CN220996742U - 一种用于改良土壤的无人机播撒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于改良土壤的无人机播撒装置，包括无人机机身，所述无人机机身的首部设置有电动螺旋桨；所述无人机机身下方设置有支撑架，所述支撑架上设置有播撒单元；所述播撒单元包括喷撒量调节装置与喷撒装置，所述喷撒装置包括至少两个材料箱与集成喷嘴，不同所述材料箱用于存放不同土壤改良材料液体，所述集成喷嘴用于喷撒存放于所述材料箱中的土壤改良材料液体，所述喷撒量调节装置用于控制喷撒速度、喷撒量以及喷撒的土壤改良材料液体种类。通过该装置可以进行土壤改良材料液体的选择性播撒，实现高效播撒土壤改良材料液体，节省人力成本，提高工作效率。从而提高了使用效率，更加方便。

Description

一种用于改良土壤的无人机播撒装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种用于改良土壤的无人机播撒装置。

背景技术

随着科学技术的发展，无人机技术运用至各行各业，与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、使用寿命相对较长、对工作环境要求低等优点。

目前市场上用于改良土壤的无人机在进行播撒时，大部分将用于改良土壤的材料放到无人机的材料箱内，然后控制无人机运动进行播撒，每次只能播撒一种材料，对于需要播撒不同材料的土壤，一般采用两种方式：一种是需要采用多个无人机对不同材料进行播撒；另一种是采用一架无人机来回更换播撒材料。采用前一种方式需要投入大量人力成本，采用后一种方式导致播撒效率低，耗时长。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于改良土壤的无人机播撒装置，目的是解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型提供的技术解决方案如下：

一种用于改良土壤的无人机播撒装置，包括无人机机身，所述无人机机身的首部设置有电动螺旋桨；所述无人机机身下方设置有支撑架，所述支撑架上设置有播撒单元；

所述播撒单元包括喷撒量调节装置与喷撒装置，所述喷撒装置包括至少两个材料箱与集成喷嘴，不同所述材料箱用于存放不同土壤改良材料液体，所述集成喷嘴用于喷撒存放于所述材料箱中的土壤改良材料液体，所述喷撒量调节装置用于控制喷撒速度、喷撒量以及喷撒的土壤改良材料液体种类。土壤改良材料可以选择光催化材料。

进一步地，所述喷撒量调节装置包括：空气压力传感器、信号调整电路组件、第一无线收发器，所述信号调整电路组件包括依次相连的信号采集电路模块、信号放大电路模块、整形滤波电路模块、稳压输出电路模块。

进一步地，所述电动螺旋桨下方设置有摄像头。

进一步地，所述无人机机身上设置有通过导电线连接的电动机和锂离子电池，所述锂离子电池用于给所述电动机以及所述播撒单元提供电力，所述电动机用于驱动所述电动螺旋桨转动。

进一步地，所述喷撒装置还包括设置于所述无人机机身的下方隔膜泵和喷杆，所述集成喷嘴安装于所述喷杆上，所述隔膜泵利用气压驱动隔膜震动实现将所述材料箱中土壤改良材料液体送至软管内，所述软管将所述土壤改良材料液体送至各个集成喷嘴内再由喷头喷撒。

进一步地，所述集成喷嘴包括扇形喷嘴、基座和一对针板芒刺电极，所述基座内设有长方体状的空腔，所述针板芒刺电极的顶端与所述基座的顶端连接，一对所述针板芒刺电极沿空腔的轴向与空腔的壁面紧密贴合，且分别位于所述空腔的轴线的两侧，所述针板芒刺电极通过高压静电线连接有静电模块，所述静电模块与所述锂离子电池通过导电线相连，所述基座的顶端中心设有喷嘴腔，所述扇形喷嘴安装于所述喷嘴腔内。

进一步地，所述集成喷嘴还包括一对安装于所述基座顶端的引风筒，所述引风筒分别与所述针板芒刺电极一一对应，所述引风筒的顶端与空气连通，所述引风筒的底端与所述基座的空腔连通，并设置于所述针板芒刺电极的上方；

所述引风筒包括喇叭口收集段和导流段，所述喇叭口收集段与所述导流段连通，所述引风筒的外侧设有肋形板，所述导流段设置于所述基座的顶端内，所述导流段的底端与所述基座的空腔连通，所述喇叭口收集段设置于所述基座的上方，所述肋形板上设置有第一螺纹通孔，所述基座上设置有与所述第一螺纹通孔对应的第二螺纹通孔，所述肋形板与所述基座的上表面紧密贴合，并通过螺栓、第一螺纹通孔、第二螺纹通孔螺纹连接。

