無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種噴灑系統(tǒng)，具體涉及一種無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，利用無人機(jī)搭載農(nóng)藥噴灑裝置，進(jìn)行農(nóng)藥噴灑作業(yè)，實(shí)現(xiàn)高效防治病蟲害的目的，同時將地面人工作業(yè)從繁重的體力勞動解放出來，是目前廣為關(guān)注的一項(xiàng)研究內(nèi)容。
[0003]盡管相關(guān)技術(shù)可以達(dá)到一定程度的實(shí)用目的，但是，在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前搭載噴灑裝置的無人機(jī)在進(jìn)行噴灑作業(yè)時，由于噴灑裝置的噴灑量固定不變，而無人機(jī)的飛行速度和飛行高度會在飛行過程中不斷發(fā)生變化，由此導(dǎo)致農(nóng)藥噴灑不均勻，具有農(nóng)藥利用率低的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，可有效解決上述問題。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型提供一種無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，包括:無人機(jī)自駕系統(tǒng)、無人機(jī)飛行高度測量傳感器、無人機(jī)飛行速度測量傳感器以及搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)；
[0007 ]其中，所述農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)包括儲水箱、變速水栗、連桿以及η個噴頭;η為自然數(shù);所述η個噴頭均勻固定于所述連桿，所述連桿設(shè)置于無人機(jī)的下方;所述變速水栗的進(jìn)水口與所述儲水箱連通，所述變速水栗的排水口分別與各個所述噴頭連接;所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸入端分別與所述無人機(jī)飛行高度測量傳感器和所述無人機(jī)飛行速度測量傳感器連接；所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與所述變速水栗的控制端連接。
[0008]優(yōu)選的，所述無人機(jī)飛行高度測量傳感器和所述無人機(jī)飛行速度測量傳感器屬于所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)的內(nèi)置設(shè)備或外置設(shè)備。
[0009]優(yōu)選的，所述儲水箱的內(nèi)部安裝有液位計;所述液位計的輸出端與所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)連接。
[0010]優(yōu)選的，還包括無人機(jī)遙測傳輸鏈路以及無人機(jī)地面站系統(tǒng);所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)通過所述無人機(jī)遙測傳輸鏈路與所述無人機(jī)地面站系統(tǒng)雙向通信連接。
[0011 ]本實(shí)用新型提供的無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012](I)通過無人機(jī)自駕系統(tǒng)對搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體為:根據(jù)無人機(jī)飛行高度和飛行速度對農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)的噴灑量進(jìn)行調(diào)整控制，從而保證農(nóng)藥均勻噴灑于作物上，提高農(nóng)藥利用率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥噴灑的精準(zhǔn)作業(yè)。
[0013](2)對現(xiàn)有無人機(jī)的改動小，具有改動成本低的優(yōu)點(diǎn)，易于推廣使用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型提供的無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]本實(shí)用新型提供一種無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，通過無人機(jī)自駕系統(tǒng)對搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體為:根據(jù)無人機(jī)飛行高度和飛行速度對農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)的噴灑量進(jìn)行調(diào)整控制，從而保證農(nóng)藥均勻噴灑于作物上，提高農(nóng)藥利用率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥噴灑的精準(zhǔn)作業(yè)。
