CN205440882U - 多旋翼无人机及其控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多旋翼无人机及其控制***。其中，该控制***包括：多旋翼无人机，多旋翼无人机上携带有喷液装置；以及地面供液设备，通过输液导管与多旋翼无人机相连接，用于在多旋翼无人机工作过程中向多旋翼无人机提供喷液装置工作时所需的液体。本实用新型解决了相关技术中多旋翼无人机携带的农药量少，需要不断地返回地面补充农药，导致降低工作效率的技术问题。

Description

多旋翼无人机及其控制***

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，具体而言，涉及一种多旋翼无人机及其控制***。

背景技术

随着农业集约化、规模化的发展趋势，由于使用无人机喷洒农药比人工喷洒农药的效率高，无人机已经在农业应用中得到一定推广。现有技术中应用于农业的无人机种类主要有固定翼、单旋翼以及多旋翼无人机三种，具体地：固定翼无人机体积最大，起飞需要跑道，航线需要空管部门批准，不适用于小规模农业应用；单旋翼无人机桨平面最大，但由于飞行方向和升降都靠一个旋翼来完成，操控复杂，不利于普通人快速掌握，且安全性差。特殊地，大型单旋翼无人机起飞时还需要申请航线手续，应用较为麻烦；多旋翼无人机操控简单，由于国家对超低空、特别是农业应用中的无人机暂无严格的管制，因此现有的民用植保打药主要使用多旋翼无人机。

目前，相关技术中多旋翼无人机在农业应用的工作原理是：多旋翼无人机由锂电池或者小型汽油机提供动力，多旋翼无人机上携带有药箱和喷药装置，药箱和喷药装置随多旋翼无人机一起在距离地面0.5米至3米的高度飞行并喷洒药液。相关技术中多旋翼无人机在农业应用中存在以下缺陷：

1、由于多旋翼无人机是利用垂直下洗气流提供升力，推重比通常仅为1:1左右，即5千克自重的飞机，能安全携带飞行的工作负载只有5千克，即使在一定情况下可超重起飞，动力消耗也会急剧增加，机动性能和安全性急剧降低。现有的多旋翼无人机在起飞后，大部分的能量做功都消耗于将机架、电池、药液等载重物维持在低空中。在实际案例中，大部分多旋翼无人机在常温、空载的时候能飞20分钟至40分钟，但是，在负载5千克至10千克喷药装置和药液的情况下，多旋翼无人机在空中停留时间仅能持续不超过10分钟，在低温情况下多旋翼无人机在空中停留时间则会更短。受电池电量限制，多旋翼无人机需要不断地降落地面进行更换电池以维持农药喷洒工作。多旋翼无人机在往来于起飞点和目标工作点的过程中，又将会消耗掉一部分时间和一部分电池电量，严重影响了多旋翼无人机的工作效率。

2、现有的用于农业植保的多旋翼无人机的动力主要靠飞机自身携带的锂电池，锂电池电量充满所需的时间较长，快充约为1至2小时，慢充需要6小时左右。为了延长多旋翼无人机在空中的工作时间，相关技术采取预备多块已经充满电量的锂电池，配合低电压报警技术，当多旋翼无人机电池电量即将消耗完触发报警时，立即返回出发点降落更换电池，并将换下来的电池马上放到大功率充电器上去充电备用。这种方式不但降低多旋翼无人机的工作效率，而且由于大功率充电器和多块锂电池的价格昂贵，该方式还增加了使用者的成本。

3、现有的用于农业植保的多旋翼无人机除自身重量外能携带的有效工作负荷能力仅仅为5千克至10千克，多旋翼无人携带的农药量少，不足以完成工作需求，需要不断地返回地面补充农药，降低了工作效率，比如小麦按推荐倍数稀释一亩地需要农药20升，烟草高达40升。因此，相关技术采取加大农药浓度到正常推荐量的数十倍的办法，以实现扩大农药喷洒面积，但是，这种方式将会导致高浓度农药影响植物生长，且植物中的高浓度农药残留物将会影响食品安全。

4、现有的多旋翼无人机为了减轻自身重量和满足折叠部件的需要，省略了飞机的螺旋桨外部的保护装置，高速旋转的螺旋桨叶片将会存在安全隐患，严重影响了用户的使用安全。

针对相关技术中多旋翼无人机携带的农药量少，需要不断地返回地面补充农药，导致降低工作效率的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种多旋翼无人机及其控制***，以至少解决相关技术中多旋翼无人机携带的农药量少，需要不断地返回地面补充农药，导致降低工作效率的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种多旋翼无人机控制***，包括：多旋翼无人机，多旋翼无人机上携带有喷液装置；以及地面供液设备，通过输液导管与多旋翼无人机相连接，用于在多旋翼无人机工作过程中向多旋翼无人机提供喷液装置工作时所需的液体。

进一步地，该***还包括：地面供电设备，通过供电电线与多旋翼无人相连接，用于在多旋翼无人机工作过程中向多旋翼无人机提供电能。

进一步地，地面供液设备和地面供电设备设置在地面移动装置上，其中，该***还包括：收放线轮，设置在地面移动装置上，用于收放输液导管和/或供电电线，输液导管和/或供电电线一端与多旋翼无人机连接，另一端固定在地面移动装置上，其中，地面供液设备和地面供电设备分别与输液导管和/或供电电线在地面移动装置上的固定连接部相连接。

