CN113016466B - 自动除霜设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及除霜设备的技术领域，特别涉及一种自动除霜设备，该自动除霜设备包括：除霜无人机；测距装置，设于除霜无人机上，用于采集除霜无人机的离地距离；控制终端，设于供电箱上，用于输出对应预设的飞行参数的飞行指令，飞行参数包括飞行高度、飞行速度、飞行路径；控制模块，与测距装置、控制终端连接，用于获取飞行指令及除霜无人机的离地距离，并依据飞行指令及除霜无人机的离地距离输出用于控制除霜无人机飞行的控制信号；供电箱，通过输电线与除霜无人机连接进行供电。本申请具有降低自动除霜成本投入过高的优点。

Description

自动除霜设备

技术领域

本申请涉及农作物除霜的技术领域，特别涉及一种自动除霜设备。

背景技术

目前茶叶、水果树等农作物的防霜冻设备多是防霜风扇，即通过在农田的周边安装固定的风扇，风扇具有一定的高度，并具有调节的功能，在需要防霜时调整到所需高度后启动向农作物吹风，如此，在夜间将除霜风扇打开即可达到自动除霜的效果。

在低层大气中，气温一般随高度的增加而降低；但在早春倒春寒条件下，地面因辐射冷却而降温，离地越近，空气冷却降温越快，而上层空气受地面影响弱，降温缓慢，出现温度随着高度的上升而增加的趋势，这种现象叫“逆温现象”。在此条件下，萌发的农作物嫩芽抗寒能力降低，嫩芽在 0℃左右会受到轻度冻害，-3℃~-2℃时会严重冻害。

防霜风机正是利用逆温层的存在，通过人工改变气象条件达到防霜目的。其工作原理是：采用风机对近地区域的空气进行物理扰动，一方面，可以将农作物上方暖空气输送到农作物的树冠层， 使冷暖空气充分混合以提高树冠层气温， 避免降至0℃以下；另一方面，农作物近地空气经扰动后，形成微域气流，吹散水汽，能够减少露水形成，从而阻止霜冻发生。

但上述中的相关技术方案中，由于采用风扇的方式对于靠近的农作物所形成的防霜冻效果是由于远离风扇的农作物的，因此，其虽然能够起到一定的效果，但起效果的范围比较局限。而如果要克服这一问题，就需要间隔性的设置多个风扇，这样虽然能够达到所需的防霜冻效果，但由于一年内只需要在几天内进行防霜即可，这会导致防霜设备的投入成本过大。

发明内容

为了降低自动除霜成本投入过高的问题，本申请提供一种自动除霜设备。

本申请提供的一种自动除霜设备，采用如下的技术方案：

一种自动除霜设备，包括：

除霜无人机；

测距装置，设于除霜无人机上，用于采集除霜无人机的离地距离；

控制终端，设于供电箱上，用于输出对应预设的飞行参数的飞行指令，飞行参数包括飞行高度、飞行速度、飞行路径；

控制模块，与测距装置、控制终端连接，用于获取飞行指令及除霜无人机的离地距离，并依据飞行指令及除霜无人机的离地距离输出用于控制除霜无人机飞行的控制信号；

供电箱，通过输电线与除霜无人机连接进行供电。

通过采用上述技术方案，根据不同的农作物，设定除霜无人机的飞行高度，设定飞行高度后，除霜无人机通过测距装置和控制模块配合来实现在设定的高度飞行。由于除霜无人机在飞行时能够产生向下的风，从而可以对近地空气进行扰动，形成微域气流，如此，只要控制除霜无人机在需要除霜的种植地上空循环往复的飞行即可实现除霜效果。此外，由于除霜无人机采用供电箱供电，因此能够满足长时间的供电要求，而不会出现使用过程中没电的情况。最终，通过飞行路径的设置，使得除霜无人机可以在无人操作的时候完成自动除霜工作。

