CN110979686A - 一种智能植保无人机及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于农业装置技术领域,具体为一种智能植保无人机及其使用方法,包括外壳、控制仓、药仓和架板,所述外壳的顶部通过螺丝固定连接所述控制仓,所述外壳的底部通过螺丝固定连接所述药仓,所述外壳的底部两侧通过螺丝固定连接所述架板,该种智能植保无人机及其使用方法,通过无人机的摄像头实时拍摄相应图片传至NPU中,然后通过NPU对拍摄的照片进行实时分析,了解不同地点地面植被的情况,通过NPU向CPU中传输分析结果,使CPU可发送指令,高效的使植被无人机通过不同的图像信息与CPU、NPU的数据处理来控制喷药口大小来实现喷洒量的不同,达到因地喷洒、因物喷洒和因质喷洒的效果,可有效提升植被的优产率。
Description
技术领域
本发明涉及农业装置技术领域,具体为一种智能植保无人机及其使用方法。
背景技术
植保无人机,又名无人飞行器,顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。
植保无人机具有作业高度低,飘移少,可空中悬停,无需专用起降机场,旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性,防治效果高,远距离遥控操作,喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险,提高了喷洒作业安全性等诸多优点。
现有的农业大多数都是以大农场化或者集体化进行,一个农户可能存在大量的田地,这使得现在的植保无人机的市场广泛,以前的农药喷洒都是以人力为主,但是当使用上植保无人机时,在节约了成本过后也存在植保无人机只是单纯的进行农药的喷洒,对不同区域的植被的具体情况而所需的农药量没有进行准确分析,从而很有可能导致植被的农药喷洒量过量从而影响更高食物链动物或人类的安全,也有可能因为农药量喷洒量的不够导致植被发育不好或者虫草依旧存在的弊端,且在负重情况下的植保无人机,在进行降落中自身重量大,缺少缓震方式的情况下易导致设备稳定性降低,使配件的精度受影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能植保无人机及其使用方法,以解决上述背景技术中提出的现有的植保无人机,在节约了成本过后也存在植保无人机只是单纯的进行农药的喷洒,对不同区域的植被的具体情况而所需的农药量没有进行准确分析,从而很有可能导致植被的农药喷洒量过量从而影响更高食物链动物或人类的安全,也有可能因为农药量喷洒量的不够导致植被发育不好或者虫草依旧存在的弊端,且在负重情况下的植保无人机,在进行降落中自身重量大,缺少缓震方式的情况下易导致设备稳定性降低,使配件的精度受影响的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种智能植保无人机,包括外壳、控制仓、药仓和架板,所述外壳的顶部通过螺丝固定连接所述控制仓,所述外壳的底部通过螺丝固定连接所述药仓,所述外壳的底部两侧通过螺丝固定连接所述架板,所述外壳的前后左右侧壁通过螺丝固定连接有螺旋架,所述螺旋架的顶部通过螺丝固定连接有马达,所述马达的输出端套接有螺旋桨,所述控制仓的内腔底部通过螺丝固定连接有蓄电池、NPU和CPU,所述NPU的电性输出端通过导线与所述CPU的电性输入端电性连接,所述蓄电池的电性输出端通过导线与所述NPU和所述CPU的电性输入端电性连接,所述药仓的前侧壁通过法兰连接有喷药口,所述喷药口的输出端内部通过螺丝固定连接有单片机,所述单片机的电性输入端通过导线与所述CPU的电性输出端电性连接,所述药仓的前侧壁焊接有横杆,所述横杆的前侧壁通过螺丝固定连接有摄像头,所述摄像头的左侧壁通过螺丝固定连接有红外传感器,所述摄像头和所述红外传感器的电性输出端通过导线与所述NPU的电性输入端电性连接,所述架板的底部通过螺丝固定连接有支架,所述支架的底部通过螺丝固定连接有底槽板,所述架板的底部通过螺丝固定连接有连接块,所述连接块的底部通过螺丝固定连接有活动轴,所述活动轴的活动圈套接有活动杆,所述活动杆的底部通过螺丝固定连接有滑块,所述滑块的底部与所述底槽板的顶部滑动连接。
优选的,所述螺旋架和所述螺旋桨的数量为四个,四个所述螺旋架和所述螺旋桨分别安装在所述外壳的前后左右四个面。