进一步地，固定连接部包括360度可旋转万向活接头和导电滑环，其中，360度可旋转万向活接头穿过导电滑环固定在地面移动装置上。

进一步地，地面供液设备内设置有：液体搅拌器，用于搅拌地面供液设备内的液体；流量传感器，用于检测单位时间内地面供液设备向多旋翼无人机提供的液体流量；液位感应器，用于检测地面供液设备内的剩余液量，该***还包括报警装置，报警装置与液位感应器相连接，用于在液位感应器检测到地面供液设备内的剩余液量低于预设阈值时报警。

进一步地，该***还包括：通信装置，与终端设备相连接，用于在液位感应器检测到地面供液设备内的剩余液量低于预设阈值时向终端设备发送通知消息，其中，通知消息用于通知终端设备补充地面供液设备内的液体；以及显示器，用于显示多旋翼无人机工作过程中的相关信息，多旋翼无人机工作过程中的相关信息至少包括以下任意一种信息：多旋翼无人机的位置信息，地面供液设备内的剩余液量，喷液装置的工作状态。

进一步地，该***中包括至少两个多旋翼无人机，其中，至少两个多旋翼无人机中包括一个主机和至少一个副机，主机和至少一个副机共同承载一液体喷杆，主机按照预定飞行轨迹飞行，至少一个副机分别保持与主机预设相对位置跟随主机飞行。

进一步地，主机和至少一个副机中均安装有定位芯片和通信装置，其中，主机在飞行过程中，利用定位芯片获取主机的位置信息，并将主机的位置信息通过通信装置分别发送至每个副机，每个副机通过通信装置接收主机的位置信息，每个副机在飞行过程中通过定位芯片定位并保持与主机具有预设相对位置。

进一步地，液体喷杆由至少一个喷液装置连接组成，每两个喷液装置之间由万向接头连接，液体喷杆上设置有至少一个喷头。

根据本实用新型实施例的另一个方面，提供了一种多旋翼无人机，包括：喷液装置，设置有输液导管接口，输液导管接口通过输液导管连接至地面供液设备。

进一步地，多旋翼无人机还包括：电源装置，设置有供电电线接口，供电电线通过供电电线接口连接至地面供电设备。

进一步地，多旋翼无人机还包括：备用电源，用于在地面供电设备无法为多旋翼无人机提供电能的情况下为多旋翼无人机供电。

进一步地，多旋翼无人机还包括：红外探测***，用于探测多旋翼无人机飞行过程中预设范围内的活动对象；报警装置，用于在红外探测***探测到多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象时报警；图像采集装置，用于在多旋翼无人机飞行过程中采集地面图像；以及图像输出装置，用于将采集到的地面图像传输至地面。

进一步地，多旋翼无人机采用上下双层错浆结构，每层包括至少一个旋翼。

在本实用新型实施例中，多旋翼无人机控制***包括多旋翼无人机，多旋翼无人机上携带有喷液装置；地面供液设备，通过输液导管与多旋翼无人机相连接，用于在多旋翼无人机工作过程中向多旋翼无人机提供喷液装置工作时所需的液体，通过设置输液导管向多旋翼无人机输送喷液装置所需的液体，达到了多旋翼无人机不负载药箱也能持续供药的目的，从而实现了提高多旋翼无人机工作效率的技术效果，进而解决了相关技术中多旋翼无人机携带的农药量少，需要不断地返回地面补充农药，导致降低工作效率的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种多旋翼无人机控制***的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的多旋翼无人机的上下双层错浆多旋翼结构的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的多旋翼无人机控制***的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的另一种可选的多旋翼无人机控制***的示意图；以及

图5是根据本实用新型实施例的多旋翼无人机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种多旋翼无人机控制***的实施例，图1是根据本实用新型实施例的一种多旋翼无人机控制***的示意图，如图1所示，该***可以包括：

多旋翼无人机10，多旋翼无人机10上携带有喷液装置20；以及地面供液设备30，通过输液导管A1与多旋翼无人机10相连接，用于在多旋翼无人机10工作过程中向多旋翼无人机10提供喷液装置20工作时所需的液体。

该实施例中的多旋翼无人机10上可以携带有一个或者多个喷液装置20，喷液装置20可以是喷头，也可以是具有多个喷头的喷杆，图1所示的喷液装置20为具有至少一个喷头的喷杆。本实用新型对喷液装置20的类型不作具体限定，只要能够实现液体喷洒功能的装置均在本实用新型保护范围内。喷液装置20在多旋翼无人机10上的位置可以根据实际需求进行设定和调整，比如可以是多旋翼无人机10的底部，此处不再一一举例说明。喷液装置20上可以设置有输液导管接口，该输液导管接口可以通过输液导管A1连接至地面供液设备30，以实现从地面供液设备30中持续地获取喷液装置20工作所需的液体，从而克服了现有技术中的多旋翼无人机10需要不断地返回地面补充液体的缺陷，实现了多旋翼无人机持续工作，同时能够达到减少多旋翼无人机10负载，提高多旋翼无人机10灵活性以及提高多旋翼无人机10工作效率的效果。

可选地，该实施例的多旋翼无人机控制***中还可以包括用于控制的喷液装置20启停的控制开关，该控制开关可以设置在地面端，以减少多旋翼无人机的负载。通过该控制开关可以实现随时控制喷液装置20的启停，能够满足用户的实际需求，达到了提高用户使用体验的效果。