可选的：测距装置为激光测距仪、超声波高度计、气压传感器中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，激光测距仪、超声波高度计和气压传感器均为无人机中常用的高度测量仪器，技术成熟，成本较低。

可选的：除霜无人机上安装有用于拍摄农作物的摄像装置、以及用于给摄像装置提供照明的补光灯。

通过采用上述技术方案，设置摄像装置可以实时记录农作物的除霜效果，便于观察，在除霜效果不佳时可以及时进行调整，而补光灯则能够给摄像装置提供照明。

可选的：供电箱上设置有可伸缩的支撑杆，支撑杆的顶部设有供输电线穿过的导线孔。

通过采用上述技术方案，设置支撑杆，并使输电线从支撑杆顶部的导线孔中穿过，如此，可以将输电线提高，避免输电线拖地，因此，在除霜无人机在飞行除霜过程中输电线不会与农作物接触，减少缠绕、打结等情况出现。而可伸缩的结构设置能够方便调整支撑杆的长度，在不使用时可以缩短便于收纳。

可选的：供电箱内设有用于控制输电线长度的自动卷线器。

通过采用上述技术方案，通过自动卷线器能够控制输电线的长度，如此在除霜无人机从远距离往回移动时，自动卷线器能够自动缩短输电线，从而避免输电线过长而造成缠绕、打结等情况出现。

可选的：除霜无人机底部可拆卸安装有配重块。

通过采用上述技术方案，配重块可以增大除霜无人机的重量，如此即需要更大的风力才能带动除霜无人机起飞以及保持所需高度，从而能够加大在所需高度飞行时所能产生的风力，而可拆卸的设置能够对配重块进行更换，从而调整配重块的重力，如此，即可根据不同的农作物来调整风力大小，使风速能够满足各种农作物除霜的要求。

可选的：除霜无人机底部可拆卸安装有配重盒，配重盒的底部设有供配重块安装的安装槽，在安装槽的开口的两相对内侧壁上均设置有活动卡块，在配重盒的外侧壁上设置有用于控制两活动卡块相背活动的按压件，活动卡块朝向安装槽外的一侧设有导向斜面；

在安装槽内滑移安装有一弹性压板、以及向弹性压板提供向下趋势力的抵紧弹簧。

通过采用上述技术方案，配重盒的设置来供配重块的安装，从而可以通过调整配重块的安装数量来调整配重盒的重量，安装时从底部安装槽卡入配重块即可，在卡入时通过导向斜面引导来带动活动卡块活动，从而配重块能够装入安装槽中，而活动卡块复位后能够抵住配重块使其不会掉落，而在需要减少配重时，按压按压件使活动卡块相背活动即可解除对配重块的限制。

而配重盒与除霜无人机的卡扣安装设置，实现配重盒可拆卸，使除霜无人机可以配制各种功能件进行卡扣连接，从而使除霜无人机能够具有更多的用途。

可选的：除霜无人机上设有风力调节装置，风力调节装置包括多个风力朝上的调节风扇。

通过采用上述技术方案，当除霜无人机的除霜风力不够时，可以启动风力调节装置，即通过调节风扇想除霜无人机提供向下的风力，从而抵消除霜无人机螺旋桨所产生的上浮力，因此，除霜无人机需要增大螺旋桨的转速来形成更大的风力才能保持在所需高度飞行，从而变相的增大除霜无人机的风力，如此，在除霜无人机所产生风力不足时，无需停机调整配重即可完成风力增大。

可选的：调节风扇的数量为两个或四个，调节风扇间呈等间距分布，且调节风扇位于除霜无人机的两相邻螺旋桨间的中间位置。

通过采用上述技术方案，所形成的向下的力能够较为均匀，不至于对除霜无人机的飞行稳定性产生过大的影响。

可选的：调节风扇所在高度高于除霜无人机的螺旋桨高度。

通过采用上述技术方案，避免螺旋桨和调节风扇所形成的相反风力产生相互影响而抵消。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、具有非常优良的防霜效果，且能够实现全自动除霜，使用成本低廉；

