CN107264800A - 一种用于河面水藻清理的智能无人机 - Google Patents

一种用于河面水藻清理的智能无人机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于河面水藻清理的智能无人机，包括机体、发电机构、飞行机构、中控机构和清理机构，清理机构包括收集箱、两根连接杆、第二电机、驱动轴和清理组件，清理组件包括滚筒和若干清理单元，清理单元包括连接管和采集盘，中控组件包括中央控制模块、清理控制模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音提示模块和工作电源模块，工作电源模块包括工作电源电路，该用于河面水藻清理的智能无人机中，通过清理机构能够实现对河面的水藻进行清理，从而提高了无人机的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，通过以运放为主的隔离稳压电路，不仅能够实现电源电压的隔离输出，而且还大大降低了电源电路的功耗，提高了无人机的实用性。

Description

一种用于河面水藻清理的智能无人机
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于河面水藻清理的智能无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。
无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
在现有的无人机中，并没有应用于对河面的水藻清理的结构，而且，在无人机运行的过程中，由于无人机的长期飞行，所需的电量必须充足，但是往往会因为内部元器件的功耗过大，影响了无人机的续航能力，降低了无人机的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于河面水藻清理的智能无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于河面水藻清理的智能无人机，包括机体、发电机构、飞行机构、中控机构和清理机构，所述发电机构设置在机体的上方，所述飞行机构设置在中控机构的两侧，所述清理机构设置在机体的下方，所述发电机构、飞行机构和清理机构均与中控机构电连接；
其中，发电机构，用来将太阳能转换成电能，提高了无人机的续航能力；飞行机构，用来实现无人机的可靠飞行；中控机构，用来对无人机进行可靠的智能化控制，提高了无人机的可靠性；清理机构，用于对河面的水藻进行清理，提高了无人机的可靠性。
所述清理机构包括收集箱、两根连接杆、第二电机、驱动轴和清理组件，所述收集箱设置在机体的下方，所述连接杆竖向设置在收集箱的下方且位于收集箱的两端，所述第二电机设置在收集箱的内部且通过驱动轴与清理组件传动连接，所述清理组件位于两根连接杆之间；
所述清理组件包括滚筒和若干沿着滚筒周向均匀设置在清理单元，所述第二电机通过驱动轴与滚筒传动连接，所述清理单元包括连接管和采集盘，所述采集盘通过连接管与设置在采集箱内部的气泵连通，所述采集盘上均匀设有若干通孔；
其中，第二电机通过驱动轴控制滚筒的转动，随后气泵通过连接管和采集盘，实现了对河面上的水藻进行采集，同时，由于滚筒不停地转动，能够使得采集盘不断地更换，这样就放置采集盘上的通孔由于长期工作而堵塞，从而提高了无人机清理的效率和可靠性。
所述中控机构包括设置在机体上的面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的清理控制模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音提示模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述第二电机与电机控制模块电连接，所述气泵与清理控制模块电连接；
所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括运放、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压二极管和电容，所述运放的第二端通过电容和第一电阻组成的并联电路与运放的第六端连接，所述运放的第二端通过第三电阻接地，所述运放的第三端与稳压二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极接地，所述运放的第三端通过第二电阻外接5V直流电压电源，所述运放的第六端通过第四电阻接地，所述运放的第七端外接5V直流电压电源，所述运放的第四端接地，所述稳压二极管的型号为LM385。
