CN107826241A - 一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，包括主体、种仓和四个播种机构，播种机构包括连接管、喷料管和控料室，控料室内设有控料组件，控料组件包括第一电机、驱动轮、调节单元和控料单元，控料单元包括挡板、连接杆、弹簧和两个竖杆，喷料管的顶端设有导风机构，导风机构包括若干导风组件，导风组件包括导风板、第二电机、第一连杆和第二连杆，该用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机通过控料组件控制进入喷料管内的种子量，防止单位面积内种子喷量过多，降低农作物的产量，不仅如此，通过导风组件改变进入喷料管内的空气量，从而调节作用在种子上的喷射力，使种子以不同的速度落入土壤中，实现有效可靠的播种。

Description

一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机。

背景技术

无人驾驶飞机，简称无人机（UAV），是一种处在迅速发展中的新概念武器装备，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。无人机通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。

无人机作为农业播种机使用时，一般都是通过重力，直接将种仓中的种子撒播出去，但是由于种仓内种子多，仓门打开的瞬间，会有大量的种子撒播出去，造成单位面积内种子分布密集，如果每平方米内的植物数量过多，将会影响植物之间的通风，容易滋生病虫，且土壤的养分无法满足过多的植物的生长需求，导致农作物的产量下降，不仅如此，由于播种时仅仅依靠重力，导致种子落地时速度小，在一些地质较硬的地区，种子难以进入到土壤中，导致种子存活率降低，无法实现有效可靠的播种。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，包括主体、种仓、四个飞行机构和四个播种机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体的外周，所述播种机构周向均匀分布在种仓的外周，所述种仓固定在主体的下方，所述种仓上设有加料管，所述播种机构与飞行机构一一对应；

所述播种机构包括连接管、喷料管和控料室，所述连接管倾斜向下设置，所述连接管的一端与种仓连通，所述连接管的另一端与喷料管的中心处连通，所述控料室位于飞行机构和连接管之间，所述控料室内设有控料组件；

所述控料组件包括第一电机、驱动轮、调节单元和控料单元，所述第一电机固定在控料室的内壁上，所述第一电机与驱动轮传动连接，所述调节单元设置在驱动轮的远离第一电机的一侧，所述控料单元位于驱动轮的一侧；

所述控料单元包括挡板、连接杆、顶杆、弹簧和两个竖杆，所述挡板的底端设置在连接管内，两个竖杆的底端分别固定在挡板的上方的两端，所述顶杆架设在两个竖杆上，所述顶杆通过弹簧与控料室内的顶部固定连接，所述弹簧处于压缩状态，所述连接杆的两端分别与两个竖杆的中心处固定连接；

所述喷料管的顶端设有导风机构，所述导风机构包括若干导风组件，所述导风组件周向均匀分布在喷料管的外周，所述导风组件包括铰接单元、导风板、侧杆、第二电机、第一连杆和第二连杆，所述导风板通过铰接单元与喷料管连接，所述侧杆位于铰接单元的下方，所述第二电机通过侧杆固定在喷料管上，所述第二电机与第一连杆的一端传动连接，所述第一连杆的另一端通过第二连杆与导风板铰接。

作为优选，为了便于调节挡板上升的距离用以控制从连接管进入喷料管中的种子用量，所述调节单元包括第三电机、第三驱动轴、套管和驱动杆，所述第三电机固定在驱动轮的圆心处，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述第三驱动轴的外周设有外螺纹，所述套管套设在第三驱动轴上，所述套管内设有内螺纹，所述套管内的内螺纹与第三驱动轴上的外螺纹相匹配，所述套管与驱动杆固定连接。

作为优选，为了保证套管的稳定移动，所述调节单元还包括固定环，所述固定环固定在驱动轮上，所述固定环套设在套管上。

作为优选，为了使挡板沿着固定的轨迹升降，所述控料单元还包括固定杆、滑环和滑轨，所述滑环通过固定杆与控料室的一侧的内壁固定连接，所述滑轨的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向挡板，所述滑轨的两端固定在挡板上，所述滑环套设在滑轨上。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体的上方设有太阳能板。

作为优选，为了实现无人机的飞行功能，所述飞行机构包括支架、第四电机、第四驱动轴和两个旋翼，所述第四电机通过支架与主体固定连接，两个旋翼分别设置在第四驱动轴的两侧，所述第四电机通过第四驱动轴与旋翼传动连接，所述支架固定在控料室的上方。

作为优选，为了保证第四电机的驱动力，所述第四电机为直流伺服电机。

作为优选，为了便于导风板转动，所述铰接组件包括两个铰接单元，两个铰接单元分布设置在导风板的两侧，所述铰接单元包括插杆和插管，所述插管固定在喷料管上，所述插杆的一端设置在插管内，所述插杆的另一端与导风板固定连接。

