液位计、农业植保机及液位判断方法与流程

本发明涉及农业植保机技术领域，特别涉及液位计、农业植保机及液位判断方法。

背景技术：

农业植保机，是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机。植保机可以实现喷洒作业，用于喷洒药剂、种子和粉剂等。植保机体型娇小而功能强大，可负载农药并在低空喷洒农药，其喷洒效率远高于传统人工。

通常情况下，农药或化肥一般容置在植保机配备的水箱中，由于一般的水箱并非为透明的，在注入液体或者液体流出的过程中，并不能实时的了解到水箱中液体的总量，因此经常会出现水箱内注入过多液体或者水箱内的液体已经完全流出耗尽而无法察觉的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种液位计、农业植保机及液位判断方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种液位计，其用于装设于水箱上以检测水箱中液体的液位，所述液位计包括：固定部、浮动部、霍尔传感器以及磁体；所述固定部用于固定设置于所述水箱上，所述浮动部连接于所述固定部用于在液体的浮力下绕所述固定部转动，所述霍尔传感器设置于所述固定部上，所述磁体设置于所述浮动部上；当所述浮动部相对于所述固定部转动时，所述磁体的n极和s极与所述霍尔传感器的距离改变从而使所述霍尔传感器进行开关动作以显示所述水箱中液体的液位是否到达预设液位。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种农业植保机，包括机体、与所述机体连接的机臂和设置在所述机臂上的动力组件，所述农业植保机还包括：用于装载农药的水箱以及至少一个如上所述的液位计，至少一个所述液位计设置于所述水箱上。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种采用如上所述的液位计的液位判断方法，用于检测水箱中液体的液位状态，所述液位判断方法包括：

在所述水箱上设定预设液位；

在所述预设液位处设置所述液位计，所述磁体的n极和s极中的其中一个位于其中另一个的上方；当所述磁体的n极靠近所述霍尔传感器时，所述霍尔传感器输出高电平；当所述磁体的s极靠近所述霍尔传感器时，所述霍尔传感器输出低电平；

判断所述水箱中液体的液位状态：当所述霍尔传感器输出的电平在高电平和低电平之间发生变化时，判断所述水箱中液体的液位是否到达所述预设液位。

本发明的液位计，通过浮动部相对于固定部转动时，磁体的n极和s极与霍尔传感器的距离改变从而使霍尔传感器进行开关动作以显示水箱中液体的液位是否到达预设液位，从而反馈液位信息以进行显示或提醒，以提示用户水箱中液体的液位已到达预定高度。

本发明的农业植保机，通过所述液位计的浮动部相对于固定部转动时，磁体的n极和s极与霍尔传感器的距离改变从而使霍尔传感器进行开关动作以显示水箱中液体的液位是否到达预设液位，从而反馈液位信息以进行显示或提醒，以提示用户植保机的水箱中液体的液位已到达预定高度。

本发明的液位判断方法，通过所述液位计的磁体的n极和s极与霍尔传感器的距离改变从而使霍尔传感器进行开关动作以显示水箱中液体的液位是否到达预设液位，当所述霍尔传感器输出低电平时，判断得到所述水箱中液体的当前液位低于所述预设液位；当所述霍尔传感器输出高电平时，判断得到所述水箱中液体的当前液位高于所述预设液位，从而反馈液位信息以进行显示或提醒，以提示用户水箱中液体的液位已到达预定高度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例示出的液位计的立体示意图。

图2是图1所示的液位计的爆炸示意图。

图3是图1所示的液位计的正视图。

图4是图3所示的液位计的剖视图。

图5至图7是采用图1所示的液位计的一种液位判断方法的工作状态示意图。

图8至图11是采用图1所示的液位计的另一种液位判断方法的工作状态示意图。

图12是本发明一实施例示出的植保机中水箱的液位计的工作流程图。

具体实施方式

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。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面结合附图，对本发明的液位计、农业植保机及液位判断方法进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

参见图1至图4所示，本发明实施例提供一种液位计1，其用于装设于水箱上以检测水箱中液体的液位，所述液位计1包括：固定部10、浮动部20、霍尔传感器30以及磁体40。所述固定部10用于固定设置于所述水箱上，所述浮动部20连接于所述固定部10用于在液体的浮力下绕所述固定部10转动，所述霍尔传感器30设置于所述固定部10上，所述磁体40设置于所述浮动部20上。当所述浮动部20相对于所述固定部10转动时，所述磁体40的n极和s极与所述霍尔传感器30的距离改变从而使所述霍尔传感器30进行开关动作以显示所述水箱中液体的液位是否到达预设液位。

