CN108116677A - 一种空水一体植保无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空水一体植保无人机，包括无人机本体，无人机本体包括中心板体、农药喷洒装置、浮筒、检测设备、起落架、安装平台、主控制器、无线通讯模块、电池仓和动力系统；动力系统包括机臂、电机座、电机和螺旋桨，机臂的一端固定在中心板体上，机臂的另一端固定有电机座，电机座上安装有电机和电调，电机的输出轴与螺旋桨固定连接；农药喷洒装置包括药箱、微型水泵、喷杆、软管和压力喷头，主控制器分别与微型水泵、电调、检测设备和无线通讯模块电连接，电调与电机电连接，电池分别与主控制器、微型水泵、电调、电机、检测设备和无线通讯模块电连接；本发明既具有植保喷药功能，又具有水面飞行检测水质功能，结构紧凑，占用空间小。
Description
技术领域
本发明属于无人机结构技术领域，尤其涉及一种空水一体植保无人机。
背景技术
由于近些年来一系列环境灾害与环境事故的频发，环境监测技术的研究越来越引起国内外政府学者的重视。环保督察已经常态化。环保督察在很多地市是一把手工程。环保执法开始进入政府正常的执法序列。另外，农用无人机的喷洒系统作为植保无人机的核心，小型农业无人机成为广大农户的需求。
基于上述，发明人发现，现有的无人机大多只能针对陆地进行使用，这样就限制了无人机对水污染环保执法部门急需既能在空中进行环保检测，督察，又能在水面进行检测，督察的水空一体的环保督察执法装备，因此目前没有一种既具有植保喷药功能，又具有水面飞行检测功能的无人机。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种空水一体植保无人机，以期达到更具有更加实用价值性的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种空水一体植保无人机，本。本空水一体植保无人机既具有植保喷洒功能，又具有水面飞行检测水质功能。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种空水一体植保无人机，包括无人机本体，所述无人机本体包括中心板体、农药喷洒装置、浮筒、检测设备、起落架、安装平台、主控制器、无线通讯模块、电池仓和动力系统；
所述动力系统包括机臂、电机座、电机和螺旋桨，所述机臂的一端固定在所述中心板体上，所述机臂的另一端的上方固定有电机座，所述电机座上安装有电机和电调，所述电机的输出轴与所述螺旋桨固定连接；
所述农药喷洒装置包括药箱、微型水泵、喷杆、软管和压力喷头，所述药箱和微型水泵固定在所述中心板体的底部，所述药箱与所述微型水泵连接，所述微型水泵与所述软管连接，所述软管固定在所述喷杆内并与所述压力喷头连通，所述喷杆固定在所述起落架上，所述压力喷头固定在所述喷杆上；
所述药箱和微型水泵的下方固定有安装平台，所述检测设备安装在所述安装平台的底部，所述起落架的顶端固定在所述中心板体上，所述浮筒固定在所述起落架上，所述主控制器、无线通讯模块和电池仓均安装在所述中心板体内，所述电池仓内安装有电池；
所述主控制器分别与微型水泵、电调、检测设备和无线通讯模块电连接，所述电调与所述电机电连接，所述电池分别与主控制器、微型水泵、电调、电机、检测设备和无线通讯模块电连接。
进一步地，所述检测设备包括红外摄像机、气体检测仪器和水质检测仪器。
进一步地，所述中心板体为长方体结构，所述机臂的一端固定在所述中心板体的边角上，所述起落架的顶端固定在所述中心板体的边角的底部。
进一步地，所述喷杆为折叠喷杆，所述机臂为折叠机臂，所述起落架共有4个，所述喷杆共有2个，2个所述喷杆分别安装在位于中心板体前端的2个起落架的后侧，所述动力系统为4个。
进一步地，所述浮筒采用平滑结构，所述浮筒有4个，4个所述浮筒分别固定在4个起落架的外侧，4个所述浮筒处于同一水平面上且互相平行，所述浮筒位于所述喷杆的下方。
进一步地，还包括地面监测站，所述地面监控站通过无线通讯模块与所述主控制器连接。
进一步地，所述中心板体内还设有飞控系统，所述飞控系统与所述主控制器电连接。
