CN113812237A - 农业无人机风动播撒单元及播撒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农业无人机风动播撒单元及播撒方法，包括壳体，所述壳体的顶部设置有进料口，所述壳体的底部设置有出料口，所述壳体内设置有盘体，所述壳体上设置有下料通道，所述下料通道的顶部与壳体之间形成有开口，所述出料口位于下料通道的底部，所述盘体与壳体转动连接，所述盘体上设置有吸种孔。将现有技术种的无序直播，通过本技术方案能够达到有序直播的效果，目前无人机或地面设备设备直播仅实现播种和条播，属于无序直播状态，本技术方案实现了有序穴播，也就是成规律成行成穴的一颗颗直播，田间通风和光照条件得到改善，提高后期水稻的成苗率和水稻质量。
Description
技术领域
本发明涉及植保无人机领域，特别涉及一种农业无人机风动播撒单元及播撒方法。
背景技术
植保无人机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。但是现有技术中的植保无人机，其播种箱存在播种均匀性差的技术问题，且不实用播种玉米、豆类等单穴播种数量精确度要求较高、行间距控制较严的作物。现有技术中的植保无人机，其播种装置播出的种子是靠重力自由掉落到土壤中，种子处在土壤表面，通常在播种后还需要进行覆土作业。
现有技术中，公开号为“CN201921198072.6”的发明专利公开了一种无人机播种装置，其通过将种子向下播撒完成播种，但是水稻种子在播撒的过程中，由于水稻田的性质，所以播撒的种子在重力的作用下，种子只能漂浮在水面上，无法实现很好的落种。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种农业无人机风动播撒单元，具有落种精度高，落种效率高的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无人机负压播撒结构，包括壳体，所述壳体的顶部设置有进料口，所述壳体的底部设置有出料口，所述壳体内设置有盘体，所述壳体上设置有下料通道，所述下料通道的顶部与壳体之间形成有开口，所述出料口位于下料通道的底部，所述盘体与壳体转动连接，所述盘体上设置有吸种孔，所述盘体的中心设置有连接轴，所述连接轴上连接有驱动装置，所述连接轴内设置有转动管，所述转动管与连接轴转动连接，所述转动管的一端与吸种孔连通，所述转动管的另一端连接有吸气管，所述吸气管连通有气源；所述驱动装置驱动盘体转动，使盘体上的吸种孔从壳体内经过开口转动至下料通道，所述壳体在出料口位置设置有限制吸种孔上种子进入壳体内的挡板，所述挡板位于吸种孔的转动轨迹内，所述壳体的底部向下延伸形成出料通道，所述出料通道的底部设置有出料口，所述出料通道的外侧壁转动连接有转动座，所述转动座的底部连接有加速管，所述壳体底部设置有转动电机，所述转动电机的主轴与转动座连接，所述转动电机驱动转动座转动并使加速管具有竖直于地面和水平于地面两个动作姿态，所述气源上连通有出气管，所述出气管与加速管连通。。
作为优选，所述驱动装置包括驱动电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与驱动电机的电机轴连接，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二齿轮设置在连接轴上。
通过采用上述技术方案，驱动电机驱动第一齿轮转动，第一齿轮与第二齿轮啮合，进而驱动连接轴发生转动。
作为优选，所述驱动电机位于壳体外，所述驱动电机与壳体连接。
通过采用上述技术方案，实现了驱动电机的固定。
作为优选，所述第一齿轮和第二齿轮位于壳体内。
通过采用上述技术方案，壳体对第一齿轮和第二齿轮起到保护的作用。
作为优选，所述转动管与连接轴之间设置有密封轴承，所述密封轴承分别位于转动管长度方向的两端。
通过采用上述技术方案，避免空气从转动管与连接轴位置箱内流动。
作为优选，所述下料通道的纵截面形状呈C型。
通过采用上述技术方案，与盘体的运动轨迹相同，避免种子在移动过程中与下料通道之间发生干涉。
作为优选，所述壳体的底部设置有电机座，所述转动电机与电机座之间设置有第一连接螺栓。
通过采用上述技术方案，实现电机座和转动电机之间的连接。
作为优选，所述转动座的侧面设置有转动过程中避让出料通道的避让孔。
