CN107466700A - 一种以无人机为载体的棉花打顶机 - Google Patents

一种以无人机为载体的棉花打顶机 Download PDF

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陈福祥
王维新
闫毅敏
宋欢
屈通
沈晓晨
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    • A01G7/06—Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
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Abstract

本发明涉及一种以无人机为载体的棉花打顶机，其特点在于：包括无人机本体、飞行高度控制系统、打顶动力装置、钢丝固定装置，所述的飞行高度控制系统位于无人机本体内部，打顶动力装置位于无人机本体下方固定于固定板上，钢丝固定装置位于打顶动力装置下方与连接轴连接。本发明的飞行高度控制系统可以精确控制无人机飞行高度的变化，实现了随着棉花顶尖高度变化而变化的控制效果，减少了因地表和棉花长势等原因导致的传统机械打顶对棉株打顶高度的不稳定性；打顶的切刀采用了钢丝，极大的减轻了负重。本发明适用于不同的地形和棉花的长势，节约了人力，实现了高度自动化。

Description

一种以无人机为载体的棉花打顶机
技术领域
本发明涉及一种以无人机为载体的棉花打顶机。
背景技术
棉花打顶机工作是整个棉花生产中的重要部分，通过对棉花的顶心打顶，消除棉花的顶端生长优势，调节棉花的生长发育，促进棉株早结玲、多结玲、较少脱落，提高棉花的产量。国外的棉花打顶工作主要采用化学药物对棉花的顶尖进行处理，国内主要采用人工打顶、部分地方采用机械打顶。
我国部分区域棉花种植面积大，传统打顶存在很多不足，比如化学打顶对环境有污染，人工打顶劳动力需求大、劳动强度大、效率低。相较于化学打顶和人力打顶，机械打顶效率高，但是机械打顶成本较高，而且机械打顶多采用人力和农机牵引为动力的行进方式，一方面耗费人力，一方面农机牵引既耗能较大又对环境依然存在污染。然而无人机为载体的棉花打顶机采用电能驱动和程序自动控制，避免了污染和人力消耗。随着无人机技术的提升，旋翼无人机飞行的稳定性可以较好的完成工作任务，同时适应了不同的地形情况，极大地节约了人力，通过无人机定向移动对棉花进行打顶，使用轻便、效率高，实现了高度的自动化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中地形和棉珠长势等导致棉珠的高度变化、机械打顶机机架震动导致棉珠顶端高度检测的不准确性，提供一种稳定性高且全自动的以无人机为载体的棉花打顶机。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种以无人机为载体的棉花打顶机，包括无人机本体、飞行高度控制系统、打顶动力装置、钢丝固定装置，其特征在于飞行高度控制系统位于无人机本体内部，打顶动力装置位于无人机本体下方固定于固定板上，钢丝固定装置位于打顶动力装置下方与连接轴连接。
所述的无人机本体包括主体、机翼、驱动电机、螺旋桨、支杆、固定板、起落架，上述的四个机翼固定于主体四个方向上，四个驱动电机分别固定在机翼末端，四个螺旋桨分别设置在驱动电机的电机轴上，上述的四个支杆固定在主体下方，一端与主体连接，另一端与固定板相连接，上述的起落架设置于主体两侧下方，分别位于两机翼中部位置。
所述的飞行高度控制系统包括高度传感器、CCD相机、控制模块、驱动电机，上述的高度传感器、控制模块设置在主体内部，CCD相机设置在主体一侧边缘两只机翼之间，四个驱动电机分别设置在四支机翼末端，上述的高度传感器将高度信号传达给控制模块，控制模块通过控制驱动电机控制无人机大致飞行高度，所述的CCD相机采集棉珠高度通过控制模块控制驱动电机精准控制无人机飞行高度。
所述的打顶动力装置包括电机、联轴器和连接轴，上述的电机设置在固定板上，由无人机电源通过导线供电，通过四个孔用螺丝固定，电机的轴通过联轴器与连接轴相连。
所述的钢丝固定装置包括固定螺母、螺栓和钢丝，上述的固定螺母与连接轴通过焊接连接，钢丝穿过固定螺母上的细孔，由螺栓旋紧挤压固定。
本发明的有益效果是，当由于地形和棉花长势等原因导致棉株高度变化、机械棉花打顶机在田间行进中很难克服机架震动对棉花高度检测和切割的精准性时，此种以无人机为载体的棉花打顶机可以适应不同的地形情况，灵活机动。并且将传统的切割刀具换成了质量极轻的钢丝，实现高效切割的同时减轻负重，降低了无人机的能量消耗，同时静止状态下的钢丝也不会因触碰对操作员造成伤害。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的打顶动力装置结构示意图；
图3是本发明的钢丝固定装置结构示意图；
图4是本发明的飞行高度控制系统示意图；
图中，1为主体，2为打顶动力装置，3为CCD相机，4为机翼，5为驱动电机，6为螺旋桨，7为固定板，8为支杆，9为起落架，10为电机，11为联轴器，12为钢丝，13为连接轴，14为固定螺母，15为螺栓，16为高度传感器，17为控制模块。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：
实施例1：参照附图1~4，本发明包括无人机本体、飞行高度控制系统、打顶动力装置、钢丝固定装置，所述的飞行高度控制系统位于无人机本体内部，打顶动力装置位于无人机本体下方固定于固定板7上，钢丝固定装置位于打顶动力装置下方与连接轴13连接；所述的无人机本体包括主体1、机翼4、驱动电机5、螺旋桨6、支杆8、固定板7、起落架9，上述的四个机翼4固定于主体1四个方向上，四个驱动电机5分别固定在机翼4末端，四个螺旋桨6分别设置在驱动电机5的电机轴上，上述的四个支杆8固定在主体1下方，一端与主体1连接，另一端与固定板7相连接，上述的起落架9设置于主体1两侧下方，分别位于两机翼4之间位置；所述的飞行高度控制系统包括高度传感器16、CCD相机3、控制模块17、驱动电机5，上述高度传感器16、控制模块17设置在主体1内部，CCD相机3设置在主体1一侧边缘两只机翼4之间，四个驱动电机5分别设置在四支机翼4末端，上述的高度传感器16将高度信号传达给控制模块17，控制模块17通过控制驱动电机5控制无人机大致飞行高度，所述CCD相机3采集棉珠高度通过控制模块17控制驱动电机5精准控制无人机飞行高度；所述的打顶动力装置包括电机10、联轴器11和连接轴13，上述的电机10设置在固定板7上，由无人机电源通过导线供电，通过四个孔用螺丝固定，电机10的轴通过联轴器11与连接轴13相连；所述的钢丝固定装置包括固定螺母14、螺栓15和钢丝12，上述的固定螺母14与连接轴通过焊接连接，钢丝12穿过固定螺母14上的细孔，由螺栓15旋紧挤压固定。
本发明的工作原理为：无人机起飞后，由主体内部的高度传感器16通过控制模块17控制大致飞行高度，然后由CCD相机3检测棉株顶端高度数据传输到控制模块17，控制模块17控制无人机四个驱动电机5，四个控制电机5分别控制螺旋翼6的旋转控制无人机的精准飞行高度。无人机飞行路线由无人机内部的GPS模块进行导航。打顶动力装置的电机10由无人机电源供电高速旋转，电机轴通过联轴器11与连接轴13连接，连接轴13与钢丝固定装置连接，带动钢丝12快速旋转进行切割，完成对棉花的打顶作业。

