CN109526912A - 一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，包括主体、农药箱、检测机构、喷洒机构和若干飞行单元，喷洒机构包括第三电机、缓冲块、第三驱动轴、移动块、水管和喷头，检测机构包括驱动机构、转动杆、超声波发射器和超声波接收装置，驱动机构包括驱动单元、条形齿、从动轮和若干第二从动齿，该基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机通过检测机构带动转动杆摆动，利用超声波发射器和超声波接收装置监测无人机下方的害虫量，从而确定农药的用量，不仅如此，通过风力检测机构检测风力方向和大小，并由喷洒机构带动喷头平移，使喷头喷出的农药准确地洒在农作物上，防止受风力发生偏移，从而实现了精准喷洒，提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机。
背景技术
在现代农业生产管理过程中，大部分环节均实现机械化作业，而农作物病虫害防治还未实现，存在防治不专业、用药泛乱、农药残留量大、对环境污染严重等等问题。近年虽然有少量新型的自走式喷洒机械的使用，但无法满足农作物生长中后期下田防治的需求；人工1人1小时只能喷1亩地左右，劳动强度大、时间长，同时作业质量差，受药面积和受药程度不均匀，达不到预期效果，在对高大密集型农作物作业时更是无能为力，这也是目前制约农作物全程机械化的主要瓶颈，严重阻碍着现代农业的快速发展，急需如农用无人机这种可实现低空高效超低量农药的喷施，适宜于农场及大面积农作物的智能化、高效率、全程化、低成本的新型喷洒装备。
现有的农药喷洒无人机在运用过程中，大都飞行于农作物的上空对各处进行均匀作业，因而无法根据实际要求进行定量地喷洒，即根据害虫的数量控制农药的喷洒量，由于现有的喷洒无人机大都为均匀喷洒，当农药用量较少时，不足以杀死害虫，当农药用量过多时，势必也会影响农作物的生长，不仅如此，在喷洒过程中，由于无人机位于农作物的上方，在农药下降过程中还会受到风力作用的影响，导致喷洒范围发生偏移，进而导致设备无法实现精准的喷洒。
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，提供一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，包括主体、农药箱、检测机构、喷洒机构、两个支脚、两个支架和若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在主体的外周，两个所述支架分布设置在主体下方的两侧，所述农药箱设置在两个支架之间，所述支脚与支架一一对应，所述支脚的顶端固定在支架上，所述喷洒机构设置在两个支脚之间且与农药箱连接，所述检测机构设置在农药箱上；
所述喷洒机构包括第三电机、缓冲块、第三驱动轴、移动块、水管和喷头，所述第三电机固定在其中一个支脚上，所述缓冲块固定在另一个支脚上，所述第三驱动轴设置在第三电机和缓冲块之间，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第一外螺纹，所述移动块套设在第三驱动轴上，所述移动块内设有第一内螺纹，所述移动块内的第一内螺纹与第三驱动轴上的第一外螺纹相匹配，所述喷头固定在移动块的下方且通过水管与农药箱连通；
所述检测机构包括驱动机构、转动杆、超声波发射器和超声波接收装置，所述驱动机构与传动杆的顶端传动连接，所述超声波发射器固定在转动杆底端的一侧，所述超声波接收装置固定在转动杆底端的另一侧；
所述驱动机构包括驱动单元、条形齿、从动轮和若干第二从动齿，所述驱动单元设置在条形齿的上方且与条形齿传动连接，所述从动轮设置在条形齿的下方，所述转动杆的顶端固定在从动轮上，所述第二从动齿均匀分布在从动轮的半圆周面上且与条形齿啮合。
作为优选，为了提高设备的续航能力，所述主体的上方设有光伏发电装置，所述光伏发电装置包括支柱、太阳能板、第一电机、第一连杆和第二连杆，所述支柱的底端固定在主体上，所述支柱的顶端与太阳能板铰接，所述第一电机固定在支柱的一侧且与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与太阳能板铰接。
作为优选，为了实现设备的飞行功能，所述飞行单元包括侧杆、第二电机、第二驱动轴和若干旋翼，所述第二电机通过侧杆与主体固定连接且与第二驱动轴的底端传动连接，所述旋翼周向均匀分布在第二驱动轴的外周。
作为优选，为了驱动转动杆转动，所述驱动单元包括第四电机、驱动轮、框架和若干驱动齿，所述第四电机固定在农药箱上且与驱动轮传动连接，所述驱动齿均匀分布在驱动轮的半圆周面上，所述驱动轮设置在框架内，所述框架内的横向两侧均设有若干第一从动齿，所述第一从动齿与驱动齿啮合，所述条形齿固定在框架的下方。
