一种小型水稻播种无人机

1.本发明属于农业机械无人机播种技术领域，具体涉及一种小型水稻播种无人机。


背景技术：

2.水稻是我国三大主要粮食作物之一，全国约65％的人口以稻米为主食，其播种面积占粮食播种面积的1/5，年产量约4.8亿吨，占世界粮食总产量的1/4，全世界二分之一以上的人口以水稻为主食，同时也是我国最主要的栽培作物之一。我国水稻播种面占全国粮食作物的1/4，而产量则占一半以上。
3.随着我国社会经济的发展、农业结构调整，以及农村劳动力转移和人口老龄化，以手工劳作为主的传统水稻栽培技术存在着出苗不整齐、成苗无序化、扎根浅易倒伏等系列难以解决的技术问题，产量潜力低、稳产性差，已不能适应当前我国水稻生产的需要，水稻轻简化和机械化种植成为提高劳动生产率、解决劳动力短缺的关键；并且在西南丘陵地区，稻田生产条件较差，种植效益并不理想，农地资源相对稀缺，户均稻田种植规模小，在丘陵地区要实现农业机械化，需要开展高标准的农田建设改造，需大量调整田型、移动土方、对道路、渠系等进行配套，无论工程量还是成本数倍于平原地区，基础设施改造难度极大，而水稻机械化技术能够有效破除丘陵地区土地条件的限制，在实现播种作业自由化的同时也有效降低了人工成本。
4.由于稻作区域辽阔及种植制度的差异，在水稻种植机械上呈现机直播、机抛秧和机插秧3种方式。其中，水稻直播是将稻种直接播入大田的一种稻作方式，省去了育秧、拔秧和栽秧等作业程序，省工节本优势尤其显著，迎合了当前水稻生产的需要，发展十分迅速。但目前市面上正在使用的各种机型的水稻直播机仍存在各种各样的问题，如播种不均匀、准确度低，装置稳定性差等，没有很好地实现经济性、实用性及先进性的统一。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种小型水稻播种无人机，用以解决目前市面上正在使用的各种机型的水稻直播机仍存在的播种不均匀、准确度低，装置稳定性差等，没有很好地实现经济性、实用性及先进性统一的问题。
6.为了解决上述技术问题，发明人经过实践和总结得出本发明的技术方案，本发明公开了一种小型水稻播种无人机，包括由上往下依次设置的飞行机构、进料机构、分料机构和调节机构，以及喷洒机构，所述分料机构包括固定座，穿插于固定座上的螺旋杆，设置于螺旋杆外部的半圆管，以及均匀分布在半圆管上的多个导流片，且所述固定座、螺旋杆、半圆管和导流片外部套设有框架，所述调节机构包括呈圆管状结构的壳体，位于壳体内部的转片，以及设置于转片下端用于带动转片运作的电机二。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述固定座由驱动设备传动，所述驱动设备设置于分料机构的外部框架侧边。分料机构单独配套驱动设备，安全可靠，有效确保水稻播种工作的顺利进行。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述螺旋杆采用单螺旋或双螺旋，其中所述双螺旋杆由左右两段构成，其螺旋叶片分别为左旋或右旋，且左右两段的螺旋叶片相位差为180
°
。由于双螺旋杆的左段和右段分别是左旋和右旋，待双螺旋杆转动起来后，水稻会从半圆管的另一半流出，因此控制双螺旋杆转速即可控制出料量；双螺旋杆的左段和右段螺旋叶片相位差为180
°
，两侧出料的波峰和波谷互补，在转速一定的情况下，出料的速度不会有太大的波动，大大提高了出料的精度。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述调节机构还包括固定安装于圆管状结构壳体底部的多个管道，所述管道呈倒梯形圆台结构，且管道入口处设有控制阀。设置管道给水稻留有一定的下落空间，从而使得水稻由喷头喷出时具有一定的初始速度，不易受风力影响改变落点，稳定性更高；同时，通过开关控制阀实现对水稻播种间距的控制，适用性更广泛，并且有效提高播种效率。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述进料机构包括呈倒梯形方台结构的主体，且所述主体内部为中空结构，其顶部两端对称开设有进料口，所述主体的中上部侧边呈弧形结构，所述主体底部开设有出料口。倒梯形结构的设计使得主体的重心能够上移至靠近飞行机构的位置，进一步保证进料机构在飞行过程中的稳定性，减少大风等天气对水稻播种准确度的影响。
11.作为本发明的一种优选技术方案，呈倒梯台状的所述主体中部开设有通孔，所述通孔内固定安装有用于观察主体内部进料量的玻璃窗。通过该通孔内的玻璃窗，实现对进料机构主体内部水稻堆积情况的掌握，以便及时采取措施应对，提高工作效率。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述飞行机构包括支撑板，以及对称设置于支撑板顶部两端的电机一和固定安装于电机一输出端的机翼，所述支撑板固定安装于进料机构主体的顶部，且呈交叉设置。飞行机构的支撑板与进料机构的主体在平面内呈垂直设置，该结构设计在方便投料的同时最大程度地保障了装置的结构强度及力学性能，稳定飞行。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述喷洒机构包括固定安装于多个管道下端口的若干喷头，且所述喷头呈直筒状，其横截面直径与管道下端口尺寸相配合。水稻经管道由喷头喷出，有效避免了传统水稻直播技术中存在的播种不均匀的问题，使得播种效果得到进一步提升。
