CN109071021A - 播撒装置及其控制方法、以及植保无人机 - Google Patents

Abstract

一种播撒装置的控制方法，包括：获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速；根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速；根据所述目标转速以及安全转速控制所述转盘下一时刻的转速以及所述出料口的开度。本发明的控制方法，通过获取到的出料口的目标开度得到转盘的安全转速，并根据目标转速和该安全转速来控制播撒装置的转盘下一时刻的转速以及出料口的开度，能够更精确的控制播撒过程，避免转盘的目标转速和出料口的目标开度不匹配造成的出料口堵塞问题。本发明还提供一种播撒装置以及植保无人机。

Description

播撒装置及其控制方法、以及植保无人机

技术领域

本发明涉及对植保无人机播撒物料的控制，尤其涉及一种播撒装置及其控制方法、以及植保无人机。

背景技术

植保无人机，是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，通过这种类型的无人机可以实现远距离遥控操作，而且还能够避免人工作业劳动强度大、效率低、播撒密度不均匀等问题，越来越受到农业生产者的喜爱。

现有的植保无人机包括有飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、以及挂载在飞行平台下方的播撒装置，通过地面遥控或飞行平台内的导航飞控，来实现对种子、药剂、化肥等固体颗粒的播撒作业。这种能够播撒固体颗粒的播撒装置一般包括：物料箱、设置在物料箱内的搅拌机构、设置在物料箱内的出料调节机构、以及设置在漏口下方的播撒机构。其中，搅拌机构包括与物料箱同轴的涵道风扇和涵道外壳，涵道外壳的出风口朝向物料箱的底板的上方，从而可以通过涵道风扇实现对物料箱内物料的搅拌作用。出料调节机构包括：设在漏口上的开关挡板、舵机、以及连接舵机的舵机臂与开关挡板的连接杆，从而可以通过舵机和连接杆推动开关挡板在漏口上移动以调节开口大小。播撒机构包括：连接在物料箱底部的侧板、轮盘电机、以及与轮盘电机连接的轮盘，该轮盘设置在侧板的内侧，且在侧板上设置有散播口，从而可以通过轮盘电机驱动轮盘转动，以将从漏口掉落到轮盘上的物料从散播口甩出。

工作时，启动植保无人机，当其飞行到一定高度后悬停后，再启动轮盘电机、涵道风扇和舵机，以实现对固体颗粒的撒播。但是，在实际作业过程中，使用者发现这种现有的播撒装置在播撒大粒径的物料时经常会出现阻塞漏口的现象，导致播撒不均匀。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述或其他潜在问题，本发明提供一种播撒装置及其控制方法，以及植保无人机。

根据本发明的一实施方式，提供一种播撒装置的控制方法，包括：获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速；根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速；根据所述目标转速以及安全转速控制所述转盘下一时刻的转速以及所述出料口的开度。

根据本发明实施方式的控制方法，通过获取到的出料口的目标开度得到转盘的安全转速，并根据目标转速和该安全转速来控制播撒装置的转盘下一时刻的转速以及出料口的开度，能够更精确的控制播撒过程，避免转盘的目标转速和出料口的目标开度不匹配造成的出料口堵塞问题。

根据本发明的一实施方式，提供一种播撒装置，包括：物料箱、开度调节机构、播撒机构、以及处理器；所述物料箱的底部开设有出料口；所述开度调节机构包括：设置在出料口处的挡板，以及用于驱动所述挡板运动以调节所述出料口的开度的挡板电机；所述播撒机构包括：设置在所述挡板下方的转盘，以及用于驱动所述转盘转动的转盘电机；所述处理器，用于获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速；并根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速；以及根据所述目标转速以及安全转速控制所述转盘下一时刻的转速以及所述出料口的开度。

根据本发明实施方式的播撒装置，能够通过获取到的出料口的目标开度得到转盘的安全转速，并根据目标转速和该安全转速来控制播撒装置的转盘下一时刻的转速以及出料口的开度，以便更精确的控制播撒过程，避免转盘的目标转速和出料口的目标开度不匹配造成的出料口堵塞问题。

根据本发明的一实施方式，提供一种植保无人机，包括：机身、机臂、以及动力组件，所述机臂的一端与机身连接、另一端安装所述动力组件，其特征在于，所述植保无人机还包括，搭载在所述机身下方的上述播撒装置。

根据本发明实施方式的植保无人机，能够通过获取到的出料口的目标开度得到转盘的安全转速，并根据目标转速和该安全转速来控制播撒装置的转盘下一时刻的转速以及出料口的开度，以便更精确的控制播撒过程，避免转盘的目标转速和出料口的目标开度不匹配造成的出料口堵塞问题。

