大多为接触式荷电，将高压静电发生器直接与药箱中的药液或者金属喷头相连，对整个系统的绝缘性要求非常高，不宜在航空植保系统中采用。而电晕式荷电采用尖端放电的原理，使从喷头喷出的雾滴与空气中的离子结合，从而带上电荷，要求电压很高，通常要在两万伏以上，且荷电效果不佳且不宜在航空植保系统中使用。并且，现有的静电喷雾装置主要为接触式静电感应的压力喷头，对结构要求较高，而针对离心喷头的静电喷雾技术寥寥无几。尤其的，现有技术中的静电喷雾装置中的高压静电发生器的负极连接无人机的机架，从而导致机架逐渐积累电荷，由此存在荷电效果不佳及对无人机由于电荷积累所导致的危害。同时，现有技术中的静电喷雾装置的结构固化，导致当需要结构、电场需要改变时，修改方式限制性大，无法做到灵活调试。
3.有鉴于此，有必要对现有技术中的静电喷雾装置予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于公开一种静电喷雾装置及飞行器，用以实现当喷洒环境、喷洒参数、静电电压、喷头位置等发生变化时，对感应环向喷头所形成感应电场的灵活调节，以确保改善雾化效果。
5.为实现上述目的之一，本实用新型提供了一种静电喷雾装置，包括：
6.成对设置并具喷盘的喷头，围合设于所述喷盘外侧的感应环，所述感应环分别电性连接一静电发生器，成对设置的静电发生器连接一控制模块以周期性地向每一静电发生器输出控制信息，所述感应环为柔性环体。
7.作为本实用新型的进一步改进，
8.所述感应环周向长度可调，
9.和/或
10.所述感应环与所述喷盘沿喷盘轴向方向上的距离可调。
11.作为本实用新型的进一步改进，还包括：
12.箍持所述喷头的横向支架，以及若干连接所述感应环的吊臂，所述吊臂沿平行于喷盘轴向方向活动连接至自所述横向支架向外延伸所形成的悬臂上。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述吊臂与所述感应环可拆卸连接，所述喷盘水平设置时，所述吊臂沿竖直方向长度可调。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述横向支架由至少两个环形活动连接并箍持喷头的弧形部首尾围合而成，所述弧形部沿垂直于所述喷盘轴向方向向外延伸形成所述悬臂；
15.所述吊臂包括与悬臂活动连接的上吊臂以及可拆卸连接所述感应环的下吊臂，所
述上吊臂与下吊臂沿平行于所述喷盘轴向方向活动连接，以活动调节吊臂沿平行于所述喷盘轴向方向的长度和/或沿垂直于所述喷盘轴向方向的位置。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述感应环为柔性材质，所述感应环随所述吊臂沿水平方向作接近或者远离喷盘的中轴线的过程中所述感应环的曲率增大或者减小，所述横向支架横向延伸的悬臂相对于喷头形成轴对称布置。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述横向支架和/或吊臂由绝缘材料制成。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述喷头为离心喷头或者弥雾喷头。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述感应环呈圆环状或者片状，所述感应环包覆1～2mm的绝缘层。
20.基于相同思想，本实用新型还揭示了一种飞行器，包括：
21.具动力机构的机架，所述机架配置如上述任一项所述的静电喷雾装置。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
23.在本技术中，采用柔性环体制成的感应环，实现了感应环向喷头所形成感应电场的灵活调节，从而可根据感应电场需求对感应环与喷盘的空间位置进行灵活调节，保证静电喷雾装置的雾化效果。
附图说明
24.图1为本实用新型一种静电喷雾装置中喷头与感应环装配后的整体结构示意图；
25.图2为本实用新型一种静电喷雾装置中包含的喷头与感应环装配后的俯视图，其中，虚线为周向长度调节且周长变大后的感应环；
