CN107535471A

CN107535471A - 一种适用于无人机投放的施药装置及配套使用的一种农药包

Info

Publication number: CN107535471A
Application number: CN201710805840.9A
Authority: CN
Inventors: 郑贤; 耿葵花; 韦为; 李耿敏; 隋明君; 谢声扬; 雷悦
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2018-01-05
Anticipated expiration: 2037-09-08
Also published as: CN107535471B

Abstract

本发明公开了一种适用于无人机投放的施药装置及配套使用的一种农药包，属于农业施药机械领域，该施药装置包括机体、驱动轴、叶片轮、蜗轮蜗杆直流减速电机、激光点火器、微动开关、控制系统；机体包括农药包存储箱和农药包投放箱；叶片轮安装在驱动轴上，并设于农药包投放箱的内部；蜗轮蜗杆直流减速电机与驱动轴连接；激光点火器用于点火引燃农药包的引线，微动开关用于控制叶片轮停止转动；控制系统用于控制投放农药包；该农药包包括包体、粉剂式农药以及鞭炮；粉剂式农药和鞭炮均容置于包体内；农药包由施药装置投放，并在空中爆炸，洒到林木及果树上，本发明解决了高大林木或者果树施药困难的问题。

Description

一种适用于无人机投放的施药装置及配套使用的一种农药包

技术领域

本发明涉及农业施药机械领域，特别是一种适用于无人机投放的施药装置及配套使用的一种农药包。

背景技术

林木或者果树主要是通过喷射农药进行病虫害防治。传统的人工施药设备由于喷射压力不足等原因只适用于向较小的林木或者果树施药，难以将农药输送到高大的林木或者果树上。此外，传统的人工施药设备还存在施药效率低下、农药大量漂移、利用率低、污染环境等诸多问题。为了解决上述问题，部分种植人员采用动力驱动的自走式施药机械将农药喷射到高大林木或者果树上；但是，通常情况下高大林木或果树的周围还种植有其他或高或矮的树木，而且，受林木或果树种植地地形的影响，自走式施药机械并不能很好地进入林区或者果园发挥作用；因此，有必要提供一种新型的施药装置解决高大林木或者果树施药困难的问题，特别是丘陵地区解决高大林木或者果树施药困难的问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种适用于无人机投放的施药装置及配套使用的一种农药包，用于解决高大林木或者果树施药困难的问题，特别是丘陵地区解决高大林木或者果树施药困难的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于无人机投放的施药装置，包括：

机体，包括农药包存储箱和农药包投放箱；所述农药包存储箱的上端面开设有若干用于连接无人机的连接孔；所述农药包存储箱的上端开设有开口，用以横向放入农药包，下端与所述农药包投放箱相连；所述农药包存储箱和所述农药包投放箱内部相连通形成一传送通道，并于所述传送通道的外侧分别开设上下相对的第一引线孔和第二引线孔；所述农药包可在所述传送通道内由下至上排成一列；所述农药包投放箱上开设有供所述农药包投放的投放口；

驱动轴，设于所述传送通道的正下方，其垂直穿设所述农药包投放箱的两端面，并与所述农药包投放箱转动连接；

叶片轮，设于所述农药包投放箱的内部，其包括一轮毂和若干叶片；所述轮毂套设于所述驱动轴上；若干所述叶片均匀设置在所述轮毂的外周面；相邻两所述叶片构成V形结构，用以支撑所述农药包，并可随所述驱动轴转动将所述农药包由所述投放口顺序地投出；

蜗轮蜗杆直流减速电机，设于所述农药包投放箱的外侧，并与所述驱动轴连接，用以驱动所述驱动轴；

激光点火器，设于所述农药包投放箱的外侧，并位于所述第二引线孔的边缘；

微动开关，设于所述农药包投放箱上，并位于所述投放口的下端边缘；所述微动开关的触发部位设于所述农药包投放箱的内侧，并可被所述叶片触发；以及，

控制系统，设于所述农药包投放箱上，其包括通信模块、检测模块以及控制模块；所述通信模块、所述检测模块、所述激光点火器以及所述蜗轮蜗杆直流减速电机均连接所述控制模块；所述检测模块连接所述微动开关；