本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：

图1为本发明一实施方式提供的植保无人机的正视图；

图2为本发明一实施方式提供的植保无人机的侧视图；

图3为本发明一实施方式提供的植保无人机的播撒装置的结构示意图；

图4为图3中开度调节机构以及播撒机构的转盘的结构示意图；

图5为本发明一实施方式提供的播撒装置的控制方法的流程示意图；

图6为本发明一实施方式提供的植保无人机在播撒作业中使用的一个控制方法的流程示意图。

图中：

10、机身； 30、机臂；

50、动力组件； 70、播撒装置；

701、物料箱； 703、开度调节机构；

7031、舵机； 7033、传动齿轮；

7035、圆形挡板； 705、播撒机构；

7051、转盘； 707、搅拌机构；

90、脚架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本实施方式提供的植保无人机的正视图，图2为本实施方式提供的植保无人机的侧视图。以下先介绍植保无人机的具体结构和各部分的配合关系，以便更好的了解植保无人机中播撒装置的控制方法。

请参阅图1和图2，植保无人机包括：机身10、机臂30、动力组件50、以及搭载在机身10下方的播撒装置70。为了描述方便，以下将按照机身10、机臂30、动力组件50和播撒装置70的顺序进行详细说明。

机身10包括外壳、以及安装在外壳内的飞行控制器。外壳可以使用塑料或者金属材质制作而成，其一般包括顶板、底板、以及侧壁，侧壁的顶端与顶板固定、其底端与底板固定，并与顶板和底板围合成用于容纳飞行控制器的安装空间。顶板、底板的形状可以是矩形、圆形、椭圆形、五角形、六角形等任意几何形状，而且顶板的面积可以大于、等于、或者小于底板的面积。侧壁可以是一整块板，或者由多块板拼接而成。可选的，在外壳内、或者在底板向内凹陷所形成的凹槽内，安装有用于为飞行控制器供电的电源(例如包括有多个电芯的锂电池)。下文将要详细描述的播撒装置70搭载在底板的下方，例如可以通过连接件(例如卡扣或者螺栓)与底板固定，或者，当底板的下方设置有用于在降落时对机身10进行支撑的脚架90时，可以将播撒装置70通过连接件(例如卡扣)固定在脚架90上。

机臂30的一端与机身10固定、另一端用于安装动力组件50。机臂30可以是横截面为圆形、椭圆形、或者其他合适形状的空心管状部件，其可以使用塑料、金属、或者碳纤维等材质制作而成。机臂30的数量可以是一个或者多个。例如，当仅配置有一个机臂30时，这个机臂30可以是底端固定在机身10的顶板上，从而形成直升机式植保无人机。又如，当配置有多个机臂30时，这多个机臂30可以呈辐射状的从机身10向外延伸，从而形成多旋翼式植保无人机。可选地，沿机身10向外呈辐射状延伸的多个机臂30可以设计成能够相对于机身10可折叠，从而减少植保无人机在存储和运输时所占用的体积。

动力组件50包括：螺旋桨、用于驱动螺旋桨转动以产生拉力的电机、以及用于控制电机工作参数(例如转速、转向、加速度等)的电调。以多旋翼式植保无人机为例，其机臂30在远离机身10的端部设置有安装座，螺旋桨固定在安装座的顶部，电机则固定在安装座内，电调安装在安装座的底部并通过通信连接线和电源线分别与飞行控制器和电源连接。当然，电调也可以安装在机臂30的空腔内或者机身10的外壳内，并通过通信连接线与电机连接。可以理解的，当机臂30使用空心管状部件时，电子元件之间的连接线可以收纳在机臂30的空腔内，从而避免线路外露，以提高完全性和使用寿命。

图3为本实施方式提供的播撒装置的结构示意图；图4为图3中开度调节机构以及播撒机构的转盘的结构示意图。请参阅图3和图4，播撒装置70包括:物料箱701、开度调节机构703、播撒机构705、以及处理器。为了描述更加清楚，以下将按照物料箱701、开度调节机构703、播撒机构705和处理器的顺序对各部件的具体结构和功能进行详细描述。

物料箱701可以是外观形状为锥形或者矩形的箱体(当然也不排除具有其他几何形状的箱体，例如异形箱体)。在箱体的顶部设置有进料口，从该进料口可以将固体物料(例如种子、鱼食、或者农药等)添加到物料箱701内。在进料口的顶部通过卡接或者螺接等可拆卸连接方式安装有进料口盖，从而可以在添加物料时将进料口盖取下并在加料以后将进料口盖重新盖上。在箱体的底部设置有出料口，从而在出料口打开时容纳在箱体内的物料可以在重力的作用下从出料口落下。

