CN103612759A - 一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机，属于新能源航空农业技术领域。为了抢农时播种水稻，使用太阳能驱动的无人飞机在低空中撒播水稻种子，用水直播的方式种植水稻。阳光照射安装在右机翼上和左机翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能使动力输出轴带动双叶螺旋桨快速旋转，提供飞行动力。阳光照射右尾翼上和左尾翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动排种轮转动，将水稻种子排入输种管，输种管在低空中将水稻种子撒播到适合播种的稻田里。

Description

一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机
技术领域
本发明涉及一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机，属于新能源航空农业技术领域。
背景技术
在中国东北地区和沿海、沿湖地区有许多面积大的、地势平坦的水稻产区。这类水稻产区由于地广人稀，如果采用传统老稻区育苗插秧的生产方式，必然要出现播种面积不能按时完成，推迟播种或栽插的水稻的植株高度变矮，每穗平均粒数减少，千粒重下降，单位面积上的稻谷产量降低等许多问题。
水稻的生长发育与当地的农业气象条件和水稻品种特性有密切关系。中国幅员辽阔，位于南方的海南省全年可以种植三季水稻。广东省种植面积最大的水稻主栽品种是粤晶丝苗2号，其早造全生育期131天，晚造全生育期115天，全年有246天适合水稻生长。江苏省目前主要种植单季中、晚熟粳稻，从5月上、中旬播种到10月中、下旬收获，江苏省不同的粳稻品种的全生育期在150天～180天之间。黑龙江省的水稻产区、在冬季大雪覆盖稻田五个月，一年中只有七个月的时间可以耕种土地，全年只能种一季水稻，水稻品种的全生育期只有125天到140天，适宜播种的时间短，曾有人试验采用双翼农用大飞机播种水稻种子，由于双翼农用大飞机机型大，机身重，转弯半径大，飞行速度太快，由汽油发动机提供飞行动力，不仅飞行成本高，而且汽油发动机排放的污染物会加重雾霾天气、造成空气污染。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机。
近几年，中国东部许多城市的居民到当地超市里喜欢购买东北大米食用。东北大米品质优良，黑龙江省的水稻全生育期短，水稻害虫发生的代数少，稻田里喷农药的总量少，大米中的农药残留量少，所以东北大米卖出快、卖出多，市场的需求刺激了黑龙江省的水稻播种面积从2300万亩快速增长到2011年的5000万亩，5000万亩的水稻播种面积包括机械插秧的面积、机械水直播的面积，更需要开拓使用无人飞机在低空中快速播种水稻的面积。在广阔的稻田里，先使用安装有水田轮的拖拉机牵引水田耙在水稻田的地面上整平田土，反复耙翻水田表层的土壤，形成一层松软的泥浆，待泥浆沉淀到一定的程度，从空中撒播落入泥浆中的水稻种子、只能陷入土层表面下0.5厘米至2.5厘米的播种深度，做到撒播到水稻田里的水稻种子既无露种，也不陷入过深的泥浆，有利于水稻种子落进泥浆表层后吸水萌发、生根长叶，禾苗露出泥浆表层，成长为健壮的水稻秧苗。
中国研发的电动无人飞机可以在稻田埂上手掷起飞，也可以在稻田边上使用发射架起飞，不同型号的电动无人飞机的储稻种舱中可以储存5公斤到200公斤重的水稻种子。近年来，由于水稻育种技术的进步，水稻的分蘖力显著提高，每亩水稻的播种量已从15公斤下降到5公斤，杂交水稻更是下降到1公斤，水稻用种量的下降，有利于使用无人飞机来播种水稻。
中国的太阳能发电技术已经成熟，电动无人飞机在飞行中不排放污染物，使用太阳能无人飞机抢农时大面积快速播种水稻种子，充分利用太阳辐射的能量转换为飞行动力，在飞行中不向空气中排放任何污染物，有利于保护农村的生态环境。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
由太阳能无人飞机1、机身2、右机翼3、左机翼4、右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、太阳能电池二11、控制器二12、电动机13、动力输出轴14、双叶螺旋桨15、前行走轮16、右光敏自控开关17、左光敏自控开关18、储能电池一19、储稻种舱20、后行走轮21、播种舱22、计算机控制的电动机23、排种轮24、右输种管26、左输种管27、汇流自控开关28、太阳能电池三29、控制器三30、储能电池二31、太阳能电池四32、控制器四33、储能电池三34共同组成一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机，在储稻种舱20中储存有水稻种子25；
