一种智能植保无人机的制作方法

本发明属于植保无人机技术领域，具体涉及一种智能植保无人机。

背景技术：

植保无人机是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，在使用植保无人机时，有时喷洒的农药已经耗尽但喷洒工作尚未完成，飞手需要操控植保无人机回到加药点加药，之后再返回中断点继续喷洒工作，目前，市场上虽然有耗尽农药时发出提醒的植保无人机，但无法自动返回加药点，也不能在加药完成后自动返回缺药中断点，仍需要飞手手动定位，智能化程度不高，飞手往往很难准确地得知植保无人机在何位置耗尽农药，难以在操控无人机返回时找到准确的地点，这就导致喷洒区域可能会产生遗漏或重复，影响农药喷洒的效果。

另一方面，虽然在风力达到四级以上时，一般不使用无人机进行喷洒作业，但低于四级的风仍会对喷洒的效果带来一定的影响，现有技术中尚无能够解决这一问题的技术方案。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种智能植保无人机，用于解决背景技术中提出的全部或其中一个技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种智能植保无人机，包括承载台、无人机本体和药箱，还设有导航模块和gps模块,所述药箱内设有液位开关，液位开关检测药箱内的液位并发送信号给位置处理模块，位置处理模块读取gps模块的信息并传输给存储器储存，位置处理模块还连接有无线通讯模块，导航模块根据gps模块和位置处理模块传输的信息控制无人机本体的飞行；

无人机本体上还设有rfid读取器，所述承载台上设有rfid标签，rfid标签中存储有承载台的位置信息，rfid读取器读取rfid标签中的信息传输给存储器存储。

优选地，药箱包括速度适应模块、药箱本体和风力补正模块、风向测量模块、出药泵、出药阀、出药管、喷头，风力补正模块安装在药箱本体底部，喷头安装在风力补正模块下方，药箱底部连接有出药管的一端，出药管中安装有用于开启和封闭出药管的出药阀，药箱内部安装有为农药的排出提供增压的出药泵，出药管的另一端通过软管连接有喷头，喷头通过转向机构连接在药箱本体上，所述风力补正模块安装在药箱本体顶部，用于对周围环境中的风力大小进行测量，在药箱本体顶部安装有风向测量模块，用于测量周围环境的风向，风力补正模块和风向测量模块均与转向机构电性连接，风力补正模块可控制出药阀和出药泵的工作状态，所述速度适应模块安装在药箱本体外部，且可控制出药泵的工作状态。

优选地，风力补正模块包括滑杆、滑块、连杆和扇叶，所述滑杆固定连接在药箱本体的底部，滑块活动连接在滑杆上，且滑块可沿滑杆上下移动，滑块顶部通过弹簧连接在药箱本体的底部，滑块底部活动连接有若干根连杆，连杆与滑块构成可旋转结构，各连杆的底端均连接有扇面；

所述滑杆侧壁上设置有若干压动开关，压动开关下部设有超限开关，滑块在滑杆上移动时可触碰并触发压动开关和超限开关，压动开关与转向机构电性连接，超限开关控制出药阀和出药泵的工作状态；

扇面在风力的吹动下转动时会带动拉杆一同旋转，旋转产生的向心力拉动滑块克服弹簧的弹力沿滑杆下移，下移时触碰压动开关向转向机构发出信号，滑块下移的位置超出压动开关，触碰超限开关时，超限开关向出药阀和出药泵发出信号。

优选地，风力补正模块中还设有报警模块，报警模块与超限开关电性连接，报警模块通过无线传输模块将报警信号发送给飞手。

优选地，滑杆底部设有挡风板。

优选地，速度适应模块包括gps测速仪和变频器，gps测速仪将测得信号发送给控制单元，输入模块将手动输入的信息发送给控制单元、控制单元控制变频器的工作状态，并通过变频器调节出药泵。

优选地，输入模块选用触摸屏。

优选地，控制单元外部设有用于保护控制单元的壳体，壳体采用防水材料制造。

优选地，转向机构包括信息处理模块和转盘，所述转盘活动连接在药箱本体的底部，转盘与药箱本体构成可旋转结构，所述转盘上活动连接有转轴，转轴与转盘构成可旋转结构，转轴的一端与喷头固定连接，所述转盘连接有带动转盘旋转的第一转向电机，转轴连接有带动转轴旋转的第二转向电机，所述风力补正模块和风向测量模块均与信息处理模块电性连接，信息处理模块控制第一转向电机和第二转向电机的运行。

优选地，无人机本体的底部设有压力传感器，压力传感器发送信号给rfid读取器。

本发明有益效果是:

