一种基于STM32的农、林业无人机

一种基于stm32的农、林业无人机
技术领域
1.本实用新型涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种基于stm32的农、林业无人机。


背景技术：

2.随着科技的进步，现在农、林业普遍采用无人机进行日常监测与防治，无人机通过预设航线并结合图像处理技术能对所属区域范围进行动态监测，并根据监测情况，对农作物或植被喷洒农药或水，以预防虫害以及农作物或植被缺水坏死的情况发生；现有无人机的水箱大多为整体空腔结构，水箱缺少相应的缓冲机构，使得水箱内的药液或水在无人机飞行或盘旋过程中易震荡、晃动，从而影响无人机的稳定性，不仅会造成喷洒区域有所偏差，甚至有时还会造成无人机失控的情况发生，存在较大的安全隐患。


技术实现要素：

3.基于此，为了解决现有无人机的水箱内部液体易震荡、晃动从而影响无人机稳定性的问题，本实用新型提供了一种基于stm32的农、林业无人机，其具体技术方案如下：
4.一种基于stm32的农、林业无人机，包括机身；所述机身外沿周向设有多个机臂；所述机臂的一端与所述机身连接，所述机臂的另一端与机翼连接；所述机身的底端可拆卸地连接有支架；所述支架包括水平设置的方板和竖直设置于所述方板四角的支撑杆；所述方板通过所述支撑杆与所述机身的底端连接在一起；所述方板、各所述支撑杆以及所述机身之间形成有放置腔；所述放置腔内设置有水箱；所述水箱与所述方板之间连接有缓冲座；所述水箱的底端设有排水管道；所述排水管道的一端与所述水箱相连通，所述排水管道的另一端依次穿过所述缓冲座以及所述方板与外界相连通；所述排水管道远离所述水箱的一端连接有喷头。
5.上述基于stm32的农、林业无人机通过在所述水箱的底部设置所述缓冲座，所述缓冲座能有效减弱所述水箱内液体震荡、晃动对无人机的影响，从而提高所述无人机的稳定性，使得所述无人机飞行更加平稳。
6.进一步地，所述水箱内设容腔；所述容腔内设有多个水平设置的隔板；多个所述隔板自上往下依次设置且所述隔板的外壁与所述水箱的内壁相连接；所述隔板上开有排水孔；多个所述隔板将所述容腔分隔形成多个相互连通的储水腔。
7.进一步地，所述排水孔内设有单向阀。
8.进一步地，所述水箱的下端外径从上往下逐渐减小。
9.进一步地，所述缓冲座包括自上往下依次连接的第一缓冲板、第二缓冲板、第三缓冲板和第四缓冲板；所述第一缓冲板的底端设有第一凸部；所述第二缓冲板的顶端设有与所述第一凸部相适配的第一凹槽；所述第一凹槽沿水平方向的长度大于所述第一凸部沿水平方向的长度；所述第一缓冲板通过所述第一凸部卡接于所述第一凹槽内从而与所述第二缓冲板滑动连接；所述第二缓冲板的底端设有向内凹陷的第一曲面；所述第四缓冲板的顶
端设有向内凹陷的第二曲面；所述第三缓冲板滑动设置在所述第一曲面与所述第二曲面之间；所述第二缓冲板和所述第四缓冲板能对所述第三缓冲板进行限位。
10.进一步地，所述第二缓冲板的下表面环绕所述第一曲面设置有环形卡接部。
11.进一步地，所述第一缓冲板的底端沿外周方向设有第一挡边；所述第四缓冲板的顶端沿外周方向设有第二挡边；所述第一挡边与所述第二挡边之间连接有多组第一缓冲弹簧。
12.进一步地，所述第一挡边与所述第二缓冲板的侧壁之间连接有多组第二缓冲弹簧；所述第二挡边与所述第二缓冲板的侧壁之间连接有多组第三缓冲弹簧。
13.进一步地，所述第三缓冲板的上表面为向外凸起的第三曲面，所述第三缓冲板的下表面为向外凸起的第四曲面；所述第四曲面上设有向内凹陷的第二凹槽；所述第二曲面上设有与所述第二凹槽相适配的第二凸部；所述第二凸部沿水平方向的长度小于所述第二凹槽沿水平方向的长度。
14.进一步地，所述第一缓冲板沿水平方向的长度等于所述第四缓冲板沿水平方向的长度；所述第二缓冲板沿水平方向的长度小于所述第一缓冲板沿水平方向的长度；所述第三缓冲板沿水平方向的长度小于所述第二缓冲板沿水平方向的长度。
附图说明
15.从以下结合附图的描述可以进一步理解本实用新型。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