所述控制模块通过所述通信模块接收无人机的投放指令，并控制所述激光点火器通电以及控制所述蜗轮蜗杆直流减速电机运转；所述控制模块通过所述检测模块检测所述微动开关的触发情况，并在所述微动开关被触发时控制所述蜗轮蜗杆直流减速电机停止运转。

上述控制流程为：所述通信模块接收无人机的投放指令后，将投放指令传送至所述控制住模块；所述控制模块接收所述投放指令后，控制所述激光点火器通电，执行设定时长的点火动作；当点火动作完成时，所述控制模块控制所述激光点火器断电，并控制所述蜗轮蜗杆直流减速电机运转，从而驱动所述叶片轮旋转将所述农药包投出；所述叶片轮将所述农药包投出后，所述叶片触发所述微动开关，所述检测模块生成反馈信号发送至所述控制模块，所述控制模块控制所述蜗轮蜗杆直流减速电机停止运转。

优选地，所述农药包存储箱呈长方体形状，所述农药包投放箱呈圆柱体形状，所述农药包存储箱的下端与所述农药包投放箱的外周面垂直连接。这样设置，便于所述农药包的储存、传送以及投放，提高施药效率。

优选地，所述蜗轮蜗杆直流减速电机的输出轴通过联轴器与所述驱动轴连接。这样设置，便于提高所述蜗轮蜗杆直流减速电机的输出效率，以及更精准地控制所述驱动轴转动或者停止。

优选地，所述蜗轮蜗杆直流减速电机通过异型法兰安装在所述农药包投放箱上；所述异型法兰包括凸台、圆筒体以及矩形板；所述凸台和所述矩形板分别设于所述圆筒体的两端，所述凸台镶嵌于所述农药包投放箱，并通过第一螺钉固定；所述蜗轮蜗杆直流减速电机安装在所述矩形板上；所述联轴器设于所述圆筒体的内部。这样设置，使得所述蜗轮蜗杆直流减速电机的安装更加牢固可靠，以及确保所述蜗轮蜗杆直流减速电机运转的稳定性，提高其输出效率。

优选地，所述叶片轮通过第二螺钉与所述驱动轴可拆卸连接。这样设置，使得所述叶片轮与所述驱动轴的连接牢固可靠，且便于所述叶片轮的安装与拆卸，容易更换。

优选地，所述激光点火器通过U型卡箍安装在所述农药包投放箱上，并通过第三螺钉固定。这样设置，使得所述激光点火器与所述农药包投放箱的连接更加安全稳定，同时便于所述激光点火器的安装与拆卸。

一种农药包，包括：

包体，呈圆筒状；

粉剂式农药，容置于所述包体内；以及，

鞭炮，容置于所述包体内，其引线延伸至所述包体外，并可穿设所述施药装置的所述第一引线孔及所述第二引线孔，且可被所述激光点火器点燃。

优选地，所述包体包括外层体、内层体以及封盖，所述外层体和内层体之间设有第一容置槽，所述内层体内设第二容置槽；所述粉剂式农药容置于所述第一容置槽内，所述鞭炮容置于所述第二容置槽内；所述封盖安装在所述外层体及所述内层体上，用于封盖所述第一容置槽及所述第二容置槽；所述封盖开设有供所述鞭炮的引线穿过的第三引线孔。这样设置，使得所述粉剂式农药和所述鞭炮分隔开，避免出现所述鞭炮的引线在燃烧的时候被所述粉剂式农药影响并因此导致所述鞭炮不能成功引爆的情况，进一步提高施药的效率及质量。

优选地，所述外层体和所述内层体均由硬质纸卷制而成，并通过粘合胶粘连。这样设置，使所述外层体和所述内层体具有较好的硬度，不容易产生形变，避免所述粉剂式农药和所述鞭炮相互影响。