可选地，该实施例的多旋翼无人机中可以包括以下结构：红外探测***，用于探测多旋翼无人机飞行过程中预设范围内的活动对象；报警装置，用于在红外探测***探测到多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象时报警；图像采集装置，用于在多旋翼无人机飞行过程中采集地面图像；以及图像输出装置，用于将采集到的地面图像传输至地面。该实施例考虑到多旋翼无人机的喷液装置喷洒的液体有可能是有毒害的农药，为了提高用户使用安全，该实施例的多旋翼无人机上可以安装有红外探测装置，当探测到多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象，比如有人在工作的时候，报警装置会发出声音警报，提示操作者停机或者人员撤离。另外，为了随时监测植物的生长情况，该实施例的多旋翼无人机上还可以安装有图像采集装置和图像传输装置，图像采集装置可以是摄像头，多旋翼无人机可以通过摄像头将高清画面直接传回地面端，以便于操作人员查看受到病害影响的植物的实际生长情况，或者避开特殊的障碍物等。

需要说明的是，该实施例中的多旋翼无人机的飞行过程可以通过遥控器配合红外探测装置、图像采集装置和图像输出装置进行远距离人工控制，也可以预先设定多旋翼无人机的飞行轨迹，可选地，预先建立的多旋翼无人机的飞行轨迹可以存储在地面控制端，多旋翼无人机可以按照预先设定的飞行轨迹飞行。

该实施例中的多旋翼无人机10可以采用上下双层错浆多旋翼结构，每层上包括至少一个旋翼，优选地，如图2所示，上层和下层分别包括三个旋翼，上层分别为a1、a2、a3，下层分别为b1、b2、b3，上层与下层中的旋翼不重合，且上层和下层的旋翼采用60度错浆布局，上下双层错浆结构的多旋翼无人机10能够在不增大旋翼面积的基础上提高多旋翼无人机的升力，能够实现在相同功率性能点击的动力输出下，通过旋翼布局减小多旋翼无人机10的尺寸。在实际应用过程中，该实施例优选地设置旋翼旋转时圆形直径为46厘米，单个螺旋桨旋转面积为0.6717平方米，上下两层旋转面积合计为0.6717×6＝4.03平方米。需要说明的是，上述举例仅为本实用新型的一种优选实施方式，并不代表本实用新型仅有上述一种实施方式，对于其他实施方式此处不再一一举例说明。

在多旋翼无人机10工作过程中，多旋翼无人机10的喷液装置20工作时所需的液体由地面供液设备30提供，地面供液设备30可以通过输液导管A1与多旋翼无人机10相连接。其中，根据不同的应用场合，地面供液设备30为喷液装置20提供的液体可以是水，一定浓度的农药或者清洁液等。可选地，地面供液设备30可以包括以下结构：水泵，利用水泵加压可以实现由低向高为多旋翼无人机10的喷液装置20提供液体；液体搅拌器，用于搅拌地面供液设备30内的液体，通过液体搅拌器搅拌地面供液设备30内的液体，能够达到保障喷洒液体的均匀性的效果；流量传感器，用于检测单位时间内地面供液设备30向多旋翼无人机10提供的液体流量，结合多旋翼无人机10的飞行速度以及飞行轨迹能够计算得到多旋翼无人机10在农业应用中单位面积的打药量，以便于实现准确分析研究农作物的生长情况对液体喷洒剂量的精确控制；液位感应器，用于实时检测地面供液设备30内的剩余液量，以实现在地面供液设备30内剩余液量低于预设阈值时及时为地面供液设备30补充液体的目的。可选地，地面供液设备30可以通过输液导管A1与多旋翼无人机10的喷液装置20相连接，其中，输液导管A1优选为柔性材料，以便于根据多旋翼无人机10的飞行高度实时调整输液导管A1的长度，达到了提高用户使用体验的效果。

该实施例中的多旋翼无人机10不负载储液箱，通过输液导管A1从地面供液设备30获取喷液装置所需的液体，不仅能够极大地减少多旋翼无人机10的负载重量，能够达到提高多旋翼无人机10在飞行过程中的灵活性的效果，而且能够实现多旋翼无人机10在农业应用中不负载药箱也能持续供药的目的，进而解决了相关技术中多旋翼无人机携带的农药量少，需要不断地返回地面补充农药，导致降低工作效率的技术问题，达到了提高多旋翼无人机的工作效率的效果。

作为一种可选的实施例，图3是根据本实用新型实施例的一种可选的多旋翼无人机控制***的示意图，如图3所示，本实用新型实施例的多旋翼无人机控制***还可以包括：地面供电设备40，通过供电电线与多旋翼无人10相连接，用于在多旋翼无人机10工作过程中向多旋翼无人机10提供电能。相应地，多旋翼无人机10中可以还包括电源装置，该电源装置上可以设置有供电电线接口，供电电线通过供电电线接口连接至地面供电设备40。地面供电设备40可以是发电设备，比如发电机，用于通过供电电线为多旋翼无人机10提供电能，其中，供电电线可以是电缆等导电电线，供电电线优选为柔性材料，以便于根据多旋翼无人机10的飞行高度实时调整供电电线的长度。可选的，多旋翼无人10与地面供液设备30之间的输液导管A1以及多旋翼无人10与地面供电设备40之间的供电电线可以分别作为两个连接管路单独存在，也可以集成为一个连接管路，如图3中的连接管路A，即该连接管路A中包括输液导管A1和供电电线，该实施例优选地将输液导管A1和供电电线粘合在一起集成为一个连接管路A，如图3所示，能够达到防止输液导管A1和供电电线在空中发生缠绕的目的。