在物料箱701内可选地设置有用于搅拌物料的搅拌机构707。在本实施方式中，搅拌机构707包括搅拌电机、传动部件、以及一个或者多个搅拌杆。搅拌电机的输出轴与传动部件(例如减速齿轮)的输入端固定，传动部件的输出端与搅拌轴固定，一个或者多个搅拌杆固定在搅拌轴上。搅拌杆的形状可以是直线形、弧线形或者其他任意合适的形状，当设置有多个搅拌杆时，这些搅拌杆可以沿着搅拌轴的轴向或者径向设置，当然也可以同时在搅拌轴的轴向和径向上均设置多个搅拌杆以提高搅拌能力。

搅拌机构707的搅拌形式可以是任意的，例如，在一些实施方式中，搅拌电机通过传动部件(例如在搅拌电机的输出轴上设置的主动齿轮、以及在搅拌轴上设置的与该主动齿轮啮合的齿状结构)驱动搅拌杆沿上下方向作往复运动，以搅拌物料。在另一些实施方式中，搅拌电机可以通过传动部件(例如在搅拌电机的输出轴上设置的主动齿轮、以及在搅拌轴上设置的与该主动齿轮啮合的从动齿轮)带动搅拌杆在平行于水平面或者倾斜于水平面的平面内转动，以搅拌物料。可以理解的，当搅拌杆在倾斜于水平面的平面内转动时，可以为物料向出料口方向的运动提供附加的动力，以加速物料从出料口落出。在其他一些实施方式中，搅拌电机也可以通过传动部件(例如类似于三轴云台的传动部件)驱动搅拌杆沿着不规则的路径运动以搅拌物料，以使任意位置的物料都能够得到充分的搅拌。可以理解的，传动部件中可以包括减速元件(例如多级减速齿轮)，以将传递到搅拌轴上的速度降低。

在另外一些可实施方式中，搅拌机构707也可以包括安装在物料箱701内的涵道、以及设置在涵道内的风扇，涵道的下端与物料箱701的底部具有间隙，风扇的出风方向正对物料箱701的底部，从而通过风扇带动空气从涵道的底部进入物料箱701内以实现对物料的搅拌。可以理解的是，为了实现涵道式物料搅拌机构707的正常搅拌，设置在物料箱701底板的出料口应该远离涵道。

开度调节机构703可以包括：舵机7031、挡板、以及将舵机7031和挡板传动连接的传动部件。舵机7031挡板可以设置在出料口的下方或者上方，挡板的形状与出料口的形状相匹配。

可选地，挡板可以如图4所示的设计成圆形挡板7035，且在该圆形挡板7035的外边缘设置有与传动齿轮7033啮合的齿形结构，传动齿轮7033可以直接固定在舵机7031的输出轴上，或者传动齿轮7033再通过多级齿轮与舵机7031输出轴传动连接。在圆形挡板7035上开设有开口，当需要调节出料口的开度时，舵机7031驱动圆形挡板7035转动，从而调整出料口和开口所形成的出料通道的大小。

或者，挡板也可以设计成矩形或者扇形，该矩形或者扇形挡板通过连接杆与舵机7031的舵机臂铰接。当需要调节出料口的开度时，舵机7031启动，舵机7031的转轴驱动舵机臂旋转，舵机臂通过连接杆带动挡板沿直线方向运动或者转动，从而部分或者全部覆盖住出料口，从而改变出料通道的大小。

从下文的描述中可知，由舵机7031驱动挡板运动，可以直接读取舵机7031传感器的信息来获取舵机7031的转轴实时转动角度，从而得到挡板当前时刻遮蔽出料口的面积，进而得到出料口实时开度，以便对播撒装置70的作业过程进行控制。

当然，如果采用伺服电机替代舵机7031时，同样可以直接从伺服电机中获得伺服电机的输出轴在实时转动角度，从而得到出料口在实时开度。而如果在其他一些实施方式中采用有刷电机或者无刷电机来替代舵机7031时，则一般需要单独加装用于测量电机输出轴的传感器以获取电机在实时转动角度。

此外，也可以通过传感器来获取舵机臂或者挡板的行程或者距离来得到挡板在当前时刻遮蔽出料口的面积。例如，当挡板为图4所示的圆形挡板7035时，则可以通过圆形挡板7035转动的角度得出挡板对出料口的遮挡面积，从而得出出料口的实时开度。又如，当出料口和挡板都是矩形时，则可以通过挡板移动的长度得出挡板对出料口的遮挡面积，从而得出出料口在实时开度。再如，当出料口和挡板都是扇形时，则可以通过带动挡板转动的连接杆的转动角度来得出挡板对出料口的遮挡面积，从而得出出料口实时开度。用来检测电机的输出轴转动角度、以及用来检测传动部件和挡板行程或者距离的传感器可以使用现有技术中任意合适的传感器，例如霍尔传感器、激光传感器或者红外传感器等，具体可以参见现有技术的资料，在此不再赘述。