优选地，所述鞭炮的引线于所述封盖的外侧盘旋成若干圈，其引出端与所述封盖垂直设置。这样设置，可根据需要设置不同长度的引线；所述引线的长度由无人机的悬停高度、期望爆炸的高度、空气阻力系数以及所述引线的燃烧速度确定。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明的施药装置可结合无人机使用，将农药包带到高大林木或者果树的树冠上空，当控制模块接收投放指令后，其控制激光点火器通电，执行设定时长的点火动作，将农药包中鞭炮的引线点燃；当点火动作完成时，控制模块控制激光点火器断电，并控制蜗轮蜗杆直流减速电机运转，从而驱动叶片轮旋转将农药包投出，农药包下落至期望的爆炸高度时被引爆，其内部容置的粉剂式农药均匀地施撒在高大林木或者果树的枝叶上，完成高大林木或者果树的病虫害防治，提高了农药施洒的效率，解决高大林木或者果树施药困难的问题。

2.本发明采用自动化机械施药的方法，大大减少了人工投入，解放了生产力，且施药的效果相比传统人工施药方法的防虫效果更加显著；此外，本发明结构简单，操作简便，具有良好的推广意义。

3.本发明采用在空中施洒农药的方式，不受林木及果树种植地地势的影响，因此可适用于任何林区、果园的施药工作，有效地解决了地势环境恶劣的地区，如丘陵地区，高大林木或者果树施药困难的问题。

附图说明

图1是本发明一种适用于无人机投放的施药装置的结构示意图；

图2是本发明的农药包投放箱的局部剖视图；

图3是本发明的叶片轮的结构示意图；

图4是本发明的异型法兰的结构示意图；

图5是本发明的电器连接示意图；

图6是本发明一种农药包的结构示意图；

图7是本发明一种农药包的剖面图；

图中主要元件符号说明如下：

附图中，1-机体、2-农药包存储箱、3-农药包投放箱、4-连接孔、5-开口、6-第一引线孔、7-第二引线孔、8-投放口、9-驱动轴、10-叶片轮、11-轮毂、12-叶片、13-第二螺钉、14-蜗轮蜗杆直流减速电机、15-激光点火器、16-微动开关、17-通信模块、18-控制模块、19-检测模块、20-联轴器、21-异型法兰、22-圆筒体、23-凸台、24-矩形板、25-U型卡箍、26-第三螺钉、27-农药包、28-包体、29-外层体、30-内层体、31-封盖、32-第一容置槽、33-第二容置槽、34-粉剂式农药、35-鞭炮、36-引线。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1-5所示，一种适用于无人机投放的施药装置，包括机体1、驱动轴9、叶片轮10、蜗轮蜗杆直流减速电机14、激光点火器15、微动开关16以及控制系统。

机体1包括农药包存储箱2和农药包投放箱3。农药包存储箱2的上端面开设有若干用于连接无人机的连接孔4。本实施例中，连接孔4的数量为四个。农药包存储箱2的上端开设有开口5，用以横向放入农药包27，下端与农药包投放箱3相连。农药包存储箱2和农药包投放箱3内部相连通形成一传送通道，并于传送通道的外侧分别开设上下相对的第一引线孔6和第二引线孔7。农药包27可在传送通道内由下至上排成一列。农药包投放箱3上开设有供农药包27投放的投放口8。

本实施例中，农药包存储箱2呈长方体形状，农药包投放箱3呈圆柱体形状，农药包存储箱2的下端与农药包投放箱3的外周面垂直连接。这样设置，便于农药包27的储存、传送以及投放，提高施药效率。第一引线孔6开设于农药包存储箱2的侧面上，第二引线孔7开设于农药包投放箱3的端面上。

驱动轴9设于传送通道的正下方，其垂直穿设农药包投放箱3的两端面，并与农药包投放箱3转动连接。叶片轮10设于农药包投放箱3的内部，其包括一轮毂11和若干叶片12，本实施例中，叶片12的数量为四个。轮毂11套设于驱动轴9上，四个叶片12均匀设置在轮毂11的外周面。相邻两叶片12构成V形结构，用以支撑农药包27，并可随驱动轴9转动将农药包27由投放口8顺序地投出。本实施例中，叶片轮10通过第二螺钉13与驱动轴9可拆卸连接。这样设置，使得叶片轮10与驱动轴9的连接牢固可靠，且便于叶片轮10的安装与拆卸，容易更换。