可选地，在可选的实施例中，多旋翼无人机上还可以设置有备用电源，用于在地面供电设备无法为多旋翼无人机提供电能的情况下为多旋翼无人机供电。备用电源可以是锂电池，重量约为300克，可供多旋翼无人机飞行一分钟左右。当供电电线因为某种原因意外脱落的时候，该实施例的多旋翼无人机控制***会触发报警，且多旋翼无人机不会从空中立刻掉落，操作员可以依靠自带的备用电源选择合适的地方做紧急迫降，将损失降到最低。

该实施例中的多旋翼无人机10不需要负载锂电池，通过供电电线从地面供电设备40获取多旋翼无人机10工作所需的电能，不仅减少了多旋翼无人机10的负载重量，提高了多旋翼无人机10在飞行过程中的灵活性，而且能够实现多旋翼无人机10在空中持续飞行，不需要往返地面更换电池，达到了提高多旋翼无人机在应用中的工作效率的效果。

可选地，如图3所示，地面供液设备30和地面供电设备40可以设置在地面移动装置100上，其中，地面移动装置100可以是运载车，运载车可以运载容量较大的地面供液设备30，比较适用于大面积农用场合，地面移动装置100还可以是背负式移动装置，需要用户通过背负该移动装置实现地面供液设备30和地面供电设备40的移动，比如背负式喷雾器，由单个多旋翼无人机10负载喷杆，背负式药箱为其供液，多旋翼无人机10能携带的管线大约十米左右，背负式喷雾器的好处是：在一些负载类机器不便进入的特殊应用场合、特殊地形(比如说为果树喷药，为倾斜的公路护坡草地喷药、为梯田喷药、灾害过后在坍塌地区的卫生防疫喷药等)，由人工操控飞机进行喷洒，最远十米的距离已经数倍于手持喷杆能达到的最远距离，特别是在喷洒较为有毒性的药品的时候，飞机的控制距离可以远离操作者的位置喷洒，有利于保护操作者的安全。背负式喷雾器比较适用于运载车无法作业的场合，携带液体容量较少，但具有较强的灵活性。地面供液设备30和地面供电设备40在地面移动装置100上的设置位置可以根据实际需求进行调整，本实用新型对此并不作具体限定。

为了适应性地调整输液导管A1和/或供电电线的长度，该实施例的多旋翼无人机控制***还可以包括：收放线轮50，如图3所示，收放线轮50可以设置在地面移动装置100上，用于收放输液导管A1和/或供电电线，输液导管A1和/或供电电线一端与多旋翼无人机10连接，另一端固定在地面移动装置100上，其中，地面供液设备30和地面供电设备40分别与输液导管A1和/或供电电线在地面移动装置100上的固定连接部501相连接。该实施例可以利用电机控制收放线轮50，也可以利用手动控制把手手动控制收放线轮50，还可以通过自动控制软件自动控制收放线轮50。收放线轮50上可以设置有自动控制装置，当多旋翼无人机10往返飞行时，自动控制装置可以根据多旋翼无人机距离地面端的距离，也即输液导管A1和/或供电电线实际需求长度控制收放线轮50收放输液导管A1和/或供电电线，以实现收放线轮50收放输液导管A1和/或供电电线的自动化收放。输液导管A1和/或供电电线实际需求长度由多旋翼无人机10与地面移动装置100之间的距离决定，可选地，地面移动装置100上可以设置控制平台，控制平台与多旋翼无人机10之间可以进行通信，实现精确地控制收放线轮50对输液导管A1和/或供电电线进行收放。除此之外，控制平台还可以对多旋翼无人机控制***中的其他部分实现控制，比如，控制多旋翼无人机10的起飞、降落以及飞行轨迹、喷液装置20的启停等。该实施例优选地设置一个电机控制收放线轮50，通过单片机的程序自动控制电机转速，当多旋翼无人机10飞行速度较快时，多旋翼无人机10可以通过机载的蓝牙数传电台将飞行速度传回控制平台，控制平台控制收放线轮50的收放线旋转速度做相应的调整，实现了放线的长短和多旋翼无人机10离地面移动装置100的距离自动同步而不需要人工控制。

由于多旋翼无人机10起飞后的供电和供液都靠连接与地面端和飞行端的供电电线和输液导管A1进行，因此地面端装有收放线轮50用于收放供电电线和输液导管A1，收放线轮50旋转收放线的时候，与地面供液设备30和地面供电设备40接头连接的固定连接部501必须解决旋转的问题，否则供电电线和输液导管A1就会拧成麻花。可选地，输液导管A1和/或供电电线在地面移动装置100上的固定连接部501可以包括360度可旋转万向活接头和导电滑环，其中，360度可旋转万向活接头穿过导电滑环固定在地面移动装置上，能够实现收放线轮50转动时轴心同步转动，避免了输液导管A1和/或供电电线因固定不动对输液导管A1和/或供电电线造成损坏，进而达到了提高输液导管A1和/或供电电线使用寿命的效果。