在太阳能无人飞机1的前部的右机翼3上安装有太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、右光敏自控开关17，在太阳能无人飞机1的前部的左机翼4上安装有太阳能电池二11、控制器二12、导电线10、左光敏自控开关18，在机身2的前部安装电动机13、动力输出轴14、双叶螺旋桨15、前行走轮16、储能电池一19以及右机翼3和左机翼4，在机身2的中部安装储稻种舱20、计算机控制的电动机23、排种轮24、后行走轮21、右输种管26、左输种管27，在机身2的后部安装有右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、汇流自控开关28，在右尾翼5上安装有太阳能电池三29、控制器三30、储能电池二31，在左尾翼6上安装有太阳能电池四32、控制器四33、储能电池三34，在机身2的后部的中间安装有方向舵7，在方向舵7的前面安装汇流自控开关28；
 太阳能电池一8通过导电线10与控制器一9连接，控制器一9通过导电线10与右光敏自控开关17连接，右光敏自控开关17通过导电线10与储能电池一19连接，控制器一9通过导电线10与电动机13连接，太阳能电池二11通过导电线10与控制器二12 连接，控制器二12通过导电线10与电动机13连接，控制器二12通过导电线10与左光敏自控开关18连接， 左光敏自控开关18 通过导电线10与储能电池一19连接，电动机13通过动力输出轴14与双叶螺旋桨15连接，太阳能电池三29通过导电线10与控制器三30连接，控制器三30通过导电线10与储能电池二31连接 ，控制器三30通过导电线10与汇流自控开关28连接，太阳能电池四32通过导电线10与控制器四33连接，控制器四33通过导电线10与储能电池三34连接，控制器四33通过导电线10与汇流自控开关28连接，汇流自控开关28通过导电线10与计算机控制的电动机23连接 。
太阳能电池一8、太阳能电池二11、太阳能电池三29和太阳能电池四32是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或砷化镓太阳能电池或铜铟镓硒太阳能电池或碲化镉太阳能电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①太阳能无人飞机的飞行成本比双翼农用大飞机降低了三分之二，有利于节省稻谷的生产成本。②太阳能无人飞机在飞行中不排放二氧化碳和有害气体、有害颗粒物，有利于保护生态环境和人体健康。③太阳能无人飞机中装备有计算机控制的电动机，不仅播种速度快，而且播种均匀、质量好。推广使用太阳能无人飞机播种水稻种子，有利于增加粮食产量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了抢农时播种水稻，使用太阳能驱动的无人飞机在低空中撒播水稻种子，用水直播的方式种植水稻。太阳光照射安装在右机翼上和左机翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能使动力输出轴带动双叶螺旋桨快速旋转，提供飞行动力。太阳光照射右尾翼上和左尾翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动排种轮转动，将水稻种子排入输种管，输种管在低空中将水稻种子撒播到适合播种的稻田里。 
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
由太阳能无人飞机1、机身2、右机翼3、左机翼4、右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、太阳能电池二11、控制器二12、电动机13、动力输出轴14、双叶螺旋桨15、前行走轮16、右光敏自控开关17、左光敏自控开关18、储能电池119、储稻种舱20、后行走轮21、播种舱22、计算机控制的电动机23、排种轮24、右输种管26、左输种管27、汇流自控开关28、太阳能电池三29、控制器三30、储能电池二31、太阳能电池四32、控制器四33、储能电池三34共同组成一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机，在储稻种舱20中储存有水稻种子25；
在太阳能无人飞机1的前部的右机翼3上安装有太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、右光敏自控开关17，在太阳能无人飞机1的前部的左机翼4上安装有太阳能电池二11、控制器二12、导电线10、左光敏自控开关18，在机身2的前部安装电动机13、动力输出轴14、双叶螺旋桨15、前行走轮16、储能电池一19以及右机翼3和左机翼4，在机身2的中部安装储稻种舱20、计算机控制的电动机23、排种轮24、后行走轮21、右输种管26、左输种管27，在机身2的后部安装有右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、汇流自控开关28，在右尾翼5上安装有太阳能电池三29、控制器三30、储能电池二31，在左尾翼6上安装有太阳能电池四32、控制器四33、储能电池三34，在机身2的后部的中间安装有方向舵7，在方向舵7的前面安装汇流自控开关28；