14.作为本发明的一种优选技术方案，位于所述主体与分料机构外部框架衔接处设有用于起降落缓冲作用的支撑单元。通过设置支撑单元能够起到卸力的作用，具有缓冲减震的性能，保证水稻播种无人机装置的实用性。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑单元包括对称安装在主体与分料机构外部框架衔接处两侧的直板，位于直板自由端的斜板，以及位于斜板下端的缓冲板。当无人机装置降落时，缓冲板先与地面接触起到减震效果；直板与斜板的配合设置，支撑稳定性更好。
16.与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
17.本发明的一种小型水稻播种无人机，采用从上至下依次设置的飞行机构、进料机构、分料机构、调节机构和喷洒机构组成的水稻播种无人机装置，有效解决了现有的水稻直播机存在的播种不均匀、准确度低以及装置稳定性差等问题，有效实现了经济性、实用性及先进性的统一。
18.本发明通过飞行机构的交叉设计以及支撑单元的设置，在最大程度上提高了装置整体的稳定性，确保水稻播种工作的顺利进行；使用时将水稻从进料口处投放入进料机构的主体内，再落入分料机构中，通过设置的分料机构，由驱动设备带动固定座上的螺旋杆旋转，配合半圆管上的导流片对由进料机构落下的水稻进行分流，从而控制出量，使得播种稳定性及准确度得到有效提升；落下的水稻会掉入调节机构的壳体内，转片会跟随电机二转动，落下来的水稻会撞到转片，受旋转产生的离心力分散开再落入管道内，最后因重力作用从管道排出，调节机构中的管道配合喷洒机构，能够根据实际需求实时调节水稻播种密度，经由若干喷头将水稻均匀排出，实现均匀播种，避免传统水稻直播技术中存在的播种不均匀的情况，具有很好的使用及推广价值。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明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，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。
20.图1为本发明的正剖面图；
21.图2为本发明中进料机构的结构示意图；
22.图3为本发明中螺旋杆为单螺旋的结构示意图；
23.图4为本发明中调节机构的结构示意图；
24.图5为本发明中喷洒机构的俯视图；
25.图6为本发明中螺旋杆为双螺旋的结构示意图。
26.图中：1、飞行机构；11、支撑板；12、电机一；2、进料机构；21、进料口；22、通孔；3、分料机构；31、固定座；32、螺旋杆；33、导流片；4、调节机构；41、壳体；42、转片；43、电机二；44、管道；441、控制阀；5、喷洒机构；51、喷头；6、驱动设备；7、支撑单元。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.一种小型水稻播种无人机，包括由上往下依次设置的飞行机构1、进料机构2、分料机构3和调节机构4，以及喷洒机构5；所述分料机构3包括固定座31，穿插于固定座31上的螺旋杆32，设置于螺旋杆32外部的半圆管，以及均匀分布在半圆管上的多个导流片33，且所述固定座31、螺旋杆32、半圆管和导流片33外部套设有框架；所述调节机构4包括呈圆管状结构的壳体41，位于壳41内部的转片42，以及设置于转片42下端用于带动转片42运作的电机二43。
31.实施例1
32.如图1-5所示，从上至下依次设置的飞行机构1、进料机构2、分料机构3、调节机构4和喷洒机构5，有效解决了现有的水稻直播机存在的播种不均匀、准确度低以及装置稳定性差等问题。
33.飞行机构1由支撑板11、电机一12和机翼组成，其中，所述电机一12对称设置在支撑板11的顶部两端，机翼则固定安装于电机一12的输出端上；进料机构2的主体设计为倒梯形方台结构，如图2所示，所述主体内部为中空结构，支撑板11固定安装在进料机构2主体的顶部，并且呈交叉结构设计，能够在方便投料的同时最大程度地保障了水稻播种装置的结构强度及力学性能，稳定飞行；同时，主体顶部两端对称开设有进料口21，并且主体的中上部侧边呈弧形结构，底部开设有出料口，中部开设有内部固定安装有用于观察主体内部进料量的玻璃窗的通孔22，通过可视的窗口实现对进料机构2主体内部水稻堆积情况的掌握，以便及时采取措施应对，进一步提高工作效率。
