CN111268133B - 一种直播水稻的无人机挂载系统 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种直播水稻的无人机挂载系统，包括容纳箱、动力箱和分种管；所述动力箱外部设有用于推动物料的驱动电机，所述驱动电机的输出轴水平设置，所述驱动电机的输出轴的端部延伸至所述动力箱内部，且所述输出轴上设有第一锥齿轮，所述动力箱上转动连接有第一连接轴，所述第一连接轴连接有用于产生振动的振动机构；所述第一连接轴上设有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。本发明的无人机挂载系统，通过使动力箱产生振动进而使动力箱内的种子均匀且快速的进入至分种管内，避免出现种子堆积或播种不均匀的情况，有利于播种。

Description

一种直播水稻的无人机挂载系统

技术领域

本发明涉及无人机播种技术领域，特别涉及一种直播水稻的无人机挂载系统。

背景技术

水稻是主要的三大粮食作物之一，播种面积约占粮食总播种面积的20%，年产量约4.8亿吨，占世界粮食总产量的25%，同时全球50%以上的人以水稻为主食。水稻直播是指将稻种直接播于稻田的一种种植方式，省去了育秧、拔秧和移栽等作业程序，节本增效尤其显著，符合当前水稻轻简化生产的迫切需要，发展十分迅速。水稻传统撒播存在着播量大、播种均匀性差、出苗不整齐、成苗无序化、群体通风透光差、易倒伏等问题，产量潜力低、稳产性差，为机械化精量穴直播和无人机精量直播取代已成必然趋势。

水稻精量播种无人机运输更便捷，能有效破除异型田块限制，飞行作业更自由，播种效率更高，作业成本更低，轻简化程度更高；此外，借助智能化无人机作业平台能够大幅提升水稻直播机械化、标准化、智能化作业水平，是解决丘陵区水稻机械化种植的重要载体。然而，现有的农用无人机挂载系统存在如下不足：（1）动力箱内种子易堆积，造成由动力箱进入分种管的种子数量不均，进而降低播种均匀性；（2）不能对进入播种导流管的种子提供助力，播种导流管中易卡料堵塞；（3）落种速度慢、效率低，不能满足使用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直播水稻的无人机挂载系统，通过使动力箱产生振动进而使动力箱内的种子均匀且快速的进入至分种管内，避免出现种子堆积或播种不均匀的情况，有利于播种。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种直播水稻的无人机挂载系统，包括容纳箱、动力箱和分种管，所述容纳箱为顶部和底部开口的结构，所述容纳箱设置在无人机的下部，所述动力箱设置在所述容纳箱的底部且与所述容纳箱底部的开口连通，所述动力箱的外底部均匀设有多个与动力箱内部连通的分流嘴，所述分种管有多根且其一端分别与多个分流嘴一一对应连接，分种管的另一端通过横杆固定，所述横杆与所述无人机的机架相连接；

所述动力箱外部设有用于推动物料的驱动电机，所述驱动电机的输出轴水平设置，所述驱动电机的输出轴的端部延伸至所述动力箱内部，且所述输出轴上设有第一锥齿轮，所述动力箱上转动连接有第一连接轴，所述第一连接轴连接有用于产生振动的振动机构；

所述第一连接轴上设有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

进一步地，所述第一连接轴上设有第三传动齿轮，所述的动力箱的内底部设有转动孔；所述振动机构包括振动轴，所述振动轴通过轴承与所述转动孔转动连接，所述振动轴上设有与所述第三传动齿轮啮合的第四传动齿轮，所述振动轴包括贴合在一起的低密度半圆条和高密度半圆条，所述低密度半圆条和高密度半圆条外侧设置有箍套。

进一步地，所述的第三传动齿轮的齿数小于所述第四传动齿轮的齿数。

进一步地，所述的所述低密度半圆条为铝质材料制备，高密度半圆条为铅质材料制备。

进一步地，所述的第一连接轴上设有第五传动齿轮，所述的动力箱的内底部由上到下依次设有连通的连接孔和振动孔，所述振动孔呈圆台形结构，所述连接孔转动设有轴承，所述振动机构包括转动轴，所述转动轴套设在轴承的内环处，所述转动轴上设有振动台和与所述第五传动齿轮啮合的第六传动齿轮，所述振动台为圆台形结构，且设置在所述振动孔内。

进一步地，每个所述分流嘴内转动连接有第一转动板，靠近驱动电机的第一转动板与所述第一连接轴固定连接，剩余所述第一转动板的中心处设有第二连接轴，所述第一转动板上还设有第一落料孔，所述第一连接轴上还设有第一传动齿轮，所述第二连接轴上设有第二传动齿轮，靠近第一传动齿轮的第二传动齿轮与所述第一传动齿轮相啮合，其余第二传动齿轮间依次相互啮合；

所述分种管内设有第一螺旋弹簧片，所述第一螺旋弹簧片的上端与所述第一转动板的底面相连接，所述第一螺旋弹簧片的底端连接有第二转动板，所述第二转动板与所述分种管转动连接，所述第二转动板上设有第二落料孔。

进一步地，所述的分种管包括倾斜段和分别连接在倾斜段上、下两端的第一竖直段和第二竖直段，所述第一竖直段与所述分流嘴相连接；

所述第二转动板的底部中心处设有第一传动轴；

所述倾斜段内靠近第一竖直段的一端转动连接有第三转动板，所述第三转动板上设有第三落料孔，所述第三转动板中心处设有第二传动轴，所述第二传动轴通过万向节与第一传动轴传动连接；所述倾斜段内靠近第二竖直段的一端转动连接有第四转动板，所述第四转动板上设有第四落料孔，所述第三转动板和第四转动板之间设有第二螺旋弹簧片。

