CN111846238A - 植保无人机喷洒方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了植保无人机喷洒方法和***，植保无人机喷洒***，包括机体，所述机体外沿的四个边角处皆设置有飞行组件，所述机体的内侧设置有储药腔，所述储药腔的内部固定安装有液位计，所述机体的底部设置有支撑摄像组件。本发明通过植保人员将作业区域信息、待喷洒作物信息和植保无人机的信息，确定待喷洒作物的目标喷洒量、植保无人机的目标飞行速度和植保无人机的飞行线路信息，并将目标喷洒量、目标飞行速度和飞行线路信息输入发送给飞行控制模块，植保无人机中的飞行控制模块控制飞行组件在作业区域中按照飞行航路和目标飞行速度飞行，使喷洒的效果更好效率更高，同时使无人机使用的整体安全性大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为植保无人机喷洒方法和***。
背景技术
植保无人机，又名无人飞行器，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。
目前植保无人机普遍采用高浓度、细喷雾、低容量的超低量喷雾技术，为了保证植保无人机的作业质量，需要对植保无人机进行更加精细的控制，而目前对植保无人机的喷洒控制仍存在一定的误差。
发明内容
本发明的目的在于提供植保无人机喷洒方法和***，以解决上述背景技术中提出的目前植保无人机普遍采用高浓度、细喷雾、低容量的超低量喷雾技术，为了保证植保无人机的作业质量，需要对植保无人机进行更加精细的控制，而目前对植保无人机的喷洒控制仍存在一定的误差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：植保无人机喷洒***，包括机体，所述机体外沿的四个边角处皆设置有飞行组件，所述机体的内侧设置有储药腔，所述储药腔的内部固定安装有液位计，所述机体的底部设置有支撑摄像组件，所述机体的底部固定安装有定位模块，所述定位模块的一侧固定安装有控制模块，所述控制模块的一侧机体底部设置有喷洒导流组件，所述机体的顶部设置有注液口。
优选的，所述飞行组件包括开设在机体四个边角处内部的驱动槽，所述驱动槽的内部皆固定安装有电机，所述电机的输出端通过轴承贯穿驱动槽顶部固定安装有转杆，且转杆的顶部皆固定安装有螺旋桨叶。
优选的，所述喷洒导流组件包括通过管道贯穿储药腔环绕安装在机体底部的雾化喷头，所述机体的底部固定安装有水泵，且水泵的输出端通过管道与雾化喷头连接。
优选的，所述支撑摄像组件包括固定安装在机体底部两侧支架，所述支架的内侧倾斜安装有连杆，且连杆之间固定安装有摄像机。
优选的，所述机体的底部固定安装有电源模块，所述电源模块的输出端通过导线与控制模块、定位模块、电机、液位计、水泵和摄像机的输入端电性连接，所述控制模块的输出端和输入端分别通过导线与电机和水泵的输入端以及液位计和摄像机的输出端电性连接。
植保无人机喷洒方法，包括以下步骤：
S1、首先将无人机整体进行运输携带到相应的喷洒地区，通过人工进行相应的部件组装，并将喷洒处的地理位置信息、航线信息和喷洒流量的控制信息输入到控制模块内部，将需要喷洒的药剂通过注液口导入到机体内部的储液腔内，通过人工控制启动电机进行运行，通过电机带动转杆和螺旋桨叶进行转动，使无人机整体能够进行缓慢上升起飞。
S2、然后当无人机通过设定的航线飞行到指定的需要喷洒的区域时，可通过摄像机进行实时拍摄，并将信息通过控制模块处理传输到地面接收处，同时通过控制模块控制水泵进行运行，通过水泵将储药腔内部储存的药液导出输送到雾化喷头处，通过雾化喷头将药液均匀喷洒到农作物上。
S3、最后可通过液位计对储药腔内部的药液量进行实时监测，通过监控液位计的液位监测信息，并根据当前飞行速度、液位监测信息和雾化喷头的喷幅确定雾化喷头中喷出的药液的实际喷洒量，根据实际喷洒量和目标喷洒量的误差，更新目标飞行速度，调整水泵的转速，以使实际喷洒量等于目标喷洒量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过植保人员将作业区域信息、待喷洒作物信息和植保无人机的信息，确定待喷洒作物的目标喷洒量、植保无人机的目标飞行速度和植保无人机的飞行线路信息，并将目标喷洒量、目标飞行速度和飞行线路信息输入发送给飞行控制模块，植保无人机中的飞行控制模块控制飞行组件在作业区域中按照飞行航路和目标飞行速度飞行，使喷洒的效果更好效率更高，同时使无人机使用的整体安全性大大提高。
