CN110963039A - 一种物料撒播装置、无人机及物料撒播方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物料撒播装置、无人机及物料撒播方法，其中，物料撒播装置包括取料器、接料器、送料器和控制器；取料器包括具有上开口和下开口的壳体，上开口与物料箱相连通；位于下开口处且由驱动件驱动旋转的取料轮，取料轮上设有用于容纳物料的取料腔；控制器与驱动件电连接；接料器位于取料轮下方且与送料器连通，取料腔内的物料经接料器进入送料器并由送料器撒播。在物料撒播过程中，通过控制器控制驱动件驱动取料轮以相应的转速旋转，能够实现取料轮精准取料，实现了无人机对物料撒播用量的精准控制。

Description

一种物料撒播装置、无人机及物料撒播方法
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种物料撒播装置、无人机及物料撒播方法。
背景技术
随着农业机械的发展，农业逐渐实现半自动化甚至全自动化，目前农业生产中机械式播种可以包括手持式机械播种和行走式机械播种，对于手持式机械播种仍需劳动者背负播种设备下地播种，而行走式机械播种，在农田地形复杂的情况下，存在下田困难，行进速度低和转弯掉头困难等诸多问题。
而随着中小型无人机飞行技术逐渐成熟，无人机由于具备垂直起降和不受地形影响等优点，使得无人机播种成为可能。目前农用无人机上挂载的物料撒播装置大部分为离心转盘式结构，通过离心转盘的离心力实现取料和撒播，离心转盘结构存在撒播不均匀、无法精确控制撒播用量的问题，并且现有针对无人机的物料撒播方法仅仅是根据预设用量控制离心转盘的转速，也无法实现对物料用量的精准控制，因此目前的物料撒播装置及物料撒播方法均存在无法精确控制撒播用量的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于：提供一种物料撒播装置、无人机及物料撒播方法，以解决目前的物料撒播装置和物料撒播方法无法精确控制撒播用量的问题。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
提供一种物料撒播装置，包括：
取料器、接料器、送料器和控制器；
所述取料器包括：
壳体，所述壳体具有上开口和下开口，所述上开口与物料箱相连通；
取料轮，位于所述下开口处，由驱动件驱动旋转，所述取料轮上设有用于容纳物料的取料腔；
所述控制器与所述驱动件电连接；
所述接料器位于所述取料轮下方且与所述送料器连通，所述取料腔内的物料经所述接料器进入所述送料器，并由所述送料器撒播。
可选地，所述取料器包括：
扰动件，所述扰动件位于所述壳体的上开口处，由所述驱动件驱动。
可选地，所述扰动件为多个，多个所述扰动件由一个或多个所述驱动件驱动。
可选地，所述下开口两侧分别设置有延伸至所述取料轮圆周面的导料板和刮料条。
可选地，所述壳体内嵌套有漏斗状的导流框，所述导流框较小开口的一端朝向所述下开口。
可选地，所述导流框的下开口处设置有隔板，以将所述下开口分割为与所述取料腔对应的多个取料出口。
可选地，所述接料器包括接料管，所述送料器包括送料管，所述接料管一端位于所述取料轮下方且与所述取料腔正对设置，另一端与所述送料管相连通。
可选地，所述取料轮上沿轴向方向设置至少一行所述取料腔，每行中均包括相同个数的取料腔。
可选地，所述接料管与所述送料管的数量与每行中取料腔的个数相同，所述接料管与所述送料管一一对应相连通。
可选地，所述接料器还包括接料盘，所述接料盘底部设置有漏斗状的连接部，所述接料管与所述连接部连接。
可选地，所述接料盘与所述壳体的配合面之间设置有密封垫。
可选地，所述送料器还包括固定所述送料管的固定架、和与所述控制器电连接的吹送件；
所述送料管为设置有气源入口、物料入口和物料出口的三通管，所述物料入口位于所述气源入口和所述物料出口之间，所述吹送件设置于所述气源入口处，所述接料管通过所述物料入口与所述送料管相连通。
可选地，所述气源入口的面积大于所述物料出口的面积。
可选地，所述送料器还包括分流器，所述分流器与所述送料管设置有所述物料出口的一端可拆卸式连接。
可选地，所述分流器远离所述送料管的一端的截面为椭圆形。
可选地，所述分流器为可伸缩式分流器。
可选地，所述物料撒播装置还包括与所述控制器电连接的温度传感器和/或照明装置。
提供一种无人机，包括无人机主体、物料箱、飞行控制模块和本发明实施例所述的物料撒播装置，所述物料撒播装置的取料器连接于所述物料箱的下方，所述物料撒播装置的送料器与所述无人机主体连接，所述控制器与所述飞行控制模块电连接。
提供一种物料撒播方法，应用于本发明实施例的无人机，所述方法包括：
在所述无人机撒播物料时，依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量；
