CN107817812A - 植保无人机及其药液喷洒控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种植保无人机及其药液喷洒控制方法，其中的控制方法包括：获取植保无人机的飞行信息，实时判断植保无人机的航向，根据植保无人机的航向控制部分喷头组件的关闭和部分喷头组件的开启。通过实时判断植保无人机的航向，根据植保无人机的航向切换不同的喷头进行施药，提高药液喷洒均匀性和施药效果。

Description

植保无人机及其药液喷洒控制方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及植保无人机及其药液喷洒控制方法。

背景技术

无人机是无人驾驶飞行器的统称，其安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，可通过地面站或飞手操作跟踪、定位飞行设备。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便等优点。无人机可在无线电遥控下垂直起飞，回收时，可自动着陆，可反复使用。其中植保无人机广泛用于农药喷洒、授粉、播种等农业相关任务。喷头作为喷洒农药的关键组件，其可靠性对植保无人机至关重要。

市面上现有的植保无人机施药过程中普遍存这样的问题：雾化后的药液易受其它桨叶产生的气流扰动，进而导致喷洒不均匀，影响施药效果；同时被扰动后的雾化药液容易沾污飞机部件，难以清洗，甚至影响一些光学和电子元件的性能。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的是要提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的植保无人机及其药液喷洒控制方法。

本发明一个进一步的目的是提高喷洒均匀性和提高施药效果。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种植保无人机的药液喷洒控制方法，植保无人机包括多个用于喷洒药液的喷头组件，控制方法包括：

获取植保无人机的飞行信息，实时判断植保无人机的航向；

根据植保无人机的航向控制部分喷头组件的关闭和部分喷头组件的开启。

可选地，根据植保无人机的航向控制部分喷头组件的关闭和部分喷头组件的开启的步骤包括：

控制位于植保无人机航向方向上游的喷头组件打开；

控制位于植保无人机航向方向下游的喷头组件关闭。

根据本发明另一个方面，还提供了一种植保无人机，包括：

喷头组件，用于喷洒药液；

微处理器，配置为获取植保无人机的飞行信息，实时判断植保无人机的航向，并根据植保无人机的航向控制部分喷头组件的关闭和部分喷头组件的开启。

可选地，微处理器还配置为控制位于植保无人机航向方向上游的喷头组件打开，控制位于植保无人机航向方向下游的喷头组件关闭。

可选地，喷头组件包括由下而上依次设置的甩盘、甩盘上盖和喷头电机；

甩盘上盖与甩盘间隔设置，甩盘上盖的上端设置有进药口，下端设置有与进药口连通的出药口，并设置有用于通过喷头电机的转轴的上下贯通的通道；

喷头电机的转轴穿过通道与甩盘连接，以带动甩盘绕喷头电机的转轴转动。

可选地，喷头组件还包括：

喷头电机驱动模块，与微处理器电连接，配置为接收微处理器的控制指令，并驱动喷头电机的运行。

可选地，植保无人机还包括：

二位三通电磁阀，具有与植保无人机的药液管连通的一个进液口、与位于植保无人机航向方向上游的喷头组件的进液口连通的一个第一出液口和与位于植保无人机航向方向下游的喷头组件的进液口连通的一个第二出液口；

二位三通电磁阀与微处理器连接，并由微处理器控制其第一出液口的开闭和第二出液口的开闭。

可选地，甩盘呈碗状结构，甩盘的开口端朝向甩盘上盖。

可选地，甩盘的开口端的外周沿形成有多个第一凹槽。

可选地，甩盘的内壁形成有多个第二凹槽，每个第二凹槽的延伸方向由甩盘的开口端向甩盘的底部延伸，多个第二凹槽沿甩盘的内壁环形面依次分布。

本发明的植保无人机的药液喷洒控制方法，通过实时判断植保无人机的航向，根据植保无人机的航向切换不同的喷头进行施药，提高药液喷洒均匀性和施药效果。

进一步地，本发明的植保无人机的药液喷洒控制方法，植保无人机航向方向上游的喷头组件打开，航向方向下游的喷头组件关闭，通过利用植保无人机航向方向上游的喷头组件施药，避免植保无人机航向方向下游的螺旋桨产生的气流对雾化药液产生扰动，从而使得雾化药液更均匀的喷洒于作物上，同时不易沾污飞机部件。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的植保无人机的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的植保无人机的电气部件的示意性结构图；

图3是根据本发明一个实施例的植保无人机处于一种飞行航向的示意性结构图；

图4是根据本发明一个实施例的植保无人机处于另一种飞行航向的示意性结构图；

图5是根据本发明一个实施例的植保无人机的药液喷洒控制方法。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的植保无人机一般性地包括机体1、间隔设置在机体1上的多个机臂2及设置在每个机臂2上的螺旋桨3。机体1上一般布置有药液箱，螺旋桨3的下部设置有喷头组件，药液箱的药液通过软管输送至喷头组件中，由喷头组件进行药液雾化后喷洒。

