一種自重力式物料箱流量均勻控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)用無人飛行器低空作業(yè)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種自重力式物料箱流量均勻控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)用無人飛行器低空作業(yè)領(lǐng)域主要包含噴藥作業(yè)、輔助授粉作業(yè)、撒播作業(yè)和農(nóng)情信息監(jiān)測作業(yè)等方面。目前各類無人機在上述領(lǐng)域中的應用正在蓬勃開展，但尚未達到成熟應用的程度。影響無人機在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應用的原因有很多，作業(yè)效果不佳是其中的一個重要因素。例如當前影響農(nóng)用無人機撒播作業(yè)效果的因素有飛行器飛行速度和高度、飛行器的航線、撒播裝置的流量均勻度、密度和撒播幅寬等。其中撒播均勻度是決定整個撒播作業(yè)效果的重要參數(shù)?？紤]到無人飛行器載重偏小的現(xiàn)狀，掛載裝置需要盡可能的減小體積與重量，依靠物料自身重力將物料從物料箱中排除是輕便、簡單的工作方式；但是普遍存在的問題是隨著物料箱內(nèi)物料的逐漸減小，依靠物料自身重力的方式導致物料箱底部壓力非線性減少，使物料流出量不均勻，進而導致撒播裝置撒播量不均勻，從而影響無人機播種的效果。如果能設(shè)計出簡單易行的流量調(diào)節(jié)裝置，使得物料箱出口處物料流量均勻，將有利于提高撒播均勻度，改善作業(yè)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊可靠、實用性強、重量輕、控制方式簡便可調(diào)節(jié)物料箱均勻流量的自重力式物料箱流量均勻控制裝置及其控制方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案其自重力式物料箱流量均勻控制裝置，包括有第一流量調(diào)節(jié)板、第二流量調(diào)節(jié)板、第三流量調(diào)節(jié)板、帶第一機械臂的第一舵機、帶第二機械臂的第二舵機、帶第三機械臂的第三舵機、舵機控制器及裝于物料箱上的固定架，其中，所述物料箱為上、下開口的箱體，其上開口為進料口，下開口為出料口 ；所述第一流量調(diào)節(jié)板通過第一機械臂與第一舵機連接，所述第二流量調(diào)節(jié)板通過第二機械臂與第二舵機連接，所述第三流量調(diào)節(jié)板通過第三機械臂與第三舵機連接，該第一流量調(diào)節(jié)板、第二流量調(diào)節(jié)板、第三流量調(diào)節(jié)板呈上、中、下分布于物料箱的下部，其形狀大小與物料箱下部內(nèi)腔相匹配，并可由各自相應的舵機帶動實現(xiàn)插入該物料箱內(nèi)阻擋物料或抽離出該物料箱，且插入后，該第一流量調(diào)節(jié)板、第二流量調(diào)節(jié)板與物料箱之間形成有第一間隔室，該第二流量調(diào)節(jié)板、第三流量調(diào)節(jié)板與物料箱之間形成有第二間隔室；所述第一舵機、第二舵機、第三舵機、舵機控制器分別裝于固定架上，該第一舵機、第二舵機、第三舵機由舵機控制器控制，通過調(diào)節(jié)第一流量調(diào)節(jié)板、第二流量調(diào)節(jié)板、第三流量調(diào)節(jié)板的開合來使得物料流量均勻排出。
[0005]所述第一舵機、第二舵機、第三舵機由舵機控制器輸出PWM信號控制，用PWMl、PWM2、PWM3分別表示第一、二、三舵機的PWM控制信號；當PWM為O時，舵機控制各自的流量調(diào)節(jié)板為完全封住物料箱下部的狀態(tài)；iPWM為100%時，表不航機控制各自的擋板為完全打開物料箱下部的狀態(tài)；當PWM在0-100%時，表示流量調(diào)節(jié)板的開度在相應的百分比變化。
[0006]所述物料箱的下部側(cè)壁上開設(shè)有供第一流量調(diào)節(jié)板和第二流量調(diào)節(jié)板水平插入或抽出的穿插口 ；所述第三流量調(diào)節(jié)板貼合封堵或貼合抽離物料箱下部的出料口。
[0007]所述物料箱的上部呈筒狀，其中部呈漏斗狀，其下部呈管道狀。