Claims (5)

1.一种以无人机为载体的棉花打顶机，其特征在于：一种以无人机为载体的棉花打顶机，包括无人机本体、飞行高度控制系统、打顶动力装置、钢丝固定装置，其特征在于飞行高度控制系统位于无人机本体内部，打顶动力装置位于无人机本体下方固定于固定板上，钢丝固定装置位于打顶动力装置下方与连接轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种以无人机为载体的棉花打顶机，其特征在于：所述的无人机本体包括主体、机翼、驱动电机、螺旋桨、支杆、固定板、起落架，上述的四个机翼固定于主体四个方向上，四个驱动电机分别固定在机翼末端，四个螺旋桨分别设置在驱动电机的电机轴上，上述的四个支杆固定在主体下方，一端与主体连接，另一端与固定板相连接，上述的起落架设置于主体两侧下方，分别位于两机翼中部位置。
3.根据权利要求1所述的一种以无人机为载体的棉花打顶机，其特征在于：所述的飞行高度控制系统包括高度传感器、CCD相机、控制模块、驱动电机，上述的高度传感器、控制模块设置在主体内部，CCD相机设置在主体一侧边缘两只机翼之间，四个驱动电机分别设置在四支机翼末端，上述的高度传感器将高度信号传达给控制模块，控制模块通过控制驱动电机控制无人机大致飞行高度，所述的CCD相机采集棉珠高度通过控制模块控制驱动电机精准控制无人机飞行高度。
4.根据权利要求1所述的一种以无人机为载体的棉花打顶机，其特征在于：所述的打顶动力装置包括电机、联轴器和连接轴，上述的电机设置在固定板上，由无人机电源通过导线供电，通过四个孔用螺丝固定，电机的轴通过联轴器与连接轴相连。
5.根据权利要求1所述的一种以无人机为载体的棉花打顶机，其特征在于：所述的钢丝固定装置包括固定螺母、螺栓和钢丝，上述的固定螺母与连接轴通过焊接连接，钢丝穿过钢丝固定螺母上的细孔，由螺栓旋紧挤压固定。
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