作为优选，为了防止无人机着陆时损坏喷料管，所述喷料管的底端至少设有两个支脚，所述支架周向均匀分布在喷料管的外周，所述支脚的远离喷料管的一端设有缓冲块。

作为优选，为了进一步保证无人机的安全着陆，所述缓冲块的材质为橡胶。

本发明的有益效果是，该用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机通过控料组件控制进入喷料管内的种子量，防止单位面积内种子喷量过多，降低农作物的产量，与传统的控料组件相比，该控料组件通过调节单元调节挡板升降范围，进而能够根据实际需求灵活调节种子的喷量，不仅如此，通过导风组件改变进入喷料管内的空气量，从而调节作用在种子上的喷射力，使种子以不同的速度落入土壤中，实现有效可靠的播种，与传统的导风组件相比，该导风组件设置在飞行机构的下方，合理利用飞行机构产生的向下的气流改变喷射力，从而实现了节能效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机的结构示意图；

图2是本发明的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机的控料组件的结构示意图；

图3是本发明的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机的控料单元的结构示意图；

图4是本发明的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机的导风机构的结构示意图；

图中：1.主体，2.种仓，3.加料管，4.连接管，5.喷料管，6.控料室，7.第一电机，8.驱动轮，9.挡板，10.连接杆，11.顶杆，12.弹簧，13.竖杆，14.导风板，15.侧杆，16.第二电机，17.第一连杆，18.第二连杆，19.第三电机，20.第三驱动轴，21.套管，22.驱动杆，23.固定环，24.固定杆，25.滑环，26.滑轨，27.支架，28.第四电机，29.第四驱动轴，30.旋翼，31.插杆，32.插管，33.支脚，34.缓冲块，35.太阳能板。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，包括主体1、种仓2、四个飞行机构和四个播种机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体1的外周，所述播种机构周向均匀分布在种仓2的外周，所述种仓2固定在主体1的下方，所述种仓2上设有加料管3，所述播种机构与飞行机构一一对应；

所述播种机构包括连接管4、喷料管5和控料室6，所述连接管4倾斜向下设置，所述连接管4的一端与种仓2连通，所述连接管4的另一端与喷料管5的中心处连通，所述控料室6位于飞行机构和连接管4之间，所述控料室6内设有控料组件；

该无人机在执行播种任务时，由飞行机构带动主体1飞行，飞行机构下方的播种机构中，种仓2内的种子进入倾斜向下的连接管4中，由控料室6中的控料组件控制从连接管4进入喷料管5中的种子量，防止种子喷洒过多，而后通过控料组件的种子进入喷料管5，受上方的飞行机构产生的向下气流的作用力的影响，使种子从喷料管5的下方喷射而出，由于增加了喷射的速度，从而使种子能够喷入土壤中，实现可靠的播种。

如图2-3所示，所述控料组件包括第一电机7、驱动轮8、调节单元和控料单元，所述第一电机7固定在控料室6的内壁上，所述第一电机7与驱动轮8传动连接，所述调节单元设置在驱动轮8的远离第一电机7的一侧，所述控料单元位于驱动轮8的一侧；

所述控料单元包括挡板9、连接杆10、顶杆11、弹簧12和两个竖杆13，所述挡板9的底端设置在连接管4内，两个竖杆13的底端分别固定在挡板9的上方的两端，所述顶杆11架设在两个竖杆13上，所述顶杆11通过弹簧12与控料室6内的顶部固定连接，所述弹簧12处于压缩状态，所述连接杆10的两端分别与两个竖杆13的中心处固定连接；

控料组件中，第一电机7带动驱动轮8转动，使驱动轮8上的调节单元转动，调节单元作用在控料单元的连接杆10上，调节单元向上转动，从而使连接杆10向上移动，带动竖杆13和顶杆11向上移动，压缩弹簧12并使挡板9向上移动，便于连接管4内的种子进入喷料管5中，而后调节单元继续转动，脱离连接杆10，受压缩的弹簧12为恢复形变，使挡板9向下移动，防止连接管4中的种子继续进入喷料管5中，避免一次性喷出过多的种子，从而实现控制种子播种量的功能。

如图4所示，所述喷料管5的顶端设有导风机构，所述导风机构包括若干导风组件，所述导风组件周向均匀分布在喷料管5的外周，所述导风组件包括铰接单元、导风板14、侧杆15、第二电机16、第一连杆17和第二连杆18，所述导风板14通过铰接单元与喷料管5连接，所述侧杆15位于铰接单元的下方，所述第二电机16通过侧杆15固定在喷料管5上，所述第二电机16与第一连杆17的一端传动连接，所述第一连杆17的另一端通过第二连杆18与导风板14铰接。