其中，中央控制模块，在这里，中央控制模块是PLC，也能够是单片机，实现了对无人机中的各个模块进行智能化控制，提高了无人机的智能化；清理控制模块，用来控制清理的模块，在这里，通过对气泵进行控制，实现了对河面的水藻进行了采集；电机控制模块，用来控制电机工作的模块，在这里，通过控制第一电机工作，实现了无人机的可靠飞行，通过控制第二电机工作，能够实现对河面上的水藻进行清理采集；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对无人机的信息进行远程监控，实现了无人机的智能化；语音提示模块，用来进行语音提示的模块，在这里，通过对扬声器进行控制，从而能够对相关的报警提示播放；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对无人机的工作信息进行实时显示，提高了无人机的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对无人机进行实施现场操控，提高了无人机的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对无人机的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给无人机内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了无人机的可靠性。
其中，在工作电源电路中，LM385是最小偏流为20uA的基准电压发生器，基准电压为2.5V，温度系数为20ppm/℃,性能良好。该电路中，通过将输入电压进行稳压至2.5V，随后进行跟随输出，不仅能够实现电源电压的隔离输出，而且还大大降低了电源电路的功耗，提高了无人机的实用性。
作为优选，通过太阳能发电板将太阳能转换成电能，实现了无人机的持续飞行的距离，所述发电机构包括太阳能发电板，所述太阳能发电板与中央控制模块电连接。
作为优选，第一电机通过控制各桨叶的转动，能够实现对机体产生爬升力，从而能够控制无人机进行飞行，所述飞行机构包括支撑杆、第一电机和若干桨叶，所述支撑杆设置在机体的一侧，所述第一电机设置在支撑杆的顶端，所述第一电机与各桨叶传动连接，所述第一电机与电机控制模块电连接。
作为优选，所述机体的下方还设有支撑架。
作为优选，为了对无人机的工作信息进行实时显示，所述机体上还设有显示界面，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述显示界面为液晶显示屏。
作为优选，为了对无人机的工作状态进行实时显示，所述机体上还设有状态指示灯，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述状态指示灯包括双色发光二极管。
作为优选，为了对无人机的异常情况进行报警提示，所述机体上还设有扬声器，所述扬声器与语音提示模块电连接。
作为优选，为了能够对无人机进行实施操控，所述机体上还设有控制按键，所述控制按键与按键控制模块电连接。
作为优选，为了进一步提高无人机的续航能力，所述机体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。
作为优选，为了能够实现对无人机的远程遥控，所述机体上还设有信号收发器，所述信号收发器与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该用于河面水藻清理的智能无人机中，通过清理机构能够实现对河面的水藻进行清理，从而提高了无人机的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，通过以运放为主的隔离稳压电路，不仅能够实现电源电压的隔离输出，而且还大大降低了电源电路的功耗，提高了无人机的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于河面水藻清理的智能无人机的结构示意图；
图2是本发明的用于河面水藻清理的智能无人机的清理机构的结构示意图；
图3是本发明的用于河面水藻清理的智能无人机的中控机构的结构示意图；
图4是本发明的用于河面水藻清理的智能无人机的***原理图；
图5是本发明的用于河面水藻清理的智能无人机的工作电源电路的电路原理图；
图中：1.机体，2.中控机构，3.发电机构，4.飞行机构，5.信号收发器，6.支撑架，7.清理机构，8.收集箱，9.连接杆，10.驱动轴，11.滚筒，12.连接管，13.采集盘，14.通孔，15.面板，16.显示界面，17.控制按键，18.状态指示灯，19.扬声器，20.中央控制模块，21.清理控制模块，22.电机控制模块，23.无线通讯模块，24.语音提示模块，25.显示控制模块，26.按键控制模块，27.状态指示模块，28.工作电源模块，29.蓄电池，30.气泵，31.第一电机，32.第二电机，U1.运放，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，C1.电容，VD1.稳压二极管。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示，一种用于河面水藻清理的智能无人机，包括机体1、发电机构3、飞行机构4、中控机构2和清理机构7，所述发电机构3设置在机体1的上方，所述飞行机构4设置在中控机构2的两侧，所述清理机构7设置在机体1的下方，所述发电机构3、飞行机构4和清理机构7均与中控机构2电连接；
其中，发电机构3，用来将太阳能转换成电能，提高了无人机的续航能力；飞行机构4，用来实现无人机的可靠飞行；中控机构2，用来对无人机进行可靠的智能化控制，提高了无人机的可靠性；清理机构7，用于对河面的水藻进行清理，提高了无人机的可靠性。