通过采用上述技术方案，避免出料通过与转动座之间发生干涉。
作为优选，所述转动座宽度方向的一侧面设置有主轴孔，所述主轴孔沿水平方向向外延伸形成第一夹紧槽，所述主轴孔与转动电机的主轴配合，所述第一夹紧槽上设置有第一锁紧螺栓，所述转动座宽度方向的另一侧面设置有转动片，所述转动片的一端与出料通道之间设置有第二连接螺栓，所述转动片的另一端与转动座转动连接。
通过采用上述技术方案，通过第一锁紧螺栓，实现了对转动电机的主轴的锁紧，起到固定转动电机的主轴的作用。
作为优选，所述加速管上设置有连接套管，所述连接套管的顶部与转动座的底部连接，所述连接套管的底部与加速管连接。
通过采用上述技术方案，连接套管起到连接加速管与转动座的作用。
作为优选，所述连接套管的底部设置有第二夹紧槽，每一所述第二夹紧槽宽度方向的两侧之间设置有第二锁紧螺栓。
通过采用上述技术方案，便于加速管的更换和安装。
作为优选，所述第二夹紧槽沿加速管的长度方向延伸。
作为优选，所述第二夹紧槽相对设置有两个。
作为优选，所述壳体的底部设置有电机座，所述转动电机与电机座之间设置有第一连接螺栓。
通过采用上述技术方案，实现电机座和转动电机之间的连接。
作为优选，所述转动座的侧面设置有转动过程中避让出料通道的避让孔。
通过采用上述技术方案，避免出料通过与转动座之间发生干涉。
作为优选，所述转动座宽度方向的一侧面设置有主轴孔，所述主轴孔沿水平方向向外延伸形成第一夹紧槽，所述主轴孔与转动电机的主轴配合，所述第一夹紧槽上设置有第一锁紧螺栓，所述转动座宽度方向的另一侧面设置有转动片，所述转动片的一端与出料通道之间设置有第二连接螺栓，所述转动片的另一端与转动座转动连接。
通过采用上述技术方案，通过第一锁紧螺栓，实现了对转动电机的主轴的锁紧，起到固定转动电机的主轴的作用。
作为优选，所述加速管上设置有连接套管，所述连接套管的顶部与转动座的底部连接，所述连接套管的底部与加速管连接，所述出气管倾斜向上设置在连接套管上。
通过采用上述技术方案，连接套管起到连接加速管与转动座的作用。
作为优选，所述连接套管的底部设置有第二夹紧槽，每一所述第二夹紧槽宽度方向的两侧之间设置有第二锁紧螺栓。
通过采用上述技术方案，便于加速管的更换和安装。
作为优选，所述第二夹紧槽沿加速管的长度方向延伸。
作为优选，所述第二夹紧槽相对设置有两个。
作为优选，所述安装孔沿播种盘的圆周方向均匀分布。
通过采用上述技术方案，使种子在传输过程中更加均匀。
作为优选，所述吸种孔设置有六个。
作为优选，所述吸种孔的直径为3mm-10mm。
通过采用上述技术方案，由种子大小决定。
作为优选，所述吸种孔包括内孔和外孔，所述内孔的横截面形状为圆形，所述外孔设置在内孔背离负压腔方向，所述外孔的圆周侧面向外倾斜设置。
通过采用上述技术方案，通过向外倾斜的外孔能够适应直径不同的种子。
作为优选，所述内孔的直径为4mm-7mm，所述内孔的深度为2mm-4mm
作为优选，所述外孔的直径为8mm-10mm，所述外孔的深度为2mm-4mm。
作为优选，相邻所述吸种孔之间设置有安装孔，所述固定盘上设置有与安装孔对应的螺纹孔，所述安装孔与螺纹孔之间设置有安装螺栓。
通过采用上述技术方案，安装螺栓穿过安装孔并和螺纹孔连接，进而将播种盘与固定盘连接，方便负压腔的成型。
本发明的第二目的是提供一种无人机播撒方法，具有落种精度高，落种效率高的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无人机播撒方法，在壳体内转动连接有吸种盘，吸种盘内设置有吸种孔，气泵的负压端在吸种孔位置产生负压，将种子固定在吸种孔位置，转动盘转动，将种子逐个排入垂直向下的加速管内，气泵的正压端在加速管内产生正压，加速种子下落。