虽然上述实施方式中介绍了通过齿轮，或者舵机臂和连接杆来实现舵机7031和挡板的传动，但是，应该理解的是，在其他一些实施方式中，也可以采用其他传动部件来实现传动的目的。例如，可以使用齿轮齿条或者棘轮棘爪等来作为传动部件。可以理解，这些可替换结构舵机臂同样可以通过传感器来检测其中一个元件或者多个元件的运动行程或者距离，以实现对出料口开度的当前时刻的监测。

播撒机构705可以包括：设置在出料口下方的转盘7051、以及驱动转盘7051转动以将物料从转盘7051上甩出的转盘7051电机。转盘7051的上表面沿半径方向可选地设置有多条凸棱，以提高播撒效果。转盘7051电机可以直接或者通过传动部件与转盘7051传动连接，从而驱动转盘7051在大致水平的方向转动，以将从出料口落到转盘7051上的物料从转盘7051边缘甩出到地面、水面、或者其他定着物上(例如树木、青草等)。可以理解，当转盘7051电机的转速较大，而转盘7051需要的转速较小时，传动部件中还可以包括减速元件，以将转盘7051电机的转速降低。

转盘7051电机可以是伺服电机、有刷电机、无刷电机等任意类型的电机。为了精确控制播撒过程，可以通过转速传感器直接获取转盘7051的转速，或者也可以通过获取电机的转角来间接获取转盘7051的转速。具体的，当通过电机的转角来间接获取转盘7051的转速时，如果使用伺服电机可以使用以下将要详述的处理器直接读取伺服电机中的转角或者转速数据；如果使用有刷电机或者无刷电机可以加装霍尔传感器来获取有刷电机或者无刷电机的转角或者转速。

在本实施方式中，为了避免物料在离心力的作用下往上飞起撞击物料箱701或者机身10，可选地在转盘7051的上方可以设置有一个固定的或者与转盘7051同轴转动的挡盘。为了控制物料从植保无人机飞行方向的后方被甩出，还可选地在物料箱701的底部固定有一块侧板，该侧板与转盘7051之间围合成一个后方具有开口的空腔，从而当转盘7051转动时，从出料口落到甩盘上的物料可以从该后方的开口处被抛洒到地面、水面或者其他定着物上。

此外，当搅拌机构707采用搅拌杆进行搅拌时，搅拌机构707和播撒机构705可以共用一个电机，例如如图3所示的使用一个设置在物料箱701上方的同一个电机，从而搅拌机构的搅拌杆和播撒机构705的转盘7051可以做同轴转动。当然，由于搅拌速度和播撒速度一般不同，则转盘7051或者搅拌杆可以通过减速部件安装在同一个电机的输出轴上。

处理器至少包括有能够执行以下方法的芯片，具体在执行下述方法的时候，处理器可以通过调用存储器中的可执行程序进行，也可以通过逻辑运算电路进行。需要说明的是，处理器在执行下述方法的时候可以以后台的方式进行，或者也可以以图形界面的方式向用户进行展示，或者也可以一部分在后台执行，另一部分向用户展示。而且，处理器在执行下述方法的过程中可以完全自主进行，或者也可以部分自主进行，而另一部分有人工参与。

处理器可以安装在物料箱上、或者安装在遥控器中、或者与机身10内的飞行控制器集成在一起、或者安装在服务器中，并通过有线通信或者无线通信的方式与搅拌机构、开度调节机构、以及播撒机构连接。在本实施方式中，处理器通过对获取到的信息进行分析处理，并根据分析处理的结果对开度调节机构和播撒机构进行联动控制，避免了播撒装置70的出料口被大粒径物料堵塞时所导致的播撒不均匀问题，实现了对播撒作业的精确控制。

以下以处理器与飞行控制器集成在一起(简称“集成飞行控制器”)为例，结合图5的流程图详细说明本实施方式提供的播撒装置70的控制方法。应该理解，当处理器单独设置在物料箱701上、设置在遥控器中、或者设置在服务器中时，依然可以执行下述控制方法。

请参阅图5，本实施方式的控制方法，包括：

S101、获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速。

在一些实施方式中，出料口的目标开度以及转盘的目标转速可以由用户实时输入。例如，用户可以通过外接的输入装置输入指令，该指令经由输入装置发送给集成飞行控制器，集成飞行控制器再从该指令中读取到用户输入的所述目标开度和所述目标速度。