依据所述目标撒播用量确定所述无人机的物料撒播装置中取料轮的目标转速；
控制所述物料撒播装置的驱动件驱动所述取料轮以所述目标转速旋转，以使得所述物料撒播装置以所述目标撒播用量进行物料撒播。
可选地，所述飞行状态信息包括所述无人机的实时飞行速度，所述预设撒播参数包括预设飞行速度和预设撒播用量，所述依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量，包括：
依据所述预设飞行速度、所述预设撒播用量和所述实时飞行速度，确定所述实时飞行速度对应的目标撒播用量。
可选地，当所述物料撒播装置的取料器包括扰动件并且送料器包括吹送件时，所述物料撒播方法还包括：
控制所述物料撒播装置的驱动件驱动所述物料撒播装置的扰动件扰动；
控制所述物料撒播装置的吹送件提供高速气流。
可选地，所述飞行状态信息包括所述无人机的实时飞行高度，所述预设撒播参数包括播幅，所述物料撒播方法还包括：
依据所述播幅确定所述物料撒播装置的目标撒播高度；
将所述实时飞行高度调整为所述目标撒播高度。
可选地，所述物料撒播方法还包括：
获取所述物料撒播装置的工作状态信息；
将所述工作状态信息发送至所述无人机的飞行控制模块，所述飞行控制模块用于将所述工作状态信息发送至地面站。
可选地，所述工作状态信息包括电池信息、驱动件的工作信息、通信连接状态信息和吹送件工作信息中的至少一个。
可选地，在依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量之前，包括：
获取所述无人机的飞行信息，所述飞行信息包括飞行状态信息和当前航线信息；
依据所述飞行状态信息，判断所述无人机的飞行状态是否满足预设撒播条件；
若是，控制所述无人机的物料撒播装置切换至自动撒播模式；
依据所述当前航线信息判断当前航线是否是预设撒播航线；
若是，获取所述当前航线对应的预设撒播参数。
可选地，所述无人机起飞后进入自动撒播模式，所述物料撒播方法还包括：
依据所述飞行状态信息，判断所述无人机的飞行状态是否满足预设撒播条件；
若否，控制所述无人机的物料撒播装置退出所述自动撒播模式。
可选地，所述无人机起飞后进入自动撒播模式，所述飞行状态信息包括当前航线信息，所述物料撒播方法还包括：
依据所述当前航线信息判断当前航线是否是预设撒播航线；
若否，控制所述无人机的物料撒播装置停止撒播物料。
本发明实施例的有益效果为：
本发明实施例的物料撒播装置包括取料器、接料器、送料器和控制器；其中，取料器包括位于壳体下开口处的取料轮，取料轮设有用于容纳物料的取料腔，取料轮由驱动件驱动，控制器与驱动件电连接，本发明实施例的物料撒播装置，在物料撒播过程中，通过控制器控制驱动件驱动取料轮以相应的速度旋转，能够实现取料轮精准取料，解决了现有物料撒播装置无法精确控制撒播用量的问题，实现了无人机对物料撒播用量的精准控制。
本发明实施例的物料撒播方法，可以依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量，然后根据目标撒播用量确定取料轮的目标转速以驱动取料轮取料进行物料撒播，本发明实施例的物料撒播方法，结合了无人机的飞行状态信息和预设撒播参数对物料撒播装置进行控制，能够在撒播过程中结合飞行状态信息实时调整物料的撒播用量，实现精准控制物料的撒播用量，提高了物料的撒播效果。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例的物料撒播装置的立体结构示意图。
图2为本发明实施例的取料器的立体示意图。
图3为本发明实施例的物料撒播装置的剖面结构示意图。
图4为本发明实施例的取料器的分解结构示意图。
图5为本发明实施例的取料轮的立体结构示意图。
图6为本发明实施例的接料器的立体结构示意图。
图7为本发明实施例的送料器的立体结构示意图。
图8为本发明实施例的导流框的俯视图。
图9为本发明实施例中设置一个扰动件的结构示意图。
图10为本发明实施例的扰动件的结构示意图。
图11为本发明实施例的另一扰动件的结构示意图。
图12为本发明实施例的送料管的立体结构示意图。
图13为本发明实施例的分流器的立体结构示意图。
图14为本发明实施例的另一分流器的立体结构示意图。
图15为本发明实施例的无人机的立体结构示意图。
图16为本发明实施例的物料撒播方法的步骤流程图。
图17为本发明实施例的无人机的控制***的模块化结构示意图。
图18为本发明实施例的另一物料撒播方法的步骤流程图。
图19为本发明实施例的又一物料撒播方法的步骤流程图。
图中：