综上所述，实现种子的运输分为两个步骤，其一为种子的固定，吸气转动管通过吸气管连接有气源，进而在负压腔内形成负压，将壳体内的种子，通过负压吸至吸种孔位置，负压保证种子不会与吸种孔之间发生脱落，实现了种子的固定，固定效果好；其二为种子的上料与下料，种子通过进料口进入壳体内，驱动装置驱动盘体的转动，种子被吸种孔固定，随即种子被转动的盘体移动至下料通道内，最终被挡板所格挡，落入出料口完成种子的运输和下料，同时同一吸种孔只能运输一个种子，因此实现了种子的逐个运输，提高了无人机播种过程中的精度；在无人机升空后，转动电机控制加速管由水平状态转动至竖直向下的状态，即种子在加速管内，可正常实现加速；在无人机降落前，转动电机控制加速管由竖直向下的状态，转动至水平于地面的状态，降低了无人机底部支架所需的高度，即降低了无人机的整体高度，具有减少无人机占用空间的作用；同时在飞行过程中，气源产生的正压不仅对种子的运输起到固定效果，同时气源产生的正压给予加速管内的种子一个加速度，使其更快的下落，同时能够有效突破水稻田的水面，避免种子漂浮于水面，具有落种精度高，落种效率高的优点；将现有技术种的无序直播，通过本技术方案能够达到有序直播的效果，目前无人机或地面设备设备直播仅实现播种和条播，属于无序直播状态，本技术方案实现了有序穴播，也就是成规律成行成穴的一颗颗直播，田间通风和光照条件得到改善，提高后期水稻的成苗率和水稻质量。
附图说明
图1是实施例的结构示意图一；
图2是实施例的剖面示意图；
图3是实施例的驱动装置的结构示意图；
图4是实施例的结构示意图二；
图5是实施例在加速管位置的结构示意图；
图6是实施例去除下料通道后的结构示意图；
图7是实施例的转动盘的结构示意图；
图中，1、壳体；11、出料通道；12、出料口；13、下料通道；131、开口；132、挡板；14、进料口；15、出气管；21、转动座；211、避让孔；212、主轴孔；213、第一夹紧槽；214、第一锁紧螺栓；215、转动片；216、第二连接螺栓；22、加速管；221、连接套管；222、第二夹紧槽；223、第二锁紧螺栓；23、转动电机；231、电机座；232、第一连接螺栓；3、盘体；31、播种盘；311、吸种孔；312、内孔；313、外孔；314、安装孔；32、固定盘； 321、负压腔；322、连接轴；323、吸气通道；324、吸气管；33、转动管； 332、气源；4、驱动电机；41、第一齿轮；42、第二齿轮；43、密封轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：
如图1至图7所示，一种无人机负压播撒结构，包括壳体1，壳体1的顶部设置有进料口14，壳体1的底部设置有出料口12，壳体1内设置有盘体3，壳体1上设置有下料通道13，如图4所示，下料通道13的纵截面形状呈C型，下料通道13的顶部与壳体1之间形成有开口131，出料口12位于下料通道13的底部，盘体3与壳体1转动连接，盘体3上设置有吸种孔311，盘体3的中心设置有连接轴322，连接轴322上连接有驱动装置，连接轴322内设置有转动管33，转动管33与连接轴322转动连接，转动管33 的一端与吸种孔311连通，转动管33的另一端连接有吸气管324，吸气管 324连通有气源332，实施例种的气源332为气泵。
如图4所示，驱动装置驱动盘体3转动，驱动装置包括驱动电机4、第一齿轮41和第二齿轮42，第一齿轮41与驱动电机4的电机轴连接，第二齿轮42与第一齿轮41啮合，第二齿轮42设置在连接轴322上，同时第一齿轮41和第二齿轮42均位于壳体1内，驱动电机4位于壳体1外，驱动电机 4的前端与壳体1的外侧之间通过螺栓连接，驱动电机4的电机轴伸入壳体1内，并与壳体1内的第一齿轮41连接。
驱动电机4使盘体3上的吸种孔311从壳体1内经过开口131转动至下料通道13，壳体1在出料口12位置设置有限制吸种孔311上种子进入壳体 1内的挡板132，挡板132位于吸种孔311的转动轨迹内，即当种子经过挡板132后，种子被挡板132格挡入出料口12内。
如图2所示，转动管33与连接轴322之间设置有密封轴承43，密封轴承43分别位于转动管33长度方向的两端，起到密封转动管33和连接轴322 的作用。
实施例中所指的种子是包覆体种子，即为通过化学包覆的方法，将种子包裹成球形。
如图4至图6所示，一种无人机加速管转动结构，本实施例中仅公开加速管22结构与加速管22连接位置的结构，图1为整体无人机播撒装置结构，其播撒原理与具体结构与本发明无关，在此不做叙述；该无人机加速管转动结构包括壳体1，壳体1用于容纳和排出种子，壳体1的底部向下延伸形成出料通道11，出料通道11的底部设置有出料口12，出料通道11的外侧壁转动连接有转动座21，转动座21的底部连接有加速管22，壳体1底部设置有转动电机23，转动电机23的主轴与转动座21连接，使得转动电机 23驱动转动座21转动并使加速管22具有竖直于地面和水平于地面的两个动作姿态。
