一种可自汲水配药的植保无人机的制作方法

文档序号:15661110发布日期:2018-10-13 00:46阅读:359来源:国知局

本实用新型属于植保无人机技术领域,具体涉及一种可自汲水配药的植保无人机。



背景技术:

当下无人机在各种行业中得到了越来越广泛的应用,用于农业的植保无人机也越来越多,它们多用于喷洒农药或灌溉水,以促进农业生产,降低人力成本。目前在使用植保无人机进行农药喷洒的过程中,一般需要先用水将高浓度或高纯度的农药药剂勾兑成适宜喷洒的稀释药液,然后再将稀释药液导入植保无人机的药液箱,最后遥控植保无人机升空执行喷洒任务。但是在实际使用过程中,人们对农药用量很难进行准确预估,使得提前勾兑的稀释药液可能存在过少或过多的情况,若是过少,在喷洒完后又需要重新勾兑稀释,增加工作量和作业成本,而若是过多,不但会造成药剂浪费,还需对废液进行环保处理,同样会增加工作量和作业成本。此外,还需对勾兑稀释用具进行清洗处理,进一步增加工作量和作业成本。



技术实现要素:

为了解决现有技术存在的上述问题,本实用新型目的在于提供一种可自汲水配药的植保无人机。

本实用新型所采用的技术方案为:

一种可自汲水配药的植保无人机,包括飞行机构、第一蓄水仓、第二蓄水仓、蓄药仓、配药仓和喷嘴,其中,在所述飞行机构中配置有微控制器及分别通信连接所述微控制器的RF433无线收发器和卫星定位器,在所述第一蓄水仓和所述第二蓄水仓的底部分别设有连通对应内腔的进水孔,在所述配药仓中设置有电动搅拌器,在所述进水孔与对应内腔之间设有电磁阀;

所述第一蓄水仓与所述第二蓄水仓的尺寸大小完全相同,并分别对称地挂载于所述飞行机构的左右两侧下方,所述蓄药仓、所述喷嘴和所述配药仓从前至后依次挂载于所述飞行机构的下方,其中,所述第一蓄水仓通过第一液体计量泵连通所述配药仓,所述第二蓄水仓通过第二液体计量泵连通所述配药仓,所述蓄药仓通过第三液体计量泵连通所述配药仓,所述配药仓通过增压泵连通所述喷嘴;

所述微控制器还分别通信连接所述第一液体计量泵、所述第二液体计量泵、所述第三液体计量泵、所述增压泵、所述电动搅拌器和所述电磁阀的受控端。

优化的,所述喷嘴通过电控伸缩件挂载于所述飞行机构的下方,其中,所述电控伸缩件为电动推杆或电液推杆;所述微控制器还通信连接所述电控伸缩件的受控端。具体的,通过所述电控伸缩件,所述喷嘴的最低水平位置低于所述第一蓄水仓的底端,所述喷嘴的最高水平位置高于所述第一蓄水仓的顶端。

优化的,在所述第一蓄水仓的内腔底部设有第一液位传感器,在所述第二蓄水仓的内腔底部设有第二液位传感器,在所述蓄药仓的内腔底部设有第三液位传感器,在所述配药仓的内腔底部设有第四液位传感器;所述微控制器还分别通信连接所述第一液位传感器、所述第二液位传感器、所述第三液位传感器和所述第四液位传感器。

优化的,所述飞行机构由主机体和至少两个旋翼飞行机体构成,其中,所述主机体分别通过机臂连接件连接各个所述旋翼飞行机体。

进一步优化的,所述旋翼飞行机体由电机和桨叶构成,其中,所述电机的输出端轴连接所述桨叶,所述电机电连接配置于所述主机体中的电调;所述微控制器还通信连接所述电调的受控端。

进一步优化的,所述主机体的顶部设有机罩头盖,所述微控制器、所述RF433 无线收发模块和所述卫星定位器分别位于所述机罩头盖的下方。

优化的,在所述飞行机构中还配置有分别通信连接所述微控制器的陀螺仪、磁力计、加速度传感器、气压传感器和电机转子转速测量仪中任意一种或它们的任意组合。

本实用新型的有益效果为:

(1)本发明创造提供了一种在空中可对稀释药液进行随用随配的植保无人机,通过在飞行机构上配置两对称布置的蓄水仓、蓄药仓、配药仓和多个液体计量泵,可以在执行喷洒任务时,根据任务量的多少进行小批量的现场配药,从而能够对药剂用量进行精确控制,避免出现稀释药液配用不足或剩余过多的情况,减少不必要的工作量和作业成本,利于环保;

(2)通过在蓄水仓的底部设置进水孔及电磁阀,还可以在降落于水面时,打开进水孔实现汲水的目的,利于进行自动化补水,快速完成喷洒任务;

(3)所述植保无人机还具有空中平衡好、防机体及水源污染、自动化程度高和结构简单等优点,便于实际推广和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的植保无人机的后视结构示意图。