作为优选，为了固定框架的移动方向，所述驱动单元还包括两个限位组件，两个所述限位组件分别设置在框架的两侧，所述限位组件包括限位杆和限位环，所述限位杆与框架固定连接，所述限位环固定在农药箱上且套设在限位环上。
作为优选，为了检测农药箱两侧的风力状况，所述农药箱的两侧均设有风力检测机构，所述风力检测机构包括套管、压力传感器、弹簧、滑杆和风板，所述套管固定在支架上，所述滑杆的一端设置在套管内，所述滑杆的另一端与风板固定连接，所述压力传感器固定在套管内的底部，所述压力传感器通过弹簧与滑杆的一端连接。
作为优选，为了固定滑杆的移动方向，所述套管内设有固定环和两个固定杆，两个所述固定杆分别设置在固定环的两侧，所述固定环套设在滑杆上且通过固定杆与套管两侧的内壁固定连接。
作为优选，为了便于农药箱的固定和拆卸，所述农药箱的两侧设有安装机构，所述安装机构包括固定管和螺杆，所述固定管固定在农药箱上，所述固定管和支架均套设在螺杆上，所述固定管内设有第二内螺纹，所述螺杆的外周设有第二外螺纹，所述螺杆上的第二外螺纹与固定管内的第二内螺纹相匹配。
作为优选，为了便于转动螺杆，所述螺杆远离固定杆的一端设有固定块。
作为优选，利用钛合金材质轻巧坚固的特点，为了减轻支脚的重量同时保证支脚的承重能力，所述支脚的材质为钛合金。
该无人机在飞行喷洒前，首先利用农药箱上的检测机构检测下方农作物上的害虫情况，在检测机构中，驱动单元内的第四电机带动驱动轮转动，使驱动轮上的驱动齿与框架内的第一从动齿发生作用，从而驱动框架来回左右移动，在框架移动过程中，框架下方的条形齿与从动轮上的第二从动齿作用，从而使从动轮在一定的角度范围内摆动，进而带动转动杆来回摆动，在转动杆的底端，超声波发射器发射超声波，超声波接收装置接收到碰到物体返回的超声波，通过分析返回的超声波信号，就能判断出该方向区域内农作物害虫量的多少，从而控制农药箱内所需的农药喷洒量，为了实现精准地喷洒，在农药箱的两侧设有风力检测机构检测风力方向，在风力检测机构中，风力吹动风板，通过滑杆使弹簧受压缩，压力传感器检测到压力信号，通过压力信号的大小，从而判断风力的大小，而后由喷洒机构中的第三电机带动第三驱动轴转动，使移动块沿第三驱动轴方向移动，从而调整喷头的水平位置，防止喷洒时农药因受风力影响而产生偏移，从而实现了精准地喷洒。
本发明的有益效果是，该基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机通过检测机构带动转动杆摆动，利用超声波发射器和超声波接收装置监测无人机下方的害虫量，从而确定农药的用量，不仅如此，通过风力检测机构检测风力方向和大小，并由喷洒机构带动喷头平移，使喷头喷出的农药准确地洒在农作物上，防止受风力发生偏移，从而实现了精准喷洒，提高了设备的实用性。
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是本发明的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机的驱动机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机的风力检测机构的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机的安装机构的结构示意图；
图中：1.主体，2.支柱，3.太阳能板，4.第一电机，5.第一连杆，6.第二连杆，7.侧杆，8.第二电机，9.移动块，10.第二驱动轴，11.旋翼，12.支架，13.安装机构，14.风力检测机构，15.驱动机构，16.转动杆，17.超声波发射器，18.超声波接收装置，19.农药箱，20.水管，21.喷头，22.支脚，23.第三电机，24.缓冲块，25.第三驱动轴，26.第四电机，27.驱动轮，28.驱动齿，29.框架，30.第一从动齿，31.限位杆，32.限位环，33.条形齿，34.从动轮，35.第二从动齿，36.套管，37.压力传感器，38.弹簧，39.滑杆，40.风板，41.固定杆，42.固定环，43.固定管，44.螺杆，45.固定块。
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-图4所示，一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，包括主体1、农药箱19、检测机构、喷洒机构、两个支脚22、两个支架12和若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在主体1的外周，两个所述支架12分布设置在主体1下方的两侧，所述农药箱19设置在两个支架12之间，所述支脚22与支架12一一对应，所述支脚22的顶端固定在支架12上，所述喷洒机构设置在两个支脚22之间且与农药箱19连接，所述检测机构设置在农药箱19上；