[0017]具體的，結(jié)合圖1，本實(shí)用新型提供的無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，包括:無人機(jī)自駕系統(tǒng)、無人機(jī)飛行高度測量傳感器、無人機(jī)飛行速度測量傳感器以及搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)；
[0018]其中，農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)包括儲水箱、變速水栗、連桿以及η個噴頭;η為自然數(shù)，例如，η可以為4;η個噴頭均勻固定于連桿，連桿設(shè)置于無人機(jī)的下方;變速水栗的進(jìn)水口與儲水箱連通，變速水栗的排水口分別與各個噴頭連接;無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸入端分別與無人機(jī)飛行高度測量傳感器和無人機(jī)飛行速度測量傳感器連接;無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與變速水栗的控制端連接。儲水箱的內(nèi)部安裝有液位計;液位計的輸出端與無人機(jī)自駕系統(tǒng)連接，通過安裝液位計，可實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自駕系統(tǒng)對儲水箱所儲存的水量實(shí)時監(jiān)控的目的，當(dāng)儲水箱儲存水量不足時，進(jìn)行報警。
[0019]本實(shí)用新型中，無人機(jī)自駕系統(tǒng)通過無人機(jī)飛行高度測量傳感器和無人機(jī)飛行速度測量傳感器可實(shí)時獲得無人機(jī)飛行高度和無人機(jī)飛行速度，然后通過任何控制算法，即可計算得到對變速水栗的控制量，最終實(shí)現(xiàn)控制變速水栗同步調(diào)整η個噴頭噴灑量的效果。
[0020]實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)自駕系統(tǒng)本身內(nèi)置有無人機(jī)飛行高度測量傳感器和無人機(jī)飛行速度測量傳感器，因此，無人機(jī)自駕系統(tǒng)可實(shí)時獲得無人機(jī)飛行高度和無人機(jī)飛行速度。采用此種方式中，不需要向無人機(jī)中增加額外的硬件設(shè)備，一方面，節(jié)約了對無人機(jī)改裝成本;另一方面，不會增加無人機(jī)所承載的重量，保證了無人機(jī)的飛行性能。
[0021]當(dāng)然，由于無人機(jī)自駕系統(tǒng)所內(nèi)置的無人機(jī)飛行高度測量傳感器和無人機(jī)飛行速度測量傳感器的數(shù)據(jù)采集精度有限，所以，根據(jù)實(shí)際需求，當(dāng)需要進(jìn)一步提高噴灑精度時，可采用外置的輕重量的高精度的無人機(jī)飛行高度測量傳感器和無人機(jī)飛行速度測量傳感器，使無人機(jī)飛行高度測量傳感器和無人機(jī)飛行速度測量傳感器與無人機(jī)自駕系統(tǒng)連接。圖1中即為外置式布置示意圖。
[0022]另外，還包括無人機(jī)遙測傳輸鏈路以及無人機(jī)地面站系統(tǒng);無人機(jī)自駕系統(tǒng)通過無人機(jī)遙測傳輸鏈路與無人機(jī)地面站系統(tǒng)雙向通信連接。此時，無人機(jī)自駕系統(tǒng)可采用兩種模式得到對變速水栗的控制量，具體根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置，本實(shí)用新型對此并不限制:
[0023]第一種模式:無人機(jī)自駕系統(tǒng)可在機(jī)上直接根據(jù)飛行高度和飛行速度計算得到對變速水栗的控制量。
[0024]第二種模式:無人機(jī)自駕系統(tǒng)可將飛行高度和飛行速度發(fā)送到無人機(jī)地面站系統(tǒng)，無人機(jī)地面站系統(tǒng)根據(jù)飛行高度和飛行速度計算得到對變速水栗的控制量，然后，無人機(jī)地面站系統(tǒng)再將控制量回傳給無人機(jī)自駕系統(tǒng)。
[0025]需要強(qiáng)調(diào)的是，無論是無人機(jī)自駕系統(tǒng)自身計算得到控制量，還是無人機(jī)地面站系統(tǒng)計算得到控制量，本實(shí)用新型對根據(jù)飛行高度和飛行速度計算得到對變速水栗控制量的計算算法并不限制，可使用現(xiàn)有技術(shù)存在的任何公知算法，本實(shí)用新型不需要對算法部分進(jìn)行改進(jìn)，即可解決現(xiàn)有技術(shù)存在的相關(guān)問題。但是，為了充分解釋說明本實(shí)用新型，以下介紹一種具體的實(shí)現(xiàn)算法:
[0026]設(shè)無人機(jī)飛行高度為H，飛行速度為V，無人機(jī)噴幅寬度即連桿寬度為W，噴灑裝置每秒噴灑量為M，則單位面積的藥量η可由如下公式計算得到:
[0027]η=Μ/ (ν X w)
[0028]飛行高度與噴幅寬度之間的關(guān)系可通過實(shí)驗(yàn)測定，設(shè)其為W=AHA為常數(shù)，則有:
[0029]n=M/ (νΧλΗ)
[0030]則，當(dāng)要求單位面積藥量恒定時，噴灑裝置每秒噴灑量M與飛行高度、飛行速度的關(guān)系為:
[0031]Μ = ηΧνΧλΗ