图2是本实用新型提供的植保无人机的仰视结构示意图。

图3是本实用新型提供的植保无人机的系统电路结构示意图。

图中:101-主机体;102-旋翼飞行机体;103-机臂连接件;104-电机;105- 桨叶;106-机罩头盖;201-第一蓄水仓;202-第二蓄水仓;3-蓄药仓;4-配药仓;5-喷嘴;6-进水孔;7-电控伸缩件。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是,对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型,但并不构成对本实用新型的限定。

本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,单独存在B,同时存在 A和B三种情况,本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系,表示可以存在两种关系,例如,A/和B,可以表示:单独存在A,单独存在A和B两种情况,另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

如图1~3所示,本实施例提供的可自汲水配药的植保无人机,包括飞行机构、第一蓄水仓201、第二蓄水仓202、蓄药仓3、配药仓4和喷嘴5,其中,在所述飞行机构中配置有微控制器及分别通信连接所述微控制器的RF433无线收发器和卫星定位器,在所述第一蓄水仓201和所述第二蓄水仓202的底部分别设有连通对应内腔的进水孔6,在所述配药仓4中设置有电动搅拌器,在所述进水孔6与对应内腔之间设有电磁阀;所述第一蓄水仓201与所述第二蓄水仓202的尺寸大小完全相同,并分别对称地挂载于所述飞行机构的左右两侧下方,所述蓄药仓3、所述喷嘴5和所述配药仓4从前至后依次挂载于所述飞行机构的下方,其中,所述第一蓄水仓201通过第一液体计量泵连通所述配药仓 4,所述第二蓄水仓202通过第二液体计量泵连通所述配药仓4,所述蓄药仓3 通过第三液体计量泵连通所述配药仓4,所述配药仓4通过增压泵连通所述喷嘴5;所述微控制器还分别通信连接所述第一液体计量泵、所述第二液体计量泵、所述第三液体计量泵、所述增压泵、所述电动搅拌器和所述电磁阀的受控端。

在所述植保无人机的结构中,所述飞行机构用于实现植保无人机的基本飞行功能。所述第一蓄水仓201和所述第二蓄水仓202分别用于盛装待配用的水,由于两者左右对称布置,可通过对所述第一液体计量泵和所述第二液体计量泵的用量控制,使两蓄水仓的液面或重量始终相同,确保植保无人机在空中具有足够的平衡性,利于平稳飞行。所述蓄药仓3用于盛装待配用的高浓度或高纯度的农药药剂。所述配药仓4用于提供对进入的水和农药药剂进行混合勾兑的场所,实现现场配置稀释药液的目的,其中的电动搅拌器用于在所述微控制器的控制下加快混合速度,实现快速配药的目的。所述第一液体计量泵和所述第二液体计量泵分别用于对送至所述配药仓4的水进行用量统计或控制,并在所述微控制器的控制下进行启动或停止。所述第三液体计量泵用于对送至所述配药仓4的农药药剂进行用量统计或控制,并在所述微控制器的控制下进行启动或停止。所述增压泵用于在所述微控制器的控制下对稀释药液进行高压输出,以便通过所述喷嘴5实现稀释药液的高压喷洒。所述进水孔6用于在降落于水面时,通过导通所述电磁阀,可以利用植保无人机的自重下沉汲水,直到汲入足量的水后,再通过截止所述电磁阀,关闭所述进水孔6,完成一次补水的目的。所述电磁阀用于在所述微控制器的控制下进行导通或截止。

在所述飞行机构中,所述RF433无线收发器用于与远端的遥控器进行无线通讯,一方面接收遥控信号,另一方面向远端的遥控器发送包含当前的工作状态信息(例如包含当前电池容量数据、当前接收到的遥控信号强度和当前的卫星定位信息等)的无线信号和/或报警信号,其工作频段在433MHz。所述卫星定位器用于对当前植保无人机的位置进行卫星定位,获取即时的卫星定位信息或飞行导航信息,其可以但不限于为GPS(Global Positioning System,全球定位系统)卫星定位器或北斗卫星定位器。所述微控制器一方面用于根据遥控信号或卫星定位信息控制所述飞行机构的飞行状态(例如起飞、移动、提升、降落和悬停等状态),并通过控制所述第一液体计量泵、所述第二液体计量泵、所述第三液体计量泵、所述增压泵、所述电动搅拌器和所述电磁阀,实现在执行喷洒任务时,能够根据任务量的多少进行小批量的现场配药目的,以及通过对所述第一液体计量泵、所述第二液体计量泵和所述第三液体计量泵的用量控制,对稀释药液进行比例调整;另一方面用于将当前的工作状态信息或其它信息通过所述RF433无线收发器反馈给远端的遥控器,以便使用者通过遥控器及时掌握所述植保无人机的工作状态,其可以但不限于采用型号为STM32F103RCT6 的ARM芯片。此外,在所述植保无人机的内部控制结构中,还包括有电源和电连接所述微控制器的存储器,前者用于为所述微控制器、所述RF433无线收发器和所述卫星定位器等提供电能支持,后者用于存储诸如软件程序和历史工作状态信息等数字信息。