优选的,所述药仓的前侧壁开设有圆孔,所述圆孔的圆周内壁螺纹连接有密封盖。
优选的,所述架板和所述支架的数量为两个,两个所述架板和所述支架安装在所述外壳底部的左右侧壁。
优选的,所述底槽板的顶部开设有滑槽,所述滑槽的内腔顶部与所述滑块的底部接触。
优选的,所述活动杆的数量为两个,两个所述活动杆的内侧焊接有凸块,所述凸块之间焊接有弹簧。
优选的,所述喷药口的底部通过法兰连接有离心式雾化喷头。
一种智能植保无人机的使用方法,该智能植保无人机的使用方法包括如下步骤:
S1:精准摄像:首先植保无人机的所述摄像头采用超高清摄像头,确保对地面的可以进行精准摄像;
S2:传感测量:确保所述摄像头无论多少高度,都应拍摄前方五米处的植被信息,通过在所述摄像头侧面安置一个红外传感器,实时监控无人机距离植被的距离X,通过tanα=/X可以得到所述摄像头应该倾斜的角度α;
S3:实时AI分析:采用所述NPU进行实时AI分析,通过程序预先往所述NPU中记录住各种不同的植被信息,如植入植被虫害信息,根据枝叶颜色判断植被所缺元素种类与多少,通过所述NPU对拍摄的信息进行处理分析;
S4:单片机控制:采用所述单片机对所述喷药口上的所述离心式雾化喷头进行控制,所述NPU将分析的植被信息进行处理过后发送到所述单片机中,然后所述单片机根据程序对喷药口大小进行电动控制,从而达到控制农药喷洒量的目的。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该种智能植保无人机及其使用方法,通过配件的组合运用,通过无人机的摄像头实时拍摄相应图片传至NPU中,然后通过NPU对拍摄的照片进行实时分析,了解不同地点地面植被的情况,通过NPU向CPU中传输分析结果,CPU根据分析结果来判断前方植被所需要喷洒的农药量并发送指令,然后通过控制喷药口的大小来控制喷洒量以实现喷洒量的控制,NPU与CPU的结合,高效的使植被无人机通过不同的图像信息与CPU、NPU的数据处理来控制喷药口大小,以实现喷洒量的不同,达到因地喷洒、因物喷洒和因质喷洒的效果,可有效提升植被的优产率,且可有效的降低降落中的震动力,保证植保无人机的使用精度和稳定性。
附图说明
图1为本发明正面示意图;
图2为本发明侧面示意图;
图3为本发明摄像头倾斜角度示意图;
图4为本发明喷洒量控制系统结构示意图;
图5为本发明使用步骤示意图。
图中:100外壳、110螺旋架、120螺旋桨、200控制仓、210 NPU、220 CPU、300药仓、310喷药口、320摄像头、400架板、410支架、420底槽板、430连接块、440活动杆、450滑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种智能植保无人机及其使用方法,通过配件的组合运用,便于提高植保无人机的智能化,提升植被的优产率,增加降落缓冲能力,保证安全性,请参阅图1-5,包括外壳100、控制仓200、药仓300和架板400;
请再次参阅图1,外壳100的四周具有螺旋架110,具体的,外壳100的前后左右侧壁通过螺丝固定连接有螺旋架110,螺旋架110的顶部通过螺丝固定连接有马达,马达的输出端套接有螺旋桨120,螺旋架110、马达和螺旋桨120的组合方式为现有结构,故在此不做赘述;
请再次参阅图1-4,控制仓200的底部与外壳100的顶部固定安装,具体的,外壳100的顶部通过螺丝固定连接控制仓200,控制仓200的内腔底部通过螺丝固定连接有蓄电池、NPU210和CPU220,NPU210的电性输出端通过导线与CPU220的电性输入端电性连接,蓄电池的电性输出端通过导线与NPU210和CPU220的电性输入端电性连接,CPU处理功能:将NPU210与CPU220进行电路上的连接,NPU210对摄像头320的数据进行分析后,将分析数据传至CPU220中,根据CPU220中原先设定好的程序对植保无人机的喷药口310进行控制,通过控制喷药口310的大小从而控制药水喷洒量,其中NPU210和CPU220选用市面常用型号即可;
请再次参阅图1,药仓300的顶部与外壳100的底部固定连接,具体的,外壳100的底部通过螺丝固定连接药仓300,药仓300的前侧壁通过法兰连接有喷药口310,喷药口310的输出端内部通过螺丝固定连接有单片机,单片机的电性输入端通过导线与CPU220的电性输出端电性连接,药仓300的前侧壁焊接有横杆,横杆的前侧壁通过螺丝固定连接有摄像头320,摄像头320的左侧壁通过螺丝固定连接有红外传感器,摄像头320和红外传感器的电性输出端通过导线与NPU210的电性输入端电性连接,其中摄像头320和红外传感器选用市面常用型号即可;