所述喷洒机构包括第三电机23、缓冲块24、第三驱动轴25、移动块9、水管20和喷头21，所述第三电机23固定在其中一个支脚22上，所述缓冲块24固定在另一个支脚22上，所述第三驱动轴25设置在第三电机23和缓冲块24之间，所述第三电机23与第三驱动轴25传动连接，所述第三驱动轴25的外周设有第一外螺纹，所述移动块9套设在第三驱动轴25上，所述移动块9内设有第一内螺纹，所述移动块9内的第一内螺纹与第三驱动轴25上的第一外螺纹相匹配，所述喷头21固定在移动块9的下方且通过水管20与农药箱19连通；
所述检测机构包括驱动机构15、转动杆16、超声波发射器17和超声波接收装置18，所述驱动机构15与传动杆16的顶端传动连接，所述超声波发射器17固定在转动杆16底端的一侧，所述超声波接收装置18固定在转动杆16底端的另一侧；
所述驱动机构15包括驱动单元、条形齿33、从动轮34和若干第二从动齿35，所述驱动单元设置在条形齿33的上方且与条形齿33传动连接，所述从动轮34设置在条形齿33的下方，所述转动杆16的顶端固定在从动轮34上，所述第二从动齿35均匀分布在从动轮34的半圆周面上且与条形齿33啮合。
作为优选，为了提高设备的续航能力，所述主体1的上方设有光伏发电装置，所述光伏发电装置包括支柱2、太阳能板3、第一电机4、第一连杆5和第二连杆6，所述支柱2的底端固定在主体1上，所述支柱2的顶端与太阳能板3铰接，所述第一电机4固定在支柱2的一侧且与第一连杆5传动连接，所述第一连杆5通过第二连杆6与太阳能板3铰接。
作为优选，为了实现设备的飞行功能，所述飞行单元包括侧杆7、第二电机8、第二驱动轴10和若干旋翼11，所述第二电机8通过侧杆7与主体1固定连接且与第二驱动轴10的底端传动连接，所述旋翼11周向均匀分布在第二驱动轴10的外周。
作为优选，为了驱动转动杆16转动，所述驱动单元包括第四电机26、驱动轮27、框架29和若干驱动齿28，所述第四电机26固定在农药箱19上且与驱动轮27传动连接，所述驱动齿28均匀分布在驱动轮27的半圆周面上，所述驱动轮27设置在框架29内，所述框架29内的横向两侧均设有若干第一从动齿30，所述第一从动齿30与驱动齿28啮合，所述条形齿33固定在框架29的下方。
作为优选，为了固定框架29的移动方向，所述驱动单元还包括两个限位组件，两个所述限位组件分别设置在框架29的两侧，所述限位组件包括限位杆31和限位环32，所述限位杆31与框架29固定连接，所述限位环32固定在农药箱19上且套设在限位环32上。
作为优选，为了检测农药箱19两侧的风力状况，所述农药箱19的两侧均设有风力检测机构14，所述风力检测机构14包括套管36、压力传感器37、弹簧38、滑杆39和风板40，所述套管36固定在支架12上，所述滑杆39的一端设置在套管36内，所述滑杆39的另一端与风板40固定连接，所述压力传感器37固定在套管36内的底部，所述压力传感器37通过弹簧38与滑杆39的一端连接。
作为优选，为了固定滑杆39的移动方向，所述套管36内设有固定环42和两个固定杆41，两个所述固定杆41分别设置在固定环42的两侧，所述固定环42套设在滑杆39上且通过固定杆41与套管36两侧的内壁固定连接。
作为优选，为了便于农药箱19的固定和拆卸，所述农药箱19的两侧设有安装机构13，所述安装机构13包括固定管43和螺杆44，所述固定管43固定在农药箱19上，所述固定管43和支架12均套设在螺杆44上，所述固定管43内设有第二内螺纹，所述螺杆44的外周设有第二外螺纹，所述螺杆44上的第二外螺纹与固定管43内的第二内螺纹相匹配。
作为优选，为了便于转动螺杆44，所述螺杆44远离固定杆43的一端设有固定块45。
作为优选，利用钛合金材质轻巧坚固的特点，为了减轻支脚22的重量同时保证支脚22的承重能力，所述支脚22的材质为钛合金。
该无人机在飞行喷洒前，首先利用农药箱19上的检测机构检测下方农作物上的害虫情况，在检测机构中，驱动单元内的第四电机26带动驱动轮27转动，使驱动轮27上的驱动齿28与框架29内的第一从动齿30发生作用，从而驱动框架29来回左右移动，在框架29移动过程中，框架29下方的条形齿33与从动轮34上的第二从动齿35作用，从而使从动轮34在一定的角度范围内摆动，进而带动转动杆16来回摆动，在转动杆16的底端，超声波发射器17发射超声波，超声波接收装置18接收到碰到物体返回的超声波，通过分析返回的超声波信号，就能判断出该方向区域内农作物害虫量的多少，从而控制农药箱19内所需的农药喷洒量，为了实现精准地喷洒，在农药箱19的两侧设有风力检测机构14检测风力方向，在风力检测机构14中，风力吹动风板40，通过滑杆39使弹簧38受压缩，压力传感器37检测到压力信号，通过压力信号的大小，从而判断风力的大小，而后由喷洒机构中的第三电机23带动第三驱动轴25转动，使移动块9沿第三驱动轴25方向移动，从而调整喷头21的水平位置，防止喷洒时农药因受风力影响而产生偏移，从而实现了精准地喷洒。
