一种植保无人机自动作业基站的制作方法

本发明涉及基站结构的技术领域，特别是一种植保无人机自动作业基站。

背景技术：

目前无人机植保工作的功能是进行农药的喷洒，植保无人机基本采用手动操作方式完成农业作业，植保无人机在植保过程中需要持续的动力与药物的供应，植保无人机初次起飞并检测到药量或电量不足时，需要返回到基站上进行加药和充量。然而现有的基站无法实现自动给植保无人机上的药箱加药，以及无法实现自动更换植保无人机的电池，因电池是安装于植保无人机的电池仓内的，导致手动拔出又麻烦，增大了操作人员的工作量。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高植保无人机的工作效率、实现了自动给植保无人机加药和充电、自动化程度高的植保无人机自动作业基站。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种植保无人机自动作业基站，它包括基站、加药泵、储药箱、控制模块、设置于基站内的加药模块、设置于基站顶部的定位推杆模块、设置于基站右侧的取放电池模块、垂直运动模块、水平运动模块、智能充电电池仓模块和支架，支架上平放有电池取料板，所述的定位推杆模块由两根可向前后平动的短推杆和两根可向左右平动的长推杆组成，基站台面上四周均设置有光栅感应器，两根短推杆和长推杆所围区域的中部设置有通孔，加药模块包括外管、加药气缸、上升定位气缸、垂向设置的缓冲限位弹簧、弹簧固定座、直管、加药头、位于通孔内的锥形头以及位于加药头上部的密封圈，上升定位气缸的活塞杆上连接有弹簧固定座，弹簧固定座与缓冲限位弹簧的下端部连接，缓冲限位弹簧的顶部连接有锥形头，锥形头与设置于缓冲限位弹簧内的外管连接，锥形头内开设有连通外管的流道，所述的外管内安装有垂向设置的加药气缸，加药气缸活塞杆上顺次连接有加药头、直管和密封圈，加药头的侧壁上开设有与直管连通的进液口，所述的垂直运动模块由垂向设置的气缸A和安装板A组成，气缸A的活塞杆与安装板A连接，水平运动模块由位于安装板A上方的安装板B和水平固定于安装板B上的气缸B组成，气缸B活塞杆的输出端连接有电池托板，电池托板的两侧均安装有夹持气缸，夹持气缸活塞杆上连接有夹持件，所述的取放电池模块由平行于气缸B设置的气缸C和推板组成，推板连接在气缸C的活塞杆上，推板与电池取料板相对立设置，所述的加药泵的吸口与储药箱连接，加药泵的出口与进液口连接，所述的控制模块与气缸A、气缸B、气缸C、上升定位气缸、加药气缸、加药泵和定位推杆模块连接，它还包括气源模块和电源模块，气源模块与气缸连接，电源模块为作业基站供电。

所述的气缸A位于支架之间。

所述的两个夹持气缸关于气缸B对称设置。

所述的安装板A和安装板B之间连接有垂向导向光杆。

所述的基站内设置有连接长推杆和短推杆的直线驱动机构。

所述的上升定位气缸的活塞杆上连接有气缸连接板，所述的弹簧固定座设置于气缸连接板的水平板上。

所述的外管和锥形头的侧壁上均设置有条形槽。

所述的通孔的旁侧设置有精准定位模块，精准定位模块与控制模块连接。

所述的加药泵和储药箱均设置于基站内。

所述的电池托板与安装板B之间设置有水平导向光杆。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、提高植保无人机的工作效率、实现了自动给植保无人机加药和充电、自动化程度高。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为加药模块的结构示意图；

