CN108782528B - 一种高效的可调节浓度的植保无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效的可调节浓度的植保无人机，包括主体、供药机构、喷药机构、若干支脚和若干飞行机构，主体内设有PLC和天线，供药机构包括水箱、混合箱、水泵、注水管、料箱、支撑块、连接管和料管，料管的下方设有封闭组件，料管内设有输料组件，喷药机构包括驱动组件和两个喷药组件，喷药组件包括伸缩单元、移动板、喷头和引水管，伸缩单元包括移动块、固定块、伸缩架、滑环和滑轨，该高效的可调节浓度的植保无人机通过供药机构配置成浓度适中的农药溶液，保证杀死害虫的同时促进农作物的生长，不仅如此，通过喷药机构在设备悬空时带动喷头移动，扩大喷洒范围，避免无人机来回飞行，从而提高了设备的工作效率和实用性。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械领域，特别涉及一种高效的可调节浓度的植保无人机。
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。
在现有的植保无人机中，通过搭载农药箱和喷头，在无人机飞行的时候进行农药喷洒，从而完成植保工作。但是，现有的无人机在进行植保工作时，农药箱内的农药浓度固定不变，导致在一些害虫较少的地方，由于农药过多，影响农作的生长，而在一些害虫较多的地方，喷洒的农药过少，不足以杀死大部分害虫，不仅如此，无人机在植保工作时，由于喷头的位置固定不变，导致无人机的喷洒范围有限，无人机需要来回飞行移动，才能将农药喷洒在整个农作物生长区，严重降低了农药的喷洒效率，从而导致现有的植保无人机实用性降低。
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，提供一种高效的可调节浓度的植保无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效的可调节浓度的植保无人机，包括主体、供药机构、喷药机构、若干支脚和若干飞行机构，所述供药机构和喷药机构分别设置在主体的上方和下方，所述飞行机构周向均匀分布在主体的外周，所述支脚周向均匀分布在主体的下方，所述主体内设有PLC和天线，所述天线与PLC电连接；
所述供药机构包括水箱、混合箱、水泵、注水管、料箱、支撑块、连接管和料管，所述水箱和混合箱均固定在主体的上方，所述水泵固定在水箱上，所述水泵与水箱连通，所述水泵通过注水管与混合箱连通，所述料管位于混合箱的远离水箱的一侧，所述料管通过支撑块固定在主体的上方，所述料箱通过连接管设置在料管的上方，所述料箱通过连接管与料管连通，所述料管与混合箱连通，所述料管的下方设有封闭组件，所述料管内设有输料组件；
所述喷药机构包括驱动组件和两个喷药组件，两个喷药组件分别位于驱动组件的两侧，所述喷药组件包括伸缩单元、移动板、喷头和引水管，所述伸缩单元与移动板连接，所述喷头固定在移动板的下方，所述喷头通过引水管与混合箱连通，所述引水管内设有阀门，所述阀门与PLC电连接；
所述伸缩单元包括移动块、固定块、伸缩架、滑环和滑轨，所述固定块固定在主体的下方，所述驱动组件与移动块传动连接，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在移动板上，所述滑环套设在滑轨上，所述伸缩架的一端的两侧分别与移动块和固定块铰接，所述伸缩架的另一端的两侧分别与滑环和移动板铰接。
作为优选，为了实现无人机的飞行功能，所述飞行机构包括侧杆、第一电机、第一驱动轴和两个旋翼，所述第一电机通过侧杆与主体固定连接，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，两个旋翼分别位于第一电机的两侧。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
作为优选，为了控制料管的封闭和打开，所述封闭组件包括第二电机、偏心轮、升降板、堵板和固定杆，所述固定杆固定在主体和料管之间，所述第二电机固定在主体的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与偏心轮传动连接，所述升降板位于偏心轮的上方，所述升降板的一端套设在固定杆上，所述堵板固定在升降板的另一端的上方，所述料管套设在升降板上。
