多旋翼无人机固体药物投放装置的制作方法

本实用新型涉及无人机应用技术领域，特别涉及多旋翼无人机固体药物投放装置。

背景技术：

目前，随着科技技术的不断发展，无人机已经逐渐的出现在人们的视野中，由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势，使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。

由于输电线路的运行环境复杂，线路通道多处于植被茂密区域，高压输电线路的人工维护比较艰难，无人机在该领域的应用范围也逐步拓展，例如无人机用于喷火烧除电线上的异物，无人机用于清除电塔上的鸟窝，植保无人机用于出去电塔周围的杂草等，并取得了良好的效果。树障隐患对线路安全运行威胁也极为突出，但因输电线路所处区域一般地势复杂、悬崖峭壁，人员难以到达，如果用人工砍伐的方式难度系数大且安全风险极高，投入成本高，效率低。采用植保无人机投撒液体除草剂可以除去一部分灌木杂草，但对乔木起不到作用，乔木需要一些专用的固体除草剂才能除去。然而，现有的植保无人机基本都是用于喷洒液体药物，不适用固体颗粒药物的喷洒。因此，需要对现有的无人机进行改进，设计一种能抛撒固体药物的无人机，以满足高压输电部分的需求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供多旋翼无人机固体药物投放装置，该装置具有结构简单、控制方便、撒施均匀、能够无药后立即返航的特点。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

多旋翼无人机固体药物投放装置，包括内置无人机控制系统的多旋翼无人机主体、摄像头、支架、储药桶、五通管、四条支管、撒药控制器、地面控制系统；

所述五通管包括一管口朝上的上管和相对所述上管斜向下设置的四个下管，且四个下管均与所述上管呈120°-160°夹角；

所述储药桶通过所述支架固定在无人机主体下部，储药桶整体呈漏斗形，所述摄像头设置在储药桶外侧；在储药桶的顶部设有顶板，顶板上开设有加药口，顶板内侧设有超声波测距传感器；在储药桶下端设有下药口，所述超声波测距传感器正对所述下药口设置，下药口的下端通过电磁阀连接五通管的上管，五通管的四个下管各连接一条支管，每条支管的一端与一个下管的下端连通，每条支管的另一端弯折后管口朝下，弯折朝下的部分为圆柱形撒药口，所述撒药口的内部设有撒料盘，所述撒料盘为圆形，撒料盘的直径与撒药口直径相匹配以使得撒料盘可以将撒药口封闭；所述撒药口的外部均设置有舵机，各所述舵机的转轴均与各所述撒料盘的中心轴分别连接并带动撒料盘在撒药口内转动；所述四条支管中有两条支管相对较长，且该两条长支管相对所述上管对称设置，另外两条支管相对较短，且该两条短支管相对所述上管对称设置；所述超声波测距传感器、电磁阀、各舵机与所述撒药控制器连接，舵机的供电电源和撒药控制器均固定在所述支架上；

所述地面控制系统包括无人机遥控单元和撒药遥控单元；所述地面控制系统通过无线通信单元与所述无人机控制系统、撒药控制器分别通信连接。

本实用新型中，较优地，所述四条支管均为可伸缩式套管，每条支管的套管与套管之间通过卡孔和弹性卡销连接固定。

本实用新型中，较优地，所述下药口的外侧设有震动电机，所述震动电机与所述撒药控制器连接。

本实用新型中，较优地，所述超声波测距传感器采用收发一体式探头，所述探头正对所述下药口。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过无人机上的摄像头实时观察现场作业情况，通过漏斗形储药桶下方的五通管连接四条支管进行药物分配，通过撒料盘与舵机的配合，精确控制撒药口的开合，实行均匀撒施，通过超声测距传感器测试固体除草剂在储药桶中的高度，从而在固体药物撒施完毕后控制无人机返航。

2、本实用新型通过在下药口外侧设置震动电机，防止药物堵塞在下药口。

【附图说明】

图1是本实用新型多旋翼无人机固体药物投放装置的平面结构示意图。

图2是本实用新型多旋翼无人机固体药物投放装置的控制关系图。

其中，1-无人机主体，2-加药口，3-储药桶，4-支架，5-摄像头，6-超声波测距传感器，7-撒药控制器，8-电磁阀，9-下药口，10-震动电机，11-长支管，12-撒药口，13-撒药盘，14-舵机，15-短支管，16-五通管，17-电源。

【具体实施方式】

为了更清楚地表达本实用新型，以下通过具体实施方式并结合附图作进一步详细说明。

参见图1，为本实用新型多旋翼无人机固体药物投放装置的平面结构示意图，包括内置无人机控制系统的多旋翼无人机主体1、摄像头5、支架4、储药桶3、五通管16、四条支管、撒药控制器7、地面控制系统；

需要介绍的是，本实用新型中所用的五通管16一管口朝上的上管和相对所述上管斜向下设置的四个下管，且四个下管均与所述上管呈120°-160°夹角；该五通管16用于将固体药物分到四个支管，通过支管投药。四个下管与上管的夹角可以相同也可以不同，下管与上管之间的衔接处以圆弧形式衔接更佳，以使得物料落下时更为顺滑。