现有技术中，植保无人机作业过程中，所有喷头组件均进行药液喷洒，雾化后的药液易受螺旋桨3产生的气流扰动，进而导致喷洒不均匀，影响施药效果。

本实施例提供的植保无人机还包括飞行控制器和微处理器。飞行控制器控制植保无人机的飞行状态和飞行轨迹。微处理器配置为从飞行控制器获取植保无人机的飞行信息，实时判断植保无人机的航向，并根据植保无人机的航向控制部分喷头组件的关闭和部分喷头组件的开启。

具体地，微处理器还配置为控制位于植保无人机航向方向上游的喷头组件打开，控制位于植保无人机航向方向下游的喷头组件关闭。

植保无人机还包括二位三通电磁阀。二位三通电磁阀具有与植保无人机的药液管连通的一个进液口、与位于植保无人机航向方向上游的喷头组件的进液口连通的一个第一出液口和与位于植保无人机航向方向下游的喷头组件的进液口连通的一个第二出液口。

二位三通电磁阀由微处理器控制其线圈通断电，当电磁阀线圈通电时，第一出液口打开，第二出液口关闭；当电磁阀线圈断电时，第一出液口关闭，第二出液口打开。

其中的喷头组件包括由下而上依次设置的甩盘、甩盘上盖和喷头电机。甩盘上盖与甩盘间隔距离设置，甩盘上盖的上端设形成有进药口，下端形成有与进药口连通的出药口，且甩盘上盖上还形成有用于通过喷头电机的转轴的上下贯通的通道，喷头电机的转轴穿过通道与甩盘连接，以带动甩盘绕喷头电机的转轴转动。甩盘上形成螺纹孔，喷头电机的转轴通过螺纹孔与甩盘连接在一起。

甩盘的形状可为碗状、碟状或其他不规则形状等。优选地，甩盘为碗状结构，甩盘的开口端朝向甩盘上盖。也即是，碗状的甩盘的大口端朝上设置，电机带动甩盘转动，将从甩盘上盖的出药口流出的药液打散甩出，提高药液雾化的均匀性。

为充分利用转动中的甩盘将药液雾化，甩盘的开口端的外周沿形成有多个第一凹槽，多个第一凹槽可间隔分布在甩盘的开口端的外周沿，也可连续依次分布在甩盘的开口端的外周沿。甩盘在转动过程中，从甩盘上盖的出液口流出的药液经甩盘的开口端的外周沿上布置的一系列第一凹槽被打散甩出，将药液充分雾化。

甩盘的内壁形成有多个第二凹槽，该第二凹槽的延伸方向可由甩盘的开口端向甩盘的底部延伸。也即是，该第二凹槽从甩盘的开口端延伸至甩盘的底端，多个第二凹槽沿甩盘的内壁环形面依次分布，可依次间隔分布，也可依次连续分布。甩盘在转动过程中，从甩盘上盖的出液口流出的药液经甩盘的内壁上布置的一系列的第二凹槽打散甩出，可进一步将药液充分雾化，提高药液雾化的均匀性。

为保护电机免受外界的影响，喷头电机的外部罩设有电机罩，电机罩设置在甩盘上盖上，电机罩与甩盘上盖固定在一起。

为便于控制电机的运行，调整电机的转速，喷头组件还包括喷头电机驱动模块和驱动板罩。喷头电机驱动模块设置在电机罩的上部，驱动板罩罩设在喷头电机驱动模块的外部，起到保护喷头电机驱动模块的作用，驱动板罩与电机罩连接在一起，例如通过螺纹连接，也可是一体化构造。由此保持喷头组件的整个外观结构的整齐和美观。

喷头电机驱动模块与微处理器电连接，配置为接收微处理器的控制指令，并驱动喷头电机的运行，喷头电机驱动喷头组件上的甩盘旋转，从甩盘上盖的出液口流出的药液由转动的甩盘甩出。

如图2至4所示，本实施例的植保无人机为四旋翼植保无人机，植保无人机包括四个机臂和设置在每个机臂上的一个螺旋桨3，每个螺旋桨3的下部对应的设置一个喷头组件，共设置四个喷头组件。

四个喷头组件包括位于植保无人机航向方向上游的两个后置喷头组件4-2和位于植保无人机航向方向下游的两个前置喷头组件4-1。后置喷头组件4-2包括由后置喷头电机和后置喷头电机驱动模块，前置喷头组件4-1包括由前置喷头电机和前置喷头电机驱动模块。

如图3所示，当植保无人机航向为向前时，微处理器向后置喷头电机驱动模块发送指令，后置喷头电机驱动模块驱动后置喷头电机运行，同时，微处理器控制二位三通电磁阀的电磁阀线圈通电，与位于植保无人机航向方向上游的喷头组件(两个后置喷头组件4-2)的进液口连通的第一出液口打开，与位于植保无人机航向方向下游的喷头组件(两个前置喷头组件4-1)的进液口连通的第二出液口关闭。也即是打开与后置喷头组件4-2对应的药液输送管路，后置喷头进行药液喷洒工作，同时关闭与前置喷头组件4-1对应的药液输送管路。后置喷头组件4-2对应螺旋桨3对雾化药液产生下压力，前置喷头组件4-1对应的两个螺旋桨3产生的气流不会对雾化药液产生扰动，因此雾化药液可以更均匀的喷洒于作物上，同时不易沾污无人机上的部件。