2、能够通过配重或调整风扇来调整风速大小，使其具有更广的适用性。

附图说明

图1是实施例一中除霜设备的结构示意图；

图2是实施例一中自动卷线器的结构示意图；

图3是实施例一中除霜无人机的结构示意图；

图4是实施例二中除霜无人机的结构示意图一，示出了除霜无人机与配重盒安装时的结构；

图5是实施例二中除霜无人机的结构示意图二，示出了除霜无人机与配重盒拆卸时的结构；

图6是实施例二中配重盒的结构示意图；

图7是实施例三中除霜无人机的结构示意图；

图8是实施例三中除霜无人机的仰视结构示意图。

图中，100、供电箱；200、除霜无人机；210、支脚；220、测距装置；230、摄像装置；240、配重块；250、补光灯；260、卡环；261、卡扣槽；270、螺旋桨；300、输电线；400、自动卷线器；410、驱动电机；420、卷线筒；430、滑移块；440、光电传感器；450、滑移导向杆；500、支撑杆；600、配重盒；610、卡接部；611、弹性卡块；612、压板；613、压缩弹簧；620、弹簧压板；630、抵紧弹簧；640、活动卡块；641、推杆；650、复位弹簧；660、按压件；670、安装槽；710、支架；720、调节风扇；730、安装杆；740、避让口。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例1：一种除霜设备，如图1所示，包括除霜无人机200、供电箱100和输电线300，供电箱100可以为电池、也可以为发电装置，在供电箱100内设置有自动卷线器，输电线300卷绕于自动卷线器上。

如图2所示，自动卷线器包括驱动电机410、卷线筒420、滑移块430和光电传感器440，卷线筒420转动安装于供电箱100内，驱动电机410安装于供电箱100上用于驱动卷线筒420转动，供电箱100上设置有两竖直的滑移导向杆450，滑移块430滑移安装在两滑移导向杆450上，输电线300穿过滑移块430设置。

光电传感器440安装在供电箱100上，且位于滑移导向杆450的底部，当除霜无人机200不再拉输电线300时，滑移块430在重力作用下滑移至底部，此时，光电传感器440检测到滑移块430并启动驱动电机410，带动卷线筒420将输电线300收回。

参照图1，在供电箱100上安装有一支撑杆500，支撑杆500为以多节伸缩杆,伸缩杆通过可拆卸连接在供电箱100中，其中，安装方式可以为插接或螺纹连接的方式与供电箱100连接，在本实施例中采用插接进行连接。此外，支撑杆500也能够采用电动的伸缩杆，采用电动伸缩杆时，支撑杆500与供电箱100固定连接，并通过供电箱100进行供电。

支撑杆500的长度需要大于农作物的高度，优选支撑杆500的顶部比农作物高0.5m~2m，在支撑杆500的顶端设置有导线孔，输电线300的一端伸出供电箱100，并在穿过导线孔后与除霜无人机200连接，通过输电线300可以对除霜无人机200供电。

此外，在供电箱100上安装有一控制终端，控制终端在图中未示出，控制终端用于输出对应预设的飞行参数的飞行指令，其中，飞行参数包括飞行高度、飞行速度、飞行路径。

如图3所示，除霜无人机200的底部安装有支脚210、测距装置220、摄像装置230和配重块240，本实施例中支脚210设置有两个，支脚210呈U形，且两支脚210呈八字形设置。

测距装置220为激光测距仪、超声波高度计、气压传感器中的一种或多种，本实施例中采用激光测距仪。

摄像装置230朝下设置，且在摄像装置230的周边设置有四个补光灯250，补光灯250为LED灯。

配重块240可拆卸安装于除霜无人机200的底部，其中，可拆卸连接的方式可以采用卡扣连接、螺纹螺接、阻尼式水平滑移连接等，本实施例中以阻尼式水平滑移连接为例，只需确保在除霜无人机200在飞行过程中不会发生脱落即可。