作为优选，为了精确控制注入混合箱内的水的用量，所述混合箱内的顶部设有液位传感器，所述液位传感器与PLC电连接。
作为优选，为了使药剂与水溶液充分混合，所述混合箱内设有搅拌组件，所述搅拌组件包括第三电机、第三驱动轴和两个搅拌板，所述第三电机固定在混合箱内的顶部，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第三驱动轴的顶端传动连接，两个搅拌板分别固定在第三驱动轴的两侧。
作为优选，为了向混合箱内输送固定农药，所述输料组件包括第四电机、第四驱动轴和堵块，所述第四电机固定在料管内的底部，所述第四电机与PLC电连接，所述第四电机与第四驱动轴传动连接，所述堵块与料管相匹配，所述堵块套设在第四驱动轴上，所述堵块的与第四驱动轴的连接处设有与第四驱动轴匹配的螺纹。
作为优选，为了驱动移动块移动，所述驱动组件包括第五电机、第一连杆、第二连杆和驱动板，所述第五电机固定在主体的下方，所述第五电机与PLC电连接，所述第五电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与驱动板铰接，所述驱动板与移动块固定连接。
作为优选，为了实现驱动板的平稳移动，所述驱动组件还包括两个限位框，所述限位框的形状为U形，所述限位框的两端固定在主体的下方，所述驱动板套设在限位框上。
作为优选，为了检测喷头下方农作物周围的害虫量，所述移动板的下方设有超声波发射器和超声波接收器，所述超声波发射器和超声波接收器均与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该高效的可调节浓度的植保无人机通过供药机构配置成浓度适中的农药溶液，保证杀死害虫的同时促进农作物的生长，与现有的供药机构相比，该供药机构可实时配置不同浓度的农药溶液，不仅如此，通过喷药机构在设备悬空时带动喷头移动，扩大喷洒范围，避免无人机来回飞行，从而提高了设备的工作效率和实用性，与现有的喷药机构相比，该喷药机构喷洒范围更广，工作效率更高。
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是本发明的高效的可调节浓度的植保无人机的结构示意图；
图2是本发明的高效的可调节浓度的植保无人机的主体的仰视图；
图3是图1的A部放大图；
图4是图1的B部放大图；
图中：1.主体，2.支脚，3.水箱，4.混合箱，5.水泵，6.注水管，7.料箱，8.支撑块，9.连接管，10.料管，11.移动板，12.喷头，13.引水管，14.移动块，15.固定块，16.伸缩架，17.滑环，18.滑轨，19.侧杆，20.第一电机，21.第一驱动轴，22.旋翼，23.第二电机，24.偏心轮，25.升降板，26.堵板，27.固定杆，28.液位传感器，29.第三电机，30.第三驱动轴，31.搅拌板，32.第四电机，33.第四驱动轴，34.堵块，35.第五电机，36.第一连杆，37.第二连杆，38.驱动板，39.限位框，40.超声波发射器，41.超声波接收器。
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，一种高效的可调节浓度的植保无人机，包括主体1、供药机构、喷药机构、若干支脚2和若干飞行机构，所述供药机构和喷药机构分别设置在主体1的上方和下方，所述飞行机构周向均匀分布在主体1的外周，所述支脚2周向均匀分布在主体1的下方，所述主体1内设有PLC和天线，所述天线与PLC电连接；
所述供药机构包括水箱3、混合箱4、水泵5、注水管6、料箱7、支撑块8、连接管9和料管10，所述水箱3和混合箱4均固定在主体1的上方，所述水泵5固定在水箱3上，所述水泵5与水箱3连通，所述水泵5通过注水管6与混合箱4连通，所述料管10位于混合箱4的远离水箱3的一侧，所述料管10通过支撑块8固定在主体1的上方，所述料箱7通过连接管9设置在料管10的上方，所述料箱7通过连接管9与料管10连通，所述料管10与混合箱4连通，所述料管10的下方设有封闭组件，所述料管10内设有输料组件；
该无人机在执行植保操作时，通过主体1内部的天线可收发信号，天线可将接收的信号传递给PLC，而PLC可控制天线发送信号的内容，从而方便用户利用手机等遥控设备控制无人机执行植保操作，无人机中，通过飞行机构使设备悬空，便于设备住农作物上方进行植保作业，在主体1的上方，由供药机构根据害虫量灵活调节农药的浓度，通过下方的喷药机构将临时配置的浓度适中的农药向下喷洒，从而促使农作物健康的成长。