所述清理机构7包括收集箱8、两根连接杆9、第二电机32、驱动轴10和清理组件，所述收集箱8设置在机体1的下方，所述连接杆9竖向设置在收集箱8的下方且位于收集箱8的两端，所述第二电机32设置在收集箱8的内部且通过驱动轴10与清理组件传动连接，所述清理组件位于两根连接杆9之间；
所述清理组件包括滚筒11和若干沿着滚筒11周向均匀设置在清理单元，所述第二电机32通过驱动轴10与滚筒11传动连接，所述清理单元包括连接管12和采集盘13，所述采集盘13通过连接管12与设置在采集箱8内部的气泵30连通，所述采集盘13上均匀设有若干通孔14；
其中，第二电机32通过驱动轴10控制滚筒11的转动，随后气泵30通过连接管12和采集盘13，实现了对河面上的水藻进行采集，同时，由于滚筒11不停地转动，能够使得采集盘13不断地更换，这样就放置采集盘13上的通孔14由于长期工作而堵塞，从而提高了无人机清理的效率和可靠性。
所述中控机构2包括设置在机体1上的面板15和中控组件，所述中控组件设置在面板15的内部，所述中控组件包括中央控制模块20、与中央控制模块20连接的清理控制模块21、电机控制模块22、无线通讯模块23、语音提示模块24、显示控制模块25、按键控制模块26、状态指示模块27和工作电源模块28，所述中央控制模块20为PLC，所述第二电机32与电机控制模块22电连接，所述气泵30与清理控制模块21电连接；
所述工作电源模块28包括工作电源电路，所述工作电源电路包括运放U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、稳压二极管VD1和电容C1，所述运放U1的第二端通过电容C1和第一电阻R1组成的并联电路与运放U1的第六端连接，所述运放U1的第二端通过第三电阻R3接地，所述运放U1的第三端与稳压二极管VD1的阴极连接，所述稳压二极管VD1的阳极接地，所述运放U1的第三端通过第二电阻R2外接5V直流电压电源，所述运放U1的第六端通过第四电阻R4接地，所述运放U1的第七端外接5V直流电压电源，所述运放U1的第四端接地，所述稳压二极管VD1的型号为LM385。
其中，中央控制模块20，在这里，中央控制模块20是PLC，也能够是单片机，实现了对无人机中的各个模块进行智能化控制，提高了无人机的智能化；清理控制模块21，用来控制清理的模块，在这里，通过对气泵30进行控制，实现了对河面的水藻进行了采集；电机控制模块22，用来控制电机工作的模块，在这里，通过控制第一电机31工作，实现了无人机的可靠飞行，通过控制第二电机32工作，能够实现对河面上的水藻进行清理采集；无线通讯模块23，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对无人机的信息进行远程监控，实现了无人机的智能化；语音提示模块24，用来进行语音提示的模块，在这里，通过对扬声器19进行控制，从而能够对相关的报警提示播放；显示控制模块25，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面16进行控制，能够对无人机的工作信息进行实时显示，提高了无人机的实用性；按键控制模块26，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键17的操控信息进行采集，从而能够对无人机进行实施现场操控，提高了无人机的可操作性；状态指示模块27，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯18的亮暗控制，能够对无人机的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块28，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给无人机内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了无人机的可靠性。
其中，在工作电源电路中，LM385是最小偏流为20uA的基准电压发生器，基准电压为2.5V，温度系数为20ppm/℃,性能良好。该电路中，通过将输入电压进行稳压至2.5V，随后进行跟随输出，不仅能够实现电源电压的隔离输出，而且还大大降低了电源电路的功耗，提高了无人机的实用性。
作为优选，通过太阳能发电板将太阳能转换成电能，实现了无人机的持续飞行的距离，所述发电机构3包括太阳能发电板，所述太阳能发电板与中央控制模块20电连接。
作为优选，第一电机31通过控制各桨叶的转动，能够实现对机体1产生爬升力，从而能够控制无人机进行飞行，所述飞行机构4包括支撑杆、第一电机31和若干桨叶，所述支撑杆设置在机体1的一侧，所述第一电机31设置在支撑杆的顶端，所述第一电机31与各桨叶传动连接，所述第一电机31与电机控制模块22电连接。
作为优选，所述机体1的下方还设有支撑架6。
作为优选，为了对无人机的工作信息进行实时显示，所述机体1上还设有显示界面16，所述显示界面16与显示控制模块25电连接，所述显示界面16为液晶显示屏。
作为优选，为了对无人机的工作状态进行实时显示，所述机体1上还设有状态指示灯18，所述状态指示灯18与状态指示模块27电连接，所述状态指示灯18包括双色发光二极管。