本发明的液位计，通过浮动部相对于固定部转动时，磁体的n极和s极与霍尔传感器的距离改变从而使霍尔传感器进行开关动作以显示水箱中液体的液位是否到达预设液位，从而反馈液位信息以进行显示或提醒，以提示用户水箱中液体的液位已到达预定高度。

在本发明一实施方式中，所述固定部10上设有连接部110，所述霍尔传感器30设置于所述连接部110内，所述磁体40设置于所述浮动部20内。所述浮动部20上设有配合部210，所述配合部210转动连接于所述连接部110，进而使所述浮动部20能够相对于所述固定部10转动。

以下对所述浮动部20相对于所述固定部10转动的方式进行说明：

所述浮动部20相对于所述固定部10转动的第一种方式：所述连接部110上设置有转轴111，所述转轴111沿所述连接部110的径向设置，所述转轴111的两自由端分别凸出于所述连接部110。所述配合部210为两个，所述两个配合部210于所述连接部110的两侧分别转动连接于所述转轴111的两自由端，可以使所述浮动部20能够相对于所述固定部10转动。可选地，所述配合部210上设有套设部212，所述套设部212套设于所述转轴111，进而将所述配合部210转动连接于所述连接部110。

所述浮动部20相对于所述固定部10转动的第二种方式：所述连接部110内设有收容空间，所述收容空间内设置有转轴111，所述转轴111沿所述连接部110的径向设置。所述配合部210于所述收容空间内转动连接于所述转轴111，同样可以使所述浮动部20能够相对于所述固定部10转动。

需要说明的是，所述浮动部20相对于所述固定部10转动的方式并不仅仅局限于上述两种方式，任意可以实现所述浮动部20相对于所述固定部10转动的方式都属于本发明保护的范围。

结合图2和图3所示，在本发明一实施方式中，所述连接部110上设置有限位部112，所述配合部210上设有抵持部211，当所述浮动部20相对所述固定部10转动到所述抵持部211触碰到对应的限位部112时，所述浮动部20绕所述固定部10的转动停止，进而起到限位的作用。在图2和图3所示的实施例中，所述限位部112沿所述连接部110的径向设置，所述限位部112的两自由端分别凸出于所述连接部110。所述两个配合部210上分别设有所述抵持部211，两个抵持部211分别与所述限位部112的两自由端相配合，进而当所述浮动部20相对所述固定部10转动到抵持部211触碰到对应的限位部112的自由端时，所述浮动部20绕所述固定部10的转动停止。可选地，两个抵持部211中的一个抵持部211位于对应的限位部112的自由端的上方，另一个抵持部211位于对应的限位部112的自由端的下方。当所述浮动部20相对所述固定部10顺时针转动到位于对应的限位部112的自由端的上方的抵持部211触碰到对应的限位部112的自由端时，限制所述浮动部20继续绕所述固定部10顺时针转动。当所述浮动部20相对所述固定部10逆时针转动到位于对应的限位部112的自由端的下方的抵持部211触碰到对应的限位部112的自由端时，限制所述浮动部20继续绕所述固定部10逆时针转动。

在本发明一实施方式中，所述霍尔传感器30装设在所述固定部10的所述连接部110内，所述液位计1还包括第一端盖120，所述第一端盖120设置在所述固定部10上远离所述浮动部20的端部。当所述霍尔传感器30装设在所述固定部10的所述连接部110内后，将所述第一端盖120连接在所述固定部10的端部，进而将所述霍尔传感器30封闭在所述固定部10内。可选地，所述霍尔传感器30装设在所述连接部110中靠近所述浮动部20的端部。

在本发明一实施方式中，所述磁铁40装设在所述浮动部20内，所述液位计1还包括第二端盖220，所述第二端盖220设置在所述浮动部20上远离所述固定部10的端部。当所述磁铁40装设在所述浮动部20内后，将所述第二端盖220连接在所述浮动部20的端部，进而将所述磁铁40封闭在所述浮动部20内。可选地，所述磁铁40装设在所述浮动部20中靠近所述固定部10的端部。

在本发明一实施方式中，所述液位计1的固定部10固定设置于所述水箱的外侧壁，所述连接部110位于所述水箱内，所述浮动部20于所述水箱内转动连接于所述连接部110。所述液位计1还包括密封圈50，所述密封圈50套设于所述固定部10上，用于将所述固定部10与所述水箱密封。

可选地，所述固定部10为盘体，所述固定部10的中部设置有安装部130，所述连接部110连接于所述安装部130，所述密封圈50套设于所述安装部130上，将所述固定部10与所述水箱密封，所述安装部130便于对所述固定部10进行拆装作业。进一步地，所述固定部10上开设有多个安装孔140，所述液位计1安装时，采用紧固件穿过所述固定部10的安装孔140后固定在水箱上，进而将所述液位计1固定在水箱上。