1-取料器；110-壳体；1101-上开口；1102-下开口；11-扰动件；1111-转轴；1112-扰动支架；1113-扰动本体；12-舵机；13-导流框；131-隔板；14-盖板；15-驱动件；16-第一齿轮；17-第二齿轮；18-取料轮；181-取料腔；182-轴承；19-轴承座；112-导料板；113-刮料条；2-接料器；21-密封垫；22-接料盘；23-接料管；3-送料器；31-吹送件；32-固定架；33-送料管；331-气源入口；332-物料入口；333-物料出口；334-凸台；34-分流器；341-分流器入口；342-分流器出口；343-卡槽；344-翘边；35-温度传感器；36-照明装置；4-控制器；10-无人机主体；20-物料箱。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例提供一种物料撒播装置，用于挂接在无人机上实现物料撒播，其中，物料可以是颗粒状的植物种子、农业肥料、农业用药等物质。
如图1所示，本发明实施例的物料撒播装置，包括取料器1、接料器2、送料器3和控制器4。
取料器1可以是从存储物料的物料箱中，按照一定的用量将物料传送至接料器2的装置；接料器2可以是从取料器1中接收物料后传送至送料器3的装置；送料器3可以是将接料器2送入的物料经加速后按照一定的播幅排出物料以实现物料撒播的装置，控制器4可以是对撒播装置上的电子器件进行控制的装置。
如图2-图4所示，在本发明实施例中，取料器1包括壳体110和取料轮18。其中，壳体110具有上开口1101和下开口1102，上开口1101与物料箱(图未示)相连通，取料轮18位于下开口1102处，由驱动件15驱动旋转，取料轮18上设有用于容纳物料的取料腔181，控制器4与驱动件15电连接，接料器2位于取料轮18下方且与送料器3连通，取料腔181内的物料经接料器2进入送料器3，并由送料器3撒播。
具体地，如图2-图4所示，取料器1的壳体110为一上下开口的方形壳体，壳体110内可嵌套有漏斗状的导流框13，导流框13较小开口的一端即形成下开口1102，导流框13较大开口的一端与物料箱连通，形成上开口1101，通过漏斗状的导流框13，使得物料具良好的流动性，物料更容易流向取料轮18。
如图4和图5所示，导流框13的外部两侧面上靠近下开口1102处设置有轴承座19，取料轮18通过轴承182和轴承座19可转动地与导流框13连接，并且使得取料轮18位于下开口1102处；壳体110内设置有可容纳驱动件15的容置腔，并通过盖板14覆盖该容置腔以避免灰尘进入驱动件15中影响驱动件15的使用寿命，可选地，驱动件15可以是电机，例如可以是可调速的伺服电机，优选地，驱动件15可以通过第一齿轮16和第二齿轮17啮合驱动取料轮18旋转。在实际应用中，驱动件15还可以直接驱动取料轮18旋转，或者通过皮带、链条等传动方式驱动取料轮18旋转。
在本发明的一种优选实施例中，如图3和图4所示，取料器1包括扰动件11。具体地，扰动件11位于壳体110的上开口1101处，由驱动件15驱动，例如驱动件15可以通过皮带、链条等传动方式驱动扰动件11旋转以扰动物料。
可选地，如图3所示，扰动件11可以通过另外的驱动件驱动，例如，取料器1还可以设置舵机12。具体地，壳体110侧壁与导流框13侧壁形成一安装空间，舵机12位于该安装空间中，且通过导流框13侧壁上的通孔与导流框13内部的扰动件11连接，以驱动扰动件11扰动物料。
如图4所示，壳体110上设置有可拆卸的门板111，用户拆卸门板111后可以对壳体110内的舵机12、驱动件15或者其它电子器件等进行维护。
本发明实施例的物料撒播装置取料原理如下：
物料撒播装置在撒播物料时，控制器4控制舵机12驱动扰动件11扰动物料，使得导流框13中的物料在扰动作用下流动至下开口1102处，同时，控制器4控制驱动件15驱动取料轮18旋转，取料轮18上的取料腔181进行取料，一方面，通过扰动件11的扰动作用，可以避免物料结块或者物料掺杂杂物造成流动性不足，导致取料腔181无法取料或者无法足量取料的问题，另一方面，通过控制取料轮18的转速，可以控制物料的撒播用量。
如图3和图4所示，在本发明的优选实施例中，下开口1102两侧分别设置有延伸至取料轮18的圆周面的导料板112和刮料条113，具体地，导料板112可以为胶垫，导料板112可以从导流框13形成的下开口1102上延伸至取料轮18的弧面上；刮料条113可以为毛刷，毛刷可以从壳体110靠近下开口1102的内侧壁上延伸至取料轮18的弧面上，通过导料板112和刮料条113，一方面可以使得下开口1102处的物料落在取料腔181的上方，避免物料从下开口1102与取料轮18之间的间隙落入接料器2中，另一方面，通过刮料条113可以阻挡溢出取料腔181的物料落入接料器2中，进一步提高了取料的准确度。