在供药机构中，混合箱4的一侧，PLC控制水泵5启动，抽取水箱3内的水溶液，通过注水管6将水溶液注入到混合箱4中，而在混合箱4的另一侧，通过连接管9方便料箱7内的固体农药粉末进入料管10中，通过输料组件将固体农药粉末排入混合箱4内，通过将农药溶解在水溶液中，形成浓度适中的农药溶液，从而方便喷药机构将农药喷洒出来。在料管10的下方，通过封闭组件可控制料管10是否打开，便于定量控制料管10中的农药，从而精确控制农药溶液中的农药含量。
如图2所示，所述喷药机构包括驱动组件和两个喷药组件，两个喷药组件分别位于驱动组件的两侧，所述喷药组件包括伸缩单元、移动板11、喷头12和引水管13，所述伸缩单元与移动板11连接，所述喷头12固定在移动板11的下方，所述喷头12通过引水管13与混合箱4连通，所述引水管13内设有阀门，所述阀门与PLC电连接；
所述伸缩单元包括移动块14、固定块15、伸缩架16、滑环17和滑轨18，所述固定块15固定在主体1的下方，所述驱动组件与移动块14传动连接，所述滑轨18的形状为U形，所述滑轨18的两端固定在移动板11上，所述滑环17套设在滑轨18上，所述伸缩架16的一端的两侧分别与移动块14和固定块15铰接，所述伸缩架16的另一端的两侧分别与滑环17和移动板11铰接。
在混合箱4配置好农药溶液后，下方的喷药机构运行，由PLC控制引水管13内的阀门打开，便于农药溶液通过引水管13后从喷头12喷出，在主体1的下方，由PLC控制驱动组件运行，带动移动块14移动，改变移动块14与固定块15之间的距离，使得伸缩架16的另一端的滑环17在滑轨18上滑动，同时伸缩架16发生伸缩，伸缩架16的长度发生改变，从而调节了移动板11的位置，进而改变了喷头12的喷洒位置，扩大了喷头12的喷洒范围，便于无人机悬浮在空中进行大范围的农药喷洒，从而提高了设备的植保效率。
如图1所示，所述飞行机构包括侧杆19、第一电机20、第一驱动轴21和两个旋翼22，所述第一电机20通过侧杆19与主体1固定连接，所述第一电机20与PLC电连接，所述第一电机20与第一驱动轴21传动连接，两个旋翼22分别位于第一电机20的两侧。
侧杆19用以固定第一电机20，PLC控制第一电机20启动，通过第一驱动轴21带动旋翼22旋转，使得旋翼22的下方产生气流，支撑设备上浮，便于无人机在空中飞行执行植保工作。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机20的驱动力，所述第一电机20为直流伺服电机。
如图3所示，所述封闭组件包括第二电机23、偏心轮24、升降板25、堵板26和固定杆27，所述固定杆27固定在主体1和料管10之间，所述第二电机23固定在主体1的上方，所述第二电机23与PLC电连接，所述第二电机23与偏心轮24传动连接，所述升降板25位于偏心轮24的上方，所述升降板25的一端套设在固定杆27上，所述堵板26固定在升降板25的另一端的上方，所述料管10套设在升降板25上。
PLC控制第二电机23启动，带动偏心轮24旋转，偏心轮24作用在升降板25上，在固定杆27的导向作用下，使得升降杆沿着固定杆27的轴线上下移动，进而带动堵板26进行升降，当堵板26移动至最高处时，堵板26堵住料管10，可防止料管10内的农药粉末进入混合箱4中，当堵板26向下移动时，通过输料组件可方便将料管10内的农药粉末推入混合箱4内。
作为优选，为了精确控制注入混合箱4内的水的用量，所述混合箱4内的顶部设有液位传感器28，所述液位传感器28与PLC电连接。通过液位传感器28检测混合箱4内的水溶液的液位，并将液位数据反馈给PLC，PLC根据液位数据控制水泵5运行，使得设备精确控制通入混合箱4中的水溶液的用量。
如图3所示，所述混合箱4内设有搅拌组件，所述搅拌组件包括第三电机29、第三驱动轴30和两个搅拌板31，所述第三电机29固定在混合箱4内的顶部，所述第三电机29与PLC电连接，所述第三电机29与第三驱动轴30的顶端传动连接，两个搅拌板31分别固定在第三驱动轴30的两侧。
当农药粉末和水溶液均进入混合箱4内，PLC控制第三电机29启动，带动第三驱动轴30转动，使得搅拌板31旋转，从而使农药粉末均匀溶解在水溶液中，形成浓度均匀的农药溶液。