16.图1是本实用新型实施例之一中一种基于stm32的农、林业无人机的结构示意图之一；
17.图2是本实用新型实施例之一中一种基于stm32的农、林业无人机的结构示意图之二；
18.图3是本实用新型实施例之一中一种基于stm32的农、林业无人机的缓冲座的结构示意图；
19.图4是本实用新型实施例之一中一种基于stm32的农、林业无人机的支架、水箱和缓冲座的结构示意图。
20.附图标记说明：1、机身；2、机臂；3、机翼；4、水箱；41、隔板；42、单向阀；5、排水管道；6、喷头；7、第一缓冲板；71、第一凸部；72、第一挡边；8、第二缓冲板；81、第一凹槽；82、环形卡接部；9、第三缓冲板；91、第二凹槽；10、第四缓冲板；101、第二凸部；102、第二挡边；11、第一缓冲弹簧；12、第二缓冲弹簧；13、第三缓冲弹簧；14、方板；15、支撑杆。
具体实施方式
21.为了使得本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接
到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
25.如图1—图4所示，本实用新型一实施例中的一种基于stm32的农、林业无人机，包括机身1；所述机身1外沿周向设有多个机臂2；所述机臂2的一端与所述机身1连接，所述机臂2的另一端与机翼3连接；所述机身1的底端可拆卸地连接有支架；所述支架包括水平设置的方板14和竖直设置于所述方板14四角的支撑杆15；所述方板14通过所述支撑杆15与所述机身1的底端连接在一起；所述方板14、各所述支撑杆15以及所述机身1之间形成有放置腔；所述放置腔内设置有水箱4；所述水箱4与所述方板14之间连接有缓冲座；所述水箱4的底端设有排水管道5；所述排水管道5的一端与所述水箱4相连通，所述排水管道5的另一端依次穿过所述缓冲座以及所述方板14与外界相连通；所述排水管道5远离所述水箱4的一端连接有喷头6。
26.上述的一种基于stm32的农、林业无人机，通过在所述水箱4的底部设置所述缓冲座，所述缓冲座能有效减弱所述水箱4内液体震荡、晃动对无人机的影响，从而提高所述无人机的稳定性，使得所述无人机飞行更加平稳，同时也减少了所述无人机用于调整平衡的能源消耗，从而提高整体续航，具有很好的实用性。
27.具体的，所述支撑杆15上套设有缓冲套；所述缓冲套由海绵制成；所述缓冲套的外壁与所述水箱4的外壁相抵接。
28.在其中一个实施例中，所述机臂2有四个且沿所述机身1的外周方向均匀间隔设置。
29.在其中一个实施例中，所述水箱4的顶端开有注水口；所述注水口的上部安装有上盖；所述上盖通过销钉旋转连接在所述注水口的上部。
30.在其中一个实施例中，所述排水管道5内连接有控制阀。
31.在其中一个实施例中，所述水箱4内设有液位传感器。
32.具体的，所述水箱4、所述排水管道5、所述控制阀、所述液位传感器以及所述喷头6构成所述无人机的喷雾模块；所述无人机在飞行过程中能通过所述喷雾模块控制农药或水的喷洒，以预防虫害或天气炎热造成的农作物或植被缺水坏死的情况发生。
33.在其中一个实施例中，所述机身1上开有控制槽；所述控制槽的开口向上且所述控制槽内设有控制系统；所述控制系统包括蓄电池和控制器；所述蓄电池卡接于所述控制槽内并与所述控制器电连接。
34.具体的，所述控制器采用了stm32芯片；所述控制器与所述喷雾模块以及所述驱动电机电连接。
35.在其中一个实施例中，所述机身1上设有gps模块和探测雷达。
36.具体的，所述探测雷达以及所述gps模块均与所述控制器电连接；所述探测雷达用
于探测地形以及障碍物信息；所述gps模块用于采集位置信息。
37.在其中一个实施例中，所述机身1上设有光流模块；所述光流模块包括光流传感器、定位雷达和光流板；所述光流传感器以及所述定位雷达均与所述光流板连接；所述光流板与所述控制器电连接。
38.具体的，所述定位雷达用于采集所述无人机的高度信息并发送给所述光流板；所述光流模块用于收集所述无人机的飞行数据。
39.在其中一个实施例中，所述机臂2上设有温湿度传感器。