可选地，该实施例的多旋翼无人机控制***可以与终端设备进行通信，可以包括接受终端设备的控制指令，比如启动或者停止喷液装置20，还可以包括将多旋翼无人机控制***的相关信息发送至终端设备，比如向终端设备通知地面供液设备30内的剩余液量。通过多旋翼无人机控制***与终端设备之间的通信可以实现对多旋翼无人机控制***的物联网远程监控，达到了提高多旋翼无人机控制***的智能性和使用便利性的效果。

可选地，如图3所示，该实施例的多旋翼无人机控制***还可以包括：通信装置60、报警装置70以及显示器80，上述模块可以设置在地面移动装置100的控制平台上，具体地：

通信装置60可以与终端设备(比如智能手机、电脑等)相连接，用于在地面供液设备30中的液位感应器301检测到地面供液设备30内的剩余液量低于预设阈值时向终端设备发送通知消息，其中，地面供液设备30内设置的液位感应器301可以用于检测地面供液设备30内的剩余液量，当地面供液设备30内的剩余液量低于预设阈值时，液位感应器301会生成触发信号，该触发信号可以触发通信装置60向终端设备发送通知消息，该通知消息可以用于通知终端设备及时地补充地面供液设备30内的液体。可选地，该通知消息中还可以携带有由定位芯片定位的地面供液设备30的位置信息，这样能够实现当终端设备同时控制多个多旋翼无人机控制***时能够清楚地区分哪个多旋翼无人机控制***中的地面供液设备30需要补充液体。需要说明的是，此处的预设阈值可以根据实际情况确定。该实施例的多旋翼无人机控制***通过实时检测地面供液设备30内的剩余液量，在地面供液设备30内的剩余液量低于预设阈值时通过向终端设备发送通知消息的方式通知用户及时补充地面供液设备30内的液体，达到了方便用户实时监测地面供液设备30内剩余液量，进而提高用户使用体验的效果。

发展农用喷洒无人机的最主要原因是机器的喷洒效率高，未来的发展趋势必然是机器取代人力在大面积农田中高速作业，但是喷洒的效率再高，补药的速度跟不上，也会形成瓶颈，无法发挥优势。而且，由于农药喷洒特别讲究时效性，一旦发生病害就要立刻控制，因此大面积农田作业必然是多组喷洒单元同时作业，而一套地面端的药箱容积也不过三四百升，只能打几十亩地。大型农场使用的话，在巨大的喷洒区域内，管理者必须随时掌握每台机器的剩余药量和缺药终端的位置，以便随时派车去补充药液。因此，必须要有高效的配合药液的补给方案才有实用价值，为此，该实施例的多旋翼无人机控制***通过液位感应器301和通信装置60的协调配合可以实现及时准确地定位缺液的地面供液设备并快速为其补充液体，以达到持续为多旋翼无人机10供液的目的。

报警装置70可以与地面供液设备30中的液位感应器301相连接，用于在液位感应器301检测到地面供液设备30内的剩余液量低于预设阈值时报警。该实施例的多旋翼无人机控制系在地面供液设备30内的剩余液量低于预设阈值时及时报警，能够达到及时通知用户补充地面供液设备30内的液体的目的，进而对多旋翼无人10的喷液装置20持续供液的目的，极大地提高了多旋翼无人机控制系的工作效率。

显示器80可以用于显示多旋翼无人机10工作过程中的相关信息，多旋翼无人机10工作过程中的相关信息至少可以包括以下任意一种信息：多旋翼无人机的位置信息，地面供液设备内的剩余液量，喷液装置的工作状态等，多旋翼无人机10工作过程中的相关信息还可以包括其他信息，此处不再一一举例说明。可选地，该显示器80可以为液晶显示屏，也可以是触控显示屏，该实施例优选地采用触控显示屏作为显示器80，该触控显示屏上可以设置用于接收触控指令的触控区域，比如包括用于控制喷液装置20启停的按钮区域，用户可以通过触控该按钮区域实现对喷液装置20启停的控制。用户可以根据实际需求在触控显示屏上设置其他触控区域，此处不再举例一一介绍。该实施例通过设置显示器80显示多旋翼无人机10工作过程中的相关信息，能够便于用户实时查看，便于用户实时监测多旋翼无人机10工作过程，极大地提高了用户的使用体验。

作为一种可选的实施例，图4是根据本实用新型实施例的另一种可选的多旋翼无人机控制***的示意图，如图4所示，该实施例的多旋翼无人机控制***中可以包括至少两个多旋翼无人机，图4中仅示出包括两个多旋翼无人机101和102的情形，图4只是一种示例，并不对多旋翼无人机控制***中多旋翼无人机的个数作限定，多旋翼无人机的个数还可以是三个、四个等。该实施例的多旋翼无人机控制***中至少两个多旋翼无人机中可以包括一个主机和至少一个副机，主机和至少一个副机共同承载一液体喷杆A20，主机按照预定飞行轨迹飞行，至少一个副机分别保持与主机预设相对位置跟随主机飞行。如图4所示，多旋翼无人机101为主机，多旋翼无人机102为副机，主机101和副机102共同承载一液体喷杆A20，该液体喷杆A20可以有至少一个喷液装置20连接组成，每连个喷液装置20之间由万向接头002连接，液体喷杆A20上设置有至少一个喷头001。多个多旋翼无人机共同承载一个较长的液体喷杆A20，能够增加液体喷洒面积，进而提高多旋翼无人机控制***的工作效率。可选地，该实施例也可以由单个多旋翼无人机各自携带喷液装置20，为了避免单个多旋翼无人机各自携带喷液装置20可能会造成某些区域喷洒不到液体的现象，该实施例优选地使用飞控设备控制多个多旋翼无人机编队飞行，共同承载一个大跨度的液体喷杆A20，以达到避免漏喷的效果。

