CN208021748U - 一种自动播撒物料的无人机以及移动控制端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动播撒物料的无人机以及移动控制端。其中无人机包括无人机本体和播撒装置，播撒装置上设有多个可转动的装置，故能使物料均匀的播撒出去，而且播撒口横向设置并高速转动，故实现物料的播散范围更广，有效提高工作效率；而且采用带有APP控制***软件的移动控制端，通过APP***可控制无人机全自动进行作业，无需人工全程进行遥控，还可同时操控多架无人机，从而大大提高经济效益，更加智能化。

Description

一种自动播撒物料的无人机以及移动控制端

技术领域

本实用新型涉及农业无人机领域，具体是一种自动播撒物料的无人机以及移动控制端方法。

背景技术

传统的人工进行田间作业，作业速度慢，劳动强度大，无法快速进行大面积农田播种等作业。现有技术中，已经有使用农用无人机来代替地面机车进行播种作业。

现有的农用无人机，是采用用地面站控制或遥控器进行控制的，无法完全实现全自动化操作，需要人工全程进行遥控，并且操作人员需要经过专业培训，学习时间过长，同时通过地面站控制的农业无人机工作范围也存在局限性；而且农用无人机只能设定固定飞行高度进行作业，作业高度无法根据地形的高低而更改，存在很大的危险性；还有就是农用无人机上的播撒装置设计也不理想，存在播撒不均匀，单次播撒面积、范围小等问题，故整体工作效率也不高。

实用新型内容

针对上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种自动播撒物料的无人机。解决现有技术中，需要靠人工进行劳作，及现有无人机需要人工通过遥控器操作，操作繁琐，不方便，且无法均匀作业的问题。。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种自动播撒物料的无人机，包括无人机本体和连接在无人机本体底部的播撒装置，其特点是所述播撒装置包括：

储料漏斗，所述储料漏斗安装在所述无人机本体底部；

旋转杆，所述旋转杆设置在所述储料漏斗内部，所述旋转杆的转动轴线与所述储料漏斗的长度方向一致；

连动装置，所述连动装置设置在所述储料漏斗底端的出料口处；

螺旋装置，所述螺旋装置设置在所述储料漏斗的出料口下方，所述螺旋装置可调节控制从储料漏斗落下的物料的输出量；以及

出料转盘，所述出料转盘下方设有高速电机带动所述出料转盘转动，所述出料转盘的播撒口横向出料口设置。

优选地，所述无人机本体包括有机壳和设置在所述机壳四周的多个驱动装置，所述机壳内设有：

飞行主控板，用于收发信号并实现对无人机各种状态的控制；以及

电池，用于给所述无人机本体和所述播撒装置供电。

优选地，所述飞行主控板上设有：

中央处理器，具有数据和信号处理功能，以及能保存接收到的数据；

陀螺仪传感器，用于平衡所述无人机本体；

加速度传感器，用于提供所述无人机本体的飞行速度；

GPS信号接收机，用于获取所述无人机本体当前所在点的经纬度数据；

高度传感器，用于调节所述无人机本体的飞行高度，以保持与地面在初始设定的高度位置；以及

无线收发器，用于接收控制所述无人机本体飞行的航线数据。

优选地，所述旋转杆为由一轴杆以及设置与轴杆上的至少一拨料杆组成的杆体，所述旋转杆的下端与一旋转电机相连接并所述旋转电机带动所述旋转杆转动。

优选地，所述连动装置包括有三叉连动杆和联动电机，所述储料漏斗的出料口设计成三个小出料口，所述三叉连动杆在对应每个所述小出料口的位置各设有一组三叉杆，所述三组三叉杆由一联动轴连接成一体，所述联动轴与所述联动电机相连接并所述联动电机带动所述联动轴自转。