图3 为图2的主视图；

图4 为取放电池模块、垂直运动模块、水平运动模块、智能充电电池仓模块和支架之间的安装示意图；

图中，1-基站，2-加药泵，3-储药箱，4-控制模块，5-加药模块，6-定位推杆模块，7-取放电池模块，8-垂直运动模块，9-水平运动模块，10-智能充电电池仓模块，11-支架，12-电池取料板，13-短推杆，14-长推杆，15-外管，16-加药气缸，17-上升定位气缸，18-缓冲限位弹簧，19-弹簧固定座，20-直管，21-加药头，22-锥形头，23-进液口，24-气缸A，25-安装板A，26-安装板B，27-气缸B，28-电池托板，29-夹持气缸，30-夹持件，31-气缸C，32-推板，33-垂向导向光杆，34-气缸连接板，35-条形槽，36-水平导向光杆，37-气源模块，38-电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~4所示，一种植保无人机自动作业基站，它包括基站1、加药泵2、储药箱3、控制模块4、设置于基站1内的加药模块5、设置于基站1顶部的定位推杆模块6、设置于基站1右侧的取放电池模块7、垂直运动模块8、水平运动模块9、智能充电电池仓模块10和支架11，支架11上平放有电池取料板12，所述的定位推杆模块6由两根可向前后平动的短推杆13和两根可向左右平动的长推杆14组成，基站1台面上四周均设置有光栅感应器，两根短推杆13和长推杆14所围区域的中部设置有通孔，加药模块5包括外管15、加药气缸16、上升定位气缸17、垂向设置的缓冲限位弹簧18、弹簧固定座19、直管20、加药头21、位于通孔内的锥形头22以及位于加药头21上部的密封圈，上升定位气缸17的活塞杆上连接有弹簧固定座19，弹簧固定座19与缓冲限位弹簧18的下端部连接，缓冲限位弹簧18的顶部连接有锥形头22，锥形头22与设置于缓冲限位弹簧18内的外管15连接，锥形头22内开设有连通外管15的流道，所述的外管15内安装有垂向设置的加药气缸16，加药气缸16活塞杆上顺次连接有加药头21、直管20和密封圈，加药头21的侧壁上开设有与直管20连通的进液口23，所述的垂直运动模块8由垂向设置的气缸A24和安装板A25组成，气缸A24的活塞杆与安装板A25连接，水平运动模块9由位于安装板A25上方的安装板B26和水平固定于安装板B26上的气缸B27组成，气缸B27活塞杆的输出端连接有电池托板28，电池托板28的两侧均安装有夹持气缸29，夹持气缸29活塞杆上连接有夹持件30，所述的取放电池模块7由平行于气缸B27设置的气缸C31和推板32组成，推板32连接在气缸C31的活塞杆上，推板32与电池取料板12相对立设置，所述的加药泵2的吸口与储药箱3连接，加药泵2的出口与进液口23连接，所述的控制模块4与气缸A24、气缸B27、气缸C31、上升定位气缸17、加药气缸16、加药泵2和定位推杆模块6连接，它还包括气源模块37和电源模块38，气源模块37与气缸连接，电源模块38为作业基站供电。

所述的气缸A24位于支架11之间。

所述的两个夹持气缸29关于气缸B27对称设置；安装板A25和安装板B26之间连接有垂向导向光杆33；基站1内设置有连接长推杆14和短推杆13的直线驱动机构；上升定位气缸17的活塞杆上连接有气缸连接板34，所述的弹簧固定座19设置于气缸连接板34的水平板上；外管15和锥形头22的侧壁上均设置有条形槽35；通孔的旁侧设置有精准定位模块，精准定位模块与控制模块4连接；加药泵2和储药箱3均设置于基站1内。所述的电池托板28与安装板B26之间设置有水平导向光杆36。

本发明的工作过程如下： 当植保无人机在工作过程中出现药箱内药量或电池电量不足时，精准定位模块发射信号给植保无人机，植保无人机接收到该信号后，自动降落在两根短推杆13和长推杆14所围区域内，当基站1台面上的光栅感应器检测到有植保无人机时，两根长推杆14同时靠向无人机，随后两根短推杆13同时靠向无人机，推杆将无人机推送到基站的正中部，实现了植保无人机定位和固定。

向植保无人机的药箱内补充药液的步骤为：S1、控制模块4发出电信号给上升定位气缸17和加药气缸16，上升定位气缸17带动位于气缸连接板34上的部件向上运动，锥形头穿过通孔进入位于药箱底部的锥形孔内且与锥形孔相贴合；S2、加药气缸16活塞杆向上开始动作，加药气缸16使直管20伸入药箱的加药口中；S3、加药气缸16动作10s后，加药泵2启动，加药泵2将储药箱3中的药液顺次经进液口23、锥形头22的流道、直管20进入药箱内，从而实现了补充药液；S3、当药箱加满后，基站感应到药箱内液位传感器的信号后，控制模块4控制水加药泵2停止工作，10s后加药气缸16活塞杆缩回，5s后上升定位气缸17控制所有部件向下运动。

更换植保无人机充电的步骤为：S1、控制气缸A24活塞杆向上伸出，使电池托板28的高度与无人机电池仓的高度相等；S2、控制气缸B27的活塞杆向电池仓方向运动，保证电池仓位于两个夹持气缸29之间；S3、控制两个夹持气缸29的活塞杆同时动作，夹持气缸29带动夹持件30做相对运动，夹持件30插入电池仓的凹槽中并保持；S4、控制气缸B27的活塞杆向远离电池仓方向运动，将电池从电池仓中取出，水平运动到位并停止5s后，控制气缸A24活塞杆缩回，从而将电池放置在电池取料板12上；S5、5s后夹持气缸29动作以松开电池，电池落在电池取料板12上；S6、气缸C31活塞杆伸出，推板32将电池取料板12推入智能充电电池仓模块10中，智能充电电池仓模块10收到电池后，自动将电池运输到充电区域，并推出一块充满电量电池放到电池取料板12上；S7、完成上面相反动作，从而将满电量电池装入植保无人机电池仓中，即整个充电过程结束。

因此，该作业基站实现了自动给植保无人机加药和充电，提高操作人员的工作效率，节省了时间，避免了无人机在无电的情况下长期作业，大大减少了炸机的几率；此外，实现了远距离快速加药，避免了工作人员直接与农药接触，保护了工作人员。