在另一些实施方式中，出料口的目标开度以及转盘的目标转速也可以预存储在集成飞行控制器的内存或者外接的存储器中，集成飞行控制器通过读取内存或者外接存储器的数据库，得到所述目标开度以及所述目标转速。例如，研究或者农业服务机构可以将物料种类、粒径大小、出料口的目标开度、以及转盘的目标转速等信息存储在其服务器中，集成飞行控制器通过访问该服务器并读取服务器中存储的数据库，获得当前撒播物料所需要的目标开度以及目标转速。由于研究机构和农业服务机构掌握大量的新的农业种植技术，通过这些机构可以更佳的确定播撒的浓度，以提高农业生产效率。

S102、根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速。

具体的，当获取到出料口的目标开度之后，在一些实施方式中，可以通过预设公式计算得到转盘的安全转速(也即该目标开度下转盘所需的最小转速)。例如，通过线性公式、微积分公式或者其他数学计算公式计算得出与目标开度对应的安全转速。在另一些实施方式中，也可以通过在数据库中查找预设列表的方式得到与目标开度对应的安全转速。例如，在集成飞行控制器的内存中存储多个目标开度及其对应的安全转速，当集成飞行控制器接收到出料口的目标开度之后，就在内存的数据列表中查找与该目标开度相同的目标开度数值，并读取与该目标开度数值对应的安全转速数值作为转盘的安全转速。在内存的数据列表中查找目标开度数值以及读取与目标开度数值对应的安全转速数值的方法可以采用任意现有的方法，例如顺序查找、差值查找、二分查找等。

可选地，在一些实施方式中，当目标开度大于一半最大开度时，安全转速可以取一个恒定值；当目标开度小于或等于一半最大开度时，安全转速设置为与目标开度线性相关，其中，最大开度指出料口全部打开时候的开度。假设出料口的最大开度为1，则当目标开度小于或者等于0.5时，安全转速可以等于目标开度的3倍，而当目标开度大于0.5时，安全转速则为恒定值1.5。

S103、根据所述目标转速以及安全转速控制所述转盘下一时刻的转速以及所述出料口的开度。

在一些实施方式中，当根据目标开度得到转盘的安全转速时，可以直接将其与目标转速进行比较，如果目标转速小于安全转速，则发送报警信号，以节省控制时间和能源。例如，集成飞行控制器控制机身10上或者遥控器上安装的指示灯按照规定的方式开/关、或者闪烁，以发送报警信号。又如，集成飞行控制器控制机身10或者遥控器上安装的蜂鸣器播放报警语音，以发送报警信号。再如，集成飞行控制器控制遥控器上安装的显示屏显示报警文字，以发送报警信号。此时，集成飞行控制器还控制出料口处的设置的挡板遮挡住出料口，以保持出料口处于关闭状态。

在另一些实施方式中，当根据目标开度得到转盘的安全转速时，还获取转盘当前时刻的转速，并将获取到的转盘的当前时刻(T时刻)的转速与目标转速进行比较，然后根据比较结果控制转盘下一时刻(T+1时刻)的转速以及出料口的开度。例如，根据比较结果控制转盘启动、加速、减速、或者停止，以及控制出料口由关闭状态逐渐打开、增大或者减小出料口的开度、或者将出料口从打开状态逐渐关闭。通过先将转盘的转速调整到目标转速的方式，可以避免异常情况的出现，例如，虽然目标开度和目标转速可以匹配，但是目标转速超过了第一驱动件的驱动力能够驱动转盘达到的最大转速，或者转盘出现机械故障而无法达到目标转速，从而提高播撒装置70的安全性和可靠性。

具体而言，当转盘当前时刻(T时刻)的转速小于目标转速时，保持出料口关闭、并控制与转盘传动连接的第一驱动件来驱动转盘加速。

在本实施方式中，第一驱动件的驱动源可以是电机，包括但不限于有刷电机、无刷电机和伺服电机，从而可以通过改变电机的输出转速来控制转盘加速、减速、或者保持速度不变时。在具体实施时，可以采用控制电机的油门大小的方法来控制电机的输出转速，从而控制转盘的速度。例如，集成飞行控制器可以根据目标转速和转盘当前时刻的转速的比较结果生成一个油门指令，并将该油门指令发送给第一驱动件的电机，以控制电机的输出转速。应该理解，当第一驱动件选择其他驱动源(例如舵机、或者气缸)时，则可以通过控制舵机的PWM波占空比或者气缸活塞的周期来控制驱动源的输出，从而控制转盘的速度。