 太阳能电池一8通过导电线10与控制器一9连接，控制器一9通过导电线10与右光敏自控开关17连接，右光敏自控开关17通过导电线10与储能电池一19连接，控制器一9通过导电线10与电动机13连接，太阳能电池二11通过导电线10与控制器二12 连接，控制器二12通过导电线10与电动机13连接，控制器二12通过导电线10与左光敏自控开关18连接， 左光敏自控开关18 通过导电线10与储能电池一19连接，电动机13通过动力输出轴14与双叶螺旋桨15连接，太阳能电池三29通过导电线10与控制器三30连接，控制器三30通过导电线10与储能电池二31连接 ，控制器三30通过导电线10与汇流自控开关28连接，太阳能电池四32通过导电线10与控制器四33连接，控制器四33通过导电线10与储能电池三34连接，控制器四33通过导电线10与汇流自控开关28连接，汇流自控开关28通过导电线10与计算机控制的电动机23连接 。
太阳能电池一8、太阳能电池二11、太阳能电池三29和太阳能电池四32是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或砷化镓太阳能电池或铜铟镓硒太阳能电池或碲化镉太阳能电池。
太阳光照射安装在右机翼上的太阳能电池一产生电流，电流通过导电线、控制器一输入电动机，从控制器一输出的电流也可以通过导电线、右光敏自控开关输入储能电池一储存。太阳光照射安装在左机翼上的太阳能电池二产生电流，电流通过导电线、控制器二输入电动机，从控制器二输出的电流也可以通过导电线、左光敏自控开关输入储能电池一储存。晴天，右光敏自控开关闭合，从太阳能电池一输出的电流通过导电线、控制器一输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋浆旋转所需的动力能源。晴天，左光敏自控开关闭合，从太阳能电池二输出的电流通过导电线、控制器二输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋桨旋转所需用的动力能源。阴天，右光敏自控开关开启，从储能电池一输出的电流通过导电线、右光敏自控开关、控制器一输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋桨旋转所需用的动力能源。阴天，左光敏自控开关开启，从储能电池一输出的电流通过导电线、左光敏自控开关、控制器二输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋桨旋转所需用的动力能源。电能在电动机内转换成机械能，电动机的动力输出轴耗用机械能带动双叶螺旋桨快速旋转，给太阳能无人飞机提供飞行动力。在太阳能无人飞机的机身中部的储稻种舱中储存有足够的水稻种子用于播种。太阳光照射安装在太阳能无人飞机的后部的右尾翼上的太阳能电池三产生电流，电流通过导电线、控制器三和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，从控制器三输出的电流也可以通过导电线输入储能电池二储存，太阳光照射安装在太阳能无人飞机的后部的左尾翼上的太阳能电池四产生电流，电流通过导电线、控制器四和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，从控制器四输出的电流也可以通过导电线输入储能电池三储存。在计算机控制的电动机内，电能转换成机械能，电动机按照程序耗用机械能带动排种轮按照一定的速度转动，将水稻种子排入右输种管和左输种管。在太阳能无人飞机执行播种飞行任务的飞行过程中，水稻种子分别从右输种管和左输种管中撒播到稻田表层的泥浆中。控制电动机的计算机能同时调控太阳能无人飞机的飞行高度和飞行速度，以确保播种水稻种子时的田间播种质量。汇流自控开关既能汇合两股电流，又能自动调控通过汇流自控开关的电流量。从太阳能电池三和储能电池二输出的电流通过导电线、控制器三输入汇流自控开关，从太阳能电池四和储能电池三输出的电流通过导电线、控制器四输入汇流自控开关，两股电流在汇流自控开关内汇合后，接着通过导电线输入计算机控制的电动机。
现举出实施例如下：
实施例一：