作为优选，为了对无人机的异常情况进行报警提示，所述机体1上还设有扬声器19，所述扬声器19与语音提示模块24电连接。
作为优选，为了能够对无人机进行实施操控，所述机体1上还设有控制按键17，所述控制按键17与按键控制模块26电连接。
作为优选，为了进一步提高无人机的续航能力，所述机体1的内部还设有蓄电池29，所述蓄电池29与工作电源模块28电连接。
作为优选，为了能够实现对无人机的远程遥控，所述机体1上还设有信号收发器5，所述信号收发器5与PLC电连接。
与现有技术相比，该用于河面水藻清理的智能无人机中，通过清理机构7能够实现对河面的水藻进行清理，从而提高了无人机的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，通过以运放U1为主的隔离稳压电路，不仅能够实现电源电压的隔离输出，而且还大大降低了电源电路的功耗，提高了无人机的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，包括机体、发电机构、飞行机构、中控机构和清理机构，所述发电机构设置在机体的上方，所述飞行机构设置在中控机构的两侧，所述清理机构设置在机体的下方，所述发电机构、飞行机构和清理机构均与中控机构电连接；
所述清理机构包括收集箱、两根连接杆、第二电机、驱动轴和清理组件，所述收集箱设置在机体的下方，所述连接杆竖向设置在收集箱的下方且位于收集箱的两端，所述第二电机设置在收集箱的内部且通过驱动轴与清理组件传动连接，所述清理组件位于两根连接杆之间；
所述清理组件包括滚筒和若干沿着滚筒周向均匀设置在清理单元，所述第二电机通过驱动轴与滚筒传动连接，所述清理单元包括连接管和采集盘，所述采集盘通过连接管与设置在采集箱内部的气泵连通，所述采集盘上均匀设有若干通孔；
所述中控机构包括设置在机体上的面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的清理控制模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音提示模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述第二电机与电机控制模块电连接，所述气泵与清理控制模块电连接；
所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括运放、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、稳压二极管和电容，所述运放的第二端通过电容和第一电阻组成的并联电路与运放的第六端连接，所述运放的第二端通过第三电阻接地，所述运放的第三端与稳压二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极接地，所述运放的第三端通过第二电阻外接5V直流电压电源，所述运放的第六端通过第四电阻接地，所述运放的第七端外接5V直流电压电源，所述运放的第四端接地，所述稳压二极管的型号为LM385。
2.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述发电机构包括太阳能发电板，所述太阳能发电板与中央控制模块电连接。
3.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述飞行机构包括支撑杆、第一电机和若干桨叶，所述支撑杆设置在机体的一侧，所述第一电机设置在支撑杆的顶端，所述第一电机与各桨叶传动连接，所述第一电机与电机控制模块电连接。
4.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述机体的下方还设有支撑架。
5.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述机体上还设有显示界面，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述显示界面为液晶显示屏。
6.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述机体上还设有状态指示灯，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述状态指示灯包括双色发光二极管。
7.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述机体上还设有扬声器，所述扬声器与语音提示模块电连接。
8.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述机体上还设有控制按键，所述控制按键与按键控制模块电连接。
9.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述机体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。
10.如权利要求1所述的用于河面水藻清理的智能无人机，其特征在于，所述机体上还设有信号收发器，所述信号收发器与PLC电连接。
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