1、本发明通过设置液位开关、位置处理模块、导航模块、gps模块和rfid读取器，在无人机飞离承载台时，rfid读取器读取承载台的rfid标签，记录位置信息，当喷洒过程中农药耗尽时，位置处理模块记录中断时的位置信息，通过导航模块自动操控无人机往返于承载台和中断点，使加药前和加药后的喷洒区域能够准确地衔接，不会造成遗漏或重复，提升了喷洒效果，且智能化程度高，方便使用。

2、本发明通过设置风力补正模块、风向测量模块和转向机构，对植保无人机工作时，药箱周围的风力和风向进行测量，分级调节喷头的偏转角度，克服风力对喷洒方向带来的影响，提高喷洒的均匀性，使喷洒效果更理想，通过设置超限开关、报警模块和无线传输模块，当风力高于设定值时，向飞手的终端发送报警信号，本发明还通过设置速度适应模块，通过比较实时的飞行速度与飞手预先输入的飞行速度，根据预先输入的理想喷洒流量，通过变频器调节出药泵的功率，从而调节农药喷洒的流量，使喷洒流量适应植保无人机的飞行速度，从而使农药喷洒更均匀，提高喷洒的效果。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明的具体实施方式的药箱结构示意图。

图3是本发明的具体实施方式的风力补正模块结构示意图。

图4是本发明的具体实施方式的风力补正模块工作状态结构示意图。

图5是本发明的具体实施方式的滑杆结构示意图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种智能植保无人机，包括承载台、无人机本体21和药箱，智能植保无人机还设有导航模块和gps模块,所述药箱内设有液位开关22，液位开关22检测药箱内的液位并发送信号给位置处理模块，位置处理模块读取gps模块的信息并传输给存储器储存，位置处理模块还连接有无线通讯模块，导航模块根据gps模块和位置处理模块传输的信息控制无人机本体21的飞行；

无人机本体21上还设有rfid读取器，所述承载台上设有rfid标签，rfid标签中存储有承载台的位置信息，rfid读取器读取rfid标签中的信息传输给存储器存储。

具体的，药箱包括速度适应模块、药箱本体1和风力补正模块、风向测量模块5、出药泵、出药阀2、出药管3、喷头4，风力补正模块安装在药箱本体1底部，喷头4安装在风力补正模块下方，药箱底部连接有出药管3的一端，出药管3中安装有用于开启和封闭出药管3的出药阀2，药箱内部安装有为农药的排出提供增压的出药泵，出药管3的另一端通过软管连接有喷头4，喷头4通过转向机构连接在药箱本体1上，所述风力补正模块安装在药箱本体1顶部，用于对周围环境中的风力大小进行测量，在药箱本体1顶部安装有风向测量模块5，用于测量周围环境的风向，风力补正模块和风向测量模块5均与转向机构电性连接，风力补正模块可控制出药阀2和出药泵的工作状态，所述速度适应模块安装在药箱本体1外部，且可控制出药泵的工作状态。

具体的，风力补正模块包括滑杆6、滑块7、连杆8和扇面9，所述滑杆6固定连接在药箱本体1的底部，滑块7活动连接在滑杆6上，且滑块7可沿滑杆6上下移动，滑块7顶部通过弹簧12连接在药箱本体1的底部，滑块7底部活动连接有若干根连杆8，连杆8与滑块7构成可旋转结构，各连杆8的底端均连接有扇面9；

所述滑杆6侧壁上设置有若干压动开关10，压动开关10下部设有超限开关11，滑块7在滑杆6上移动时可触碰并触发压动开关10和超限开关11，压动开关10与转向机构电性连接，超限开关11控制出药阀2和出药泵的工作状态；

扇面9在风力的吹动下转动时会带动拉杆一同旋转，旋转产生的向心力拉动滑块7克服弹簧12的弹力沿滑杆6下移，下移时触碰压动开关10向转向机构发出信号，滑块7下移的位置超出压动开关10，触碰超限开关11时，超限开关11向出药阀2和出药泵发出信号。

具体的，风力补正模块中还设有报警模块，报警模块与超限开关11电性连接，报警模块通过无线传输模块将报警信号发送给飞手。

具体的，滑杆6底部设有挡风板13。

具体的，速度适应模块包括gps测速仪14和变频器，gps测速仪14将测得信号发送给控制单元，输入模块将手动输入的信息发送给控制单元、控制单元控制变频器的工作状态，并通过变频器调节出药泵。