导风机构内，通过多个导风组件中的第二电机16运行，带动第一连杆17转动，而后通过第二连杆18驱动22导风板14转动，改变导风板14的方向，调节进入喷料管5的通风量，进而改变作用在种子上的喷射力，改变种子的喷射速度，使种子以不同的速度入地。

如图2所示，所述调节单元包括第三电机19、第三驱动轴20、套管21和驱动杆22，所述第三电机19固定在驱动轮8的圆心处，所述第三电机19与第三驱动轴20传动连接，所述第三驱动轴20的外周设有外螺纹，所述套管21套设在第三驱动轴20上，所述套管21内设有内螺纹，所述套管21内的内螺纹与第三驱动轴20上的外螺纹相匹配，所述套管21与驱动杆22固定连接。

调节组件内，第三电机19运行，带动第三驱动轴20转动，使第三驱动轴20上的外螺纹作用于套管21内的内螺纹，进而带动套管21和驱动杆22移动，改变驱动杆22作用在连接杆10上的位置，从而使驱动杆22转动一周时，挡板9的升降距离发生变化，进而调节从连接管4进入喷料管5中的种子量，从而改变了播种量。

作为优选，为了保证套管21的稳定移动，所述调节单元还包括固定环23，所述固定环23固定在驱动轮8上，所述固定环23套设在套管21上。利用固定环23固定了套管21的移动方向，从而保证了套管21的稳定移动。

如图2所示，所述控料单元还包括固定杆24、滑环25和滑轨26，所述滑环25通过固定杆24与控料室6的一侧的内壁固定连接，所述滑轨26的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向挡板9，所述滑轨26的两端固定在挡板9上，所述滑环25套设在滑轨26上。固定杆24辅助固定了滑环25的位置，挡板9升降带动滑轨26升降，使滑轨26与滑环25发生相对位移，利用滑环25固定了滑轨26的移动方向，从而使挡板9沿着固定的方向进行升降。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体1的上方设有太阳能板35。太阳能板35在晴朗的白天能够吸收太阳光进行光伏发电，将太阳能转化为供设备飞行的能源，从而提高了设备的续航能力。

如图1所示，所述飞行机构包括支架27、第四电机28、第四驱动轴29和两个旋翼30，所述第四电机28通过支架27与主体1固定连接，两个旋翼30分别设置在第四驱动轴29的两侧，所述第四电机28通过第四驱动轴29与旋翼30传动连接，所述支架27固定在控料室6的上方。

第四电机28运行，通过第四驱动轴29带动旋翼30转动，产生向下的气流，从而实现了无人机的飞行功能。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第四电机28的驱动力，所述第四电机28为直流伺服电机。

如图4所示，所述铰接组件包括两个铰接单元，两个铰接单元分布设置在导风板14的两侧，所述铰接单元包括插杆31和插管32，所述插管32固定在喷料管5上，所述插杆31的一端设置在插管32内，所述插杆31的另一端与导风板14固定连接。插杆31可在插管32内部转动，从而方便了导向板转动，便于导向板的角度调节。

如图1所示，所述喷料管5的底端至少设有两个支脚33，所述支架27周向均匀分布在喷料管5的外周，所述支脚33的远离喷料管5的一端设有缓冲块34。无人机着陆时，由支脚33下方的缓冲块34首先接触地面，防止下降的无人机中喷料管5接触到地面损坏。

作为优选，为了进一步保证无人机的安全着陆，所述缓冲块34的材质为橡胶。橡胶具有弹性，利用橡胶着陆，使缓冲块34接触地面时具有一定的缓冲功能，进而保证了无人机的安全着陆。

该无人机在进行播种时，由控料组件带动挡板9升降，挡板9上升时，便于连接管4中的种子进入喷料管5中，挡板9下降，可防止种子继续进入喷料管5，避免同一个位置的种子量过多影响农作物的产量，不仅如此，利用导风组件带动导风板14转动，控制进入喷料管5中的空气量，进而调节了作用在种子上的喷射力，改变种子的喷射速度，使种子能够根据地质状况以合适的速度进入土壤中，实现有效可靠的播种。

与现有技术相比，该用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机通过控料组件控制进入喷料管5内的种子量，防止单位面积内种子喷量过多，降低农作物的产量，与传统的控料组件相比，该控料组件通过调节单元调节挡板9升降范围，进而能够根据实际需求灵活调节种子的喷量，不仅如此，通过导风组件改变进入喷料管5内的空气量，从而调节作用在种子上的喷射力，使种子以不同的速度落入土壤中，实现有效可靠的播种，与传统的导风组件相比，该导风组件设置在飞行机构的下方，合理利用飞行机构产生的向下的气流改变喷射力，从而实现了节能效果。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，包括主体（1）、种仓（2）、四个飞行机构和四个播种机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体（1）的外周，所述播种机构周向均匀分布在种仓（2）的外周，所述种仓（2）固定在主体（1）的下方，所述种仓（2）上设有加料管（3），所述播种机构与飞行机构一一对应；