多个多旋翼无人机编队飞行的原理可以描述为：主机按照预定飞行轨迹飞行，副机保持与主机预设相对位置跟随主机飞行。具体地，主机和至少一个副机中均安装有定位芯片(比如GPS定位芯片)和通信装置(比如蓝牙模块或者WIFI模块)，其中，主机在飞行过程中，利用定位芯片获取主机的位置信息，并将主机的位置信息通过通信装置分别发送至每个副机，每个副机通过通信装置接收主机的位置信息，每个副机在飞行过程中通过定位芯片定位并保持与主机具有预设相对位置。主机除了具备定位芯片外，还可以安装有一个对副机的位置感应设备，副机通过通信装置，比如蓝牙数传电台可以测得主机的位置移动，从而利用飞控设备的“跟随”模式保持预设的相对移动位置，这样多个多旋翼无人机就形成了编队共同移动，操控者只需要操控主机就可以控制整个编队。可选地，主机的定位芯片可以安装在地面移动装置100上，则地面移动装置100发生移动使会带动整个编队移动，实现多个多旋翼无人机共同承载一大跨度液体喷杆协同工作的目的。

该实施例的多旋翼无人机控制***可以由单个多旋翼无人机携带喷杆，也可以有多个多旋翼无人机共同携带一大跨度的喷杆，如图4中的液体喷杆A20。单机带负载飞行可以通过地面移动装置上的蓝牙数传电台将预定飞行轨迹，即预先在地图上标注好的航点发送至多旋翼无人机，从而使得多旋翼无人机沿着规划好的航点自动飞行。多机编队飞行则需要主机通过自身定位芯片实时定位，副机通过蓝牙数传电台或者机载WIFI和主机定位芯片通信，保持与主机具有预设的相对位置，当主机移动时，副机的飞控接收信号做出相应地移动。本实用新型实施例通过多个多旋翼无人机的协同作业，达到了单个多旋翼无人机无法完成的大跨度喷洒作业，极大地提高了多旋翼无人在喷洒应用中的工作效率。

在实际应用场景中，可以为多旋翼无人机10设置起落平台，该起落平台也可以设置在地面移动装置100上，这样可以实现多旋翼无人机10与地面供液设备30以及地面供电设备40的一体化运输，能够减少运输成本。多旋翼无人机可以携带输液导管和供电电线飞行的距离大概是在50米到100米左右(该距离根据飞机的大小不同而不同)，如果以地面移动装置为中心，两侧各有100米，则多旋翼无人的工作范围就是200米宽度，在采用双机携带10米喷杆的情况下，多旋翼无人一次往返就可以喷洒200米*10米＝2000平米，按照每亩农田最低喷洒30升药水的需求来计算，多旋翼无人不落地飞行一个来回就可以喷洒大约3亩地，喷洒量不低于90升。多旋翼无人的动力电源的提供方式可以为：如果地面供电设备为车载锂电池，10公斤重量的锂电池可以保障多旋翼无人持续工作(不降落)的时间大约为2小时左右，随着锂电池技术的提高，这个时间会更长；如果地面供电设备为汽油发电机，稳定工作状态下一升汽油转换效率大约为2度电左右，如果两架飞机加起来功率1000瓦左右，大约就是1升汽油能保障多旋翼无人持续飞行一个小时，而且无需充电设备的额外支出，成本比锂电池要低很多。

需要说明的是，本实用新型实施例的多旋翼无人机控制***可以应用于农业药物喷洒，地面供液设备为多旋翼无人机提供农药，利用喷液装置对农作物实施喷洒农药的处理；还可以应用于清洗行业，比如建筑外墙清洗，可以将向下喷洒的喷头改为横向喷洒，地面供液设备为多旋翼无人机提供清洗液，利用喷头喷洒到墙面上，可选地，多旋翼无人机上可以设置一套电机控制的刷子，一边喷清洁液一边刷，刷子通过旋转将接触到的墙面刷干净；还可以用于灭火，地面供液设备为多旋翼无人机提供水，利用喷液装置喷洒水实现灭火的目的。本实用新型实施例的多旋翼无人机控制***还可以应用在其他领域，此处不再一一举例说明。

根据本实用新型实施例，提供了一种多旋翼无人机的实施例，需要说明的是，该实施例的多旋翼无人机可以用于本实用新型实施例中的多旋翼无人机控制***中。

图5是根据本实用新型实施例的多旋翼无人机的结构示意图，如图5所示，该实施例的多旋翼无人机10可以包括：喷液装置20，喷液装置20可以是喷头，也可以是具有多个喷头的喷杆，如图5所示，该实施例中喷液装置20优选为具有多个喷头的喷杆，喷头为图5所示的001。本实用新型对喷液装置20的类型不作具体限定，只要能够实现液体喷洒功能的装置均在本实用新型保护范围内。喷液装置20在多旋翼无人机10上的位置可以根据实际需求进行设定和调整，比如可以是多旋翼无人机10的底部，此处不再一一举例说明。喷液装置20上可以设置有输液导管接口201，该输液导管接口201可以通过输液导管A1连接至地面供液设备30，以实现从地面供液设备30中持续地获取喷液装置20工作所需的液体，从而克服了现有技术中的多旋翼无人机10需要不断地返回地面补充液体的缺陷，实现了多旋翼无人机持续工作，同时达到了减少多旋翼无人机10负载，提高多旋翼无人机10灵活性以及提高多旋翼无人机10工作效率的效果。