40.具体的，所述温湿度传感器用于监测空气的湿度及温度。
41.在其中一个实施例中，所述机身1的上表面设有太阳能电池板；所述太阳能电池板与所述蓄电池电连接。
42.具体的，所述太阳能电池板能提高所述无人机的续航能力。
43.在其中一个实施例中，所述机身1的底端设有摄像头模块。
44.具体的，所述摄像头模块用于拍摄所述无人机途经区域的全貌；
45.所述液位传感器、所述喷雾模块、所述控制系统、所述stm32芯片、所述gps模块、所述探测雷达、所述光流模块、所述温湿度传感器、所述太阳能电池板以及所述摄像头模块均属于现有技术，在此不再累述。
46.在其中一个实施例中，所述基于stm32的农、林业无人机还包括遥控器；所述遥控器上安装有液晶显示屏；所述遥控器用于接收所述控制器发出的信号并通过所述控制器控制所述基于stm32的农、林业无人机飞行与作业。
47.具体的，所述无人机既能采用人工操控所述遥控器从而控制所述无人机飞行的模式，也能采用所述控制器结合所述光流模块与所述gps模块反馈的数据进行人工计算，从而规划航线实现自动巡航的模式；
48.使用过程中，所述摄像头模块将所述无人机飞行途中所经过区域的情况拍摄下来，并将图像转换成电信号发送到所述遥控器上；人们能通过所述液晶显示屏看到航拍的实时情况，并对相关情况及时处理；
49.若发现防护林或农作物缺少打理、荒草丛生时，人们能将实际情况及时反馈给相关部门或人员进行处理；若发现农作物或植被虫害较多时，人们能通过所述喷雾模块喷洒药水进行驱虫；若发现天气炎热、空气湿度低时，人们能通过所述喷雾模块洒水降温从而避免农作物或植被坏死；
50.同时，所述摄像头模块也具有录像功能，突发情况时，人们能通过所述录像功能查找原因并制定相对应的决策。
51.在其中一个实施例中，所述水箱4内设容腔；所述容腔内设有多个水平设置的隔板41；多个所述隔板41自上往下依次设置且所述隔板41的外壁与所述水箱4的内壁相连接；所述隔板41上开有排水孔；多个所述隔板41将所述容腔分隔形成多个相互连通的储水腔。
52.具体的，多个所述隔板41自上往下均匀间隔设置在所述容腔内；所述隔板41的中心处开有所述排水孔；通过上述设置，所述容腔被分隔形成多层相互连通的所述储水腔；相邻的两个所述储水腔内的液体仅能通过所述排水孔相互流通；
53.无人机在飞行过程中，受到外界影响易发生晃动，此时，下层的所述储水腔被液体填满，不易发生震荡及晃动，仅有上层未被填满的所述储水腔内的液体会发生震荡及晃动，
通过上述设置，有效减少了液体晃动量，从而减弱震荡、晃动对所述无人机的影响，提高所述无人机的稳定性；
54.同时，所述隔板41对所述水箱4有分层作用，减小了液体震荡的幅度范围，从而减轻了液体随所述无人机震动发生倾荡的程度，使得所述无人机的稳定性进一步提高，同时，也提高了所述无人机的作业质量，使得喷洒更加精准，不易产生偏差。
55.在其中一个实施例中，所述排水孔内设有单向阀42。
56.具体的，所述单向阀42仅供上层所述储水腔内的液体流向下层所述储水腔内，通过上述设置，使得下层被填满的所述储水腔内的液体无论受到哪个方向的作用力均不会晃动、倾荡，提高了所述水箱4内部防震荡效果。
57.在其中一个实施例中，所述水箱4的下端外径从上往下逐渐减小。
58.具体的，所述水箱4的上端为圆柱形，所述水箱4的下端为圆锥形；所述圆锥形结构能有效减少液体晃动带来的影响，使得所述水箱4内部液体晃动造成的中心偏移不会过大；同时，所述圆锥形结构也方便液体流出，提高了液体的利用率。
59.在其中一个实施例中，所述缓冲座包括自上往下依次连接的第一缓冲板7、第二缓冲板8、第三缓冲板9和第四缓冲板10；所述第一缓冲板7的底端设有第一凸部71；所述第二缓冲板8的顶端设有与所述第一凸部71相适配的第一凹槽81；所述第一凹槽81沿水平方向的长度大于所述第一凸部71沿水平方向的长度；所述第一缓冲板7通过所述第一凸部71卡接于所述第一凹槽81内从而与所述第二缓冲板8滑动连接；所述第二缓冲板8的底端设有向内凹陷的第一曲面；所述第四缓冲板10的顶端设有向内凹陷的第二曲面；所述第三缓冲板9滑动设置在所述第一曲面与所述第二曲面之间；所述第二缓冲板8和所述第四缓冲板10能对所述第三缓冲板9进行限位。