在本发明一实施方式中，所述液位计1还包括处理器，当所述霍尔传感器30进行开关动作时将所述水箱中液体的液位是否到达预设液位的信号发送给所述处理器以进行显示或提醒，进而提示用户水箱中液体的液位已到达预定高度。

以下，对本发明的液位计1的液位判断方法进行说明：

参见图5所示，本发明的液位计1在实际工作中，通过浮动部20相对于固定部10转动时，磁体40的n极和s极与霍尔传感器30的距离改变从而使霍尔传感器30进行开关动作以显示水箱90中液体的当前液位70是否到达预设液位60，从而向处理器反馈液位信息以进行显示或提醒，以提示用户水箱中液体的液位已到达预定高度。其中，所述磁体40包括n极和s极，所述磁体40的n极和s极中的其中一个位于其中另一个的上方。液位计1利用单极性霍尔传感器，收到磁极的不同，而输出不同的电平信号来完成液位测量。具体地，当所述磁体40的n极靠近所述霍尔传感器30时，所述霍尔传感器30输出高电平。当所述磁体40的s极靠近所述霍尔传感器30时，所述霍尔传感器30输出低电平。

在本发明一实施方式中，所述磁体40的n极位于s极的上方。参见图6所示，当所述霍尔传感器30输出低电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70低于所述预设液位60，以提示用户水箱中液体的液位未到达预定高度。此时所述磁体40的s极靠近所述霍尔传感器30。参见图7所示，当所述霍尔传感器30输出高电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70高于所述预设液位60，以提示用户水箱中液体的液位已到达预定高度。此时所述磁体40的n极靠近所述霍尔传感器30。

进一步地，当所述霍尔传感器30输出的电平在高电平和低电平之间发生变化时，同样可以通过本发明的液位计1来判断所述水箱90中液体的液位是否到达所述预设液位。具体地，当所述霍尔传感器30输出的电平由低电平变为高电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70由低于所述预设液位60升高至所述预设液位60。当所述霍尔传感器30输出的电平由高电平变为低电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70由高于所述预设液位60降低至所述预设液位60。

综上所述，本发明的液位计，通过浮动部相对于固定部转动时，磁体的n极和s极与霍尔传感器的距离改变从而使霍尔传感器进行开关动作以显示水箱中液体的液位是否到达预设液位，从而向处理器反馈液位信息以进行显示或提醒，以提示用户水箱中液体的液位已到达预定高度。

本发明实施例还提供一种农业植保机，包括机体、与所述机体连接的机臂和设置在所述机臂上的动力组件，所述农业植保机还包括：用于装载农药的水箱以及至少一个如上所述的液位计，至少一个所述液位计设置于所述水箱上。可选地，所述飞行植保机为多旋翼飞行器。需要说明的是，在如上所述的实施例和实施方式中关于所示液位计的描述同样适用于本发明的农业植保机。

参见图8所示，在本发明一实施方式中，至少一个所述液位计1包括第一液位计1a和第二液位计1b，所述第一液位计1a装设于靠近所述水箱90底部的位置，所述第二液位计1b装设于靠近所述水箱90顶部的位置。

以下，对本发明农业植保机中的液位计的液位判断方法进行说明：

本发明农业植保机中的液位计在实际工作中，通过所述液位计的浮动部相对于固定部转动时，磁体的n极和s极与霍尔传感器的距离改变从而使霍尔传感器进行开关动作以显示水箱中液体的液位是否到达预设液位，从而向处理器反馈液位信息以进行显示或提醒，以此判断水箱中的液位状态，进而提示用户植保机的水箱中液体的液位已到达预定高度。

参见图9所示，当所述水箱90处于放液过程(即放出液体)，且所述第一液位计1a的霍尔传感器30输出低电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70低于所述第一液位610。此过程中液体从上向下接近并淹没位于第一液位610处的第一液位计1a的固定部10，浮动部20绕固定部10从上方转动到下方，磁铁40从n极靠近霍尔传感器30转动到s极靠近霍尔传感器30，因此输出的电平的变化为从高到低。

参见图10所示，当所述水箱90处于加液过程(即注入液体)，且所述第二液位计1b的霍尔传感器30输出高电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70高于所述第二液位620。此过程中液体从下向上接近并淹没位于第二液位620处的第二液位计1b的固定部10，浮动部20绕固定部10从下方转动到上方，磁铁40从s极靠近霍尔传感器30转动到n极靠近霍尔传感器30，因此输出的电平的变化为从低到高。