蜗轮蜗杆直流减速电机14设于农药包投放箱3的外侧，并与驱动轴9连接，用以驱动驱动轴9。本实施例中，蜗轮蜗杆直流减速电机14通过异型法兰21安装在农药包投放箱3上，异型法兰21包括凸台23、圆筒体22以及矩形板24。凸台23和矩形板24分别设于圆筒体22的两端，凸台23镶嵌于农药包投放箱3，并通过第一螺钉固定，蜗轮蜗杆直流减速电机14安装在矩形板24上。蜗轮蜗杆直流减速电机14的输出轴通过联轴器20与驱动轴9连接，联轴器20设于圆筒体22的内部。这样设置，使得蜗轮蜗杆直流减速电机14的安装更加牢固可靠，确保蜗轮蜗杆直流减速电机14运转的稳定性，提高其输出效率，以及更精准地控制驱动轴9转动或者停止。

激光点火器15设于农药包投放箱3的外侧，并位于第二引线孔7的边缘。本实施例中，激光点火器15通过U型卡箍25安装在农药包投放箱3上，并通过第三螺钉26固定。这样设置，使得激光点火器15与农药包投放箱3的连接更加安全稳定，同时便于激光点火器15的安装与拆卸。

微动开关16设于农药包投放箱3上，并位于投放口8的下端边缘；微动开关16的触发部位设于农药包投放箱3的内侧，并可被叶片12触发。

控制系统设于农药包投放箱3上，其包括通信模块17、检测模块19以及控制模块18。通信模块17、检测模块19、激光点火器15以及蜗轮蜗杆直流减速电机14均连接控制模块18；检测模块19连接微动开关16。

控制模块18通过通信模块17接收无人机的投放指令，并控制激光点火器15通电以及控制蜗轮蜗杆直流减速电机14运转。控制模块18通过检测模块19检测微动开关16的触发情况，并在微动开关16被触发时控制蜗轮蜗杆直流减速电机14停止运转。

如图6-7所示，适用于无人机投放的施药装置配套使用的一种农药包27，包括包体28、粉剂式农药34以及鞭炮35。

包体28呈圆筒状；粉剂式农药34容置于包体28内；鞭炮35容置于包体28内，其引线36延伸至包体28外，并可穿设施药装置的第一引线孔6及第二引线孔7，且可被激光点火器15点燃。

本实施例中，包体28包括外层体29、内层体30以及封盖31，外层体29和内层体30之间设有第一容置槽32，内层体30内设第二容置槽33。粉剂式农药34容置于第一容置槽32内，鞭炮35容置于第二容置槽33内。封盖31安装在外层体29及内层体30上，用于封盖31第一容置槽32及第二容置槽33。封盖31开设有供鞭炮35的引线36穿过的第三引线孔。这样设置，使得粉剂式农药34和鞭炮35分隔开，避免出现鞭炮35的引线36在燃烧的时候被粉剂式农药34影响并因此导致鞭炮35不能成功引爆的情况，进一步提高施药的效率及质量。鞭炮35将第二容置槽33上下隔开，形成上剩余空间和下剩余空间。为了填充第二容置槽33的剩余空间，同时为了减缓农药包27内的鞭炮35在转移运输过程的振动和冲击影响，在上剩余空间和下剩余空间填充有碎纸屑。

外层体29和内层体30均由硬质纸卷制而成，并通过粘合胶粘连。这样设置，使外层体29和内层体30具有较好的硬度，不容易产生形变，避免粉剂式农药34和鞭炮35相互影响。

鞭炮35的引线36于封盖31的外侧盘旋成若干圈，其引出端与封盖31垂直设置。这样设置，可根据需要设置不同长度的引线36；引线36的长度由无人机的悬停高度、期望爆炸的高度、空气阻力系数以及引线36的燃烧速度确定。