如图4所示，同理，当无人机航向为向后时，前置喷头组件4-1工作，前置喷头组件4-1对应的螺旋桨3对雾化药液产生下压力，后置喷头组件4-2对应的两个螺旋桨3产生的气流不会对雾化药液产生扰动，因此雾化药液可以更均匀的喷洒于作物上，同时不易沾污无人机上的部件。

如图5所示，根据本发明的另一方面，还提供了一种植保无人机的药液喷洒控制方法，植保无人机包括多个用于喷洒药液的喷头组件，控制方法包括：

S502，获取植保无人机的飞行信息，实时判断植保无人机的航向。

S504，根据植保无人机的航向控制部分喷头组件的关闭和部分喷头组件的开启。

具体地，在确定植保无人机的航向之后，控制位于植保无人机航向方向上游的喷头组件打开，控制位于植保无人机航向方向下游的喷头组件关闭。也可理解为，位于植保无人机前进方向后部的喷头组件打开，位于植保无人机前进方向前部的喷头组件打开。位于植保无人机前进方向后部的喷头组件工作，后部的喷头组件对应的螺旋桨3对雾化药液产生下压力，前部的喷头组件对应的俩个螺旋桨3产生的气流不会对雾化药液产生扰动，因此雾化药液可以更均匀的喷洒于作物上，同时不易沾污飞机部件。

植保无人机在实际作业中，实时检测其航向，根据其航向及时切换喷头组件作业，避免了螺旋桨3产生的气流对药液喷洒的影响，提高药液喷洒的均匀性，提升植保无人机的施药效果。

本实施例的植保无人机的药液喷洒控制方法，通过实时判断植保无人机的航向，根据植保无人机的航向切换不同的喷头进行施药，提高药液喷洒均匀性和施药效果。

进一步地，本实施例的植保无人机的药液喷洒控制方法，植保无人机航向方向上游的喷头组件打开，航向方向下游的喷头组件关闭，通过利用植保无人机航向方向上游的喷头组件施药，避免植保无人机航向方向下游的螺旋桨3产生的气流对雾化药液产生扰动，从而使得雾化药液更均匀的喷洒于作物上，同时不易沾污飞机部件。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种植保无人机的药液喷洒控制方法，植保无人机包括多个用于喷洒药液的喷头组件，所述控制方法包括：

获取所述植保无人机的飞行信息，实时判断所述植保无人机的航向；

根据所述植保无人机的航向控制部分所述喷头组件的关闭和部分所述喷头组件的开启。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，根据所述植保无人机的航向控制部分所述喷头组件的关闭和部分所述喷头组件的开启的步骤包括：

控制位于所述植保无人机航向方向上游的所述喷头组件打开；

控制位于所述植保无人机航向方向下游的所述喷头组件关闭。

3.一种植保无人机，包括：

喷头组件，用于喷洒药液；

微处理器，配置为获取所述植保无人机的飞行信息，实时判断所述植保无人机的航向，并根据所述植保无人机的航向控制部分所述喷头组件的关闭和部分所述喷头组件的开启。

4.根据权利要求3所述的植保无人机，其中

所述微处理器还配置为控制位于所述植保无人机航向方向上游的所述喷头组件打开，控制位于所述植保无人机航向方向下游的所述喷头组件关闭。

5.根据权利要求3所述的植保无人机，其中

所述喷头组件包括由下而上依次设置的甩盘、甩盘上盖和喷头电机；

所述甩盘上盖与所述甩盘间隔设置，所述甩盘上盖的上端设置有进药口，下端设置有与所述进药口连通的出药口，并设置有用于通过所述喷头电机的转轴的上下贯通的通道；

所述喷头电机的转轴穿过所述通道与所述甩盘连接，以带动所述甩盘绕所述喷头电机的转轴转动。

6.根据权利要求5所述的植保无人机，其中

所述喷头组件还包括：

喷头电机驱动模块，与所述微处理器电连接，配置为接收所述微处理器的控制指令，并驱动所述喷头电机的运行。

7.根据权利要求4所述的植保无人机，还包括：

二位三通电磁阀，具有与所述植保无人机的药液管连通的一个进液口、与位于所述植保无人机航向方向上游的所述喷头组件的进液口连通的一个第一出液口和与位于所述植保无人机航向方向下游的所述喷头组件的进液口连通的一个第二出液口；

所述二位三通电磁阀与所述微处理器连接，并由所述微处理器控制其所述第一出液口的开闭和所述第二出液口的开闭。

8.根据权利要求5所述的植保无人机，其中

所述甩盘呈碗状结构，所述甩盘的开口端朝向所述甩盘上盖。

9.根据权利要求8所述的植保无人机，其中

所述甩盘的开口端的外周沿形成有多个第一凹槽。

10.根据权利要求8所述的植保无人机，其中

所述甩盘的内壁形成有多个第二凹槽，每个所述第二凹槽的延伸方向由所述甩盘的开口端向所述甩盘的底部延伸，多个所述第二凹槽沿所述甩盘的内壁环形面依次分布。