如图1和图3所示，在本发明的可选实施例中，接料器2包括接料管23，送料器3包括送料管33，接料管23一端位于取料轮18下方且与取料腔181正对设置，另一端与送料管33相连通，通过接料管23和送料管33相互连通形成相对封闭的接料通道和送料通道，可以避免接料和送料过程中物料飞溅造成物料撒播用量不准确影响撒播效果的问题，进一步提高了物料撒播用量的准确度。
如图5-图8所示，在本发明的优选实施例中，取料轮18上沿轴向方向设置至少一行取料腔181，每行中又均包括相同个数的取料腔181，接料管23与送料管33的数量与每行中取料腔181的个数相同，接料管23与送料管33一一对应相连通。具体地，以取料轮18上每行设置有4个取料腔181为示例，则接料管23与送料管33的数量均为4个，并且接料管23与送料管33一一对应相连通以形成4个独立的接料和送料通道，通过设置多个取料腔181，以及对应的多个接料管23与送料管33，可以增大播幅和提高物料的撒播效率。
相应地，如图8所示，导流框13的下开口1102处设置有隔板131，以将下开口1102分割为与取料腔181对应的多个取料出口。通过设置隔板131，一方面可以将物料均分至每一个取料腔181中，另一方面可以提高导流框13的结构强度。
如图2和图9所示，扰动件11的数量可以为一个或者多个，多个扰动件11可以通过一个或多个舵机12驱动。在实际应用中可以根据导流框13的大小设置不同数量的扰动件11以起到扰动物料的效果。
如图10所示，在本发明的可选实施例中，扰动件11包括转轴1111、与转轴1111连接的扰动支架1112，扰动支架1112可以为多个，每个扰动支架1112上设置有扰动本体1113，扰动本体1113与扰动支架1112可以是固定连接或者可转动连接。扰动本体1113大致为一柱形体，在柱形体的圆周表面可以分布有多条与柱形体轴线方向一致的凹槽。
如图11所示，在另一可选实施例中，扰动本体1113大致为一柱形体，在柱形体的圆周表面可以分布有多条与柱形体轴线方向垂直的凹槽，各凹槽之间圆滑连接。
本发明实施例中，扰动本体1113设置不同走向的凹槽，可以适用各种类型或者各种粒度大小的物料，在实际应用中可以根据不同的物料更换不同的扰动本体1113，提高了物料撒播装置通用性。
如图6所示，在本发明的可选实施例中，接料器2还包括接料盘22，优选地，接料盘22底部设置有漏斗状的连接部，接料管23与连接部连接，连接部位于取料腔181的下方且与取料腔181正对设置。通过设置接料盘22以及漏斗状连接部，可以扩大接料管23的接料范围，避免了漏接从取料腔181中落下的物料造成撒播用量不准确的问题，进一步提高了物料撒播用量的准确度。
可选地，接料盘22上设置有密封垫21，通过该密封垫21可以密封接料盘22与壳体110的配合面之间的间隙，使得取料器1和接料器2之间形成密闭的接料空间，避免了物料飞溅影响物料的撒播用量，进一步提高了物料撒播用量的准确度。
如图7所示，在本发明的另一可选实施例中，送料器3包括固定送料管33的固定架32、和与控制器4电连接的吹送件31。
具体地，如图12所示，送料管33为设置有气源入口331、物料入口332和物料出口333的三通管，物料入口332位于气源入口331和物料出口333之间，且靠近物料出口333设置。送料管33可通过物料入口332与接料管23相连通。在实际应用中，吹送件31可以是风扇或者空气压缩机，在物料撒播时，控制器4控制吹送件31在气源入口331处提供高速气流，从而在物料入口332处形成负压，使得接料管23中的物料加速进入送料管33中，进入送料管33中的物料在高速气流的加速下从物料出口333排出，实现了物料撒播。通过设置吹送件31提供高速气流，提高了物料进入送料管33的速度和物料从送料管33排出的速度，使得物料撒播具有良好的指向性，避免物料受自然侧风或者无人机旋翼风的影响，保证了物料撒播的播幅。
如图12所示，在本发明的优选实施例中，气源入口331的面积大于物料出口333的面积，相对于气源入口331的面积小于或等于物料出口333的面积，单位时间内气流量相同的情况下，本发明实施例的送料管33可以形成流速更高的气流，即通过设置气源入口331的面积大于物料出口333的面积，在需求相同流速的气流下，可以降低吹送件31的功耗，提高了无人机或者物料撒播装置的电池的续航能力。
如图7所示，在本发明的优选实施例中，送料器3还包括分流器34，分流器34与送料管33设置有物料出口333的一端可拆卸式连接，优选地，送料管33和分流器34采用旋转勾接的方式进行连接。
具体地，如图12和图13所示，物料出口333外圆周面设有凸台334，分流器34与送料管33连接的分流器入口341设置有与凸台334适配的卡槽343，通过凸台334旋转进入卡槽343中形成旋转勾接式连接。通过设置与送料管33可拆卸式连接的分流器34，可以根据不同的分流器34调整物料的撒播角度，能够方便地调整物料撒播的播幅。