在除霜无人机200内设有控制模块，控制模块在图中未示出，控制模块与测距装置和控制终端连接，用于获取飞行指令及除霜无人机200的离地距离，并依据飞行指令及除霜无人机200的离地距离输出用于控制除霜无人机200飞行的控制信号。其中，除霜无人机200根据控制信号于设定高度、并沿着设定的飞行路径飞行，设定高度可以是以范围值的形式进行设定，也可以是以一个精准值的方式进行设定，当采用精准值的方式进行设定时，通过以设定值为中间值，可以在上下一定偏差值内浮动，当大于偏差值时控制模块进行调节。

其中，除霜无人机200的较佳飞行高度为距地6~8m，因此，设定的飞行高度优选为6~8m，具体可根据农作物高度做调整。

控制模块通过供电箱100供电，此外，在除霜无人机200内也可以设置单独电源，单独电源可以是主电源也可以是备用电源，作为主电源是对控制模块进行供电，而供电箱100对电源进行充电，作为备用电源时则只有在供电箱100供电断开后再启动。

工作原理：

将支撑杆500安装到供电箱100上，然后使输电线300穿过导线孔后与除霜无人机200连接，再调节支撑杆500长度，使得支撑杆500顶部高于农作物，优选调节值除霜无人机200的飞行高度，即6-8m的高度。

然后启动供电箱100供电，并启动除霜无人机200，设定所需的飞行高度、飞行路径和飞行速度，然后通过控制终端控制除霜无人机200在农作物上方往复飞行，在飞行过程中测距装置220会测量飞行高度，并输入到控制模块中对飞行高度进行调控，使其保持在设定高度飞行。

其中，在补光灯250的照明下摄像装置230可以实时监控除霜效果，当除霜无人机200在使用时所产生的风力过小而导致除霜效果不佳时，可以通过更换配重块240来增大除霜无人机200的重量，从而能够产生过大的扰动风力。

实施例2：如图4和图5所示，与实施例1的不同之处在于，在除霜无人机200的底部可拆卸安装有配重盒600，本实施例中采用卡扣结构实现连接。

参照附图6，在除霜无人机200的底部设置有卡环260，在卡环260的内侧壁上设置有卡扣槽261。在配重盒600的顶部设置有可***卡环260的卡接部610，在卡接部610上滑移设置有两相对设置的弹性卡块611，在两弹性卡块611之间设置有一压缩弹簧613，在弹性卡块611上均一体设置有一与弹性卡块611平行设置的压板612，弹性卡块611和压板612的端部在压缩弹簧613的作用下均伸出卡接部610外，其中，弹性卡块611伸出卡接部610外的一端设置有导向斜面。

配重盒600的底部设置有供配重块240安装的安装槽670，在安装槽670内设置有弹簧压板620，弹簧压板620与安装槽670底部之间设置有四个个抵紧弹簧630。

在安装槽670的开口处设置有两活动卡块640，两活动卡块640分别设于安装槽670的开口的两相对内侧壁上，活动卡块640位于配重盒600的侧壁内，且一端伸出配重盒600的内侧壁，伸出内侧壁的一端设有朝向安装槽670外的导向斜面，在配重盒600的侧壁内设置有多个复位弹簧650，复位弹簧650保持活动卡块640伸出配重盒600的内侧壁。

在活动卡块640的两端均一体设置有一推杆641，推杆641端部设置有导向斜面，在配重盒600的侧壁内滑移设置有两按压件660，两按压件660的一端伸出配重盒600的外侧壁外，按压件660位于配重盒600的侧壁内的一端的两侧设置有与导向斜面抵接的引导斜面。