由此通过前述对植保无人机的详细描述,本实施例提供了一种在空中可对稀释药液进行随用随配的植保无人机,一方面通过在飞行机构上配置两对称布置的蓄水仓、蓄药仓3、配药仓4和多个液体计量泵,可以在执行喷洒任务时,根据任务量的多少进行小批量的现场配药,从而能够对药剂用量进行精确控制,避免出现稀释药液配用不足或剩余过多的情况,减少不必要的工作量和作业成本,利于环保;另一方面通过在蓄水仓的底部设置进水孔及电磁阀,还可以在降落于水面时,打开进水孔实现汲水的目的,利于进行自动化补水,快速完成喷洒任务。

优化的,所述喷嘴5通过电控伸缩件7挂载于所述飞行机构的下方,其中,所述电控伸缩件7为电动推杆或电液推杆;所述微控制器还通信连接所述电控伸缩件7的受控端。如图1所示,通过设置所述电控伸缩件7,可以对所述喷嘴5的水平位置进行灵活调节,具体的,当最大伸长所述电控伸缩件7时,可使所述喷嘴5的最低水平位置低于所述第一蓄水仓201的底端,以便在喷洒药液时,确保药液不会沾染到两侧蓄水仓的外表面,减少机体的污染可能性;而当最大缩短所述电控伸缩件7时,可使所述喷嘴5的最高水平位置高于所述第一蓄水仓201的顶端,以便在汲水时,确保所述喷嘴5不会接触水面,防止水源被药液污染,实现环保汲水的目的。

优化的,在所述第一蓄水仓201的内腔底部设有第一液位传感器,在所述第二蓄水仓202的内腔底部设有第二液位传感器,在所述蓄药仓3的内腔底部设有第三液位传感器,在所述配药仓4的内腔底部设有第四液位传感器;所述微控制器还分别通信连接所述第一液位传感器、所述第二液位传感器、所述第三液位传感器和所述第四液位传感器。如图3所示,通过设置多个液位传感器,可以对各个仓体的液位进行实时监测,感知对应液体的存量,利于自动化进行配药以及返航补药或补水。

优化的,所述飞行机构可以但不限于由主机体101和至少两个旋翼飞行机体102构成,其中,所述主机体101分别通过机臂连接件103连接各个所述旋翼飞行机体102。如图1和2所示,在所述飞行机构中,所述主机体101为植保无人机的控制中心,用于对配药及喷洒过程和各个所述旋翼飞行机体102进行控制,实现所述植保无人机的飞行操作(诸如起飞、降落、悬停等)和喷洒操作,因此所述微控制器、所述RF433无线收发器和所述卫星定位器均位于所述主机体101中;所述旋翼飞行机体102用于在所述主机体101的控制下实现植保无人机的各种飞行操作,由于设置有至少两个所述旋翼飞行机体102,可使所述植保无人机的空中平衡性更加平稳,增强其抗风能力,作为举例的,如图1和2所示,在本实施例中所述旋翼飞行机体5的数目为四个。

进一步优化的,所述旋翼飞行机体102由电机104和桨叶105构成,其中,所述电机104的输出端轴连接所述桨叶105,所述电机104电连接配置于所述主机体101中的电调;所述微控制器还通信连接所述电调的受控端。所述电调用于在所述微控制器的控制下,调节所述电机104的转速和姿态,实现不同的飞行操作,例如起飞、提升、降落和悬停等,由此实现所述旋翼飞行机体102 的飞行功能。所述主机体101的顶部设有机罩头盖106。如图1所示,所述机罩头盖106用于保护所述主机体101中电子器件或仪器,例如防止雨淋,因此所述微控制器、所述RF433无线收发模块和所述卫星定位器等均需设置在所述机罩头盖106的下方。

优化的,在所述飞行机构中还配置有分别通信连接所述微控制器的陀螺仪、磁力计、加速度传感器、气压传感器和电机转子转速测量仪中任意一种或它们的任意组合。通过配置所述器件,可以使所述植保无人机在飞行过程中,能够更加稳定的飞行,实现自动增稳和飘逸矫正等功能。

综上,采用本实施例所提供的可自汲水配药的植保无人机,具有如下技术效果:

(1)本发明创造提供了一种在空中可对稀释药液进行随用随配的植保无人机,通过在飞行机构上配置两对称布置的蓄水仓、蓄药仓、配药仓和多个液体计量泵,可以在执行喷洒任务时,根据任务量的多少进行小批量的现场配药,从而能够对药剂用量进行精确控制,避免出现稀释药液配用不足或剩余过多的情况,减少不必要的工作量和作业成本,利于环保;

(2)通过在蓄水仓的底部设置进水孔及电磁阀,还可以在降落于水面时,打开进水孔实现汲水的目的,利于进行自动化补水,快速完成喷洒任务;

(3)所述植保无人机还具有空中平衡好、防机体及水源污染、自动化程度高和结构简单等优点,便于实际推广和应用。

本实用新型不局限于上述可选实施方式,任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。

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