26.图3为一种静电喷雾装置的整体结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
28.参图1至图3所揭示的本实用新型一种静电喷雾装置1的一种具体实施方式。在本实施例中，一种静电喷雾装置1，包括：成对设置并具喷盘11的喷头10，向围合设于喷盘11外侧的感应环33，感应环33分别电性连接静电发生器。一种可选实施例中，感应环33沿竖直方向围合设于喷盘11外侧上方，并且喷头10设置于无人机螺旋桨下方，从而在无人机螺旋桨旋转所形成的风场作用下，将从喷头10喷出的雾滴更加具有指向性地经过喷盘11和感应环33所形成的感应电场，提高雾化效果。
29.喷头10为离心喷头或者弥雾喷头，或者其他喷头，只要具有喷盘11即可。喷盘11整体呈圆盘状，感应环33与喷盘11径向分离，并围合设于喷盘11外侧，以由感应环33作为电极在静电发生器61(或者静电发生器62)的作用下产生感应电场。感应环33与喷盘11同轴设置，以使得结构更加合理。感应环33的横截面形状包括但不限于圆形、椭圆形或者多边形等。
30.在一种可选实施例中，当喷盘11沿竖直方向设置时，则感应环33与喷盘11同轴沿竖直方向设置于喷盘11的左侧或右侧；进一步的，感应环33设置于靠近风场(风机)的方向
即可，以避免在风场作用下将雾滴吹到感应环33上。当然，本技术中所揭示的喷盘11和感应环33的相对空间位置不限于此，例如，当喷盘11的方向(即喷盘11所具有的摆放位置)发生变化时，感应环33的位置也随之发生变化，只要保证喷盘11与感应环33呈同轴布置即可，且不限制于竖直使用姿态，即只要能够保证喷盘11喷出的液滴经过喷盘11和感应环33之间形成环形区域中由感应环33所形成的感应电场即可。
31.参图3所示，静电喷雾装置1连接电源模块40，电性连接电源模块40的控制模块50，电性连接控制模块50的一对静电发生器，即静电发生器61与静电发生器62，静电发生器61独立地连接装配在机架70下方的静电喷雾装置1，静电发生器62独立地连接装配在机架70下方的静电喷雾装置1。其中，成对设置的静电发生器61和静电发生器62连接上述控制模块50以周期性地向每一静电发生器输出控制信息，从而实现静电发生器61和62的同步控制。电源模块40、控制模块50静电发生器61与静电发生器62均可采用现有技术中的常规市售品，鉴于前述组件并非是本实用新型发明点，故，本实施例予以省略阐述。
32.电源模块40以18～72vdc为输入并输出15vdc，控制模块50采用型号为ir2153strpbf的栅极驱动ic(英飞凌出品)。控制模块50在定时器的控制下周期性产生方波信号，以驱动控制模块50示出正高压与负高压的使能信号。然后，通过变压器将15dvc升压至+16～+20kvdc或者-16～-20kvdc。两个正负电压交替输出至静电发生器61与静电发生器62。
33.在本实施例中，机架70设置分别连接喷头10的支架71与支架72，以吊装成对设置并具喷盘11的喷头10。感应环33通过独立的静电发生器61(或者静电发生器62)产生高压电场，从喷头10喷洒雾滴经过高压电场后携带负电荷或者正电荷。携带负电荷或者正电荷的雾滴可在无人机的旋翼旋转所产生的下压风场作用下主动贴附到植物叶片的正面及背面，达到立体喷洒的效果，尤其是通过该静电喷雾装置1，能够显著地提高对植物叶片背面的喷洒及吸附效果，并由此可以实现加速雾滴沉降及减少药液浪费并提高对植物(例如农作物)的喷洒效果。此外，还可以通过改变静电发生器61(或者静电发生器62)所输出的正/负高压的大小和/或喷盘11的转速的方式调节最终携带电荷的雾滴的粒径。通常的，正/负高压的大小越大，荷电效果越好，带有电荷的雾滴对植物叶片的附着效果越好；同时，喷盘11的转速越快，喷出的雾滴粒径越小。