34.如图3所示，分料机构3由固定座31、螺旋杆32、半圆管和三个导流片33组成，并且所述固定座31、螺旋杆32、半圆管和导流片33的外部套设有框架；其中，螺旋杆32穿插在固定座31上，所述螺旋杆32采用单螺旋杆，半圆管设置在螺旋杆32外部，其两端与螺旋杆32连接固定，三个导流片33均匀分布在半圆管上，相邻导流片33之间的角度为120
°
；同时，固定座31由单独配套的驱动设备6传动，所述驱动设备6则设置于分料机构3的外部框架侧边，安全可靠，有效确保水稻播种工作的顺利进行。
35.如图4所示，调节机构4由壳体41、转片42和电机二43组成，其中，壳体41呈圆管状结构，转片42位于壳体41内部，电机二43则设置于转片42下端，用于带动转片42运作，调节机构4还包括固定安装于圆管状结构壳体41底部的多个管道44，所述管道44呈倒梯形圆台结构，并且管道44入口处设有控制阀441；如图5所示，喷洒机构5由若干喷头51组成，并且所述喷头51呈直筒状，固定安装于多个管道44下端口，其横截面直径与管道44下端口尺寸相配合。管道44设置能够给水稻留有一定的下落空间，从而使得水稻由喷头51喷出时具有一定的初始速度，不易受风力影响改变落点，稳定性更高；同时，通过开关控制阀441实现对水稻播种间距的控制，适用性更广泛，并且有效提高播种效率。
36.位于主体与分料机构3外部框架衔接处设有用于起降落缓冲作用的支撑单元7，通过设置支撑单元7能够起到卸力的作用，具有缓冲减震的性能，保证水稻播种无人机装置的实用性；所述支撑单元7由对称安装在主体与分料机构3外部框架衔接处两侧的直板，位于直板自由端的斜板，以及位于斜板下端的缓冲板组成，当无人机装置降落时，缓冲板先与地面接触起到减震效果；直板与斜板的配合设置，支撑稳定性更好。
37.本发明通过设置分料机构3，对由进料机构2落下的水稻进行分流，控制出量，使得播种稳定性及准确度得到有效提升；调节机构4中的管道44配合喷洒机构5，能够根据实际
需求实时调节水稻播种密度，实现均匀播种，避免传统水稻直播技术中存在的播种不均匀的情况；飞行机构1的交叉设计以及支撑单元7的设置，在最大程度上提高了装置整体的稳定性，确保水稻播种工作的顺利进行，具有很好的使用及推广价值。
38.工作原理：从上至下依次固定安装好飞行机构1、进料机构2、分料机构3、调节机构4和喷洒机构5，水稻从进料口21处投放入进料机构2的主体内，主体的倒梯形方台结构设计使得其重心与飞行机构1的重心靠近，保证进料机构2在空中的稳定性，不易受大风影响播种路径和播种量精准度；进料机构2的出料口与分料机构3连通，主体中的水稻会落入分料机构3内，由驱动设备6带动固定座31上的螺旋杆32旋转，配合半圆管上的导流片33对水稻进行分流，从而实现对水稻出量的有效控制，落下的水稻会掉入调节机构4的壳体41内，转片42会跟随电机二43转动，落下来的水稻会撞到转片42，受旋转产生的离心力分散开再落入管道44内，最后因重力作用从管道44排出，进入喷洒机构5，经由若干喷头51均匀排出。
39.实施例2
40.在实施例1的基础上进一步改进，如图6所示，所述螺旋杆32采用双螺旋，所述双螺旋杆由左右两段构成，其螺旋叶片分别为左旋或右旋，能够对水稻进行有效分流，控制出量，半圆管设置在螺旋杆32外部，其两端与螺旋杆32连接固定，三个导流片33均匀分布在半圆管上，相邻导流片33之间的角度为120
°
。当进料机构2主体中的水稻会落入分料机构3内，由驱动设备6带动固定座31上的螺旋杆32旋转，配合半圆管上的导流片33对水稻进行分流，从而实现对水稻出量的有效控制，落下的水稻会掉入调节机构4的壳体41内，转片42会跟随电机二43转动，落下来的水稻会撞到转片42，受旋转产生的离心力分散开再落入管道44内，最后因重力作用从管道44排出，进入喷洒机构5，经由若干喷头51均匀排出。
41.并且，由于双螺旋杆的左段和右段分别是左旋和右旋，因此双螺旋杆转动起来后，水稻会从半圆管的另一半流出，因此控制双螺旋杆转速即可控制出料量，除此之外，双螺旋杆的左段和右段螺旋叶片相位差为180
°
，两侧出料的波峰和波谷互补，因此在转速一定的情况下，出料的速度不会有太大的波动，提高了出料速和转速的线性度，大大提高了出料的精度。
42.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其他方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中作出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
43.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的
那些特征)。
44.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
45.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。