一种农用无人机机载变量施药机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业施药技术领域，尤其涉及一种农用无人机机载变量施药机。
【背景技术】
[0002]中国作为一个农业大国，农药生产技术发达，但农药使用技术落后。农药的低效率利用及不合理使用造成了一系列的负面影响，已经成为我国农业经济发展的制约因素。目前无人机由于成本低，技术门槛低，植保作业方便等特点，发展非常迅速，但是与之匹配的机载施药机缺乏，导致无人机喷药的优势没有充分的发挥出来。而且，由于无人机可以在作物冠层以上1.5-2米处悬停，因此作为稳定的空中平台非常适合机载变量施药机的使用。因此，目前亟需一种智能化的农用无人机机载变量施药机。
【实用新型内容】
[0003](一 )要解决的技术问题
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供了一种农用无人机机载变量施药机，使得可实现无人机的智能自动变量施药，减少农药漂移及提高有效利用率。
[0005]( 二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种农用无人机机载变量施药机，其包括上位机、下位机、GPS定位机构及依次连通的药箱、直流栗、高频电磁阀与离心雾化盘喷头；所述离心雾化盘喷头间隔地设置在无人机底部的喷杆上；所述GPS定位机构用于定位所述无人机的地理位置，并反馈给所述上位机；所述上位机用于对所述无人机进行变量施药的决策，并将决策信号发送给所述下位机，所述下位机与所述离心雾化盘喷头通讯连接，所述离心雾化盘喷头用于响应所述决策信号以调节其自身转速与所雾化的雾滴粒径。
[0007]其中，所述上位机与多路第一风速风向仪连接，多路所述第一风速风向仪分别对应设置在地面不同的作业区域，用于检测各个作业区域的风量信息。
[0008]其中，所述上位机与第二风速风向仪连接，所述第二风速风向仪设置在所述喷杆上，用于检测所述离心雾化盘喷头周围的风量信息。
[0009]其中，所述上位机与多路所述第一风速风向仪之间采用无线通讯连接。
[0010]其中，所述下位机与所述直流栗通讯连接，用于控制所述直流栗的启闭。
[0011]其中，所述下位机与所述高频电磁阀通讯连接，用于控制高频电磁阀进行高频动作。
[0012]其中，所述无人机采用遥控装置对其飞行作业姿态进行控制。
[0013](三)有益效果
[0014]本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果:本实用新型农用无人机机载变量施药机采用智能控制系统，可针对田间不同位置及病害情况实施动态变量喷药；可采集不同时间点风速信息，根据风速变化调节施药量大小和雾滴大小以及喷幅，避免风速大小变化造成无人机施药漂移非常严重的问题；减少农药漂移及提高有效利用率；本实用新型针对变量喷药，可以根据处方图指导喷药装备变量作业，具有很好的应用潜力。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例农用无人机机载变量施药机的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型实施例农用无人机机载变量施药机的工作状态图。
[0017]其中，1:药箱；2:直流栗；3:下位机；4:上位机；6:GPS定位机构；7:第一风速风向仪；8:高频电磁阀；9:离心雾化盘喷头；10:第二风速风向仪；11:无人机；12:风向。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
[0019]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0021]如图1-2所示，本实施例提供的农用无人机机载变量施药机，其包括上位机4、下位机3、GPS定位机构6及依次连通的药箱1、直流栗2、高频电磁阀8与离心雾化盘喷头9 ;离心雾化盘喷头9间隔地设置在无人机11底部的喷杆上；GPS定位机构6用于定位无人机11的地理位置，并反馈给上位机4 ;上位机4用于对无人机11进行变量施药的决策，并将决策信号发送给下位机3，下位机3与离心雾化盘喷头9通讯连接，离心雾化盘喷头9用于响应决策信号以调节其自身转速与所雾化的雾滴粒径。其中，离心雾化盘喷头9采用电机驱动，通过电机带动雾化盘进行旋转，雾化盘可将雾滴雾化并抛洒出去；同时在上位机4的控制下对其自身转速、雾滴粒径进行调节。
[0022]具体而言，在无人机11上安装该航空施药机，实现无人变量施药作业。无人机11通过遥控装置对其飞行作业姿态进行控制，即，飞机操作员可操作该遥控装置对飞机植保作业进行调节，可以强制无人机11停止作业，自动返回或人工操作返回。此外，上位机4与多路第一风速风向仪7连接，多路第一风速风向仪7分别对应设置在地面不同的作业区域，用于检测各个作业区域的风量信息。优选的，上位机4与多路第一风速风向仪7之间采用无线通讯连接。风速可通过无线多路风速风向仪发送给上位机4，成为上位机4的决策依据。上位机4决策信号发送给下位机3，实现在线动态调节。