34.控制模块50周期性地向每对静电发生器输出控制每对静电发生器输出极性相反电压的控制信号，控制信号形成保持静电发生器61,62持续输出高压的高压输出持续时间，以及控制静电发生器61,62切换至极性相反的电压切换持续时间，高压输出持续时间大于电压切换持续时间，以避免驱离时间过短而缩短极性相反的正高压或者负高压输出的持续时间，从而提高雾滴基于感应电场所施加正电荷或者负电荷的施加时间，以确保对雾滴的荷电效果；其中，正高压或者负高压均属于高压的一种实例。
35.具体而言，当静电发生器61向图1中左侧的静电喷雾装置1施加正高压时，静电发生器62向图1中右侧的静电喷雾装置1施加负高压时，反之，当静电发生器61向图1中左侧的静电喷雾装置1施加负高压时，静电发生器62向图1中右侧的静电喷雾装置1施加正高压；由此交替往复，以通过成对设置的两个具喷盘11的喷头10将带有正电荷或者负电荷的雾滴在下压风场的作用下向农作物执行喷洒，以持续地执行向农作物持续地执行喷洒作业。
36.示例性地，结合图1所示，当控制模块50向静电发生器61输出正高压的控制信号
时，则在同一时刻控制模块50向静电发生器62输出负高压的控制信号，从而使得图1中左侧的感应环33形成正电场，从而使得左侧的静电喷雾装置1的感应环33附近形成正电场。雾滴从喷盘11喷出后，经过感应环33与喷盘11之间的感应电场区域而带上与感应环33相反的负电荷。
37.同理所述，在此过程中，图1中右侧的感应环33形成负电场，从而使得右侧的静电喷雾装置1的感应环33附近形成负电场。雾滴从喷盘11喷出后，经过感应环33与喷盘11之间的感应电场区域而携带与感应环33相反的正电荷。图1中左侧的静电喷雾装置1的感应环33与图1中右侧的静电喷雾装置1的被分别连接静电发生器61与静电发生器62，并保持静电发生器61与静电发生器62输出到感应环33的极性相反。左侧的静电喷雾装置1所连接的静电发生器61的另一电极和右侧的静电喷雾装置1所连接的静电发生器62的另一电极又极性相反，且同时连接机架70，由于机架70上同时连接正电极和负电极，可形成回路，两个静电喷雾装置1施加相位相反的电压，从而使得机架70始终保持零电势，从而有效地避免了电荷积聚在机架70上，以避免电荷在机架70上积聚而损害机架70和机架70上的设备，不用接地也可实现安全作业，即使将感应式静电雾化装置100装配于无人机上执行空中作业也可以实现安全作业。
38.结合图1与图2所示，飞行器下方吊装成对设置的两个静电喷雾装置1，每个静电喷雾装置1包含一个圆柱状的喷头10，申请人以图1中左侧的静电喷雾装置1为范例，予以示例性阐述，图1中右侧的静电喷雾装置1的结构与左侧的静电喷雾装置1的结构相同。示例性地，在实施例中，在喷盘11沿水平方向设置时，该喷头10还包括：沿竖直方向围合设于喷盘11外侧上方的感应环33，感应环33电性连接静电发生器61，箍持喷头10的横向支架，以及若干连接感应环33的吊臂31，吊臂31沿水平方向活动连接至自横向支架延伸所形成的悬臂上，并可沿图2中双向箭头h方向予以活动调节，从而改变感应环33与喷盘11边缘之间所形成的径向距离，从而调节感应环33所产生的感应电场，以调节喷头10所喷出的雾滴的荷电效果。同时，由于感应环33沿竖直方向围合设于喷盘11外侧上方，从而可以使得从喷盘11喷出的雾滴尽可能少的沉积在感应环33而造成漏电，进一步确保感应环33的荷电效果。前述横向支架所延伸形成的悬臂可为水平姿态延伸，也可呈倾斜姿态延伸。
39.横向支架由至少两个环形活动连接并箍持喷头10的弧形部20首尾围合而成，弧形部20沿垂直于喷盘轴向方向延伸(例如：横向向外延伸)形成悬臂21，具体地，横向支架由两个弧形部20首尾围合而成，每个弧形部20沿垂直于喷盘轴向方向向外延伸(例如：横向向外延伸)形成两个悬臂21。每个悬臂21沿垂直于喷盘轴向方向(例如：竖直方向)悬吊两个下吊臂32，四个下吊臂32环形等间距分布，以均匀地悬吊该感应环33。示例性地，悬臂21沿其延伸方向形成条形孔213。两个弧形部20对接处分别形成固定端211与固定端212，以通过螺栓连续贯穿固定端211与固定端212所分别开设的通孔并予以固定，从而将两个弧形部20箍持在喷头10的外侧壁。