优选地，所述螺旋装置包括有旋转螺杆和螺旋电机，所述旋转螺杆与所述螺旋电机可拆卸连接，根据物料颗粒大小选择适当螺纹间距的旋转螺杆与所述螺旋电机连接。

优选地，所述出料转盘分隔成多个扇形区域。

进一步的，本实用新型提供了一种与无人机配合使用的移动控制端，包括有显示屏和控制***，其特点是所述控制***包括：

GPS定位模块，用于对所在工作地点进行定位以获取定位点的经纬度数据，并可发送所述经纬度数据；

电子地图模块，用于接收GPS定位模块发送的经纬度数据，根据所述经纬度数据查找所在工作地点的卫星照片，并在所述卫星照片上对需播撒物料的区域的边界进行多点标记；

播撒面积获取模块，用于将卫星照片上的所述标记进行顺序连接而生成播撒工作区域的作业范围图，并确定作业面积；

数据输入模块，用于输入权利要求1-6任一权项所述的无人机的航线间距、航线高度、播撒量以及飞行速度，以及用于手动调节所述定位点和所述标记；

飞行航线确定模块，根据确定的所述作业面积以及所述数据输入模块所输入的关于所述无人机的参数，自动生成飞行航线数据；

通信模块，用于将所述飞行航线数据传输至所述无人机的飞行主控板上，并对所述飞行航线数据进行保存。

优选地，所述控制***集成于APP软件。

优选地，所述控制***可控制多架所述无人机同时进行全自动化作业。

本实用新型的有益效果是：

播撒装置上设有多个可转动的装置，故能使物料均匀的播撒出去；而且播撒口横向设置并高速转动，故实现物料的播散范围更广，有效提高工作效率。

采用带有APP控制***软件的移动控制端，在定位后获取无人机播种作业的区域地图位置，再通过APP软件平台提前设定无人机作业范围和作业路径，进而指令无人机全自动进行作业并按照一定速度、一定间距、一定剂量播撒种子，无需人工全程进行遥控；而且该APP***可同时操控多架无人机，从而大大提高经济效益。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型无人机结构示意图。

图2为图1内部结构示意图。

图3为本实用新型螺旋装置的结构示意图。

图4为出料转盘的结构示意图。

图5为出料转盘与高速电机配合的结构示意图。

图中：1、驱动装置；2、飞行主控板；3、电池；4、进料口；5、储料漏斗；6、旋转杆；7、出料口；8、连动装置；9、螺旋装置；10、出料转盘；11、播撒口；12、起落架；13、高速电机；14、安装座；15、支撑杆；16、壳体；61、轴杆；62、拨料杆；63、旋转电机；81、三叉连动杆；82、联动电机；83、联动轴；91、旋转螺杆；92、螺旋电机；101、圆形盘体；102、圆形转盘。

具体实施方式

如图1所示，一种自动播撒物料的无人机，其包括无人机本体和连接在无人机本体底部的播撒装置，无人机本体上设有机壳（图中未示出），无人机本体四周设有多个驱动装置1，且驱动装置1通过安装座14固定于无人机本体的机壳上。该播撒装置包括呈锥形的储料漏斗5，该储料漏斗5安装在所述无人机本体底部；在储料漏斗5内部靠近底端收口位置有旋转杆6，旋转杆6的转动轴线与所述储料漏斗5的长度方向一致；储料漏斗5下方有三个出料口7，在出料口7处设有连动装置8，出料口7下方搭配一组（3个）螺旋装置9，螺旋装置9可调节控制从储料漏斗5落下的物料的输出量；螺旋装置9下方连接有分为多个扇形区域的半密封圆形出料转盘10，出料转盘10下方有高速电机13带动其转动；于机壳内设有飞行主控板2和电池3，其中飞行主控板2用于收发信号并实现对无人机各种状态的控制，电池3用于给无人机本体和播撒装置供电。该播撒装置上设有多个可转动的装置，故能使物料均匀的播撒出去；而且播撒口11横向设置并高速转动，故实现物料的播散范围更广，有效提高工作效率。

进一步的，该无人机的飞行主控板2上设有：具有数据和信号处理功能的中央处理器，其还能保存接收到的数据；用于平衡无人机本体的陀螺仪传感器，当无人机处于非平衡状态时，该陀螺仪传感器会检测到无人机的偏转，并实现自动调整，使无人机始终保持平衡状态；用于提供无人机本体飞行速度的加速度传感器，可实时控制无人机的速度；用于获取无人机本体当前所在点经纬度数据的GPS信号接收机，故可实时了解到无人机的具***置，方便了解工作进度；用于调节无人机本体飞行高度的高度传感器，从而使无人机保持与地面在初始设定的高度位置；以及用于接收控制无人机本体航线数据的无线收发器，故可接受移动控制端对该无人机的控制。