可选地，该实施例的多旋翼无人机中可以包括以下结构：红外探测***，用于探测多旋翼无人机飞行过程中预设范围内的活动对象；报警装置，用于在红外探测***探测到多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象时报警；图像采集装置，用于在多旋翼无人机飞行过程中采集地面图像；以及图像输出装置，用于将采集到的地面图像传输至地面。该实施例考虑到多旋翼无人机的喷液装置喷洒的液体有可能是有毒害的农药，为了提高用户使用安全，该实施例的多旋翼无人机上可以安装有红外探测装置，当探测到多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象，比如有人在工作的时候，报警装置会发出声音警报，提示操作者停机或者人员撤离。另外，为了随时监测植物的生长情况，该实施例的多旋翼无人机上还可以安装有图像采集装置和图像传输装置，图像采集装置可以是摄像头，多旋翼无人机可以通过摄像头将高清画面直接传回地面端，以便于操作人员查看受到病害影响的植物的实际生长情况，或者避开特殊的障碍物等。

需要说明的是，该实施例中的多旋翼无人机的飞行过程可以通过遥控器配合红外探测装置、图像采集装置和图像输出装置进行远距离人工控制，也可以预先设定多旋翼无人机的飞行轨迹，可选地，预先建立的多旋翼无人机的飞行轨迹可以存储在地面控制端，多旋翼无人机可以按照预先设定的飞行轨迹飞行。

该实施例中的多旋翼无人机10采用上下双层错浆多旋翼结构，每层上包括至少一个旋翼，优选地，上层分别为a1、a2、a3，下层分别为b1、b2、b3，上层和下层分别包括三个旋翼，上层与下层中的旋翼不重合，且上层和下层的旋翼采用60度错浆布局，上下双层错浆结构的多旋翼无人机10能够在不增大旋翼面积的基础上提高多旋翼无人机的升力，能够实现在相同功率性能点击的动力输出下，通过旋翼布局减小多旋翼无人机10的尺寸。在实际应用过程中，该实施例优选地设置旋翼旋转时圆形直径为46厘米，单个螺旋桨旋转面积为0.6717平方米，上下两层旋转面积合计为0.6717×6＝4.03平方米。需要说明的是，上述举例仅为本实用新型的一种优选实施方式，并不代表本实用新型仅有上述一种实施方式，对于其他实施方式此处不再一一举例说明。

在多旋翼无人机10工作过程中，多旋翼无人机10的喷液装置20工作时所需的液体由地面供液设备30提供，地面供液设备30可以通过输液导管A1与多旋翼无人机10相连接。其中，根据不同的应用场合，地面供液设备30为喷液装置20提供的液体可以是水，一定浓度的农药或者清洁液等。可选地，地面供液设备30可以包括以下结构：水泵，利用水泵加压可以实现由低向高为多旋翼无人机10的喷液装置20提供液体；液体搅拌器，用于搅拌地面供液设备30内的液体，通过液体搅拌器搅拌地面供液设备30内的液体，能够达到保障喷洒液体的均匀性的效果；流量传感器，用于检测单位时间内地面供液设备30向多旋翼无人机10提供的液体流量，结合多旋翼无人机10的飞行速度以及飞行轨迹能够计算得到多旋翼无人机10在农业应用中单位面积的打药量，以便于实现准确分析研究农作物的生长情况对液体喷洒剂量的精确控制；液位感应器301，用于实时检测地面供液设备30内的剩余液量，以实现在地面供液设备30内剩余液量低于预设阈值时及时为地面供液设备30补充液体的目的。可选地，地面供液设备30可以通过输液导管A1与多旋翼无人机10的喷液装置20相连接，其中，输液导管A1优选为柔性材料，以便于根据多旋翼无人机10的飞行高度实时调整输液导管A1的长度，达到了提高用户使用体验的效果。

该实施例中的多旋翼无人机10不负载储液箱，通过输液导管A1从地面供液设备30获取喷液装置所需的液体，不仅能够极大地减少多旋翼无人机10的负载重量，能够达到提高多旋翼无人机10在飞行过程中的灵活性的效果，而且能够实现多旋翼无人机10在农业应用中不负载药箱也能持续供药的目的，进而解决了相关技术中多旋翼无人机携带的农药量少，需要不断地返回地面补充农药，导致降低工作效率的技术问题，达到了提高多旋翼无人机的工作效率的效果。

本实用新型实施例的多旋翼无人机还可以包括：电源装置，该电源装置上可以设置有供电电线接口，供电电线通过供电电线接口连接至地面供电设备40。地面供电设备40用于向多旋翼无人机10提供电能。地面供电设备40可以是发电设备，比如发电机，用于通过供电电线为多旋翼无人机10提供电能，其中，供电电线可以是电缆等导电电线，供电电线优选为柔性材料，以便于根据多旋翼无人机10的飞行高度实时调整供电电线的长度。可选的，多旋翼无人10与地面供液设备30之间的输液导管A1以及多旋翼无人10与地面供电设备40之间的供电电线可以分别作为两个连接管路单独存在，也可以集成为一个连接管路，即该链接管路中包括输液导管A1和供电电线，该实施例优选地将输液导管A1和供电电线粘合在一起集成为一个连接管路，能够达到防止输液导管A1和供电电线在空中发生缠绕的目的。