初次使用时，先将叶片轮10相邻两个叶片12之间形成的V形结构对准机体1的农药包存储箱2内的传送通道，并使该V形结构的对称面与机体1在竖直方向上的对称面平齐；接着，将农药包27以平卧的方式依次放入机体1的农药包存储箱2，使农药包27上的鞭炮35的引线36从机体1的第一引线孔6以及第二引线孔7引出，再通过设于农药包存储箱2上端面的四个连接孔4挂接到无人机上；连接好蜗轮蜗杆直流减速电机14和激光点火器15的线路后，由无人机带到高大林木或者果树的树冠上空的预定高度H1上，该预定高度H1应满足下列关系，即：H1-H2＝1/2gt²-Δ_t；式中，H1为无人机的悬停高度，H2为期望爆炸的高度，t为农药包27从施药装置投出到爆炸的延迟时间；t由引线36的盘旋的长度以及引线36的燃烧速度确定；Δ_t为空气阻力对农药包的下落距离的影响系数,是时间t的函数。

当控制系统的通信模块17接收无人机的投放指令时，通信模块17将投放指令传送至控制模块18；控制模块18接收投放指令后，控制激光点火器15通电，执行设定时长的点火动作；当点火动作完成时，控制模块18控制激光点火器15断电，并控制蜗轮蜗杆直流减速电机14运转，从而驱动叶片轮10旋转将农药包27投出；叶片轮10将农药包27投出后，叶片12触发微动开关16，检测模块19生成反馈信号发送至控制模块18，控制模块18生成停止指令发送至蜗轮蜗杆直流减速电机14，蜗轮蜗杆直流减速电机14接收停止指令后停止运转。农药包27被抛出后，在期望爆炸的高度引爆，将粉剂式农药34均匀地施撒在果树的枝叶上，解决高大林木及果树施药困难的问题。

本发明采用自动化机械施药的方法，大大减少了人工投入，解放了生产力，且施药的效果相比传统人工施药方法的防虫效果更加显著；另外，本发明采用在空中施洒农药的方式，不受林木及果树种植地地势的影响，因此可适用于任何林区、果园的施药工作，有效地解决了地势环境恶劣的地区，如丘陵地区，高大林木或者果树施药困难的问题。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims

1.一种适用于无人机投放的施药装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种适用于无人机投放的施药装置，其特征在于，所述农药包存储箱呈长方体形状，所述农药包投放箱呈圆柱体形状，所述农药包存储箱的下端与所述农药包投放箱的外周面垂直连接。

3.如权利要求1所述的一种适用于无人机投放的施药装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆直流减速电机的输出轴通过联轴器与所述驱动轴连接。

4.如权利要求3所述的一种适用于无人机投放的施药装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆直流减速电机通过异型法兰安装在所述农药包投放箱上；所述异型法兰包括凸台、圆筒体以及矩形板；所述凸台和所述矩形板分别设于所述圆筒体的两端，所述凸台镶嵌于所述农药包投放箱，并通过第一螺钉固定；所述蜗轮蜗杆直流减速电机安装在所述矩形板上；所述联轴器设于所述圆筒体的内部。

5.如权利要求1所述的一种适用于无人机投放的施药装置，其特征在于，所述叶片轮通过第二螺钉与所述驱动轴可拆卸连接。

6.如权利要求1所述的一种适用于无人机投放的施药装置，其特征在于，所述激光点火器通过U型卡箍安装在所述农药包投放箱上，并通过第三螺钉固定。

7.如权利要求1-6所述的适用于无人机投放的施药装置配套使用的一种农药包，其特征在于，包括：

包体，呈圆筒状；

粉剂式农药，容置于所述包体内；以及，

8.根据权利要求7所述的一种农药包，其特征在于：所述包体包括外层体、内层体以及封盖，所述外层体和内层体之间设有第一容置槽，所述内层体内设第二容置槽；所述粉剂式农药容置于所述第一容置槽内，所述鞭炮容置于所述第二容置槽内；所述封盖安装在所述外层体及所述内层体上，用于封盖所述第一容置槽及所述第二容置槽；所述封盖开设有供所述鞭炮的引线穿过的第三引线孔。

9.根据权利要求8所述的一种农药包，其特征在于：所述外层体和所述内层体均由硬质纸卷制而成，并通过粘合胶粘连。

10.如权利要求8所述的一种适用于无人机投放的施药装置，其特征在于，所述鞭炮的引线于所述封盖的外侧盘旋成若干圈，其引出端与所述封盖垂直设置。