与现有技术相比，该基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机通过检测机构带动转动杆16摆动，利用超声波发射器17和超声波接收装置18监测无人机下方的害虫量，从而确定农药的用量，不仅如此，通过风力检测机构14检测风力方向和大小，并由喷洒机构带动喷头21平移，使喷头21喷出的农药准确地洒在农作物上，防止受风力发生偏移，从而实现了精准喷洒，提高了设备的实用性。
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)
1.一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，包括主体（1）、农药箱（19）、检测机构、喷洒机构、两个支脚（22）、两个支架（12）和若干飞行单元，所述飞行单元周向均匀分布在主体（1）的外周，两个所述支架（12）分布设置在主体（1）下方的两侧，所述农药箱（19）设置在两个支架（12）之间，所述支脚（22）与支架（12）一一对应，所述支脚（22）的顶端固定在支架（12）上，所述喷洒机构设置在两个支脚（22）之间且与农药箱（19）连接，所述检测机构设置在农药箱（19）上；
所述喷洒机构包括第三电机（23）、缓冲块（24）、第三驱动轴（25）、移动块（9）、水管（20）和喷头（21），所述第三电机（23）固定在其中一个支脚（22）上，所述缓冲块（24）固定在另一个支脚（22）上，所述第三驱动轴（25）设置在第三电机（23）和缓冲块（24）之间，所述第三电机（23）与第三驱动轴（25）传动连接，所述第三驱动轴（25）的外周设有第一外螺纹，所述移动块（9）套设在第三驱动轴（25）上，所述移动块（9）内设有第一内螺纹，所述移动块（9）内的第一内螺纹与第三驱动轴（25）上的第一外螺纹相匹配，所述喷头（21）固定在移动块（9）的下方且通过水管（20）与农药箱（19）连通；
所述检测机构包括驱动机构（15）、转动杆（16）、超声波发射器（17）和超声波接收装置（18），所述驱动机构（15）与传动杆（16）的顶端传动连接，所述超声波发射器（17）固定在转动杆（16）底端的一侧，所述超声波接收装置（18）固定在转动杆（16）底端的另一侧；
所述驱动机构（15）包括驱动单元、条形齿（33）、从动轮（34）和若干第二从动齿（35），所述驱动单元设置在条形齿（33）的上方且与条形齿（33）传动连接，所述从动轮（34）设置在条形齿（33）的下方，所述转动杆（16）的顶端固定在从动轮（34）上，所述第二从动齿（35）均匀分布在从动轮（34）的半圆周面上且与条形齿（33）啮合。
2.如权利要求1所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述主体（1）的上方设有光伏发电装置，所述光伏发电装置包括支柱（2）、太阳能板（3）、第一电机（4）、第一连杆（5）和第二连杆（6），所述支柱（2）的底端固定在主体（1）上，所述支柱（2）的顶端与太阳能板（3）铰接，所述第一电机（4）固定在支柱（2）的一侧且与第一连杆（5）传动连接，所述第一连杆（5）通过第二连杆（6）与太阳能板（3）铰接。
3.如权利要求1所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述飞行单元包括侧杆（7）、第二电机（8）、第二驱动轴（10）和若干旋翼（11），所述第二电机（8）通过侧杆（7）与主体（1）固定连接且与第二驱动轴（10）的底端传动连接，所述旋翼（11）周向均匀分布在第二驱动轴（10）的外周。
4.如权利要求1所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述驱动单元包括第四电机（26）、驱动轮（27）、框架（29）和若干驱动齿（28），所述第四电机（26）固定在农药箱（19）上且与驱动轮（27）传动连接，所述驱动齿（28）均匀分布在驱动轮（27）的半圆周面上，所述驱动轮（27）设置在框架（29）内，所述框架（29）内的横向两侧均设有若干第一从动齿（30），所述第一从动齿（30）与驱动齿（28）啮合，所述条形齿（33）固定在框架（29）的下方。