本发明的有益效果为：本发明可以通过喷杆对农作物进行喷药，与本发明的飞行系统，动力系统配合，完成无人机的植保作业控制，且不需要喷药时，可将喷杆折叠，减少占用空间，通过搭载红外摄像机，与本发明的飞行系统，动力系统配合，可以对企业偷排、漏排行为进行24小时取证；通过搭载气体监测仪器，与本发明的飞行系统，动力系统配合，同时完成多种监测因子的实时监测；通过搭载水质监测仪器，与本发明的飞行系统，动力系统配合，同时完成水体数据的实时监测；可全方位了解区域范围内的环境状况并实时通过无线通讯模块将数据及图像传回地面监控站，以便于环保执法人员针对性开展下一步工作。本实施例的无人机结构紧凑，体积小，造价低，使用方便。
附图说明
图1为本发明折叠的结构示意图。
图2为本发明展开的结构示意图。
图3为本发明的电路原理示意图。
具体实施方式
下面根据图1至图3对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
参见图1和图2，一种空水一体植保无人机，包括无人机本体，所述无人机本体包括中心板体1、农药喷洒装置、浮筒8、检测设备5、起落架12、安装平台4、主控制器、无线通讯模块、电池仓和动力系统；所述动力系统包括机臂9、电机座11、电机10和螺旋桨15，所述机臂9的一端固定在所述中心板体1上，所述机臂9的另一端的上方固定有电机座11，所述电机座11上安装有电机10和电调，所述电机10的输出轴与所述螺旋桨15（如图2）固定连接；所述农药喷洒装置包括药箱2、微型水泵3、喷杆6、软管和压力喷头7，所述药箱2和微型水泵3固定在所述中心板体1的底部，所述药箱2与所述微型水泵3连接，所述微型水泵3与所述软管连接，所述软管固定在所述喷杆6内并与所述压力喷头7连通，所述喷杆6固定在所述起落架12上，所述压力喷头7固定在所述喷杆6上；所述药箱2和微型水泵3的下方固定有安装平台4，所述检测设备5安装在所述安装平台4的底部，所述起落架12的顶端固定在所述中心板体1上，所述浮筒8固定在所述起落架12上，所述主控制器、无线通讯模块和电池仓均安装在所述中心板体1内，所述电池仓内安装有电池；参见图3，所述主控制器分别与微型水泵3、电调、检测设备5和无线通讯模块电连接，所述电调与所述电机10电连接，所述电池分别与主控制器、微型水泵3、电调、电机10、检测设备5和无线通讯模块电连接。无人机本体还包括磁罗盘13和GPS定位模块14。磁罗盘13 和GPS定位模块14均与主控制器连接。
所述检测设备5包括红外摄像机、气体检测仪器和水质检测仪器。
所述中心板体1为长方体结构，所述机臂9的一端固定在所述中心板体1的边角上，所述起落架12的顶端固定在所述中心板体1的边角的底部。
所述喷杆6为折叠喷杆6，所述机臂9为折叠机臂9，具体折叠结构采用现有技术，所述起落架12共有4个，所述喷杆6共有2个，2个所述喷杆6分别安装在位于中心板体1前端的2个起落架12的后侧，所述动力系统为4个。
所述浮筒8采用平滑结构，所述浮筒8有4个，4个所述浮筒8分别固定在4个起落架12的外侧，4个所述浮筒8处于同一水平面上且互相平行，所述浮筒8位于所述喷杆6的下方。
本实施例的浮筒8经过配种挂载测试，保证每个浮筒8的承重10KG以上，4个浮筒8提供的总承重在40KG以上，无人机满载总重为25KG，留有足够的余量。且确保每个浮筒8的重量体积相当，以使无人机的升力、无人机的浮力分布与浮筒8的浮力分布与无人机的重量分布相匹配，以保证无人机的在水面降陆有足够的风力与浮力将无人机停放在水面以上；且因浮筒8可以采用上大下小的平滑结构，使得无人机在水中，吃水越深在浮筒8接触水面的面积就越大，会更加平稳，使得无人机不仅可以做到水面起降，还可以在水面上进行平行移动；由于浮筒8面积相比较传统起落架12，面积更大，且材料更轻柔，在地面降落时会更加平稳，能吸收更大冲击力，使得无人机更适应更多种复杂地面环境的起降。
同时无人机主要核心部件如螺旋桨15、电机10、电调、飞控系统等均进行防水处理，使用漆包线，以及硅胶，防水胶，等材料涂抹在表面与采用密封式结构封闭，以保证无人机在降落时由于水花的飞溅、浪花的飞溅、雨水等等不同环境条件下，无人机具有水上起飞、降落的基本功能。
本实施例还包括地面监测站，所述地面监控站通过无线通讯模块与所述主控制器连接。
所述中心板体1内还设有飞控系统，所述飞控系统与所述主控制器电连接。
本实施例在应用到植保作用上时，打开无人机本体的机臂9，打开无人机本体的喷杆6，通过地面监控站控制无人机进行飞行，无人机的主控制器控制微型水泵3工作，微型水泵3将药箱2内的药物通过软管和压力喷头7喷洒出去；本实施例在应用到检测水质和空气环境时，需要将无人机本体的喷杆6进行折叠，减少占用空间，再通过地面监控站控制无人机进行飞行，无人机的主控制器控制检测设备5工作，气体监测仪器检测空气质量，红外摄像机可以拍照摄像，无人机也可以通过浮筒8停放在水面上，水质监测仪器检测水体数据，检测的数据或拍照的照片再反馈给主控制器，主控制器通过无线通讯模块反馈检测的数据和拍照的照片给地面监测站。