如图13所示，在本发明的可选实施例中，分流器34的分流器出口342的截面为椭圆形，可以将撒播的物料呈扇形铺展，使撒播到地面的物料分布更为均匀。
如图14所示，在本发明的优选实施例中，分流器34为可伸缩式分流器，具体地，可以在分流器出口342的外圆周上设置翘边344，通过翘边344可以固定可伸缩的管状材料，当需要延长分流器34时，可以通过翘边344上的管状材料延长分流器34的长度，从而延长了吹送件31加速物料的时间，使得物料以更高的速度进行撒播，物料撒播具有良好的抗风性，进一步提高了撒播物料的指向性，使得播幅更为稳定，物料撒播也更为均匀。
如图7所示，在本发明的一种可选实施例中，物料撒播装置还包括与控制器4电连接的温度传感器35和/或照明装置36，通过温度传感器35可以检测物料撒播装置内或者撒播环境的温度，以对物料撒播装置进行调整，以及通过照明装置36可以方便用户进行夜间撒播操作。
如图15所示，本发明实施例提供了一种无人机，包括无人机主体10、物料箱20、飞行控制模块和本发明实施例的物料撒播装置，物料撒播装置的取料器1连接于物料箱20的下方，物料撒播装置的送料器3与无人机主体10连接，控制器与飞行控制模块电连接(图未示)。
本发明实施例的无人机，可以根据实时飞行速度和预设的撒播用量调整物料撒播装置中取料器1的取料用量，实现物料撒播用量的准确控制，同时可以根据地形实时调整飞行高度和控制送料器3送料速度对播幅进行调整，使得物料撒播更为均匀。
如图16所示为本发明实施例的一种物料撒播方法的步骤流程图，应用于无人机，该物料撒播方法具体可以包括如下步骤：
S101，在所述无人机撒播物料时，依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量。
在本发明实施例中，无人机可以默认起飞自检后进入自动飞行和物料撒播模式，也可以是自检后根据飞行状态和当前航线确定是否进行物料撒播。
如图17所示，物料撒播装置100设置有控制器4，以及与控制器4电连接的驱动件15、舵机12和吹送件31，舵机12用于驱动物料撒播装置100的扰动件22扰动物料，驱动件15用于驱动物料撒播装置100的取料轮18以相应的转速旋转，从而实现对物料撒播用量的精准控制，吹送件31用于提供高速气流以实现撒播。
地面站300可以是对无人机进行控制的装置，例如可以是遥控器，飞行控制模块200是无人机的主要控制模块，用于控制无人机的飞行速度、飞行高度以及飞行姿态等，物料撒播装置100是挂载于无人机上实现物料撒播的装置，控制器100可以与飞行控制模块200通信，例如通过无人机的CAN总线或者无线通信方式通信。
本发明实施例中，可以预先或者实时获取撒播区域的测绘数据，该测绘数据可以包括撒播区域的地形信息、经纬度坐标以及标定的航点信息等数据。将测绘数据导入地面站后可以自动生成飞行航线，该飞行航线上可以标识有需要撒播物料的撒播航线以及该撒播航线对应的预设撒播参数。
地面站将飞行航线发送至飞行控制模块，通过飞行控制模块控制无人机飞行，因此，物料撒播装置可以与飞行控制模块通信，实时从飞行控制模块中获取飞行状态信息和预设撒播参数。在实际应用中，无人机当前飞行状态与预设撒播参数对应的飞行状态有可能不一致，因此需要根据当前飞行状态信息和预设撒播参数对撒播用量进行调整，即确定目标撒播用量。
S102，依据所述目标撒播用量确定所述无人机的物料撒播装置中取料轮的目标转速。
本发明实施例中，在物料撒播装置中可以通过取料轮的转速控制物料撒播的用量，因此可以根据目标撒播用量确定取料轮的目标转速，例如可以通过目标撒播用量和取料轮的每转取料量确定目标转速。
S103，控制所述物料撒播装置的驱动件驱动所述取料轮以所述目标转速旋转，以使得所述物料撒播装置以所述目标撒播用量进行物料撒播。
在本发明实施例中，驱动件可以是电机，则可以通过控制电机的转速从而达到控制与之连接的取料轮以目标转速旋转的目的，最终达到精准控制撒播用量的效果。
本发明实施例的物料撒播方法，可以依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量，然后根据目标撒播用量确定取料轮的目标转速以确定取料轮取料，由于结合了无人机的飞行状态信息和预设撒播参数对物料撒播装置的撒播用量进行控制，能够在撒播过程中结合飞行状态信息实时调整物料的撒播用量，实现了精准控制物料的撒播用量，提高了物料的撒播效果。
如图18所示为本发明另一实施例的一种物料撒播方法的步骤流程图，应用于无人机，物料撒播方法具体可以包括如下步骤：
S201，获取无人机的飞行信息，所述飞行信息包括所述无人机的飞行状态信息和当前航线信息，所述飞行状态信息包括所述无人机的实时飞行速度。
本发明实施例中，地面站根据测绘数据自动生成飞行航线，该飞行航线上可以标识有需要撒播物料的撒播航线以及该撒播航线对应的撒播参数。