5.如权利要求4所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述驱动单元还包括两个限位组件，两个所述限位组件分别设置在框架（29）的两侧，所述限位组件包括限位杆（31）和限位环（32），所述限位杆（31）与框架（29）固定连接，所述限位环（32）固定在农药箱（19）上且套设在限位环（32）上。
6.如权利要求1所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述农药箱（19）的两侧均设有风力检测机构（14），所述风力检测机构（14）包括套管（36）、压力传感器（37）、弹簧（38）、滑杆（39）和风板（40），所述套管（36）固定在支架（12）上，所述滑杆（39）的一端设置在套管（36）内，所述滑杆（39）的另一端与风板（40）固定连接，所述压力传感器（37）固定在套管（36）内的底部，所述压力传感器（37）通过弹簧（38）与滑杆（39）的一端连接。
7.如权利要求6所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述套管（36）内设有固定环（42）和两个固定杆（41），两个所述固定杆（41）分别设置在固定环（42）的两侧，所述固定环（42）套设在滑杆（39）上且通过固定杆（41）与套管（36）两侧的内壁固定连接。
8.如权利要求1所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述农药箱（19）的两侧设有安装机构（13），所述安装机构（13）包括固定管（43）和螺杆（44），所述固定管（43）固定在农药箱（19）上，所述固定管（43）和支架（12）均套设在螺杆（44）上，所述固定管（43）内设有第二内螺纹，所述螺杆（44）的外周设有第二外螺纹，所述螺杆（44）上的第二外螺纹与固定管（43）内的第二内螺纹相匹配。
9.如权利要求8所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述螺杆（44）远离固定杆（43）的一端设有固定块（45）。
10.如权利要求1所述的基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机，其特征在于，所述支脚（22）的材质为钛合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710865489.2A CN109526912A (zh) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710865489.2A CN109526912A (zh) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109526912A true CN109526912A (zh) | 2019-03-29 |
Family
ID=65830600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710865489.2A Pending CN109526912A (zh) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 一种基于物联网的用于农业的智能喷洒无人机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109526912A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113109523A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-07-13 | 张红梅 | 一种农田农作物药物自动检测机器人 |
| CN114104311A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-01 | 北京卓翼智能科技有限公司 | 一种搭载xt2主控系统无人机 |
-
2017
- 2017-09-22 CN CN201710865489.2A patent/CN109526912A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN113109523A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-07-13 | 张红梅 | 一种农田农作物药物自动检测机器人 |
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| PB01 | Publication | ||
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