本实施例可以通过喷杆6对农作物进行喷药，与本发明的飞行系统，动力系统配合，完成无人机的植保作业控制，且不需要喷药时，可将喷杆6折叠，减少占用空间，通过搭载红外摄像机，与本发明的飞行系统，动力系统配合，可以对企业偷排、漏排行为进行24小时取证；通过搭载气体监测仪器，与本发明的飞行系统，动力系统配合，同时完成多种监测因子（PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3）及 （VOCs、CL2、H2S、NH3）的实时监测；通过搭载水质监测仪器，与本发明的飞行系统，动力系统配合，同时完成水体数据（水温，氯化物，pH，硝酸盐，溶解氧，COD，BOD, TOC，氨氮，水浊度，蓝绿藻，电导率，盐度等）的实时监测；可全方位了解区域范围内的环境状况并实时通过无线通讯模块将数据及图像传回地面监控站，地面监控站触发报警，以便于环保执法人员针对性开展下一步工作。本实施例的无人机结构紧凑，体积小，造价低，使用方便。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种空水一体植保无人机，其特征在于：包括无人机本体，所述无人机本体包括中心板体(1)、农药喷洒装置、浮筒(8)、检测设备(5)、起落架(12)、安装平台(4)、主控制器、无线通讯模块、电池仓和动力系统；
所述动力系统包括机臂(9)、电机座(11)、电机(10)和螺旋桨(15)，所述机臂(9)的一端固定在所述中心板体(1)上，所述机臂(9)的另一端的上方固定有电机座(11)，所述电机座(11)上安装有电机(10)和电调，所述电机(10)的输出轴与所述螺旋桨(15)固定连接；
所述农药喷洒装置包括药箱(2)、微型水泵(3)、喷杆(6)、软管和压力喷头(7)，所述药箱(2)和微型水泵(3)固定在所述中心板体(1)的底部，所述药箱(2)与所述微型水泵(3)连接，所述微型水泵(3)与所述软管连接，所述软管固定在所述喷杆(6)内并与所述压力喷头(7)连通，所述喷杆(6)固定在所述起落架(12)上，所述压力喷头(7)固定在所述喷杆(6)上；
所述药箱(2)和微型水泵(3)的下方固定有安装平台(4)，所述检测设备(5)安装在所述安装平台(4)的底部，所述起落架(12)的顶端固定在所述中心板体(1)上，所述浮筒(8)固定在所述起落架(12)上，所述主控制器、无线通讯模块和电池仓均安装在所述中心板体(1)内，所述电池仓内安装有电池；
所述主控制器分别与微型水泵(3)、电调、检测设备(5)和无线通讯模块电连接，所述电调与所述电机(10)电连接，所述电池分别与主控制器、微型水泵(3)、电调、电机(10)、检测设备(5)和无线通讯模块电连接。
2.根据权利要求1所述的空水一体植保无人机，其特征在于：所述检测设备(5)包括红外摄像机、气体检测仪器和水质检测仪器。
3.根据权利要求2所述的空水一体植保无人机，其特征在于：所述中心板体(1)为长方体结构，所述机臂(9)的一端固定在所述中心板体(1)的边角上，所述起落架(12)的顶端固定在所述中心板体(1)的边角的底部。
4.根据权利要求3所述的空水一体植保无人机，其特征在于：所述喷杆(6)为折叠喷杆，所述机臂(9)为折叠机臂，所述起落架(12)共有4个，所述喷杆(6)共有2个，2个所述喷杆(6)分别安装在位于中心板体(1)前端的2个起落架(12)的后侧，所述动力系统为4个。
5.根据权利要求4所述的空水一体植保无人机，其特征在于： 所述浮筒(8)采用平滑结构，所述浮筒(8)有4个，4个所述浮筒(8)分别固定在4个起落架(12)的外侧，4个所述浮筒(8)处于同一水平面上且互相平行，所述浮筒(8)位于所述喷杆(6)的下方。
6.根据权利要求1所述的空水一体植保无人机，其特征在于：还包括地面监测站，所述地面监控站通过无线通讯模块与所述主控制器连接。
7.根据权利要求1所述的空水一体植保无人机，其特征在于：所述中心板体(1)内还设有飞控系统，所述飞控系统与所述主控制器电连接。
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