进一步地，所述喷杆上等间距设置有多个喷嘴座，所述基座的顶端设置有连接柱，所述连接柱的顶端与所述喷嘴座螺纹连接。

进一步地，所述喷嘴座之间的间距为50cm，所述支撑架与所述无人机机身的连接部分设置有旋转承轴，用于实现扇形化喷撒。

进一步地，所述锂离子电池为磷酸铁锂锂离子电池、钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种用于改良土壤的无人机播撒装置，该装置设有在播撒单元，播撒单元包括喷撒量调节装置和喷撒装置，在喷撒装置中设置两个材料箱，每个材料箱中装有不同的土壤改良材料液体，通过喷撒量调节装置控制喷撒速度、喷撒量以及喷撒的土壤改良材料液体种类，进行土壤改良材料液体的选择性播撒，实现高效播撒土壤改良材料液体，节省人力成本，提高工作效率。从而提高了使用效率，更加方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置的隔膜泵结构示意图；

图4为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置的集成喷嘴结构示意图；

图5为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置的引凤筒结构示意图；

图6为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置中喷撒装置部分结构示意图；

图7为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置的摄像头部分运行示意图；

图8为本实用新型实施例中用于改良土壤的无人机播撒装置的喷撒量调节装置运行示意图。

附图标记如下：

1-电动螺旋桨、2-电动机、3-无人机机身、4-锂离子电池、5-导电线、6-摄像头、7-支撑架、8-隔膜泵、9-材料箱、10-喷杆、11-喷嘴座、12-连接柱、13-引风筒、14-扇形喷嘴、15-基座、16-针板芒刺电极、17-扇形液雾、18-喇叭口收集段、19-肋形板、21-软管、22-喷嘴、23-导流段、24-气缸、25-泵体、26-隔膜、27-T型管、28-单向球阀。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，下面所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下结合附图提供的本申请实施例的详细描述旨在仅仅表示本申请的选定实施例，并非限制本申请要求保护的范围。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本申请保护的范围。

需要理解的是，在本实用新型的实施方式的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的实施方式中的具体含义。

图1、图2示出了一种用于改良土壤的无人机播撒装置，包括无人机机身3，无人机机身3的首部设置有电动螺旋桨1，无人机机身3下方设置有支撑架7，支撑架7上设置有播撒单元。由于目前市面上采用的无人机播撒装置，每次只能添加一种用于改良土壤的材料，导致作业时需要耗费大量人力资源，播撒效率低下。基于此，本装置中的播撒单元中采用两个或两个以上材料箱9，每个材料箱9中装有不同的所需材料，这样就能实现采用同一架无人机就可以播撒不同材料，大大提高作业效率，从而节省人力资源。

需要说明的是，本实用新型目的在于提供一种用于改良土壤的无人机播撒装置，所保护的主体在于该装置的结构以及连接关系等方面，至于前面提到的用于改良土壤的材料，则只是该装置进行作业所采用的一种材料而已，至于具体土壤改良材料的类型、土壤改良原理等不在本申请的保护范围之内。可以理解，在使用该装置时，可以根据具体应用场景，将土壤改良材料液体替换成不同农药、不同化肥或者用于造雨的催化剂。

播撒单元包括喷撒量调节装置与喷撒装置，喷撒装置包括至少两个材料箱9与集成喷嘴，本实施例以2个材料箱9为例，2个不同材料箱9用于存放不同土壤改良材料液体，集成喷嘴与材料箱9连通，通过集成喷嘴，喷撒存放于材料箱9中的土壤改良材料液体，喷撒量调节装置用于控制喷撒速度、喷撒量以及喷撒的土壤改良材料液体种类。可以通过喷撒量调节装置选择对应材料箱9中所需要喷撒的土壤改良材料液体。

图3示出了隔膜泵8的结构，隔膜泵8包括气缸24、泵体25、隔膜26、T型管27以及单向球阀28。隔膜泵8利用压缩空气，当压缩空气进入气驱动部分时，气驱动部分内的活塞向下移动，使气驱动膜向下移动。这时，气动膜下方的压缩室会产生负压，隔膜26上方的介质会被吸入泵体中。当活塞向上移动时，气动膜也向上移动，将介质挤压出去。隔膜泵8的另一个特点是，介质只接触到隔膜26和泵体25，不会接触到其他部件。这种特性使得它能够输送一些易燃易爆、有腐蚀性或高粘度的介质，而T型管27进行运输介质，单向球阀28即分为进口阀和出口阀。进口阀通过压缩空气控制气驱动膜的振动，打开或关闭进口阀以控制介质的进入，而出口阀则用来控制介质的流出。

图8示出了喷撒量调节装置的运行，喷撒量调节装置包括：空气压力传感器、信号调整电路组件、第一无线收发器，信号调整电路组件包括依次相连的信号采集电路模块、信号放大电路模块、整形滤波电路模块、稳压输出电路模块。该喷撒量调节装置可以通过第一无线收发器与手机终端进行无线连接。