地面站将飞行航线发送至飞行控制模块，通过飞行控制模块控制无人机按照飞行航线飞行，因此物料撒播装置的控制器可以从飞行控制模块中获取飞行航线、当前无人机的飞行状态信息和当前航线信息，其中，飞行状态信息包括无人机的实时飞行速度。
S202，依据所述飞行状态信息，判断所述无人机的飞行状态是否满足预设撒播条件。
飞行状态信息可以是衡量无人机飞行是否处于稳定状态的信息，例如飞行速度变化率和飞行高度变化率等，则可以通过飞行状态信息判断无人机当前飞行状态是否会影响物料的撒播效果，例如飞行速度变化率和飞行高度变化率是否小于预设值，如果小于预设值则不影响物料的撒播效果，则执行步骤S203。
S203，控制所述无人机的物料撒播装置切换至自动撒播模式。
如果无人机的飞行状态满足预设撒播条件，则控制无人机上的物料撒播装置切换至自动撒播模式。本发明实施例中，自动撒播模式可以是物料撒播装置自检后进入待机状态的模式。
S204，依据所述当前航线信息判断当前航线是否是预设撒播航线。
在本发明实施例中，无人机的飞行控制模块可以从地面站中接收预先规划的飞行航线后执行飞行任务，该飞行航线上标识有需要进行物料撒播的航线，即预设撒播航线，可以判断当前航线是否是预设撒播航线，如果是则表明当前航线是需要撒播物料的航线，则执行步骤S205。
S205，获取所述当前航线对应的预设撒播参数，所述预设撒播参数包括预设飞行速度和预设撒播用量。
如果当前航线是预设撒播航线，则可以从飞行控制模块中获取该预设撒播航线对应的撒播参数，该撒播参数包括预设飞行速度和预设撒播用量。
S206，依据所述预设飞行速度、所述预设撒播用量和所述实时飞行速度，确定所述实时飞行速度对应的目标撒播用量。
在实际应用中，无人机在飞行过程中有可能受到自然风的影响，实时飞行速度和预设飞行速度不同，则可以根据预设飞行速度、预设撒播用量和实时飞行速度，确定实时飞行速度对应的目标撒播用量。
例如，预设飞行速度为5m/s，预设撒播用量为500g/s,实时飞行速度为10m/s,则目标撒播用量为1000g/s才能达到按照预设飞行速度为5m/s、预设撒播用量为500g/s执行物料撒播的同等效果。
S207，依据所述目标撒播用量确定所述物料撒播装置中取料轮的目标转速。
本发明实施例中，在物料撒播装置中可以通过取料轮的转速控制物料撒播的用量，则可以根据目标撒播用量确定取料轮的目标转速，例如可以通过目标撒播用量和取料轮的每转取料量确定目标转速。
S208，控制所述物料撒播装置的驱动件驱动所述取料轮以所述目标转速旋转，以使得所述物料撒播装置以所述目标撒播用量进行物料撒播。
在本发明实施例中驱动件可以是电机，则可以通过控制电机的转速从而达到控制与之连接的取料轮以目标转速旋转的目的，最终达到精准控制撒播用量的效果。
在本发明实施例中，在物料撒播时，还可以：控制所述物料撒播装置的舵机驱动所述扰动件扰动；控制所述物料撒播装置的吹送件提供高速气流。
在实际应用中可以根据物料的种类、撒播环境等确定是否需要启动扰动件和吹送件，例如物料流动性较好、撒播时无侧风影响、单个物料质量比较大的情况下可以不启动扰动件和吹送件，可以降低物料撒播装置的总功耗，提高无人机的续航能力。
如果物料流动性较差、撒播受侧风影响、单个物料质量比较小的情况下可以开启扰动件和吹送件，以提高物料的取料精度和保证撒播的播幅。
本发明实施例中，可以依据预设飞行速度、预设撒播用量和实时飞行速度，确定实时飞行速度对应的目标撒播用量，并根据目标撒播用量通过驱动件驱动取料轮以相应的转速旋转取料，一方面实现了实时调整和精准控制撒播用量，另一方面，避免了通过调整飞行速度以匹配预设撒播用量，造成频繁调整电子调速器的输出，降低了电子调速器使用寿命的问题。
进一步地，可以根据飞行状态信息判断是否进入自动撒播模式，并且在进入预设撒播航线后可以根据飞行状态信息和预设撒播参数控制物料撒播装置执行物料撒播操作，实现了无人机自动飞行和自动撒播，无需人工干预。
如图19所示为本发明又一实施例的一种物料撒播方法的步骤流程图，应用于无人机，物料撒播方法具体可以包括如下步骤：
S301，获取无人机的飞行信息，所述飞行信息包括所述无人机的飞行状态信息和当前航线信息，所述飞行状态信息包括所述无人机的实时飞行速度和实时飞行高度。
S302，依据所述飞行状态信息，判断所述无人机的飞行状态是否满足预设撒播条件，若是，执行S303。
S303，控制所述无人机的物料撒播装置切换至自动撒播模式。
S304，依据所述当前航线信息判断当前航线是否是预设撒播航线，若是，执行S305。
S305，获取所述当前航线对应的预设撒播参数，所述预设撒播参数包括预设飞行速度、预设撒播用量和播幅。
S306，依据所述预设飞行速度、所述预设撒播用量和所述实时飞行速度，确定所述实时飞行速度对应的目标撒播用量。
S307，依据所述目标撒播用量确定所述物料撒播装置中取料轮的目标转速。