本发明通过监控液位计的液位监测信息，控制植保无人机中的水泵的转速和飞行模块的飞行速度，以使水箱中装载的药液按照目标喷洒量从雾化喷头中喷出，由于通过对液位计的液位信息进行监控，并同时对水泵的转速和飞行模块的飞行速度进行闭环调整，从而可以对植保无人机的喷洒作业进行精细的控制，以满足植保无人机进行喷洒作业的需求。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的内部结构示意图。
图中：1、飞行组件；2、储药腔；3、支撑摄像组件；4、水泵；5、电源模块；6、喷洒导流组件；7、连杆；8、摄像机；9、支架；10、雾化喷头；11、定位模块；12、控制模块；13、转杆；14、螺旋桨叶；15、机体；16、注液口；17、电机；18、驱动槽；19、液位计。
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。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：植保无人机喷洒***，包括机体15，机体15外沿的四个边角处皆设置有飞行组件1，机体15的内侧设置有储药腔2，储药腔2的内部固定安装有液位计19，此液位计19型号可为SIN-P260，在容器中液体介质的高低叫做液位，测量液位的仪表叫液位计。液位计为物位仪表的一种，液位计的类型有音叉振动式、磁浮式、压力式、超声波、声呐波，磁翻板、雷达等，通过监控液位计19的液位监测信息，并根据当前飞行速度、液位监测信息和雾化喷头10的喷幅确定雾化喷头10中喷出的药液的实际喷洒量，根据实际喷洒量和目标喷洒量的误差，更新目标飞行速度，调整水泵4的转速，以使实际喷洒量等于目标喷洒量，机体15的底部设置有支撑摄像组件3，机体15的底部固定安装有定位模块11，此定位模块11型号可为NEO-M8N-0-10，定位模块是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关***电路而组成的一个集成电路，定位模块11的一侧固定安装有控制模块12，此控制模块12型号可为MS102SF6，控模块是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的远程控制***。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点控制模块12的一侧机体15底部设置有喷洒导流组件6，机体15的顶部设置有注液口16，飞行组件1包括开设在机体15四个边角处内部的驱动槽18，驱动槽18的内部皆固定安装有电机17，此电机17型号可为37GB-520，电机17的输出端通过轴承贯穿驱动槽18顶部固定安装有转杆13，且转杆13的顶部皆固定安装有螺旋桨叶14，启动电机17进行运行，通过电机17带动转杆13和螺旋桨叶14进行转动，使无人机整体能够进行缓慢上升起飞。
喷洒导流组件6包括通过管道贯穿储药腔2环绕安装在机体15底部的雾化喷头10，机体15的底部固定安装有水泵4，且水泵4的输出端通过管道与雾化喷头10连接，通过摄像机8进行实时拍摄，并将信息通过控制模块12处理传输到地面接收处，同时通过控制模块12控制水泵4进行运行，通过水泵4将储药腔2内部储存的药液导出输送到雾化喷头10处，通过雾化喷头10将药液均匀喷洒到农作物上，支撑摄像组件3包括固定安装在机体15底部两侧支架9，支架9的内侧倾斜安装有连杆7，且连杆7之间固定安装有摄像机8，机体15的底部固定安装有电源模块5，电源模块5的输出端通过导线与控制模块12、定位模块11、电机17、液位计19、水泵4和摄像机8的输入端电性连接，控制模块12的输出端和输入端分别通过导线与电机17和水泵4的输入端以及液位计19和摄像机8的输出端电性连接，可方便器件之间进行信号的实时传输，并为器件运行提供独立且充足的电力能源。
工作原理：当需要进行农作物植保工作时，首先将无人机整体进行运输携带到相应的喷洒地区，通过人工进行相应的部件组装，并将喷洒处的地理位置信息、航线信息和喷洒流量的控制信息输入到控制模块内部，将需要喷洒的药剂通过注液口16导入到机体15内部的储液腔2内，通过人工控制启动电机17进行运行，通过电机17带动转杆13和螺旋桨叶14进行转动，使无人机整体能够进行缓慢上升起飞，然后当无人机通过设定的航线飞行到指定的需要喷洒的区域时，可通过摄像机8进行实时拍摄，并将信息通过控制模块12处理传输到地面接收处，同时通过控制模块12控制水泵4进行运行，通过水泵4将储药腔2内部储存的药液导出输送到雾化