其中空气压力传感器用于获取无人机飞行时前端与后端的空气压力信号，将空气压力信号发送至信号调整电路组件进行信号调整，之后通过第一无线收发器发送至手机终端，信号调整电路组件去除空气压力信号中的干扰信号，并对空气压力信号进行放大稳压输出，手机终端接收到空气压力信号之后，根据空气压力来获取空气压力差，并根据空气压力差来获取无人机的飞行速度，并根据飞行速度发送喷撒量控制信号至隔膜泵控制器，隔膜泵控制器根据喷撒量控制信号来控制材料箱中土壤改良材料液体的输出量。无人机的飞行速度对应材料箱9土壤改良材料液体的输出量，飞行速度增加时，土壤改良材料液体的输出量增加，消除无人机的飞行速度对喷撒密度的影响，减少人工操作，降低失误率。

可选的，电动螺旋桨1下方设置有摄像头6，摄像头6与手机终端无线连接，作业过程中可以通过摄像头6人为远程识别待喷洒土壤，进行播撒土壤改良材料，并且可以根据待改善或改良土壤范围针对性制定路线、控制旋转轴承20转速控制播撒范围，避免出现重复播撒或者播撒不到等情况的发生。图7示出了摄像头6部分运行示意图，摄像头6的运行通过主控、IMU、PMU、接收器、电源、电机、ESC、图传、GPS以及数传实现的，其连接如图7所示。

参阅图1，无人机机身3上设置有通过导电线5连接的电动机2和锂离子电池4，锂离子电池4用于给电动机2以及播撒单元提供电力，电动机2用于驱动电动螺旋桨1转动。无人机机身3的尾部链接一根导电线的可伸缩支撑管里端，该导电线的可伸缩支撑管外端与下端的播撒单元相连接。可选的，喷撒装置还包括设置于无人机机身3的下方隔膜泵8和喷杆10，集成喷嘴安装于喷杆10上，隔膜泵控制器用于控制隔膜泵8将材料箱9中土壤改良材料液体送至软管21内，软管21将土壤改良材料液体送至各个集成喷嘴内通过喷头22进行喷撒，软管21与喷头22结构如图6所示。隔膜泵8通过第二无线收发器与手机终端进行无线连接，从而接受手机终端发出的喷撒量控制信号。

如图4所示，集成喷嘴包括扇形喷嘴14、基座15和一对针板芒刺电极16，基座15内设有长方体状的空腔，针板芒刺电极16的顶端与基座15的顶端连接，一对针板芒刺电极16沿空腔的轴向与空腔的壁面紧密贴合，且分别位于空腔的轴线的两侧，针板芒刺电极16通过高压静电线连接有静电模块，静电模块与锂离子电池4通过导电线5相连，基座15的顶端中心设有喷嘴腔，扇形喷嘴安装于喷嘴腔内。该装置利用扇形喷嘴14实现高效雾化，采用双向针板芒刺电极16对扇形液雾17荷电。

可选的，集成喷嘴还包括一对安装于基座15顶端的引风筒13，引风筒13分别与针板芒刺电极16一一对应，引风筒13的顶端与空气连通，引风筒13的底端与基座14的空腔连通，并设置于针板芒刺电极16的上方。

引风筒13包括喇叭口收集段18和导流段23，如图5所示。喇叭口收集段18与导流段23连通，引风筒13的外侧设有肋形板19，导流段23设置于基座15的顶端内，导流段23的底端与基座15的空腔连通，喇叭口收集段18设置于基座15的上方，肋形板19上设置有第一螺纹通孔，基座15上设置有与第一螺纹通孔对应的第二螺纹通孔，肋形板19与基座15的上表面紧密贴合，并通过螺栓、第一螺纹通孔、第二螺纹通孔螺纹连接。

可选的，喷杆10上等间距设置有多个喷嘴座11，基座14的顶端设置有连接柱12，连接柱12的顶端与喷嘴座11螺纹连接。

可选的，喷嘴座11之间的间距为50cm，确保在喷杆10方向上沉积量均匀分布。支撑架7与无人机机身3的连接部分设置有旋转承轴，用于实现扇形化喷撒。旋转承轴通过第一无线收发器与手机终端无线连接，可以通过手机终端控制旋转承轴的转速，进而控制喷杆10转动，实现扇形化喷撒。