可选地，在可选的实施例中，多旋翼无人机上还可以设置有备用电源，用于在地面供电设备无法为多旋翼无人机提供电能的情况下为多旋翼无人机供电。备用电源可以是锂电池，重量约为300克，可供多旋翼无人机飞行一分钟左右。当供电电线因为某种原因意外脱落的时候，该实施例的多旋翼无人机控制***会触发报警，且多旋翼无人机不会从空中立刻掉落，操作员可以依靠自带的备用电源选择合适的地方做紧急迫降，将损失降到最低。

该实施例中的多旋翼无人机10不负载锂电池，通过供电电线从地面供电设备40获取多旋翼无人机10工作所需的电能，不仅减少了多旋翼无人机10的负载重量，提高了多旋翼无人机10在飞行过程中的灵活性，而且能够实现多旋翼无人机10在空中持续飞行，不需要往返地面更换电池，达到了提高多旋翼无人机在应用中的工作效率的效果。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种多旋翼无人机控制***，其特征在于，包括：

多旋翼无人机，所述多旋翼无人机上携带有喷液装置；以及

地面供液设备，通过输液导管与所述多旋翼无人机相连接，用于在所述多旋翼无人机工作过程中向所述多旋翼无人机提供所述喷液装置工作时所需的液体。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

地面供电设备，通过供电电线与所述多旋翼无人相连接，用于在所述多旋翼无人机工作过程中向所述多旋翼无人机提供电能。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述地面供液设备和所述地面供电设备设置在地面移动装置上，其中，所述***还包括：

收放线轮，设置在所述地面移动装置上，用于收放所述输液导管和/或供电电线，所述输液导管和/或供电电线一端与所述多旋翼无人机连接，另一端固定在所述地面移动装置上，其中，所述地面供液设备和所述地面供电设备分别与所述输液导管和/或供电电线在所述地面移动装置上的固定连接部相连接。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述固定连接部包括360度可旋转万向活接头和导电滑环，其中，所述360度可旋转万向活接头穿过所述导电滑环固定在所述地面移动装置上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的***，其特征在于，

所述地面供液设备内设置有：液体搅拌器，用于搅拌所述地面供液设备内的液体；流量传感器，用于检测单位时间内所述地面供液设备向所述多旋翼无人机提供的液体流量；液位感应器，用于检测所述地面供液设备内的剩余液量，

所述***还包括报警装置，所述报警装置与所述液位感应器相连接，用于在所述液位感应器检测到所述地面供液设备内的剩余液量低于预设阈值时报警。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述***还包括：

通信装置，与终端设备相连接，用于在所述液位感应器检测到所述地面供液设备内的剩余液量低于所述预设阈值时向所述终端设备发送通知消息，其中，所述通知消息用于通知所述终端设备补充所述地面供液设备内的液体；以及

显示器，用于显示所述多旋翼无人机工作过程中的相关信息，所述多旋翼无人机工作过程中的相关信息至少包括以下任意一种信息：所述多旋翼无人机的位置信息，所述地面供液设备内的剩余液量，所述喷液装置的工作状态。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的***，其特征在于，所述***中包括至少两个多旋翼无人机，其中，所述至少两个多旋翼无人机中包括一个主机和至少一个副机，所述主机和所述至少一个副机共同承载一液体喷杆，所述主机按照预定飞行轨迹飞行，所述至少一个副机分别保持与所述主机预设相对位置跟随所述主机飞行。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述主机和所述至少一个副机中均安装有定位芯片和通信装置，其中，

所述主机在飞行过程中，利用所述定位芯片获取所述主机的位置信息，并将所述主机的位置信息通过所述通信装置分别发送至每个副机，所述每个副机通过所述通信装置接收所述主机的位置信息，所述每个副机在飞行过程中通过所述定位芯片定位并保持与所述主机具有所述预设相对位置。

9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述液体喷杆由至少一个所述喷液装置连接组成，每两个所述喷液装置之间由万向接头连接，所述液体喷杆上设置有至少一个喷头。

10.一种多旋翼无人机，其特征在于，包括：

喷液装置，设置有输液导管接口，所述输液导管接口通过输液导管连接至地面供液设备。

11.根据权利要求10所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述多旋翼无人机还包括：

电源装置，设置有供电电线接口，所述供电电线通过所述供电电线接口连接至地面供电设备。

12.根据权利要求11所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述多旋翼无人机还包括：

备用电源，用于在所述地面供电设备无法为所述多旋翼无人机提供电能的情况下为所述多旋翼无人机供电。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述多旋翼无人机还包括：

红外探测***，用于探测所述多旋翼无人机飞行过程中预设范围内的活动对象；

报警装置，用于在所述红外探测***探测到所述多旋翼无人机飞行过程中预设范围内存在活动对象时报警；

图像采集装置，用于在所述多旋翼无人机飞行过程中采集地面图像；以及

图像输出装置，用于将采集到的地面图像传输至地面。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述多旋翼无人机采用上下双层错浆结构，每层包括至少一个旋翼。