40.上吊臂31与下吊臂32沿垂直于喷盘轴向方向活动连接，以活动调节吊臂沿垂直于喷盘轴向方向的长度和/或沿垂直于喷盘轴向方向的位置，并可沿图2中双向箭头v方向予以活动调节，从而灵活改变感应环33与喷盘11边缘之间所形成的直线距离(即，自感应环33上一点距离喷盘边缘共同指向感应环33的圆心或者喷盘11的圆心构成的连线所形成的距离)，从而调节感应环33所产生的感应电场对喷头10的底部所喷出的雾滴的荷电效果，在调
节的同时，可保证感应环33上每一点到喷盘11的径向距离保持不变，从而保证了感应电场的均匀性和稳定性，进一步保证对雾滴的荷电效果。
41.示例性地，在本实施例中，喷盘11呈水平设置时，吊臂31包括与悬臂21活动连接的上吊臂31以及可拆卸连接感应环33的下吊臂32。上吊臂31设置具内螺纹的盲孔314或者通孔，并使用螺栓沿竖直方向贯穿条形孔213并旋入至前述上吊臂31上表面所设置的具内螺纹的盲孔314或者通孔，从而实现上吊臂31与悬臂21予以固定，松开螺栓以沿水平方向整体调节上吊臂31及下吊臂32与悬臂21沿水平方向并沿径向方向予以任意地调节。同理所述，在本实施例中，下吊臂32沿其竖直方向形成条形孔322。上吊臂31形成贴合于悬臂21的吊臂座311，以及与吊臂座311呈一体式结构的延伸臂312。延伸臂312可垂直于吊臂座311，并位于下吊臂32的内侧(或者外侧)。延伸臂312的径向外侧壁面开设具内螺纹的盲孔313或者通孔，并使用螺栓沿径向方向贯穿条形孔322并旋入至前述，延伸臂312的径向外侧壁面开设具内螺纹的盲孔313或者通孔，从而实现下吊臂32与吊臂31予以固定，松开螺栓以沿竖直方向调节下吊臂32与吊臂31沿竖直方向所形成的相对位置予以任意地调节。
42.下吊臂32的底部可活动连接(例如，采用图2中下吊臂32底部所设置的具弹性的卡扣321扣持感应环33)或者固定连接感应环33(例如，将图2中下吊臂32底部通过焊接、胶粘等形式固定感应环33)。同时，在本实施例中，悬臂21、上悬臂31及下悬臂32具有一定刚度，以确保整个静电喷雾装置1的结构强度，并使得感应环33始终形成一个圆形结构，与喷盘结构相互配合，以确保感应电场中电荷分布的均匀性。
43.需要说明的是，前述为吊臂座311与悬臂21活动连接所采用的活动连接形式还可包括将吊臂座311形成部分沿条形孔213内滑动并配合螺栓锁定的方式或者其他能够实现滑动与锁定位置的任何一种连接方式。延伸臂312与下吊臂32亦可采用前述现滑动与锁定位置的技术方案。
44.感应环33为柔性环体。感应环33为柔性材质，感应环33随吊臂沿水平方向作接近或者远离喷盘11的中轴线b的过程中感应环33的曲率增大或者降低，横向支架横向延伸的悬臂相对于喷头10形成轴对称布置。吊臂与感应环33可拆卸连接，喷盘11呈水平设置时，吊臂沿竖直方向长度可调。感应环33与喷头10及横向支架均呈轴对称设置，以满足整体对称性要求，从而使得感应环33沿周向和/或竖直方向调整过程中，始终保持由感应环33所形成的环形的感应电场中电荷分布具有均匀性，从而确保在感应雾滴过程中，使雾滴所携带的电荷量趋于一致。
45.感应环33周向长度可调，和/或感应环33与喷盘11沿喷盘轴向的方向上的距离可调。参图3所示，感应环33周向长度增大时，形成周向长度(即周长)变大后的感应环33a。参图2所示，由于感应环33为采用柔性材质制成的柔性环体，因此当吊臂沿图2中双向箭头h方向作横向调节时，可实现周向长度可调，从而均匀地扩大或者缩小感应环33的直径。
46.同时，通过上吊臂31与下吊臂32沿垂直于喷盘盘面(此处为竖直方向)沿图2中双向箭头v方向沿竖直方向调节时，可实现感应环33与喷盘11沿竖直方向上的距离可调。由此灵活地改变感应环33与喷盘11之间的直线距离，可根据需要任意调节电极之间的结构，可根据喷洒环境、喷洒参数、静电电压的改变、喷头姿态、喷头位置的改变而适应性调节结构，提高静电喷雾装置的适用性，同时，还可保证感应环33与喷盘11之间的直线距离的统一性，提高两者之间感应电场的均匀性和统一性，进而提高静电效果，避免雾滴上携带的感应电
荷不均匀的问题。