所述播种机构包括连接管（4）、喷料管（5）和控料室（6），所述连接管（4）倾斜向下设置，所述连接管（4）的一端与种仓（2）连通，所述连接管（4）的另一端与喷料管（5）的中心处连通，所述控料室（6）位于飞行机构和连接管（4）之间，所述控料室（6）内设有控料组件；

所述控料组件包括第一电机（7）、驱动轮（8）、调节单元和控料单元，所述第一电机（7）固定在控料室（6）的内壁上，所述第一电机（7）与驱动轮（8）传动连接，所述调节单元设置在驱动轮（8）的远离第一电机（7）的一侧，所述控料单元位于驱动轮（8）的一侧；

所述控料单元包括挡板（9）、连接杆（10）、顶杆（11）、弹簧（12）和两个竖杆（13），所述挡板（9）的底端设置在连接管（4）内，两个竖杆（13）的底端分别固定在挡板（9）的上方的两端，所述顶杆（11）架设在两个竖杆（13）上，所述顶杆（11）通过弹簧（12）与控料室（6）内的顶部固定连接，所述弹簧（12）处于压缩状态，所述连接杆（10）的两端分别与两个竖杆（13）的中心处固定连接；

所述喷料管（5）的顶端设有导风机构，所述导风机构包括若干导风组件，所述导风组件周向均匀分布在喷料管（5）的外周，所述导风组件包括铰接单元、导风板（14）、侧杆（15）、第二电机（16）、第一连杆（17）和第二连杆（18），所述导风板（14）通过铰接单元与喷料管（5）连接，所述侧杆（15）位于铰接单元的下方，所述第二电机（16）通过侧杆（15）固定在喷料管（5）上，所述第二电机（16）与第一连杆（17）的一端传动连接，所述第一连杆（17）的另一端通过第二连杆（18）与导风板（14）铰接。

2.如权利要求1所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述调节单元包括第三电机（19）、第三驱动轴（20）、套管（21）和驱动杆（22），所述第三电机（19）固定在驱动轮（8）的圆心处，所述第三电机（19）与第三驱动轴（20）传动连接，所述第三驱动轴（20）的外周设有外螺纹，所述套管（21）套设在第三驱动轴（20）上，所述套管（21）内设有内螺纹，所述套管（21）内的内螺纹与第三驱动轴（20）上的外螺纹相匹配，所述套管（21）与驱动杆（22）固定连接。

3.如权利要求2所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述调节单元还包括固定环（23），所述固定环（23）固定在驱动轮（8）上，所述固定环（23）套设在套管（21）上。

4.如权利要求1所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述控料单元还包括固定杆（24）、滑环（25）和滑轨（26），所述滑环（25）通过固定杆（24）与控料室（6）的一侧的内壁固定连接，所述滑轨（26）的竖向截面的形状为U形，所述U形截面的开口指向挡板（9），所述滑轨（26）的两端固定在挡板（9）上，所述滑环（25）套设在滑轨（26）上。

5.如权利要求1所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述主体（1）的上方设有太阳能板（35）。

6.如权利要求1所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述飞行机构包括支架（27）、第四电机（28）、第四驱动轴（29）和两个旋翼（30），所述第四电机（28）通过支架（27）与主体（1）固定连接，两个旋翼（30）分别设置在第四驱动轴（29）的两侧，所述第四电机（28）通过第四驱动轴（29）与旋翼（30）传动连接，所述支架（27）固定在控料室（6）的上方。

7.如权利要求6所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述第四电机（28）为直流伺服电机。

8.如权利要求1所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述铰接组件包括两个铰接单元，两个铰接单元分布设置在导风板（14）的两侧，所述铰接单元包括插杆（31）和插管（32），所述插管（32）固定在喷料管（5）上，所述插杆（31）的一端设置在插管（32）内，所述插杆（31）的另一端与导风板（14）固定连接。

9.如权利要求1所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述喷料管（5）的底端至少设有两个支脚（33），所述支架（27）周向均匀分布在喷料管（5）的外周，所述支脚（33）的远离喷料管（5）的一端设有缓冲块（34）。

10.如权利要求9所述的用于农业播种的具有调节功能的节能型无人机，其特征在于，所述缓冲块（34）的材质为橡胶。