具体的，输入模块选用触摸屏。

具体的，控制单元外部设有用于保护控制单元的壳体15，壳体15采用防水材料制造。

具体的，转向机构包括信息处理模块和转盘16，所述转盘16活动连接在药箱本体1的底部，转盘16与药箱本体1构成可旋转结构，所述转盘16上活动连接有转轴17，转轴17与转盘16构成可旋转结构，转轴17的一端与喷头4固定连接，所述转盘16连接有带动转盘16旋转的第一转向电机，转轴17连接有带动转轴17旋转的第二转向电机，所述风力补正模块和风向测量模块5均与信息处理模块电性连接，信息处理模块控制第一转向电机和第二转向电机的运行。

具体的，无人机本体21的底部设有压力传感器，压力传感器发送信号给rfid读取器。

用户在使用本发明公开的一种智能植保无人机时，当智能植保无人机离开承载台时，植保无人机底部的压力传感器检测不到与承载台之间的压力信号，发送信号给位置处理模块，位置处理模块通过rfid读取器读取承载台的rfid标签信息，获取承载台的位置信息，并将位置信息存储到存储器的地址一中，当喷洒工作过程中植保无人机的药箱中的农药耗尽，药箱中的液位开关22检测到农药的液位低于设定值，发送信号给位置处理模块，位置处理模块读取gps模块此时的位置数据，并将该数据存储到存储器的地址二中，同时位置处理模块读取存储器地址一中存储的承载台的位置信息，发送给导航模块，导航模块根据gps和承载台的位置信息，对智能植保无人机进行导航，使其返回承载台附近，飞手可操作智能植保无人机降落在承载台上对其进行加药，加药完成后，按下返回按钮，位置处理模块读取存储器中存储的地址二中的位置信息，发送给导航模块，对智能植保无人机进行导航，使其返回中断喷洒的位置，当植保无人机到达中断喷洒的位置时，位置处理模块通过无线传输模块发出提醒信号给飞手的中断，提醒飞手此时可以继续进行喷洒工作。

在喷洒工作中，药箱上的gps测速仪14对药箱的速度进行检测，并将测得的速度发送给控制单元，控制单元将检测出的实时速度与使用者输入的预计飞行速度进行比较，从而调节出药泵的工作功率，使喷洒农药的流量发生改变，以适应植保无人机的速度变化，保证植保无人机对喷洒区域的喷洒量更加均匀，不会因速度加快降低喷洒量，因速度减慢增加喷洒量，影响喷洒农药的效果，当植保无人机飞行时，若药箱周围处于有风环境，药箱上的测风机构的扇面9在风力的作用下带动连杆8发生旋转，扇面9向外侧伸展时，旋转产生的向心力拉动风力补正模块中的滑块7向下移动，当风速小于设定值时，风力对植保无人机的喷洒的影响可忽略不计，引入风力补正反而会因误差导致破坏喷洒的稳定性，此时滑块7虽然下移，但由于扇面9转速较低，产生的向心力较小，滑块7的移动幅度较小，并未触碰到滑杆6上的压动开关10，转向机构不工作，不对喷头4的角度进行调节，当风速达到设定值时，此时扇面9的转速较快，产生的向心力较大，带动滑块7继续下移，根据风速大小的不同，滑块7在滑杆6上的相对位置不同，触碰到不同的压动开关10，同时，风向测量模块5对周围环境中的风向进行检测，并将检测结果发送给转向机构中的信息处理模块，信息处理模块根据风向控制第一转向电机工作，带动转盘16旋转，信息处理模块根据压动开关10传输的信号控制第二转向电机运行，带动转轴17进行旋转，在转盘16与转轴17的配合下调节喷头4的朝向与角度，对风力进行补正，克服风力对喷洒带来的影响，具体的，压动开关10设为两个，分别为第一压动开关10和第二压动开关10，第一压动开关10位于第二压动开关10上方，如滑块7触碰到第一压动开关10时，药箱底部的喷头4向风向的反方向进行一档的风力补正，即向风向的反方向偏转一档设定的角度，具体的，可以设置为3％，当滑块7触碰到第二压动开关10时，药箱底部的喷头4向风向的反方向进行二档的风力补正，即向风向的反方向偏转二档设定的角度，具体的，可以设置为5％；

当风力更大时，扇面9的转速更快，拉动滑块7继续向下移动，滑块7离开压动开关10，触碰超限开关11，超限开关11发送信号给出药阀2和出药泵，关闭出药阀2和出药泵，使喷洒工作停止，同时超限开关11发送信号给报警模块，报警模块通过无线传输模块将报警信号发送到飞手的终端上，提醒此时风力过大不适宜继续进行农药喷洒工作。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。