47.感应环33内置电导线，并与静电发生器61(或者静电发生器62)通过导线电性连接，并通过抽拉电导线的方式对感应环33所形成的周向长度予以调节。感应环33形成一延伸段331，延伸段331亦具有柔性特性，以通过延伸段331通过导线电性连接静电发生器61。横向支架和/或吊臂由绝缘材料制成，以确保吊臂所悬吊的感应环33所产生的电荷不会传递到机架70或减少电荷传递到机架70加上，从而导致电荷积累在机架70所导致的对无人机的损害。感应环33呈圆环状或者片状，感应环33包覆1～2mm的绝缘层。示例性地，绝缘层包括交联聚乙烯、硅胶或者环氧树脂等具有耐高压特性的绝缘材料。感应环33通过其表面覆盖的绝缘层不仅可以避免与自喷盘11所喷出的雾滴直接接触，还可以缩短感应环33与喷盘11边缘的径向距离及垂直距离，从而提高感应环33所产生的环形的感应电场的荷电效果。
48.基于前述实施例所揭示的一种静电喷雾装置的技术方案，本实施例还揭示了一种飞行器，包括：具动力机构的机架70，机架70配置如前述实施例所述的静电喷雾装置1。机架70的底部配置成对设置的静电喷雾装置1，电源模块40，控制模块50以及电性连接控制模块50的一对静电发生器(即静电发生器61与静电发生器62)可均设置于机架70上。静电喷雾装置1的具体实现方式参前所述，在此不再赘述。
49.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
50.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种静电喷雾装置，其特征在于，包括：成对设置并具喷盘的喷头，围合设于所述喷盘外侧的感应环，所述感应环分别电性连接一静电发生器，成对设置的静电发生器连接一控制模块以周期性地向每一静电发生器输出控制信息，所述感应环为柔性环体。2.根据权利要求1所述的静电喷雾装置，其特征在于，所述感应环周向长度可调，和/或所述感应环与所述喷盘沿喷盘轴向方向上的距离可调。3.根据权利要求1所述的静电喷雾装置，其特征在于，还包括：箍持所述喷头的横向支架，以及若干连接所述感应环的吊臂，所述吊臂沿平行于喷盘轴向方向活动连接至自所述横向支架向外延伸所形成的悬臂上。4.根据权利要求3所述的静电喷雾装置，其特征在于，所述吊臂与所述感应环可拆卸连接，所述喷盘水平设置时，所述吊臂沿竖直方向长度可调。5.根据权利要求3所述的静电喷雾装置，其特征在于，所述横向支架由至少两个环形活动连接并箍持喷头的弧形部首尾围合而成，所述弧形部沿垂直于所述喷盘轴向方向向外延伸形成所述悬臂；所述吊臂包括与悬臂活动连接的上吊臂以及可拆卸连接所述感应环的下吊臂，所述上吊臂与下吊臂沿平行于所述喷盘轴向方向活动连接，以活动调节吊臂沿平行于所述喷盘轴向方向的长度和/或沿垂直于所述喷盘轴向方向的位置。6.根据权利要求4所述的静电喷雾装置，其特征在于，所述感应环为柔性材质，所述感应环随所述吊臂沿水平方向作接近或者远离喷盘的中轴线的过程中所述感应环的曲率增大或者减小，所述横向支架横向延伸的悬臂相对于喷头形成轴对称布置。7.根据权利要求3所述的静电喷雾装置，其特征在于，所述横向支架和/或吊臂由绝缘材料制成。8.根据权利要求1至7中任一项所述的静电喷雾装置，其特征在于，所述喷头为离心喷头或者弥雾喷头。9.根据权利要求8所述的静电喷雾装置，其特征在于，所述感应环呈圆环状或者片状，所述感应环包覆1～2mm的绝缘层。10.一种飞行器，其特征在于，包括：具动力机构的机架，所述机架配置如权利要求1至9中任一项所述的静电喷雾装置。

技术总结

本实用新型提供了一种静电喷雾装置及飞行器，该静电喷雾装置，包括：对设置并具喷盘的喷头，围合设于所述喷盘外侧的感应环，所述感应环分别电性连接一静电发生器，成对设置的静电发生器连接一控制模块以周期性地向每一静电发生器输出控制信息，感应环为柔性环体。在本申请中，采用柔性环体制成的感应环，实现了感应环向喷头所形成感应电场的灵活调节，从而可根据感应电场需求对感应环与喷盘的空间位置进行灵活调节，保证静电喷雾装置的雾化效果。果。果。