如图4和图5所示，其中转动电机23与壳体1底部之间的连接关系为：壳体1的底部设置有电机座231，转动电机23与电机座231之间设置有第一连接螺栓232，转动电机23的外壳通过两根第一连接螺栓232实现与电机座 231之间的连接；同时转动座21的侧面设置有转动过程中避让出料通道11 的避让孔211，避免出料通道11与转动座21在转动过程中发生干涉，同时避让孔211在加速过程中，起到一定的供气作用。
如图4和图5所示，转动座21宽度方向的一侧面设置有主轴孔212，主轴孔212沿水平方向向外延伸形成第一夹紧槽213，主轴孔212与转动电机 23的主轴配合，第一夹紧槽213上设置有第一锁紧螺栓214，第一锁紧螺栓 214贯穿锁紧第一夹紧槽213，在第一锁紧螺栓214转动过程中，使得第一夹紧槽213缩小，进而对转动电机23的主轴进行锁紧，使得转动电机23在转动过程中，能够控制转动座21整体进行转动，转动座21宽度方向的另一侧面设置有转动片215，转动片215的一端与出料通道11之间设置有第二连接螺栓216，转动片215的另一端与转动座21转动连接。
如图4和图5所示，加速管22与转动座21之间的连接关系为：加速管 22上设置有连接套管221，连接套管221的顶部与转动座21的底部连接，连接套管221的底部与加速管22连接，连接套管221的底部设置有第二夹紧槽222，每一第二夹紧槽222宽度方向的两侧之间设置有第二锁紧螺栓 223，第二夹紧槽222沿加速管22的长度方向延伸，第二夹紧槽222相对设置有两个，进而第二锁紧螺栓223在转动过程中，起到锁紧加速管22的作用；其中加速管22可以是硬质塑料管件，也可以根据需要选择软质管件,同时在连接套管211的侧面设置有出气管15，出气管15与气源332连通，气源15起到加速空气流动的作用，即在一端产生负压吸住种子，在加速管22 位置产生正压，将种子排出。
如图1至图7所示，一种无人机播种盘结构，包括盘体3，盘体3由塑料制成，盘体3包括播种盘31和固定盘32，播种盘31与固定盘32通过拼接和螺栓锁紧实现固定连接，播种盘31的圆周面上贯穿设置有吸种孔311，吸种孔311沿播种盘31的圆周方向均匀分布，播种盘31和固定盘32的连接方式为，相邻吸种孔311之间设置有安装孔314，安装孔314沿播种盘31的圆周方向均匀分布，固定盘32上设置有与安装孔314对应的螺纹孔，安装孔314与螺纹孔之间设置有安装螺栓，安装螺栓穿过安装孔314后，与螺纹孔相对旋转实现锁紧，进而完成播种盘31和固定盘32的固定。
同时如图2所示，播种盘31和固定盘32之间形成负压腔321，负压腔 321是由固定盘32向内凹陷形成的，固定盘32的中心向外延伸形成连接轴 322，同时连接轴322内设置有吸气通道323，吸气通道323通过吸气管324 连接有气源，气源例如气泵，同时连接轴322还起到与电机连接，并控制播种盘31转动的作用。
如图7所示，吸种孔311沿播种盘31的圆周方向均匀分布，吸种孔311 设置有六个，同时位于吸种孔311之间的安装孔314也设置有六个，吸种孔 311的直径为3mm-10mm，吸种孔311包括内孔312和外孔313，内孔312的横截面形状为圆形，外孔313设置在内孔312背离负压腔321方向，外孔313 的圆周侧面向外倾斜设置，其中内孔312的直径为4mm-7mm，内孔312的深度为2mm-4mm，外孔313的直径为8mm-10mm，外孔313的深度为2mm-4mm，本实施例中，内孔312的直径为6mm,外孔313的直径为9mm,内孔312和外孔313的深度之和为3.5mm。
工作原理：
吸气通道323连通有气源332，种子通过进料口14进入壳体1内，驱动装置驱动盘体3的转动，气源332在吸种孔311位置产生负压，种子在负压作用下被吸种孔311固定，负压保证种子不会与吸种孔311之间发生脱落，实现了种子的固定，盘体3通过后侧的连接轴322实现与电机的连接，盘体 3即环绕连接轴322实现转动，随即种子被转动的盘体3移动至下料通道13 内，最终被挡板132所格挡，种子在加速管22和气源提供的正压的作用下，加速向下喷出，实现种子的落种；同时在无人机升空后，转动电机23控制转动座21转动，使得转动座21底部的加速管22由水平状态转动至竖直向下的状态，即种子落入加速管22后，可正常实现加速；在无人机降落前，转动电机23控制转动座21转动，使得转动座21底部加速管22由竖直向下的状态，转动至水平于地面的状态，降低了无人机底部支架所需的高度。