为了抢农时播种水稻，使用太阳能驱动的无人飞机，在低空中撒播水稻种子，用水直播的方式种植水稻。太阳光照射安装在太阳能无人飞机右机翼上和左机翼上的单晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能使动力输出轴带动双叶螺旋桨快速旋转，提供飞行动力。太阳光照射右尾翼上和左尾翼上的单晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动排种轮转动，将水稻种子排入输种管，输种管在低空中将水稻种子撒播到适合播种的稻田里。
实施例二：
为了抢农时播种水稻，使用太阳能驱动的无人飞机，在低空中撒播水稻种子，用水直播的方式种植水稻。太阳光照射安装在太阳能无人飞机右机翼上和左机翼上的多晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能使动力输出轴带动双叶螺旋桨快速旋转，提供飞行动力。太阳光照射右尾翼上和左尾翼上的多晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动排种轮转动，将水稻种子排入输种管，输种管在低空中将水稻种子撒播到适合播种的稻田里。

Claims (2)

1.一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机，其特征是，由太阳能无人飞机（1）、机身（2）、右机翼（3）、左机翼（4）、右尾翼（5）、左尾翼（6）、方向舵（7）、太阳能电池一（8）、控制器一（9）、导电线（10）、太阳能电池二（11）、控制器二（12）、电动机（13）、动力输出轴（14）、双叶螺旋桨（15）、前行走轮（16）、右光敏自控开关（17）、左光敏自控开关（18）、储能电池一（19）、储稻种舱（20）、后行走轮（21）、播种舱（22）、计算机控制的电动机（23）、排种轮（24）、右输种管（26）、左输种管（27）、汇流自控开关（28）、太阳能电池三（29）、控制器三（30）、储能电池二（31）、太阳能电池四（32）、控制器四（33）、储能电池三（34）共同组成一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机，在储稻种舱（20）中储存有水稻种子（25）；
在太阳能无人飞机（1）的前部的右机翼（3）上安装有太阳能电池一（8）、控制器一（9）、导电线（10）、右光敏自控开关（17），在太阳能无人飞机（1）的前部的左机翼（4）上安装有太阳能电池二（11）、控制器二（12）、导电线（10）、左光敏自控开关（18），在机身（2）的前部安装电动机（13）、动力输出轴（14）、双叶螺旋桨（15）、前行走轮（16）、储能电池一（19）以及右机翼（3）和左机翼（4），在机身（2）的中部安装储稻种舱（20）、后行走轮（21）、播种舱（22）、计算机控制的电动机（23）、排种轮（24）、右输种管（26）、左输种管（27），在机身（2）的后部安装有右尾翼（5）、左尾翼（6）、方向舵（7）、汇流自控开关（28），在右尾翼（5）上安装有太阳能电池三（29）、控制器三（30）、储能电池二（31），在左尾翼（6）上安装有太阳能电池四（32）、控制器四（33）、储能电池三（34），在机身（2）的后部的中间安装有方向舵（7），在方向舵（7）的前面安装汇流自控开关（28）；
 太阳能电池一（8）通过导电线（10）与控制器一（9）连接，控制器一（9）通过导电线（10）与右光敏自控开关（17）连接，右光敏自控开关（17）通过导电线（10）与储能电池一（19）连接，控制器一（9）通过导电线（10）与电动机（13）连接，太阳能电池二（11）通过导电线（10）与控制器二（12）连接，控制器二（12）通过导电线（10）与电动机（13）连接，控制器二（12）通过导电线（10）与左光敏自控开关（18）连接， 左光敏自控开关（18） 通过导电线（10）与储能电池一（19）连接，电动机（13）通过动力输出轴（14）与双叶螺旋桨（15）连接，太阳能电池三（29）通过导电线（10）与控制器三（30）连接，控制器三（30）通过导电线（10）与储能电池二（31）连接 ，控制器三（30）通过导电线（10）与汇流自控开关（28）连接，太阳能电池四（32）通过导电线（10）与控制器四（33）连接，控制器四（33）通过导电线（10）与储能电池三（34）连接，控制器四（33）通过导电线（10）与汇流自控开关（28）连接，汇流自控开关（28）通过导电线（10）与计算机控制的电动机（23）连接 。
2.根据权利要求1所述的一种在稻田上的低空中直播水稻种子的太阳能无人飞机，其特征是，所述的太阳能电池一（8）、太阳能电池二（11）、太阳能电池三（29）和太阳能电池四（32）是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或砷化镓太阳能电池或铜铟镓硒太阳能电池或碲化镉太阳能电池。
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