如图4所示，所述输料组件包括第四电机32、第四驱动轴33和堵块34，所述第四电机32固定在料管10内的底部，所述第四电机32与PLC电连接，所述第四电机32与第四驱动轴33传动连接，所述堵块34与料管10相匹配，所述堵块34套设在第四驱动轴33上，所述堵块34的与第四驱动轴33的连接处设有与第四驱动轴33匹配的螺纹。
PLC控制第四电机32启动，带动第四驱动轴33旋转，第四驱动轴33通过螺纹作用在堵块34上，使得堵块34沿着第四驱动轴33的轴线进行移动，当堵板26下降且堵块34向混合箱4靠近移动时，堵块34推动料管10中的农药粉末进入混合箱4内，当堵板26上升至最高处后，堵块34远离混合箱4，使得农药粉末通过连接管9进入料管10中，根据堵块34的移动距离，可精确控制料管10内的农药量。
如图1所示，所述驱动组件包括第五电机35、第一连杆36、第二连杆37和驱动板38，所述第五电机35固定在主体1的下方，所述第五电机35与PLC电连接，所述第五电机35与第一连杆36传动连接，所述第一连杆36通过第二连杆37与驱动板38铰接，所述驱动板38与移动块14固定连接。
PLC控制第五电机35启动，带动第一连杆36转动，第一连杆36通过第二连杆37作用在驱动板38上，使得驱动板38带动移动块14发生移动。
作为优选，为了实现驱动板38的平稳移动，所述驱动组件还包括两个限位框39，所述限位框39的形状为U形，所述限位框39的两端固定在主体1的下方，所述驱动板38套设在限位框39上。限位框39的位置固定，从而固定了驱动板38的移动方向和移动范围，实现了驱动板38的平稳移动。
作为优选，为了检测喷头12下方农作物周围的害虫量，所述移动板11的下方设有超声波发射器40和超声波接收器41，所述超声波发射器40和超声波接收器41均与PLC电连接。在进行喷洒农药前，由PLC控制超声波发射器40向下发射超声波信号，利用超声波接收器41接收返回的信号，并将返回的超声波信号反馈给PLC，PLC根据超声波信号确定农作物周围的害虫量，便于配置浓度适中的农药溶液。
该植保无人机运行时，通过超声波发射器40和超声波接收器41检测设备下方的害虫量，而后通过输料组件控制适量的农药粉末通过料管10进入混合箱4内，由水泵5抽取定量的水溶液注入混合箱4内，配置成浓度合适的农药溶液后，由驱动组件带动两侧的伸缩组件中的伸缩架16，使得移动板11发生移动，扩大喷头12的喷洒范围，提高了工作效率，且保证了合适的农药浓度，从而有助于农作物的生长。
与现有技术相比，该高效的可调节浓度的植保无人机通过供药机构配置成浓度适中的农药溶液，保证杀死害虫的同时促进农作物的生长，与现有的供药机构相比，该供药机构可实时配置不同浓度的农药溶液，不仅如此，通过喷药机构在设备悬空时带动喷头12移动，扩大喷洒范围，避免无人机来回飞行，从而提高了设备的工作效率和实用性，与现有的喷药机构相比，该喷药机构喷洒范围更广，工作效率更高。
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)
1.一种高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，包括主体(1)、供药机构、喷药机构、若干支脚(2)和若干飞行机构，所述供药机构和喷药机构分别设置在主体(1)的上方和下方，所述飞行机构周向均匀分布在主体(1)的外周，所述支脚(2)周向均匀分布在主体(1)的下方，所述主体(1)内设有PLC和天线，所述天线与PLC电连接；
所述供药机构包括水箱(3)、混合箱(4)、水泵(5)、注水管(6)、料箱(7)、支撑块(8)、连接管(9)和料管(10)，所述水箱(3)和混合箱(4)均固定在主体(1)的上方，所述水泵(5)固定在水箱(3)上，所述水泵(5)与水箱(3)连通，所述水泵(5)通过注水管(6)与混合箱(4)连通，所述料管(10)位于混合箱(4)的远离水箱(3)的一侧，所述料管(10)通过支撑块(8)固定在主体(1)的上方，所述料箱(7)通过连接管(9)设置在料管(10)的上方，所述料箱(7)通过连接管(9)与料管(10)连通，所述料管(10)与混合箱(4)连通，所述料管(10)的下方设有封闭组件，所述料管(10)内设有输料组件；
所述喷药机构包括驱动组件和两个喷药组件，两个喷药组件分别位于驱动组件的两侧，所述喷药组件包括伸缩单元、移动板(11)、喷头(12)和引水管(13)，所述伸缩单元与移动板(11)连接，所述喷头(12)固定在移动板(11)的下方，所述喷头(12)通过引水管(13)与混合箱(4)连通，所述引水管(13)内设有阀门，所述阀门与PLC电连接；