工作原理：

通过卡扣结构将配重盒600安装在除霜无人机200上，在需要增加配重时，从底部的安装槽670卡入配重块240即可，在卡入时通过导向斜面引导来带动活动卡块640活动，从而配重块240能够装入安装槽670中，而活动卡块640复位后能够抵住配重块240使其不会掉落，而弹簧压板620能够压设在配重块240上保持其不会随意晃动，而在需要减少配重时，按压按压件660使活动卡块640相背活动即可解除对配重块240的限制。

实施例3：如图7和图8所示，与实施例2的不同之处在于，除霜无人机200的底部设置有四个支脚210，并且在除霜无人机200的底部卡扣安装有风力调节装置。

风力调节装置包括支架710和四个调节风扇720，支架710呈十字形，在支架710上设置有一避让摄像装置230和测距装置220的避让口740，除霜无人机200与支架710间卡扣连接，其中，本实施中卡扣结构与实施例2相同，但也可以采用其他的卡扣结构。

在支架710的四边上均设置有一安装杆730，调节风扇720安装于安装杆730上，且调节风扇720所在高度高于除霜无人机200的螺旋桨270高度。四个调节风扇720间呈等间距分布，且每个调节风扇720均位于除霜无人机200的两相邻螺旋桨270间的中间位置。

工作原理：

当除霜无人机200的除霜风力不够时，可以启动风力调节装置，即通过调节风扇720想除霜无人机200提供向下的风力，从而抵消除霜无人机200螺旋桨270所产生的上浮力。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动除霜设备，其特征是，包括：

除霜无人机（200）；

测距装置（220），设于除霜无人机（200）上，用于采集除霜无人机（200）的离地距离；

控制终端，设于供电箱（100）上，用于输出对应预设的飞行参数的飞行指令，飞行参数包括飞行高度、飞行速度、飞行路径；

控制模块，与测距装置（220）、控制终端连接，用于获取飞行指令及除霜无人机（200）的离地距离，并依据飞行指令及除霜无人机（200）的离地距离输出用于控制除霜无人机（200）飞行的控制信号；

供电箱（100），通过输电线（300）与除霜无人机（200）连接进行供电；

其中，除霜无人机（200）底部可拆卸安装有配重盒（600），配重盒（600）的底部设有供配重块（240）安装的安装槽（670），在安装槽（670）的开口的两相对内侧壁上均设置有活动卡块（640），在配重盒（600）的外侧壁上设置有用于控制两活动卡块（640）相背活动的按压件（660），活动卡块（640）朝向安装槽（670）外的一侧设有导向斜面；

在安装槽（670）内滑移安装有一弹簧压板（620）、以及向弹簧压板（620）提供向下趋势力的抵紧弹簧（630）。

2.根据权利要求1所述的自动除霜设备，其特征是：测距装置（220）为激光测距仪、超声波高度计、气压传感器中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的自动除霜设备，其特征是：除霜无人机（200）上安装有用于拍摄农作物的摄像装置（230）、以及用于给摄像装置（230）提供照明的补光灯（250）。

4.根据权利要求1所述的自动除霜设备，其特征是：供电箱（100）上设置有可伸缩的支撑杆（500），支撑杆（500）的顶部设有供输电线（300）穿过的导线孔。

5.根据权利要求1所述的自动除霜设备，其特征是：供电箱（100）内设有用于控制输电线（300）长度的自动卷线器（400）。

6.根据权利要求1所述的自动除霜设备，其特征是：除霜无人机（200）上设有风力调节装置，风力调节装置包括多个风力朝上的调节风扇（720）。

7.根据权利要求6所述的自动除霜设备，其特征是：调节风扇（720）的数量为两个或四个，调节风扇（720）间呈等间距分布，且调节风扇（720）位于除霜无人机（200）的两相邻螺旋桨（270）间的中间位置。

8.根据权利要求6所述的自动除霜设备，其特征是：调节风扇（720）所在高度高于除霜无人机（200）的螺旋桨（270）高度。

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