如图1所示，该实施例的每个驱动装置1均通过一支撑杆15与机壳连接，该安装座14连接在支撑杆15上远离本体的端部，该驱动装置1包括安装在安装座14上的电动机，该电动机上端连接有桨叶。该支撑杆15在靠近无人机本体的一端还设有起落架12，该起落架12为一套接在支撑杆15上的垂直向下的杆体，该起落架12起到降落支撑无人机的作用，使无人机平稳，同时可避免降落时播撒装置被损坏。

如图2所示，旋转杆6为由一轴杆61以及设置与轴杆61上的至少一拨料杆62组成的杆体，旋转杆6的下端与一旋转电机63相连接，并且旋转电机63可带动轴杆61转动。该实施例的拨料杆62呈折弯形，与轴杆61共同构成一个三角形，故可加大拨料的面积。

如图2所示，该实施例的连动装置8包括有三叉连动杆81和联动电机82，该储料漏斗5的出料口设计成三个小出料口7，三叉连动杆81在对应每个小出料口7的位置各设有一组三叉连动杆81，这三组三叉连动杆81由一联动轴83连接成一体，该联动轴83与联动电机82相连接，通过该联动电机82可带动联动轴83自转。可以理解的是，该三叉连动杆81也可以分别由三个独立的三叉杆组成，它们之间可以通过连接件连接后与同一个联动电机82连接实现联动，也可以是各自连接一个联动电机82。

如图3所示，该实施例的螺旋装置9包括有旋转螺杆91和螺旋电机92，旋转螺杆91与螺旋电机92可拆卸连接，其可拆卸连接方式可以是轴与轴套插接配合，也可以是磁性吸附配合的方式。旋转螺杆91的一端与螺旋电机92连接，其另一端与出料转盘10上端连接的壳体16可转动连接。三个螺旋装置9并排设置，旋转螺杆91上设有落螺旋凸棱，螺旋凸棱形成螺纹间距，螺纹间距的空隙可供物料颗粒通过，因此可根据物料颗粒大小选择适当螺纹间距的旋转螺杆91与螺旋电机92连接。

如图4和图5所示，该实施例的出料转盘10包括有：圆形盘体101和圆形转盘102，其中该圆形盘体101为半密封盘体，该圆形盘体101的底面封闭、上面敞开，且部分侧面也敞开，其中上面敞开可供上方的物料落入到圆形转盘101中，而侧面的敞开处可供物料撒出；该圆形转盘102设有圆形底板和凸设在圆形底板上的多个竖起的凸棱，这些凸棱均通过圆形转盘的轴心，从而将圆形转盘102分隔成多个扇形区域，保证物料落入圆形转盘102中不堵塞。该出料转盘10下方有高速电机13，该高速电机13的转轴从圆形盘体101的底部穿过并连接到圆形转盘102的轴心线处，从而实现该高速电机13可带动该圆形转盘102高速转动，进而通过离心力将圆形转盘102中的物料从圆形盘体101的侧面敞开处播撒出去。

该无人机可以通过移动控制端来实施控制，该移动控制端包括有显示屏和控制***，其中控制***包括：GPS定位模块，用于对所在工作地点进行定位以获取定位点的经纬度数据，并可发送所述经纬度数据；电子地图模块，用于接收GPS定位模块发送的经纬度数据，根据经纬度数据查找所在工作地点的卫星照片，并在卫星照片上对需播撒物料的区域的边界进行多点标记；播撒面积获取模块，用于将卫星照片上的所述标记进行顺序连接而生成播撒工作区域的作业范围图，并确定作业面积；数据输入模块，用于输入无人机的航线间距、航线高度、播撒量以及飞行速度，以及用于手动调节所述定位点和所述标记；飞行航线确定模块，根据确定的作业面积以及数据输入模块所输入的关于无人机的参数，自动生成飞行航线数据；通信模块，用于将飞行航线数据传输至无人机的飞行主控板上，并对飞行航线数据进行保存。

该实施例的控制***集成于APP软件，该移动控制端可以为手机、平板、电脑等移动设备，通过下载相应的APP软件，即可实现对该无人机进行控制。进一步为了能区别控制，还可以在APP软件中设置多账户登录功能，对应的每个无人机设定有一个账户，通过账户录入登录，从而可实现一个移动控制端同时对多台无人机进行分工控制，实现多架无人机同时进行全自动化作业。