[0032]該公式表明，噴灑裝置的噴灑量與無人機(jī)的飛行速度成正比，也與飛行高度成正比。噴灑流量的控制可以通過調(diào)節(jié)變速水栗的電壓加以實(shí)現(xiàn)。即將通過上述公式計算得到的流量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電壓輸出給變速水栗即可。
[0033]綜上所述，本實(shí)用新型提供的無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034](I)通過無人機(jī)自駕系統(tǒng)對搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體為:根據(jù)無人機(jī)飛行高度和飛行速度對農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)的噴灑量進(jìn)行調(diào)整控制，從而保證農(nóng)藥均勻噴灑于作物上，提高農(nóng)藥利用率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥噴灑的精準(zhǔn)作業(yè)。
[0035](2)對現(xiàn)有無人機(jī)的改動小，具有改動成本低的優(yōu)點(diǎn)，易于推廣使用。
[0036]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，其特征在于，包括:無人機(jī)自駕系統(tǒng)、無人機(jī)飛行高度測量傳感器、無人機(jī)飛行速度測量傳感器以及搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)； 其中，所述農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)包括儲水箱、變速水栗、連桿以及η個噴頭;η為自然數(shù);所述η個噴頭均勻固定于所述連桿，所述連桿設(shè)置于無人機(jī)的下方;所述變速水栗的進(jìn)水口與所述儲水箱連通，所述變速水栗的排水口分別與各個所述噴頭連接;所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸入端分別與所述無人機(jī)飛行高度測量傳感器和所述無人機(jī)飛行速度測量傳感器連接;所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與所述變速水栗的控制端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，其特征在于，所述無人機(jī)飛行高度測量傳感器和所述無人機(jī)飛行速度測量傳感器屬于所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)的內(nèi)置設(shè)備或外置設(shè)備。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，其特征在于，所述儲水箱的內(nèi)部安裝有液位計;所述液位計的輸出端與所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，其特征在于，還包括無人機(jī)遙測傳輸鏈路以及無人機(jī)地面站系統(tǒng);所述無人機(jī)自駕系統(tǒng)通過所述無人機(jī)遙測傳輸鏈路與所述無人機(jī)地面站系統(tǒng)雙向通信連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種無人機(jī)智能噴灑系統(tǒng)，包括：無人機(jī)自駕系統(tǒng)、無人機(jī)飛行高度測量傳感器、無人機(jī)飛行速度測量傳感器以及搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)；農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)包括儲水箱、變速水泵、連桿以及n個噴頭；無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸入端分別與無人機(jī)飛行高度測量傳感器和無人機(jī)飛行速度測量傳感器連接；無人機(jī)自駕系統(tǒng)的輸出端通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與變速水泵的控制端連接。優(yōu)點(diǎn)為：通過無人機(jī)自駕系統(tǒng)對搭載于無人機(jī)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體為：根據(jù)無人機(jī)飛行高度和飛行速度對農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)的噴灑量進(jìn)行調(diào)整控制，從而保證農(nóng)藥均勻噴灑于作物上，提高農(nóng)藥利用率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥噴灑的精準(zhǔn)作業(yè)。
【IPC分類】B64D1/18
【公開號】CN205366078
【申請?zhí)枴緾N201620077860
【發(fā)明人】孫敏, 任翔, 劉磊
【申請人】北京大學(xué)
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月26日