喷头10处，通过雾化喷头10将药液均匀喷洒到农作物上，最后可通过液位计19对储药腔2内部的药液量进行实时监测，通过监控液位计19的液位监测信息，并根据当前飞行速度、液位监测信息和雾化喷头10的喷幅确定雾化喷头10中喷出的药液的实际喷洒量，根据实际喷洒量和目标喷洒量的误差，可采用公式R＝V1/Vt0*(Rmax-Rmin)*0.5-Rmin，计算水泵4的目标转速R，其中V1为当前飞行速度，Vt0为目标飞行速度，Rmax为水泵4的最高转速，Rmin为水泵4的最低转速，由于飞行速度处于持续的调整中，因此在对水泵4的转速进行调整后，间隔一定时间例如100毫秒就再次对实际飞行速度与目标飞行速度进行比较，并持续地对水泵4的转速进行调整，从而更新目标飞行速度，调整水泵4的转速，以使实际喷洒量等于目标喷洒量。
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。而且，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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.植保无人机喷洒***，包括机体(15)，其特征在于：所述机体(15)外沿的四个边角处皆设置有飞行组件(1)，所述机体(15)的内侧设置有储药腔(2)，所述储药腔(2)的内部固定安装有液位计(19)，所述机体(15)的底部设置有支撑摄像组件(3)，所述机体(15)的底部固定安装有定位模块(11)，所述定位模块(11)的一侧固定安装有控制模块(12)，所述控制模块(12)的一侧机体(15)底部设置有喷洒导流组件(6)，所述机体(15)的顶部设置有注液口(16)。
2.根据权利要求1所述的植保无人机喷洒***，其特征在于：所述飞行组件(1)包括开设在机体(15)四个边角处内部的驱动槽(18)，所述驱动槽(18)的内部皆固定安装有电机(17)，所述电机(17)的输出端通过轴承贯穿驱动槽(18)顶部固定安装有转杆(13)，且转杆(13)的顶部皆固定安装有螺旋桨叶(14)。
3.根据权利要求1所述的植保无人机喷洒***，其特征在于：所述喷洒导流组件(6)包括通过管道贯穿储药腔(2)环绕安装在机体(15)底部的雾化喷头(10)，所述机体(15)的底部固定安装有水泵(4)，且水泵(4)的输出端通过管道与雾化喷头(10)连接。
4.根据权利要求1所述的植保无人机喷洒***，其特征在于：所述支撑摄像组件(3)包括固定安装在机体(15)底部两侧支架(9)，所述支架(9)的内侧倾斜安装有连杆(7)，且连杆(7)之间固定安装有摄像机(8)。
5.根据权利要求2或3或4所述的植保无人机喷洒***，其特征在于：所述机体(15)的底部固定安装有电源模块(5)，所述电源模块(5)的输出端通过导线与控制模块(12)、定位模块(11)、电机(17)、液位计(19)、水泵(4)和摄像机(8)的输入端电性连接，所述控制模块(12)的输出端和输入端分别通过导线与电机(17)和水泵(4)的输入端以及液位计(19)和摄像机(8)的输出端电性连接。
6.植保无人机喷洒方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先将无人机整体进行运输携带到相应的喷洒地区，通过人工进行相应的部件组装，并将喷洒处的地理位置信息、航线信息和喷洒流量的控制信息输入到控制模块内部，将需要喷洒的药剂通过注液口(16)导入到机体(15)内部的储液腔(2)内，通过人工控制启动电机(17)进行运行，通过电机(17)带动转杆(13)和螺旋桨叶(14)进行转动，使无人机整体能够进行缓慢上升起飞；
S2、然后当无人机通过设定的航线飞行到指定的需要喷洒的区域时，可通过摄像机(8)进行实时拍摄，并将信息通过控制模块(12)处理传输到地面接收处，同时通过控制模块(12)控制水泵(4)进行运行，通过水泵(4)将储药腔(2)内部储存的药液导出输送到雾化喷头(10)处，通过雾化喷头(10)将药液均匀喷洒到农作物上；
S3、最后可通过液位计(19)对储药腔(2)内部的药液量进行实时监测，通过监控液位计(19)的液位监测信息，并根据当前飞行速度、液位监测信息和雾化喷头(10)的喷幅确定雾化喷头(10)中喷出的药液的实际喷洒量，根据实际喷洒量和目标喷洒量的误差，更新目标飞行速度，调整水泵(4)的转速，以使实际喷洒量等于目标喷洒量。
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