[0008]所述第一流量調(diào)節(jié)板、第二流量調(diào)節(jié)板、第三流量調(diào)節(jié)板的形狀為一個矩形拼接一個半圓；所述穿插口為環(huán)形開口。
[0009]本發(fā)明所述的自重力式物料箱流量均勻控制裝置的控制方法，包括以下步驟:
[0010]I)物料箱裝載物料后，初始化，第一舵機、第二舵機、第三舵機的PWM均為0，表示三個舵機控制各自的流量調(diào)節(jié)板均為完全閉合狀態(tài)；
[0011 ] 2)延時 a 秒，PWMl 為 100 %，PWM2、PWM3 為 O，間隔 b 秒后，PWMl 為 O，PWM2 為 100 %，PWM3為O ;其中，a為普通延時，b為物料在自然重力下裝滿第一間隔室的時間；
[0012]3)間隔(:秒后，PWM2為0，PWM3為n%，同時PWMl為100%;其中，c為物料在自然重力下從第一間隔室流入第二間隔室的時間；n為流量調(diào)節(jié)板的開度百分比，根據(jù)流量需要自由調(diào)節(jié)，以確保物料均勻流出；
[0013]4)判斷物料是否排凈，如果沒有排凈，則循環(huán)上述步驟2)和3)，如果排凈，則重置PWMl、PWM2、PWM3為O，關(guān)閉流量調(diào)節(jié)板。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0015]1、本發(fā)明能夠使物料流出更均勻，流量大小可以隨著第三流量調(diào)節(jié)板的開度而調(diào)整，進而使得物料箱出口處的物料流量均勻，解決了目前多旋翼飛行器低空作業(yè)撒播種子區(qū)域不均的問題。
[0016]2、本發(fā)明裝置原理簡單、結(jié)構(gòu)靈巧、操作和維護簡便，適合于干燥、流動性強、顆粒體積小的物料作業(yè)，效果更佳。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述自重力式物料箱流量均勻控制裝置的主視圖。
[0018]圖2為本發(fā)明所述自重力式物料箱流量均勻控制裝置的側(cè)視圖。
[0019]圖3為圖2的A-A剖視圖。
[0020]圖4為圖2的B-B剖視圖。
[0021]圖5為本發(fā)明所述自重力式物料箱流量均勻控制裝置的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]如圖1至圖4所示，本實施例所述的自重力式物料箱流量均勻控制裝置，專用于多旋翼飛行器低空作業(yè)的自重力式機載物料箱，它包括有第一流量調(diào)節(jié)板1、第二流量調(diào)節(jié)板2、第三流量調(diào)節(jié)板3、帶第一機械臂4的第一舵機5、帶第二機械臂6的第二舵機7、帶第三機械臂8的第三舵機9、舵機控制器10及裝于物料箱11外側(cè)的固定架12。
[0024]所述物料箱11為上、下開口的箱體，其上開口為進料口，其下開口為出料口 ；該物料箱11所用材質(zhì)為塑料，其上部呈筒狀，其中部呈漏斗狀，其下部呈管道狀；該物料箱11的筒狀上部半徑為20-30cm，長度為10-25cm ;該物料箱11的漏斗狀中部長度為10-30cm ;該物料箱11的管道狀下部半徑為l_5cm，長度為10-30cm。
[0025]所述第一流量調(diào)節(jié)板I通過第一機械臂4與第一舵機5連接，所述第二流量調(diào)節(jié)板2通過第二機械臂6與第二舵機7連接，所述第三流量調(diào)節(jié)板3通過第三機械臂8與第三舵機9連接，該第一流量調(diào)節(jié)板1、第二流量調(diào)節(jié)板2、第三流量調(diào)節(jié)板3呈上、中、下分布于物料箱11的管道狀下部，其形狀大小與物料箱下部內(nèi)腔相匹配；所述第一流量調(diào)節(jié)板1、第二流量調(diào)節(jié)板2、第三流量調(diào)節(jié)板3的形狀為一個矩形拼接一個半圓，所用材質(zhì)為塑料或木板；物料箱11的下部側(cè)壁上開設(shè)有供第一流量調(diào)節(jié)板I和第二流量調(diào)節(jié)板2水平插入或抽出的穿插口，穿插口為環(huán)形開口，所述第三流量調(diào)節(jié)板3貼合封堵或貼合抽離物料箱下部的出料口 ；所述第一流量調(diào)節(jié)板1、第二流量調(diào)節(jié)板2、第三流量調(diào)節(jié)板3由各自相應的舵機帶動實現(xiàn)水平插入該物料箱11內(nèi)阻擋物料或抽離出該物料箱11 (舵機通過旋