请再次参阅图2,架板400的顶部与外壳100的底部固定连接,具体的,外壳100的底部两侧通过螺丝固定连接架板400,架板400的底部通过螺丝固定连接有支架410,支架410的底部通过螺丝固定连接有底槽板420,架板400的底部通过螺丝固定连接有连接块430,连接块430的底部通过螺丝固定连接有活动轴,活动轴的活动圈套接有活动杆440,活动杆440的底部通过螺丝固定连接有滑块450,滑块450的底部与底槽板420的顶部滑动连接;
一种智能植保无人机的使用方法,该智能植保无人机的使用方法包括如下步骤:
S1:精准摄像:首先植保无人机的摄像头320采用超高清摄像头,确保对地面的可以进行精准摄像;
S2:传感测量:确保摄像头320无论多少高度,都应拍摄前方五米处的植被信息,通过在摄像头320侧面安置一个红外传感器,实时监控无人机距离植被的距离X,通过tanα=10/X可以得到摄像头320应该倾斜的角度α;
S3:实时AI分析:采用NPU210进行实时AI分析,通过程序预先往NPU210中记录住各种不同的植被信息,如植入植被虫害信息,根据枝叶颜色判断植被所缺元素种类与多少,通过NPU210对拍摄的信息进行处理分析,其中AI智能图片分析技术,AI芯片的AI能够用更少的能耗更快的完成任务,图像识别速度可以达到2000张/分钟,NPU210擅长处理视频、图像类的海量多媒体数据,因此,在植保无人机的摄像头320部分与NPU210进行连接,使无人机具备实时图像处理功能;
S4:单片机控制:采用单片机对喷药口310上的离心式雾化喷头进行控制,NPU210将分析的植被信息进行处理过后发送到单片机中,然后单片机根据程序对喷药口大小进行电动控制,从而达到控制农药喷洒量的目的。
在具体的使用时,首先植保无人机的摄像头320采用超高清摄像头,确保对地面的可以进行精准摄像,确保摄像头320无论多少高度,都应拍摄前方五米处的植被信息,通过在摄像头320侧面安置一个红外传感器,实时监控无人机距离植被的距离X,通过tanα=10/X可以得到摄像头320应该倾斜的角度α,其次采用NPU210进行实时AI分析,通过程序预先往NPU210中记录住各种不同的植被信息,如植入植被虫害信息,根据枝叶颜色判断植被所缺元素种类与多少,通过NPU210对拍摄的信息进行处理分析,最后采用单片机对喷药口310上的离心式雾化喷头进行控制,NPU210将分析的植被信息进行处理过后发送到单片机中,然后单片机根据程序对喷药口大小进行电动控制,从而达到控制农药喷洒量的目的,在降落的过程中。
请再次参阅图1,为了保证升降的稳定能力,具体的,螺旋架110和螺旋桨120的数量为四个,四个螺旋架110和螺旋桨120分别安装在外壳100的前后左右四个面。
请再次参阅图1,为了对药仓300的内部进行药物灌注,具体的,药仓300的前侧壁开设有圆孔,圆孔的圆周内壁螺纹连接有密封盖。
请再次参阅图1-2,为了保证对外壳100的支撑能力并可有效配合压力缓解,具体的,架板400和支架410的数量为两个,两个架板400和支架410安装在外壳100底部的左右侧壁,底槽板420的顶部开设有滑槽,滑槽的内腔顶部与滑块450的底部接触,活动杆440的数量为两个,两个活动杆440的内侧焊接有凸块,凸块之间焊接有弹簧。
请再次参阅图1,为了增加喷洒的效果,具体的,喷药口310的底部通过法兰连接有离心式雾化喷头,离心式雾化最主要是可以减轻整个喷洒设备的重量,便于操作喷洒农药,是利用无人机上的蓄电池或者发电机供电给喷头电机,农药液得以通过离心力甩出去,雾滴得以形成,通过调节喷头转速可以轻松改变雾滴的大小,改变喷头转盘结构也是可以达到这个目的。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述,然而在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用,在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此,本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (8)