参见图11所示，当所述水箱90处在正常使用状态时，所述水箱90中液体的当前液位70处于如图11中所示的第一液位610和第二液位620之间。此时不论水箱90处于放液过程或是加液过程，都可以采用上述两种判断方法来判断水箱中的液位状态。

本发明实施例还提供一种采用如上所述的液位计1的液位判断方法，用于检测水箱90中液体的液位状态。需要说明的是，在如上所述的实施例和实施方式中关于所述液位计1的描述同样适用于本发明的液位判断方法。所述液位判断方法包括：

步骤s1：在所述水箱90上设定预设液位60，如图5所示。

步骤s2：在所述预设液位60处设置所述液位计1，所述液位计1的磁体40包括n极和s极，所述磁体40的n极和s极中的其中一个位于其中另一个的上方。当所述磁体40的n极靠近所述霍尔传感器30时，所述霍尔传感器30输出高电平。当所述磁体40的s极靠近所述霍尔传感器30时，所述霍尔传感器30输出低电平。

步骤s3：判断所述水箱90中液体的液位状态：当所述霍尔传感器30输出的电平在高电平和低电平之间发生变化时，判断所述水箱90中液体的液位是否到达所述预设液位。

在本发明一实施方式中，所述磁体40的n极位于s极的上方。当所述霍尔传感器30输出低电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70低于所述预设液位60，如图6所示。当所述霍尔传感器30输出高电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70高于所述预设液位60，如图7所示。

进一步地，当所述霍尔传感器30输出的电平由低电平变为高电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70由低于所述预设液位60升高至所述预设液位60。当所述霍尔传感器30输出的电平由高电平变为低电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70由高于所述预设液位60降低至所述预设液位60。

结合图8所示，在本发明一实施方式中，所述预设液位60包括第一液位610和第二液位620，所述第一液位610位于所述第二液位620的下方。所述液位计1包括第一液位计1a和第二液位计1b，所述液位判断方法用于当所述水箱90处于加液过程或放液过程时，检测所述水箱90中液体的液位状态。所述液位判断方法进一步包括：

步骤s11：在所述水箱90上设定第一液位610和第二液位620。

步骤s21：在所述第一液位610处设置所述第一液位计1a，在所述第二液位620处设置所述第二液位计1b，如图8所示。

步骤s31：判断所述水箱90中液体的液位状态：当所述水箱90处于放液过程，且所述第一液位计1a的霍尔传感器30输出低电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70低于所述第一液位610，如图9所示。当所述水箱90处于加液过程，且所述第二液位计1b的霍尔传感器30输出高电平时，判断得到所述水箱90中液体的当前液位70高于所述第二液位620，如图10所示。

在本发明一实施方式中，所述液位判断方法进一步包括警报步骤s4，所述警报步骤s4包括：

步骤s41：将所述第一液位610的值设定为加液警报触发值，将所述第二液位620的值设定为停止加液警报触发值。

步骤s42：当判断得到所述水箱90中液体的当前液位70低于所述第一液位610时，触发加液警报，以提示用户对水箱进行加液操作。当判断得到所述水箱90中液体的当前液位70高于所述第二液位620时，触发停止加液警报，以提示用户停止对水箱加液。

在本发明一实施方式中，所述液位判断方法用于检测植保机的水箱90中液体的液位。由于植保机在空中飞行时，水箱内的液体是波动的，且水箱内的液体的抖动程度很大部分是植保机的姿态变化引起的。因此，本发明的液位判断方法，在判断所述水箱90中液体的液位状态之前，还包括步骤：获取所述植保机的当前姿态信息，判断所述植保机是否处于稳定状态。当判断得到所述植保机处于稳定状态时，才执行所述液位判断方法。可选地，所述姿态信息包括俯仰角、横滚角以及偏航角中的至少一种。

在本发明一实施方式中，通过对植保机的飞控姿态的数据进行微分来判断所述植保机是否处于稳定状态，如果姿态微分数据在一定时间内小于设定阈值则认为植保机处于姿态稳定状态。

参见图12所示，采用本发明的液位判断方法检测植保机的水箱90中液体的液位状态时，包括以下步骤：

在植保机的水箱上设定第一液位和第二液位，并在所述第一液位处设置第一液位计，在所述第二液位处设置第二液位计。

通过对植保机的飞控姿态的数据进行微分来判断植保机是否处于稳定状态，判断得到植保机处于姿态稳定状态时，才执行下一步骤。

判断植保机的水箱中液体的液位状态：当所述水箱处于放液过程，且所述第一液位计的霍尔传感器输出低电平时，判断得到所述水箱中液体的当前液位低于所述第一液位。当所述水箱处于加液过程，且所述第二液位计的霍尔传感器输出高电平时，判断得到所述水箱中液体的当前液位高于所述第二液位。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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