S308，控制所述物料撒播装置的驱动件驱动所述取料轮以所述目标转速旋转，以使得所述物料撒播装置以所述目标撒播用量进行物料撒播。
S309，依据所述播幅确定所述物料撒播装置的目标撒播高度。
在本发明实施例中，物料撒播装置的送料器中，在分流器的角度不变的情况下，分流器到地面高度确定时，其播幅是确定的，在实际应用中可以根据预先设置的播幅和高度对应关系确定播幅对应的目标撒播高度。
S310，将所述实时飞行高度调整为所述目标撒播高度。
确定目标撒播高度后，无人机的飞行控制模块可以控制无人机的旋翼，以将无人机的实时飞行高度调整为目标撒播高度。
本发明实施例可以实时调整无人机的飞行高度，以使得物料以预设的播幅进行撒播，一方面避免了出现物料重播或者漏播的问题，使得物料撒播更为均匀，另一方面，可以避免通过规划航线弥补播幅不稳定造成需要重新撒播的问题，降低了航线规划的难度。
在本发明的可选实施例中，物料撒播方法还可以包括：获取所述物料撒播装置的工作状态信息；将所述工作状态信息发送至所述无人机的飞行控制模块，所述飞行控制模块用于将所述工作状态信息发送至地面站。
具体地，工作状态信息可以包括电池信息、驱动件的工作信息、通信连接状态信息和吹送件工作信息中的至少一个，其中，电池信息可以是物料撒播装置的电池信息或者无人机的电池信息，电池信息可以是电池电压、电池剩余电量、电池温度等信息；驱动件的工作信息可以是驱动件的工作电流；连接状态信息可以是无线连接是否处于连接或者断开等信息；吹送件工作信息可以是吹送件的转速或者风流量等信息。获取工作状态信息后通过飞行控制模块发送至地面站，用户可以通过地面站获知物料撒播装置的工作状态，了解各器件的负荷，以便做出相应的调整。
在本发明的可选实施例中，无人机起飞后进入自动撒播模式，所述物料撒播方法还包括：依据所述飞行状态信息，判断所述无人机的飞行状态是否满足预设撒播条件；若否，控制所述无人机的物料撒播装置退出所述自动撒播模式。
具体地，无人机起飞后默认自动进入撒播模式，在物料撒播的过程中，无人机飞行状态受环境或者无人机自身设备的影响，例如，自然风过大影响无人机飞行的稳定性，或者无人机电池电量不足时，则可以控制无人机的物料撒播装置退出自动撒播模式，等待满足预设撒播条件后，再次进行自动撒播模式，可以实时根据飞行状态确定物料撒播装置是否进入自动撒播模式，避免无人机飞行的不稳定影响撒播效果的问题。
在本发明的可选实施例中，无人机起飞后进入自动撒播模式，飞行状态信息包括当前航线信息，所述物料撒播方法还包括：依据所述当前航线信息判断当前航线是否是预设撒播航线；若否，控制所述无人机的物料撒播装置停止撒播物料。
在实际应用中，无人机起飞后默认进入自动撒播模式，在物料撒播的过程中，无人机按照预先规划的飞行航向飞行，飞行航线上包括撒播航线和非撒播航线，例如非撒播航线可以是转弯、掉头、障碍物等对应的航线段，如果无人机由撒播航线飞行至非撒播航线，则可以控制物料撒播装置停止执行物料撒播操作，避免了在转弯、掉头和障碍物处进行物料撒播浪费物料的问题。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种物料撒播装置，其特征在于，包括：
取料器、接料器、送料器和控制器；
所述取料器包括：
壳体，所述壳体具有上开口和下开口，所述上开口与物料箱相连通；
取料轮，位于所述下开口处，由驱动件驱动旋转，所述取料轮上设有用于容纳物料的取料腔；
所述控制器与所述驱动件电连接；
所述接料器位于所述取料轮下方且与所述送料器连通，所述取料腔内的物料经所述接料器进入所述送料器，并由所述送料器撒播。
2.如权利要求1所述的物料撒播装置，其特征在于，所述取料器包括：
扰动件，所述扰动件位于所述壳体的上开口处，由所述驱动件驱动。
3.如权利要求2所述的物料撒播装置，其特征在于，所述扰动件为多个，多个所述扰动件由一个或多个所述驱动件驱动。
4.如权利要求1-3任一项所述的物料撒播装置，其特征在于，所述下开口两侧分别设置有延伸至所述取料轮圆周面的导料板和刮料条。
5.如权利要求1所述的物料撒播装置，其特征在于，所述壳体内嵌套有漏斗状的导流框，所述导流框较小开口的一端朝向所述下开口。
6.如权利要求5所述的物料撒播装置，其特征在于，所述导流框的下开口处设置有隔板，以将所述下开口分割为与所述取料腔对应的多个取料出口。
7.如权利要求1所述的物料撒播装置，其特征在于，所述接料器包括接料管，所述送料器包括送料管，所述接料管一端位于所述取料轮下方且与所述取料腔正对设置，另一端与所述送料管相连通。
8.如权利要求7所述的物料撒播装置，其特征在于，所述取料轮上沿轴向方向设置至少一行所述取料腔，每行中均包括相同个数的取料腔。
9.如权利要求8所述的物料撒播装置，其特征在于，所述接料管与所述送料管的数量与每行中取料腔的个数相同，所述接料管与所述送料管一一对应相连通。