所述伸缩单元包括移动块(14)、固定块(15)、伸缩架(16)、滑环(17)和滑轨(18)，所述固定块(15)固定在主体(1)的下方，所述驱动组件与移动块(14)传动连接，所述滑轨(18)的形状为U形，所述滑轨(18)的两端固定在移动板(11)上，所述滑环(17)套设在滑轨(18)上，所述伸缩架(16)的一端的两侧分别与移动块(14)和固定块(15)铰接，所述伸缩架(16)的另一端的两侧分别与滑环(17)和移动板(11)铰接。
2.如权利要求1所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述飞行机构包括侧杆(19)、第一电机(20)、第一驱动轴(21)和两个旋翼(22)，所述第一电机(20)通过侧杆(19)与主体(1)固定连接，所述第一电机(20)与PLC电连接，所述第一电机(20)与第一驱动轴(21)传动连接，两个旋翼(22)分别位于第一电机(20)的两侧。
3.如权利要求2所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述第一电机(20)为直流伺服电机。
4.如权利要求1所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述封闭组件包括第二电机(23)、偏心轮(24)、升降板(25)、堵板(26)和固定杆(27)，所述固定杆(27)固定在主体(1)和料管(10)之间，所述第二电机(23)固定在主体(1)的上方，所述第二电机(23)与PLC电连接，所述第二电机(23)与偏心轮(24)传动连接，所述升降板(25)位于偏心轮(24)的上方，所述升降板(25)的一端套设在固定杆(27)上，所述堵板(26)固定在升降板(25)的另一端的上方，所述料管(10)套设在升降板(25)上。
5.如权利要求1所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述混合箱(4)内的顶部设有液位传感器(28)，所述液位传感器(28)与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述混合箱(4)内设有搅拌组件，所述搅拌组件包括第三电机(29)、第三驱动轴(30)和两个搅拌板(31)，所述第三电机(29)固定在混合箱(4)内的顶部，所述第三电机(29)与PLC电连接，所述第三电机(29)与第三驱动轴(30)的顶端传动连接，两个搅拌板(31)分别固定在第三驱动轴(30)的两侧。
7.如权利要求1所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述输料组件包括第四电机(32)、第四驱动轴(33)和堵块(34)，所述第四电机(32)固定在料管(10)内的底部，所述第四电机(32)与PLC电连接，所述第四电机(32)与第四驱动轴(33)传动连接，所述堵块(34)与料管(10)相匹配，所述堵块(34)套设在第四驱动轴(33)上，所述堵块(34)的与第四驱动轴(33)的连接处设有与第四驱动轴(33)匹配的螺纹。
8.如权利要求1所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述驱动组件包括第五电机(35)、第一连杆(36)、第二连杆(37)和驱动板(38)，所述第五电机(35)固定在主体(1)的下方，所述第五电机(35)与PLC电连接，所述第五电机(35)与第一连杆(36)传动连接，所述第一连杆(36)通过第二连杆(37)与驱动板(38)铰接，所述驱动板(38)与移动块(14)固定连接。
9.如权利要求8所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述驱动组件还包括两个限位框(39)，所述限位框(39)的形状为U形，所述限位框(39)的两端固定在主体(1)的下方，所述驱动板(38)套设在限位框(39)上。
10.如权利要求1所述的高效的可调节浓度的植保无人机，其特征在于，所述移动板(11)的下方设有超声波发射器(40)和超声波接收器(41)，所述超声波发射器(40)和超声波接收器(41)均与PLC电连接。
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