Claims (9)
1.一种农业无人机风动播撒单元，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)的顶部设置有进料口(14)，所述壳体(1)的底部设置有出料口(12)，所述壳体(1)内设置有盘体(3)，所述壳体(1)上设置有下料通道(13)，所述下料通道(13)的顶部与壳体(1)之间形成有开口(131)，所述出料口(12)位于下料通道(13)的底部，所述盘体(3)与壳体(1)转动连接，所述盘体(3)上设置有吸种孔(311)，所述盘体(3)的中心设置有连接轴(322)，所述连接轴(322)上连接有驱动装置，所述连接轴(322)内设置有转动管(33)，所述转动管(33)与连接轴(322)转动连接，所述转动管(33)的一端与吸种孔(311)连通，所述转动管(33)的另一端连接有吸气管(324)，所述吸气管(324)连通有气源(332)；所述驱动装置驱动盘体(3)转动，使盘体(3)上的吸种孔(311)从壳体(1)内经过开口(131)转动至下料通道(13)，所述壳体(1)在出料口(12)位置设置有限制吸种孔(311)上种子进入壳体(1)内的挡板(132)，所述挡板(132)位于吸种孔(311)的转动轨迹内，所述壳体(1)的底部向下延伸形成出料通道(11)，所述出料通道(11)的底部设置有出料口(12)，所述出料通道(11)的外侧壁转动连接有转动座(21)，所述转动座(21)的底部连接有加速管(22)，所述壳体(1)底部设置有转动电机(23)，所述转动电机(23)的主轴与转动座(21)连接，所述转动电机(23)驱动转动座(21)转动并使加速管(22)具有竖直于地面和水平于地面两个动作姿态，所述气源上连通有出气管(15)，所述出气管(15)与加速管连通。
2.根据权利要求1所述的农业无人机风动播撒单元，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机(4)、第一齿轮(41)和第二齿轮(42)，所述第一齿轮(41)与驱动电机(4)的电机轴连接，所述第二齿轮(42)与第一齿轮(41)啮合，所述第二齿轮(42)设置在连接轴(322)上。
3.根据权利要求1所述的农业无人机风动播撒单元，其特征在于：所述壳体(1)的底部设置有电机座(231)，所述转动电机(23)与电机座(231)之间设置有第一连接螺栓(232)。
4.根据权利要求1所述的农业无人机风动播撒单元，其特征在于：所述转动座(21)的侧面设置有转动过程中避让出料通道(11)的避让孔(211)。
5.根据权利要求1所述的农业无人机风动播撒单元，其特征在于：所述转动座(21)宽度方向的一侧面设置有主轴孔(212)，所述主轴孔(212)沿水平方向向外延伸形成第一夹紧槽(213)，所述主轴孔(212)与转动电机(23)的主轴配合，所述第一夹紧槽(213)上设置有第一锁紧螺栓(214)，所述转动座(21)宽度方向的另一侧面设置有转动片(215)，所述转动片(215)的一端与出料通道(11)之间设置有第二连接螺栓(216)，所述转动片(215)的另一端与转动座(21)转动连接。
6.根据权利要求5所述的农业无人机风动播撒单元，其特征在于：所述加速管(22)上设置有连接套管(221)，所述连接套管(221)的顶部与转动座(21)的底部连接，所述连接套管(221)的底部与加速管(22)连接，所述出气管倾斜向上设置在连接套管上。
7.根据权利要求5所述的农业无人机风动播撒单元，其特征在于：所述连接套管(221)的底部设置有第二夹紧槽(222)，每一所述第二夹紧槽(222)宽度方向的两侧之间设置有第二锁紧螺栓(223)。
8.根据权利要求6所述的农业无人机风动播撒单元，其特征在于：所述第二夹紧槽(222)沿加速管(22)的长度方向延伸。
9.一种无人机播撒方法，其特征在于：在壳体内转动连接有吸种盘，吸种盘内设置有吸种孔，气泵的负压端在吸种孔位置产生负压，将种子固定在吸种孔位置，转动盘转动，将种子逐个排入垂直向下的加速管内，气泵的正压端在加速管内产生正压，加速种子下落。
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