10.如权利要求7-9任一项所述的物料撒播装置，其特征在于，所述接料器还包括接料盘，所述接料盘底部设置有漏斗状的连接部，所述接料管与所述连接部连接。
11.如权利要求10所述的物料撒播装置，其特征在于，所述接料盘与所述壳体的配合面之间设置有密封垫。
12.如权利要求7-9任一项所述的物料撒播装置，其特征在于，所述送料器还包括固定所述送料管的固定架、和与所述控制器电连接的吹送件；
所述送料管为设置有气源入口、物料入口和物料出口的三通管，所述物料入口位于所述气源入口和所述物料出口之间，所述吹送件设置于所述气源入口处，所述接料管通过所述物料入口与所述送料管相连通。
13.如权利要求12所述的物料撒播装置，其特征在于，所述气源入口的面积大于所述物料出口的面积。
14.如权利要求12所述的物料撒播装置，其特征在于，所述送料器还包括分流器，所述分流器与所述送料管设置有所述物料出口的一端可拆卸式连接。
15.如权利要求14所述的物料撒播装置，其特征在于，所述分流器远离所述送料管的一端的截面为椭圆形。
16.如权利要求14或15所述的物料撒播装置，其特征在于，所述分流器为可伸缩式分流器。
17.如权利要求1所述的物料撒播装置，其特征在于，所述物料撒播装置还包括与所述控制器电连接的温度传感器和/或照明装置。
18.一种无人机，其特征在于，包括无人机主体、物料箱、飞行控制模块和如权利要求1-17任一项所述的物料撒播装置，所述物料撒播装置的取料器连接于所述物料箱的下方，所述物料撒播装置的送料器与所述无人机主体连接，所述控制器与所述飞行控制模块电连接。
19.一种物料撒播方法，其特征在于，应用于如权利要求18所述的无人机，所述方法包括：
在所述无人机撒播物料时，依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量；
依据所述目标撒播用量确定所述无人机的物料撒播装置中取料轮的目标转速；
控制所述物料撒播装置的驱动件驱动所述取料轮以所述目标转速旋转，以使得所述物料撒播装置以所述目标撒播用量进行物料撒播。
20.如权利要求19所述的物料撒播方法，其特征在于，所述飞行状态信息包括所述无人机的实时飞行速度，所述预设撒播参数包括预设飞行速度和预设撒播用量，所述依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量，包括：
依据所述预设飞行速度、所述预设撒播用量和所述实时飞行速度，确定所述实时飞行速度对应的目标撒播用量。
21.如权利要求19所述的物料撒播方法，其特征在于，当所述物料撒播装置的取料器包括扰动件并且送料器包括吹送件时，所述物料撒播方法还包括：
控制所述物料撒播装置的驱动件驱动所述物料撒播装置的扰动件扰动；
控制所述物料撒播装置的吹送件提供高速气流。
22.如权利要求19所述的物料撒播方法，其特征在于，所述飞行状态信息包括所述无人机的实时飞行高度，所述预设撒播参数包括播幅，所述物料撒播方法还包括：
依据所述播幅确定所述物料撒播装置的目标撒播高度；
将所述实时飞行高度调整为所述目标撒播高度。
23.如权利要求19所述的物料撒播方法，其特征在于，所述物料撒播方法还包括：
获取所述物料撒播装置的工作状态信息；
将所述工作状态信息发送至所述无人机的飞行控制模块，所述飞行控制模块用于将所述工作状态信息发送至地面站。
24.如权利要求23所述的物料撒播方法，其特征在于，所述工作状态信息包括电池信息、驱动件的工作信息、通信连接状态信息和吹送件工作信息中的至少一个。
25.如权利要求19-24任一项所述的物料撒播方法，其特征在于，在依据预先获取的飞行状态信息和预设撒播参数，确定目标撒播用量之前，包括：
获取所述无人机的飞行信息，所述飞行信息包括飞行状态信息和当前航线信息；
依据所述飞行状态信息，判断所述无人机的飞行状态是否满足预设撒播条件；
若是，控制所述无人机的物料撒播装置切换至自动撒播模式；
依据所述当前航线信息判断当前航线是否是预设撒播航线；
若是，获取所述当前航线对应的预设撒播参数。
26.如权利要求19-24所述的物料撒播方法，其特征在于，所述无人机起飞后进入自动撒播模式，所述物料撒播方法还包括：
依据所述飞行状态信息，判断所述无人机的飞行状态是否满足预设撒播条件；
若否，控制所述无人机的物料撒播装置退出所述自动撒播模式。
27.如权利要求19-24所述的物料撒播方法，其特征在于，所述无人机起飞后进入自动撒播模式，所述飞行状态信息包括当前航线信息，所述物料撒播方法还包括：
依据所述当前航线信息判断当前航线是否是预设撒播航线；
若否，控制所述无人机的物料撒播装置停止撒播物料。
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