1.一种智能植保无人机,其特征在于:包括外壳(100)、控制仓(200)、药仓(300)和架板(400),所述外壳(100)的顶部通过螺丝固定连接所述控制仓(200),所述外壳(100)的底部通过螺丝固定连接所述药仓(300),所述外壳(100)的底部两侧通过螺丝固定连接所述架板(400),所述外壳(100)的前后左右侧壁通过螺丝固定连接有螺旋架(110),所述螺旋架(110)的顶部通过螺丝固定连接有马达,所述马达的输出端套接有螺旋桨(120),所述控制仓(200)的内腔底部通过螺丝固定连接有蓄电池、NPU(210)和CPU(220),所述NPU(210)的电性输出端通过导线与所述CPU(220)的电性输入端电性连接,所述蓄电池的电性输出端通过导线与所述NPU(210)和所述CPU(220)的电性输入端电性连接,所述药仓(300)的前侧壁通过法兰连接有喷药口(310),所述喷药口(310)的输出端内部通过螺丝固定连接有单片机,所述单片机的电性输入端通过导线与所述CPU(220)的电性输出端电性连接,所述药仓(300)的前侧壁焊接有横杆,所述横杆的前侧壁通过螺丝固定连接有摄像头(320),所述摄像头(320)的左侧壁通过螺丝固定连接有红外传感器,所述摄像头(320)和所述红外传感器的电性输出端通过导线与所述NPU(210)的电性输入端电性连接,所述架板(400)的底部通过螺丝固定连接有支架(410),所述支架(410)的底部通过螺丝固定连接有底槽板(420),所述架板(400)的底部通过螺丝固定连接有连接块(430),所述连接块(430)的底部通过螺丝固定连接有活动轴,所述活动轴的活动圈套接有活动杆(440),所述活动杆(440)的底部通过螺丝固定连接有滑块(450),所述滑块(450)的底部与所述底槽板(420)的顶部滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能植保无人机,其特征在于:所述螺旋架(110)和所述螺旋桨(120)的数量为四个,四个所述螺旋架(110)和所述螺旋桨(120)分别安装在所述外壳(100)的前后左右四个面。
3.根据权利要求1所述的一种智能植保无人机,其特征在于:所述药仓(300)的前侧壁开设有圆孔,所述圆孔的圆周内壁螺纹连接有密封盖。
4.根据权利要求1所述的一种智能植保无人机,其特征在于:所述架板(400)和所述支架(410)的数量为两个,两个所述架板(400)和所述支架(410)安装在所述外壳(100)底部的左右侧壁。
5.根据权利要求1所述的一种智能植保无人机,其特征在于:所述底槽板(420)的顶部开设有滑槽,所述滑槽的内腔顶部与所述滑块(450)的底部接触。
6.根据权利要求1所述的一种智能植保无人机,其特征在于:所述活动杆(440)的数量为两个,两个所述活动杆(440)的内侧焊接有凸块,所述凸块之间焊接有弹簧。
7.根据权利要求1所述的一种智能植保无人机,其特征在于:所述喷药口(310)的底部通过法兰连接有离心式雾化喷头。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的智能植保无人机的使用方法,其特征在于:该智能植保无人机的使用方法包括如下步骤:
S1:精准摄像:首先植保无人机的所述摄像头(320)采用超高清摄像头,确保对地面的可以进行精准摄像;
S2:传感测量:确保所述摄像头(320)无论多少高度,都应拍摄前方五米处的植被信息,通过在所述摄像头(320)侧面安置一个红外传感器,实时监控无人机距离植被的距离X,通过tanα=10/X可以得到所述摄像头(320)应该倾斜的角度α;
S3:实时AI分析:采用所述NPU(210)进行实时AI分析,通过程序预先往所述NPU(210)中记录住各种不同的植被信息,如植入植被虫害信息,根据枝叶颜色判断植被所缺元素种类与多少,通过所述NPU(210)对拍摄的信息进行处理分析;
S4:单片机控制:采用所述单片机对所述喷药口(310)上的所述离心式雾化喷头进行控制,所述NPU(210)将分析的植被信息进行处理过后发送到所述单片机中,然后所述单片机根据程序对所述喷药口大小进行电动控制,从而达到控制农药喷洒量的目的。
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Application publication date: 20200410 |
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