根据传感器监测到的转盘的实时转速进行反馈调节，直到将转盘的转速加速到等于目标转速时为止。

当转盘当前时刻的转速等于目标转速时，保持转盘的转速不变，并根据转盘当前时刻的转速与安全转速的比较结果，控制出料口打开或者继续保持出料口关闭。

具体来说，当转盘当前时刻的转速等于目标转速时，控制第一驱动件的驱动源保持当前的输出，从而使转盘维持当前时刻的转速不变。例如，当第一驱动件的驱动源为电机时，则集成飞行控制器可以向电机发送保持当前油门不变的指令，从而控制电机的输出转速不发生变化。

与此同时，集成飞行控制器将转盘当前时刻的转速与安全转速进行比较，并根据比较结果来控制出料口处挡板的运动。

当转盘当前时刻的转速大于或者等于安全转速时，控制第二驱动件驱动设置在出料口处的挡板移动，以将出料口打开到目标开度。以第二驱动件的驱动源为舵机为例，当集成飞行控制器获知转盘当前时刻的转速大于或者等于安全转速的时候，就向舵机发送控制信号，控制该舵机的PWM波占空比，从而控制舵机的输出，进而控制出料口处设置的挡板移动。

例如，当出料口和挡板为弧形、并且挡板设计为沿顺时针运动时出料口的开度逐渐增大，则当集成飞行控制器获知转盘当前时刻的转速大于或者等于安全转速时，就向舵机发送一个控制信号以控制舵机的PWM波占空比，从而控制舵机驱动挡板沿顺时针方向转动以打开挡板，并根据对挡板开度的实时监测，进一步控制舵机的PWM波占空比，从而使得挡板被移动到出料口达到目标开度的位置。具体来说，集成飞行控制器发出控制信号来控制舵机逆变电路中的开关器件通断频率，从而改变逆变电路输出的脉冲的宽度，也即，改变逆变电路输出的电压大小，从而实现对舵机输出转速的控制。

又如，当出料口和挡板为矩形、并且挡板设计为沿水平方向往前运动时出料口的开度逐渐增大，则当集成飞行控制器获知转盘当前时刻的转速大于或者等于安全转速时，就向电机(包括但不限于有刷电机、无刷电机和伺服电机)发送一个油门指令以控制电机的油门大小，从而控制电机驱动挡板沿水平方向往前运动以打开挡板，并根据对挡板开度的实时监测，进一步控制电机的油门大小，从而使得挡板被移动到出料口达到目标开度的位置。

可以理解，当第二驱动件为其他驱动源(例如气缸)，则集成飞行控制器通过控制该驱动源的工作参数就可以控制设置在出料口的挡板按照预设的路径移动，从而打开出料口；集成飞行控制器再根据对出料口开度的实时监测，就可以生成对该驱动源的工作参数的连续控制信号，以将挡板移动到出料口达到目标开度的位置。

当转盘当前时刻的转速小于安全转速时，则发送报警信号并保持出料口关闭。例如，集成飞行控制器控制机身10上或者遥控器上安装的指示灯按照规定的方式开/关、或者闪烁，以发送报警信号。又如，集成飞行控制器控制机身10或者遥控器上安装的蜂鸣器播放报警语音，以发送报警信号。再如，集成飞行控制器控制遥控器上安装的显示屏显示报警文字，以发送报警信号。此时，集成飞行控制器控制出料口处的设置的挡板遮挡住出料口，以保持出料口处于关闭状态。

本实施方式的控制方法，通过获取到的出料口的目标开度得到转盘的安全转速，并根据目标转速和该安全转速来控制播撒装置70的转盘下一时刻的转速以及出料口的开度，能够更精确的控制播撒过程，避免转盘的目标转速和出料口的目标开度不匹配造成的出料口堵塞问题。

图6为植保无人机在播撒作业中可以使用的一个具体的控制方法的流程示意图。如图6所示，在启动植保无人机后或者在启动植保无人机之前，通过遥控器或者植保无人机的其他输入设备向集成飞行控制器输入本次播撒作业中转盘的目标转速和出料口的目标开度。集成飞行控制器根据出料口的目标开度计算或者查找得到该目标开度下转盘的安全转速(也即该目标开度下转盘的最小转速)。集成飞行控制器通过单独设置的传感器或者驱动转盘转动的驱动源自带的传感器获取转盘当前时刻(T时刻)的转速，并将该当前时刻的转速与目标转速进行比较，然后根据比较结果控制转盘下一时刻(T+1时刻)的转速，例如控制转盘加速；如此循环，直到转盘的转速等于目标转速；在此过程中，始终控制出料口处于关闭状态。当转盘当前时刻的转速等于目标转速时，集成飞行控制器再将该当前时刻的转速与安全转速进行比较，然后根据比较结果控制设置在出料口处的挡板移动，从而改变出料口的开度。具体的，当转盘当前时刻的转速小于安全转速时，发出报警信号并继续保持出料口关闭；当转盘当前时刻的转速大于或者等于安全转速时，控制挡板移动以将出料口打开到目标开度。