通过APP软件平台下载地图和通过GPS信息获取无人机播种作业的区域地图位置，通过APP软件平台提前设定无人机作业范围和作业路径（如作业途中有障碍物可以设定避开）指令无人机全自动到达预定作业区域进行作业并按照一定速度、一定间距、一定剂量播撒种子，当无人机飞行作业结束后，本次的飞行路径、位置坐标都可以保存在APP软件平台上，方便下次进行飞行作业，不需再重新设定飞行路径。

该实用新型提供一种自动播撒物料（种子）农业无人机自动播撒方法，其包括以下步骤：

（1）设置无人机本体，于无人机本体上设有储料漏斗5，向储料漏斗5中填装满待播撒的物料，并根据物料的颗粒大小，调节更换所述旋转螺杆91的螺纹间距，以达到精准控制物料的输出量；

（2）启动所述移动控制端的电源，通过所述GPS定位模块对所在工作地点进行定位，将获取到的经纬度数据发送至电子地图模块，由电子地图模块根据经纬度数据，查找所在工作地点的卫星照片，并根据卫星照片，对需播撒物料的区域的边界进行多点标记，通过播撒面积获取模块将多个标记进行连接，若有误差，则通过数据输入模块进行手动调节定位点，最后生成播撒工作区域的作业范围图，并确定作业面积；

（3）通过数据输入模块输入航线间距、航线高度、播撒量和飞行速度，飞行航线确定模块根据确定的作业面积，生成飞行航线数据，并将飞行航线数据通过通信模块传输至飞行主控板的无线收发器，并将航线保存；

（4）飞行主控板2通过无线收发器接收到飞行航线数据后，驱动装置1开始工作，无人机本体起飞，由陀螺仪传感器、加速度传感器和气压计获取数据，控制无人机本体的平稳飞行，通过GPS信号接收机获取经纬度，并根据飞行航线数据到达航线初始位置，并根据红外线高度传感器调节飞行高度，保持与地面初始设置的高度；

（5）到达航线指定位置后，播撒装置开始工作，储料漏斗5底部出料口7打开，储存满物料的储料漏斗5底端的旋转杆6在旋转马达63带动下开始旋转，物料在重力作用下开始从锥形的储料漏斗5中落下，储料漏斗5下方正对着三个小出料口7，此时出料口7处的三叉连动杆81在所述联动电机82带动下也开始旋转，将落下的物料有序的送进下料口，与此同时，下料口下方的旋转螺杆91在螺旋电机92的驱动下开始转动，接收来自下料口出来的物料，物料在旋转螺杆91自身的螺纹间距和旋转时间的控制下精确输送到出料转盘10的上方让其自动降落，此时最低端的高速马达13启动，带动分为多个扇形区域的圆形转盘102转动，利用圆形转盘102的离心力，将从螺旋装置9落下来的物料播撒出去，完成播撒过程。

步骤（1）所述储料漏斗5设有物料容量传感器，通过容量传感器判断物料余量，实施反馈给飞行主控板2，当检测到物料撒尽时，发出返航指令至飞行控制板2，通过GPS卫星信号接收机标记当前位置后，无人机本体返回起飞原点添加物料，加料完毕后，无人机本体根据标记的坐标飞回到待撒位置继续工作。

步骤（3）还包括：结合电子地图的地形数据，获取工作区域内的障碍物体，当障碍物高度超过预设高度时，航线自动选择为绕行，当障碍物高度未超过预设高度时，则航线自动选择为提升高度，从障碍物上方飞过，且飞过障碍物时，播撒装置暂停工作。

步骤（5）播撒装置普遍适用于固体颗粒状物料的播撒，其中的螺旋装置9设计能够实现自主拆卸组装，作业过程中能可根据固体颗粒的大小，调节更换旋转螺杆91的螺纹间距，从而精确控制物料的输出量。

在有一些实施例中，该无人机本体上还设有电池容量检测装置，当电池容量低时，电池容量检测装置将发出自动返航的指令到飞行主控板，通过GPS卫星信号接收机标记当前位置后，无人机本体返回起飞原点，当更换电池3完毕后，无人机本体根据标记的坐标飞回到待洒位置继续工作，且往返过程中播撒装置不工作。

此外，该实施例的高度传感器为红外线传感器，设置在无人机的底面，通过朝农作物表面发射红外光，经农作物表面反射给红外线高度传感器的镜头，再通过中央处理器编译成脉冲信号反馈给飞行主控板2，实时控制飞行高度，从而使无人机本体根据地面或山坡的不同高度自动调节，与地面或山坡保持固定的距离。即无人机飞行作业中对地面的高低或山坡的高低进行自动感应检测，自动调节飞行高度，从而能够灵活地避开不同高度的障碍物，让无人机作业时能更加精准，更加合理，更加安全。