[0023]其中，下位机3与直流栗2通讯连接，用于控制直流栗2的启闭。下位机3与高频电磁阀8通讯连接，用于控制高频电磁阀8进行高频动作。
[0024]此外，上位机4与第二风速风向仪10连接(微型风速风向仪)，第二风速风向仪10设置在喷杆上，用于检测离心雾化盘喷头9周围的风量信息。微型风速风向仪固定在喷杆上，用来检测机身风场和侧风耦合后在喷头附近的风场情况，用来对决策系统提供辅助校准，高频电磁阀8可实现各路雾化盘的转动速度的快速调节，以便实现不同喷头的在不同风速下的幅宽变化及幅宽组合，消除漂移对施药的影响。
[0025]实施过程中，首先将该施药机设置为作业测试状态，上位机4通过机载GPS获得飞机当前的经玮度坐标，根据控制信号，同时采集坐标计算当前位置的施药量，根据施药量控制施药机进行变量作业。高频电磁阀8和下位机3通过电缆连接，收到下位机3的信号后会自动高频动作，使得离心雾化盘喷头9的直流电机转速实现无极调速，通过占空比改变直流电机转速后，在药量调节时，喷雾效果会随高频电磁阀8的占空比正比例变化。同样，直流栗2通过占空比方式可调节其流量的大小，在施药机作业时可发送信号给下位机3，实现其流量的变量调节，完成对雾滴大小的调节。
[0026]同时，无线多路风向风速仪(第一风速风向仪7)对应设置在不同的作业区域，该作业区域划分为P、L、R、S，无线多路风向风速仪采集施药农田范围内近地面风速的变化数据(如图2中的风向12的变化)，并将风速数据发送给机载施药机，通过无线接收到的风速信号大小，控制系统根据当前时间点的风速变化来变量的调节施药作业参数。
[0027]综上所述，本实用新型基于处方图技术公开了一种农用无人机机载变量施药机，采用智能控制的结构，针对田间不同位置根据病害情况实施动态变量喷药，采集不同时间点风速信息，根据风速变化调节施药量大小和雾滴大小以及喷幅，避免风速大小变化造成无人机施药漂移非常严重的问题，减少农药漂移及提高有效利用率，本实用新型针对变量喷药，可以根据处方图来指导喷药装备变量作业，具有很好的应用潜力。
[0028]本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1.一种农用无人机机载变量施药机，其特征在于，包括上位机、下位机、GPS定位机构及依次连通的药箱、直流栗、高频电磁阀与离心雾化盘喷头；所述离心雾化盘喷头间隔地设置在无人机底部的喷杆上；所述GPS定位机构用于定位所述无人机的地理位置，并反馈给所述上位机；所述上位机用于对所述无人机进行变量施药的决策，并将决策信号发送给所述下位机，所述下位机与所述离心雾化盘喷头通讯连接，所述离心雾化盘喷头用于响应所述决策信号以调节其自身转速与所雾化的雾滴粒径。2.根据权利要求1所述的农用无人机机载变量施药机，其特征在于，所述上位机与多路第一风速风向仪连接，多路所述第一风速风向仪分别对应设置在地面不同的作业区域，用于检测各个作业区域的风量信息。3.根据权利要求2所述的农用无人机机载变量施药机，其特征在于，所述上位机与第二风速风向仪连接，所述第二风速风向仪设置在所述喷杆上，用于检测所述离心雾化盘喷头周围的风量信息。4.根据权利要求2所述的农用无人机机载变量施药机，其特征在于，所述上位机与多路所述第一风速风向仪之间采用无线通讯连接。5.根据权利要求1所述的农用无人机机载变量施药机，其特征在于，所述下位机与所述直流栗通讯连接，用于控制所述直流栗的启闭。6.根据权利要求1所述的农用无人机机载变量施药机，其特征在于，所述下位机与所述高频电磁阀通讯连接，用于控制高频电磁阀进行高频动作。7.根据权利要求1所述的农用无人机机载变量施药机，其特征在于，所述无人机采用遥控装置对其飞行作业姿态进行控制。
【专利摘要】本实用新型涉及农业施药技术领域，具体涉及一种农用无人机机载变量施药机。该农用无人机机载变量施药机包括：上位机、下位机、GPS定位机构及依次连通的药箱、直流泵、高频电磁阀与离心雾化盘喷头；所述离心雾化盘喷头间隔地设置在无人机底部的喷杆上；所述GPS定位机构用于定位所述无人机的地理位置，并反馈给所述上位机；所述上位机用于对所述无人机进行变量施药的决策，并将决策信号发送给所述下位机，所述下位机与所述离心雾化盘喷头通讯连接，所述离心雾化盘喷头用于响应所述决策信号以调节其自身转速与所雾化的雾滴粒径。该农用无人机机载变量施药机有效减少了农药漂移的影响，从而提高农药的有效利用率。
【IPC分类】A01M7/00
【公开号】CN205018139
【申请号】CN201520739760
【发明人】马伟, 王秀, 邹伟, 王松林
【申请人】北京农业信息技术研究中心
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年9月22日