图1中，储药桶3通过所述支架4固定在无人机主体1下部，支架4在本实用新型中用于支撑无人机、并为储药桶3和其它元配件的安装提供场所。储药桶3采用塑料桶或金属桶，整体呈漏斗形。所述摄像头5设置在储药桶3外侧，摄像头5用于实时观察现场作业情况，可以在储药桶3四周设置多个，根据常规设置，摄像头5与无人机的控制系统通过图像采集装置和图像发射装置连接，在此不进行详细解说。在储药桶3的顶部设有顶板，顶板上开设有加药口2，用于向桶内添加固体药物，顶板内侧设有超声波测距传感器6；在储药桶3下端设有下药口9，超声波测距传感器6正对所述下药口9设置，超声波实时监测其与固体药物面之间的距离，在达到设定距离时，则可以反映出固体药物是否已经撒施完毕。本实用新型中，超声波测距传感器可以选用Risym US-100超声波测距模块，但优选超声波测距传感器6采用收发一体式探头，该探头可以更好地与所述下药口9正对，具体可以选用NU112E25TR-1、NU200F18TR-1MD等。

继续参阅图1，下药口9的下端通过电磁阀8连接五通管16的上管，五通管16的四个下管各连接一条支管，每条支管的一端与一个下管的下端连通，每条支管的另一端弯折后管口朝下，弯折朝下的部分为一个圆柱形撒药口12，撒药口12的内部设有撒料盘，所述撒料盘为圆形，撒料盘的直径与撒药口12直径相匹配以使得撒料盘可以将撒药口12封闭；所述撒药口12的外部均设置有舵机14，各所述舵机14的转轴均与各所述撒料盘的中心轴分别连接并带动撒料盘在撒药口内转动。所述四条支管中有两条支管相对较长，且该两条长支管11相对所述上管对称设置，另外两条支管相对较短，且该两条短支管15相对所述上管对称设置。舵机14的供电电源17和撒药控制器7均固定在所述支架4上，撒药控制器7采用现有的单片机，如STC89C52RC单片机。在本实用新型中，要求舵机能够正转90°和反转90°即可，舵机可以选用TELESKY SG90或MG996R，可以精确控制旋转的角度。

参阅图2，为本实用新型多旋翼无人机固体药物投放装置的控制关系图，所述超声波测距传感器6、电磁阀8、各舵机14均与所述撒药控制器7连接，所述地面控制系统包括无人机遥控单元和撒药遥控单元；所述地面控制系统通过无线通信单元与所述无人机控制系统、撒药控制器分别通信连接，无人机控制系统、无人机遥控单元沿用现有无人机的系统即可，无人机遥控单元采用现有的单片机如STC89C52RC单片机。无线通信单元可以采用蓝牙，无人机控制系统、地面控制系统、撒药遥控单元、无人机遥控单元各安装有蓝牙模块，实现信号的远距离传输。当然，除了上述提及的主要功能模块，还需要配置一些相应的数模转换电路，本领域技术人员采用现有技术即可实现，在此不进行详述。

在本实用新型另一较佳实施例中，所述四条支管均可采用可伸缩式套管，每条支管的套管与套管之间通过卡孔和弹性卡销连接固定，从而可以调整支管的长度，方便调整撒药的范围。

在本实用新型另一较佳实施例中，所述下药口9的外侧设有震动电机10，所述震动电机10与所述撒药控制器7连接，且震动电机10与舵机14共用所述供电电源17。通过设置震动电机10可以有效防止固体药物在下药口9出堵塞，出料不畅通。

本实用新型在使用时，通过加药口2向储药桶3中添加固体药物，并将储药桶3摇晃后使固体药物面呈水平，准备就绪后，通过地面控制系统控制无人机飞至目标点，操作人员通过摄像头5对现场情况进行实时观察，到达树木上方时，通过撒药遥控单元发出指令给撒药控制器7，撒药控制器7控制电磁阀8打开，震动电机10开始工作，并控制各舵机14旋转90°，撒药盘13随着舵机14旋转90°，撒药口打开；固体药物经由五通管16储药桶3流至各支管，从撒药口12撒出，操作人员继续操作无人机飞行，将药物在所有树木上方均匀撒出。撒药完毕后，操作人员通过撒药遥控单元发出指令给撒药控制器7，撒药控制器7控制电磁阀8关闭，震动电机10停止工作，并控制各舵机14旋转90°，撒药盘13随着舵机14旋转90°后撒药口12关闭。在撒药过程中，超声波测距传感器6实时测试其与固体药物面之间的距离，并将测试发送给撒药控制器7，在测试值达到设定值时，即超声波测距传感器6与出药口之间的距离时，证明固体药物已经用完，撒药控制器7将信息发送给地面控制系统，地面控制系统控制无人机返航。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。