可选的，锂离子电池4为磷酸铁锂锂离子电池、钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池。

工作原理：首先检查该用于改良土壤的无人机播撒装置的各项部件是否正常。然后将该用于改良土壤的无人机播撒装置与手机终端进行连接，检查锂离子电池4电量，根据喷洒范围，利用无人机首部电动螺旋桨1下方设有摄像头6进行图像识别，控制无人机的前进限制喷洒范围；通过空气压力传感器获取无人机飞行时前端与后端的空气压力信号，将空气压力信号发送至信号调整电路组件进行信号调整，之后通过第一无线收发器发送至手机终端，信号调整电路组件去除空气压力信号中的干扰信号，并对空气压力信号进行放大稳压输出，手机终端接收到空气压力信号之后，根据空气压力来获取空气压力差，并根据空气压力差来获取无人机的飞行速度，并根据飞行速度发送喷撒量控制信号至隔膜泵控制器，隔膜泵控制器通过控制隔膜泵8从而控制喷撒速度及喷撒量，根据需喷撒土壤需求类型，喷撒对应土壤改良材料液体，喷撒装置包括连接柱12、引风筒13、扇形喷嘴14、基座15、针板芒刺电极16组成的集成喷嘴22、支撑架7、隔膜泵8、材料箱9、旋转轴承、软管21、喷杆10和喷嘴座11，该方法利用扇形喷嘴14实现高效雾化，采用双向针板芒刺电极16对扇形液雾17荷电；可利用手机终端控制旋转承轴的转速，以控制喷杆10转速，并针对实际情况进行土壤改良材料液体的选择性播撒，实现高效播撒土壤改良材料液体，节省人力成本，提高工作效率。从而提高了使用效率，更加方便。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

包括无人机机身，所述无人机机身的首部设置有电动螺旋桨；所述无人机机身下方设置有支撑架，所述支撑架上设置有播撒单元；

所述播撒单元包括喷撒量调节装置与喷撒装置，所述喷撒装置包括至少两个材料箱与集成喷嘴，不同所述材料箱用于存放不同土壤改良材料液体，所述集成喷嘴用于喷撒存放于所述材料箱中的土壤改良材料液体，所述喷撒量调节装置用于控制喷撒速度、喷撒量以及喷撒的土壤改良材料液体种类。

2.根据权利要求1所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述喷撒量调节装置包括：空气压力传感器、信号调整电路组件、第一无线收发器，所述信号调整电路组件包括依次相连的信号采集电路模块、信号放大电路模块、整形滤波电路模块、稳压输出电路模块。

3.根据权利要求1所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述电动螺旋桨下方设置有摄像头。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述无人机机身上设置有通过导电线连接的电动机和锂离子电池，所述锂离子电池用于给所述电动机以及所述播撒单元提供电力，所述电动机用于驱动所述电动螺旋桨转动。

5.根据权利要求4所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述喷撒装置还包括设置于所述无人机机身的下方隔膜泵和喷杆，所述集成喷嘴安装于所述喷杆上，所述隔膜泵利用气压驱动隔膜震动实现将所述材料箱中土壤改良材料液体送至软管内，所述软管将所述土壤改良材料液体送至各个集成喷嘴内。

6.根据权利要求5所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述集成喷嘴包括扇形喷嘴、基座和一对针板芒刺电极，所述基座内设有长方体状的空腔，所述针板芒刺电极的顶端与所述基座的顶端连接，一对所述针板芒刺电极沿空腔的轴向与空腔的壁面紧密贴合，且分别位于所述空腔的轴线的两侧，所述针板芒刺电极通过高压静电线连接有静电模块，所述静电模块与所述锂离子电池通过导电线相连，所述基座的顶端中心设有喷嘴腔，所述扇形喷嘴安装于所述喷嘴腔内。

7.根据权利要求6所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述集成喷嘴还包括一对安装于所述基座顶端的引风筒，所述引风筒分别与所述针板芒刺电极一一对应，所述引风筒的顶端与空气连通，所述引风筒的底端与所述基座的空腔连通，并设置于所述针板芒刺电极的上方；

所述引风筒包括喇叭口收集段和导流段，所述喇叭口收集段与所述导流段连通，所述引风筒的外侧设有肋形板，所述导流段设置于所述基座的顶端内，所述导流段的底端与所述基座的空腔连通，所述喇叭口收集段设置于所述基座的上方，所述肋形板上设置有第一螺纹通孔，所述基座上设置有与所述第一螺纹通孔对应的第二螺纹通孔，所述肋形板与所述基座的上表面紧密贴合，并通过螺栓、第一螺纹通孔、第二螺纹通孔螺纹连接。

8.根据权利要求6-7任一所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述喷杆上等间距设置有多个喷嘴座，所述基座的顶端设置有连接柱，所述连接柱的顶端与所述喷嘴座螺纹连接。

9.根据权利要求8所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述喷嘴座之间的间距为50cm，所述支撑架与所述无人机机身的连接部分设置有旋转承轴，用于实现扇形化喷撒。

10.根据权利要求8所述的用于改良土壤的无人机播撒装置，其特征在于：

所述锂离子电池为磷酸铁锂锂离子电池、钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池。