尽管本实用新型是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本实用新型构成限制。参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种自动播撒物料的无人机，包括无人机本体和连接在无人机本体底部的播撒装置，其特征在于，所述播撒装置包括：

储料漏斗，所述储料漏斗安装在所述无人机本体底部；

旋转杆，所述旋转杆设置在所述储料漏斗内部，所述旋转杆的转动轴线与所述储料漏斗的长度方向一致；

连动装置，所述连动装置设置在所述储料漏斗底端的出料口处；

螺旋装置，所述螺旋装置设置在所述储料漏斗的出料口下方，所述螺旋装置可调节控制从储料漏斗落下的物料的输出量；以及

出料转盘，所述出料转盘下方设有高速电机带动所述出料转盘转动，所述出料转盘的播撒口横向出料口设置。

2.根据权利要求1所述的自动播撒物料的无人机，其特征在于，所述无人机本体包括有机壳和设置在所述机壳四周的多个驱动装置，所述机壳内设有：

飞行主控板，用于收发信号并实现对无人机各种状态的控制；以及

电池，用于给所述无人机本体和所述播撒装置供电。

3.根据权利要求2所述的自动播撒物料的无人机，其特征在于，所述飞行主控板上设有：

中央处理器，具有数据和信号处理功能，以及能保存接收到的数据；

陀螺仪传感器，用于平衡所述无人机本体；

加速度传感器，用于提供所述无人机本体的飞行速度；

GPS信号接收机，用于获取所述无人机本体当前所在点的经纬度数据；

高度传感器，用于调节所述无人机本体的飞行高度，以保持与地面在初始设定的高度位置；以及

无线收发器，用于接收控制所述无人机本体飞行的航线数据。

4.根据权利要求1所述的自动播撒物料的无人机，其特征在于，所述旋转杆为由一轴杆以及设置与轴杆上的至少一拨料杆组成的杆体，所述旋转杆的下端与一旋转电机相连接并所述旋转电机带动所述旋转杆转动。

5.根据权利要求1所述的自动播撒物料的无人机，其特征在于，所述连动装置包括有三叉连动杆和联动电机，所述储料漏斗的出料口设计成三个小出料口，所述三叉连动杆在对应每个所述小出料口的位置各设有一组三叉杆，所述三组三叉杆由一联动轴连接成一体，所述联动轴与所述联动电机相连接并所述联动电机带动所述联动轴自转。

6.根据权利要求1所述的自动播撒物料的无人机，其特征在于，所述螺旋装置包括有旋转螺杆和螺旋电机，所述旋转螺杆与所述螺旋电机可拆卸连接，根据物料颗粒大小选择适当螺纹间距的旋转螺杆与所述螺旋电机连接。

7.根据权利要求1所述的自动播撒物料的无人机，其特征在于，所述出料转盘分隔成多个扇形区域。

8.一种与无人机配合使用的移动控制端，包括有显示屏和控制***，其特征在于，所述控制***包括：

GPS定位模块，用于对所在工作地点进行定位以获取定位点的经纬度数据，并可发送所述经纬度数据；

电子地图模块，用于接收GPS定位模块发送的经纬度数据，根据所述经纬度数据查找所在工作地点的卫星照片，并在所述卫星照片上对需播撒物料的区域的边界进行多点标记；

播撒面积获取模块，用于将卫星照片上的所述标记进行顺序连接而生成播撒工作区域的作业范围图，并确定作业面积；

数据输入模块，用于输入权利要求1-6任一权项所述的无人机的航线间距、航线高度、播撒量以及飞行速度，以及用于手动调节所述定位点和所述标记；

飞行航线确定模块，根据确定的所述作业面积以及所述数据输入模块所输入的关于所述无人机的参数，自动生成飞行航线数据；

通信模块，用于将所述飞行航线数据传输至所述无人机的飞行主控板上，并对所述飞行航线数据进行保存。

9.根据权利要求8所述的与无人机配合使用的移动控制端，其特征在于，所述控制***集成于APP软件。

10.根据权利要求8或9所述的与无人机配合使用的移动控制端，其特征在于，所述控制***可控制多架所述无人机同时进行全自动化作业。