最后，尽管已经在这些实施例的上下文中描述了与本技术的某些实施例相关联的优点，但是其他实施例也可以包括这样的优点，并且并非所有实施例都详细描述了本发明的所有优点，由实施例中的技术特征所客观带来的优点均应视为本发明区别于现有技术的优点，均属于本发明的保护范围。

Claims (38)

1.一种播撒装置的控制方法，其特征在于，包括：

获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速；

根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速；

根据所述目标转速以及安全转速控制所述转盘下一时刻的转速以及所述出料口的开度。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据目标转速以及安全转速控制所述转盘的转速以及出料口的开度，包括：

获取所述转盘当前时刻的转速；

根据所述转盘当前时刻的转速与目标转速的比较结果控制所述转盘下一时刻的转速以及出料口的开度。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述转盘当前时刻的转速与目标转速的比较结果控制所述转盘下一时刻的转速以及出料口的开度，包括：

当所述转盘当前时刻的转速小于所述目标转速时，保持所述出料口关闭、并控制与所述转盘传动连接的第一驱动件来驱动所述转盘加速。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制与所述转盘传动连接的第一驱动件来驱动所述转盘加速，包括：

调整所述第一驱动件中的电机的油门大小以驱动所述转盘加速。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述转盘当前时刻的转速与目标转速的比较结果控制所述转盘的转速以及出料口的开度，还包括：

当所述转盘当前时刻的转速等于目标转速时，保持所述转盘的转速不变，

并根据所述转盘当前时刻的转速与安全转速的比较结果，控制所述出料口打开或者继续保持所述出料口关闭。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述转盘当前时刻的转速与安全转速的比较结果，控制所述出料口打开或者继续保持所述出料口关闭，包括：

当所述转盘当前时刻的转速大于或者等于所述安全转速时，控制与设置在所述出料口处的挡板传动连接的第二驱动件来驱动所述挡板移动，以将所述出料口打开到所述目标开度。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制与设置在所述出料口处的挡板传动连接的第二驱动件来驱动所述挡板移动，包括：

调整所述第二驱动件中的舵机的PWM波占空比来驱动所述挡板移动。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述转盘当前时刻的转速与安全转速的比较结果，控制所述出料口打开或者保持所述出料口关闭，还包括：

当所述转盘当前时刻的转速小于所述安全转速时，发送报警信号并保持所述出料口关闭。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据目标转速以及安全转速控制所述转盘的转速以及出料口的开度，包括：

当所述目标转速小于所述安全转速时，发送报警信号并保持所述出料口关闭。

10.根据权利要求1-9任一项所述的控制方法，其特征在于，获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速，包括：

接收用户输入的指令，在所述指令中读取所述目标开度和目标速度。

11.根据权利要求1-9任一项所述的控制方法，其特征在于，根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速，包括；

通过预设公式计算得到所述安全转速，或者在预设列表中查找与所述目标开度的数值对应的值作为所述安全转速。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，当所述目标开度大于一半最大开度时，所述安全转速为一个恒定值；当所述目标开度小于或等于一半最大开度时，所述安全转速与所述目标开度线性相关。

13.一种播撒装置，其特征在于，包括：物料箱、开度调节机构、播撒机构、以及处理器；

所述物料箱的底部开设有出料口；

所述开度调节机构包括：设置在出料口处的挡板，以及用于驱动所述挡板运动以调节所述出料口的开度的挡板电机；

所述播撒机构包括：设置在所述挡板下方的转盘，以及用于驱动所述转盘转动的转盘电机；

所述处理器，用于获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速；并根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速；以及根据所述目标转速以及安全转速控制所述转盘下一时刻的转速以及所述出料口的开度。

14.根据权利要求13所述的播撒装置，其特征在于，所述处理器还用于：

获取所述转盘当前时刻的转速；以及，

根据所述转盘当前时刻的转速与目标转速的比较结果控制所述转盘下一时刻的转速以及出料口的开度。

15.根据权利要求14所述的播撒装置，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速小于所述目标转速时，所述处理器还用于保持所述出料口关闭、并控制与所述转盘传动连接的第一驱动件来驱动所述转盘加速。

16.根据权利要求15所述的播撒装置，其特征在于，所述处理器通过调整所述第一驱动件中的电机的油门大小以驱动所述转盘加速。

17.根据权利要求15所述的播撒装置，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速等于目标转速时，所述处理器还用于保持所述转盘的转速不变，并根据所述转盘当前时刻的转速与安全转速的比较结果，控制所述出料口打开或者继续保持所述出料口关闭。