60.具体的，所述第一缓冲板7的中轴线、所述第二缓冲板8的中轴线、所述第三缓冲板9的中轴线、所述第四缓冲板10的中轴线以及所述水箱4的中轴线均处于同一直线上；所述第一缓冲板7的顶端设有卡接槽；所述卡接槽的开口向上且所述卡接槽的内壁与所述水箱4的外壁相抵接；所述第一凸部71位于所述第一缓冲板7底端的中心处；
61.所述第一凸部71滑动连接于所述第一凹槽81内从而实现所述第一缓冲板7与所述第二缓冲板8的滑动连接及限位；同时，所述第三缓冲板9滑动连接于所述第二缓冲板8与所述第四缓冲板10之间；通过上述设置，所述缓冲座通过相邻的两个缓冲板之间的相互滑动及摩擦从而对所述水箱4的震动及晃动有效分解与消耗，从而提高所述无人机的稳定性。
62.在其中一个实施例中，所述第二缓冲板8的下表面环绕所述第一曲面设置有环形卡接部82。
63.具体的，所述第二缓冲板8能通过所述环形卡接部82对所述第三缓冲板9进行限位。
64.在其中一个实施例中，所述第一缓冲板7的底端沿外周方向设有第一挡边72；所述第四缓冲板10的顶端沿外周方向设有第二挡边102；所述第一挡边72与所述第二挡边102之间连接有多组第一缓冲弹簧11。
65.具体的，所述第一挡边72以及所述第二挡边102均能对所述第二缓冲板8以及所述第三缓冲板9起到限位作用，防止所述第二缓冲板8以及所述第三缓冲板9位置发生偏离。
66.在其中一个实施例中，所述第一挡边72与所述第二缓冲板8的侧壁之间连接有多
组第二缓冲弹簧12；所述第二挡边102与所述第二缓冲板8的侧壁之间连接有多组第三缓冲弹簧13。
67.具体的，所述第一挡边72位于所述第二缓冲板8的上半部分；所述第二挡边102位于所述第二缓冲板8的下半部分；所述第二缓冲弹簧12以及所述第三缓冲弹簧13能通过弹性形变对水平方向的受力进行缓冲，所述第一缓冲弹簧11能通过弹性形变对竖直方向的受力进行缓冲，通过设置多组缓冲弹簧，从而提高了所述缓冲座的缓冲能力，有利于提高所述无人机的稳定性；所述第一缓冲弹簧11、所述第二缓冲弹簧12以及所述第三缓冲弹簧13均属于现有技术，在此不再累述。
68.在其中一个实施例中，所述第三缓冲板9的上表面为向外凸起的第三曲面，所述第三缓冲板9的下表面为向外凸起的第四曲面；所述第四曲面上设有向内凹陷的第二凹槽91；所述第二曲面上设有与所述第二凹槽91相适配的第二凸部101；所述第二凸部101沿水平方向的长度小于所述第二凹槽91沿水平方向的长度。
69.具体的，所述第一曲面的曲率半径与所述第三曲面的曲率半径相同；所述第二曲面的曲率半径与所述第四曲面的曲率半径相同；通过上述设置，所述缓冲座形成了多节点的连接结构，能对各方向的受力及震动有效缓冲、分解与消耗，从而提高所述无人机整体结构的稳定性。
70.在其中一个实施例中，所述第一曲面的曲率半径与所述第二曲面的曲率半径不同。
71.具体的，通过设置不同的曲率半径从而使所述缓冲座能适应多频率的震动幅度。
72.在其中一个实施例中，所述第一曲面与所述第三曲面之间的摩擦系数小于所述第二曲面与所述第四曲面之间的摩擦系数。
73.在其中一个实施例中，所述第一缓冲板7与所述第二缓冲板8之间的摩擦系数小于所述第二缓冲板8与所述第三缓冲板9之间的摩擦系数。
74.在其中一个实施例中，所述第一缓冲板7沿水平方向的长度等于所述第四缓冲板10沿水平方向的长度；所述第二缓冲板8沿水平方向的长度小于所述第一缓冲板7沿水平方向的长度；所述第三缓冲板9沿水平方向的长度小于所述第二缓冲板8沿水平方向的长度。
75.在其中一个实施例中，所述第一缓冲板7、所述第二缓冲板8、所述第三缓冲板9以及所述第四缓冲板10均由弹性材料制成。
76.具体的，所述弹性材料包括橡胶。
77.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
78.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。