18.根据权利要求17所述的播撒装置，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速大于或者等于所述安全转速时，所述处理器还用于控制与设置在所述出料口处的挡板传动连接的第二驱动件来驱动所述挡板移动，以将所述出料口打开到所述目标开度。

19.根据权利要求18所述的播撒装置，其特征在于，所述处理器通过调整所述第二驱动件中的舵机的PWM波占空比来驱动所述挡板移动。

20.根据权利要求18所述的播撒装置，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速小于所述安全转速时，所述处理器还用于发送报警信号并保持所述出料口关闭。

21.根据权利要求13所述的播撒装置，其特征在于，当所述目标转速小于所述安全转速时，所述处理器还用于发送报警信号并保持所述出料口关闭。

22.根据权利要求13-21任一项所述的播撒装置，其特征在于，所述处理器还用于接收用户输入的指令，并在所述指令中读取所述目标开度和目标速度。

23.根据权利要求13-21任一项所述的播撒装置，其特征在于，所述处理器还用于通过预设公式计算得到所述安全转速，或者用于在预设列表中查找与所述目标开度的数值对应的值作为所述安全转速。

24.根据权利要求23所述的播撒装置，其特征在于，当所述目标开度大于一半最大开度时，所述安全转速为一个恒定值；当所述目标开度小于或等于一半最大开度时，所述安全转速与所述目标开度线性相关。

25.一种植保无人机，包括：机身、机臂、以及动力组件，所述机臂的一端与机身连接、另一端安装所述动力组件，其特征在于，所述植保无人机还包括，搭载在所述机身下方的播撒装置；

所述播撒装置包括：物料箱、开度调节机构、播撒机构、以及处理器；

所述物料箱的底部开设有出料口；

所述开度调节机构包括：设置在出料口处的挡板，以及用于驱动所述挡板运动以调节所述出料口的开度的挡板电机；

所述播撒机构包括：设置在所述挡板下方的转盘，以及用于驱动所述转盘转动的转盘电机；

所述处理器，用于获取出料口的目标开度以及转盘的目标转速；并根据所述目标开度得到所述转盘的安全转速；以及根据所述目标转速以及安全转速控制所述转盘下一时刻的转速以及所述出料口的开度。

26.根据权利要求25所述的植保无人机，其特征在于，所述处理器还用于：

获取所述转盘当前时刻的转速；以及，

根据所述转盘当前时刻的转速与目标转速的比较结果控制所述转盘下一时刻的转速以及出料口的开度。

27.根据权利要求26所述的植保无人机，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速小于所述目标转速时，所述处理器还用于保持所述出料口关闭、并控制与所述转盘传动连接的第一驱动件来驱动所述转盘加速。

28.根据权利要求27所述的植保无人机，其特征在于，所述处理器通过调整所述第一驱动件中的电机的油门大小以驱动所述转盘加速。

29.根据权利要求27所述的植保无人机，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速等于目标转速时，所述处理器还用于保持所述转盘的转速不变，并根据所述转盘当前时刻的转速与安全转速的比较结果，控制所述出料口打开或者继续保持所述出料口关闭。

30.根据权利要求29所述的植保无人机，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速大于或者等于所述安全转速时，所述处理器还用于控制与设置在所述出料口处的挡板传动连接的第二驱动件来驱动所述挡板移动，以将所述出料口打开到所述目标开度。

31.根据权利要求30所述的植保无人机，其特征在于，所述处理器通过调整所述第二驱动件中的舵机的PWM波占空比来驱动所述挡板移动。

32.根据权利要求30所述的植保无人机，其特征在于，当所述转盘当前时刻的转速小于所述安全转速时，所述处理器还用于发送报警信号并保持所述出料口关闭。

33.根据权利要求25所述的植保无人机，其特征在于，当所述目标转速小于所述安全转速时，所述处理器还用于发送报警信号并保持所述出料口关闭。

34.根据权利要求25-33任一项所述的植保无人机，其特征在于，所述处理器还用于接收用户输入的指令，并在所述指令中读取所述目标开度和目标速度。

35.根据权利要求25-33任一项所述的植保无人机，其特征在于，所述处理器还用于通过预设公式计算得到所述安全转速，或者用于在预设列表中查找与所述目标开度的数值对应的值作为所述安全转速。

36.根据权利要求35所述的植保无人机，其特征在于，当所述目标开度大于一半最大开度时，所述安全转速为一个恒定值；当所述目标开度小于或等于一半最大开度时，所述安全转速与所述目标开度线性相关。

37.根据权利要求25-33任一项所述的植保无人机，其特征在于，所述处理器与所述安装在所述机身内的飞行控制器集成在一起。

38.根据权利要求37所述的植保无人机，其特征在于，还包括遥控器，所述遥控器与所述飞行控制器和/或播撒装置通信连接。