进一步地，所述的容纳箱为呈方形漏斗的结构，所述容纳箱顶部设有连接板，所述容纳箱通过所述连接板与所述无人机相连接，所述连接板将所述容纳箱顶部的开口分隔为两个对称的进料口，所述进料口向外延伸至突出所述无人机。

进一步地，所述的进料口处设有用于密封进料口的盖板。

进一步地，所述的盖板的一端与所述连接板铰接，所述盖板的另一端通过锁紧件与所述容纳箱相连接。

本发明的有益效果是：

1）本发明的无人机挂载系统，通过使动力箱产生振动进而使动力箱内的种子均匀且快速的进入至分种管内，避免出现种子堆积或播种不均匀的情况，有利于播种。

2）该挂载系统由一个驱动电机带动多根分种管内的第一螺旋弹簧片转动，保证每根分种管的动力一致，推料力度大，播种效果好，同时设置的第一螺旋弹簧片能很好的保证种子被送出分种管，避免了卡料的情况发生。

3）第三传动齿轮的齿数小于所述第四传动齿轮的齿数。如此设置降低振动轴的转动速率，进而降低振动频率，使动力箱的振动为小幅振动，在保证振动效果的同时不影响无人机的飞行。

4）通过设置倾斜段增加了落种间距，从而满足了播种行距的要求；同时设置的第二螺旋弹簧片能进一步为种子提供动力，防止种子在分种管内出现卡料的情况，提高了播种效率。

5）容纳箱设置为呈方形漏斗的结构可方便种子在重力作用下落入动力箱，同时设置的进料口方便加料。

6）设置的盖板可避免播种时种子飞出，以及风作用在种子上使种子不能下落的情况发生。

附图说明

图1为本发明实施例1中振动机构的具体结构示意图；

图2为本发明实施例1中振动轴的具体结构示意图；

图3为本发明实施例2中振动机构的具体结构示意图；

图4为图3中局部C处的放大示意图；

图5为本发明实施例1中直播水稻的无人机挂载系统的整体结构示意图；

图6为本发明实施例3中容纳箱的立体图；

图7为本发明实施例1中直播水稻的无人机的机架的结构示意图；

图8为本发明实施例1中直播水稻的无人机的机架的侧视图；

图9为本发明实施例3中动力箱的具体结构示意图；

图10图9中局部A处的放大示意图；

图11为本发明实施例3中分种管的具体结构示意图；

图12为图11中局部B的放大示意图；

图13为本发明实施例3中带有振动机构的动力箱的结构示意图；

图中，1、无人机；2、盖板；3、容纳箱；4、动力箱；5、分种管；6、分流嘴；7、横杆；8、机架；9、驱动电机；10、第一锥齿轮；11、第一转动板；12、连接轴；13、第一落料孔；14、第一传动齿轮；15、第二锥齿轮；16、第二传动齿轮；17、第一螺旋弹簧片；18、第二转动板；19、第二落料孔；20、第三传动齿轮；21、转动孔；22、振动轴；23、第四传动齿轮；24、低密度半圆条；25、高密度半圆条；26、箍套；27、第五传动齿轮；28、连接孔；29、振动孔；30、转动轴；31、第六传动齿轮；32、倾斜段；33、第一竖直段；34、第二竖直段；35、第一传动轴；36、第三转动板；37、第三落料孔；38、第二传动轴；39、万向节；40、第四转动板；41、第二螺旋弹簧片；42、连接板；43、振动台。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

参阅图1-13，本发明提供一种技术方案：

实施例1：

如图1-2和图5-8所示，一种直播水稻的无人机挂载系统，包括容纳箱3、动力箱4和分种管5，所述容纳箱3为顶部和底部开口的结构，所述容纳箱3设置在无人机1的下部，所述动力箱4设置在所述容纳箱3的底部且与所述容纳箱3底部的开口连通，所述动力箱4的外底部均匀设有多个与动力箱4内部连通的分流嘴6，所述分种管5有多根且其一端分别与多个分流嘴6一一对应连接，分种管5的另一端通过横杆7固定，所述横杆7与所述无人机1的机架8相连接；

如图5所示，所述动力箱外部设有用于推动物料的驱动电机，所述驱动电机的输出轴水平设置，所述驱动电机的输出轴的端部延伸至所述动力箱内部，且所述输出轴上设有第一锥齿轮，所述动力箱上转动连接有第一连接轴，所述第一连接轴连接有用于产生振动的振动机构；

所述第一连接轴上设有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

如图1和图2所示，所述连接轴12上设有第三传动齿轮20，所述的动力箱4的内底部设有转动孔21，所述震动机构包括振动轴22，所述振动轴22通过轴承与所述转动孔21转动连接，所述振动轴22上设有与所述第三传动齿轮20啮合的第四传动齿轮23，所述振动轴22包括贴合在一起的低密度半圆条24和高密度半圆条25，所述低密度半圆条24和高密度半圆条25外侧设置有箍套26。

其中，转动孔21设置在所述动力箱4的内底部的中间位置，如此设置可避免因其重力带来的不平衡问题。

驱动电机9工作时，连接轴12在驱动电机9的输出轴作用下转动，连接轴12上的第三传动齿轮20带动第四传动齿轮23转动，振动轴22同步转动，由于振动轴22密度不同，因此具有偏心质量。振动轴22转动时产生离心力，该离心力通过轴承传递至动力箱4，进而使动力箱4产生振动。产生的振动可使动力箱4内的种子均匀且快速的进入至分种管5内，避免出现种子堆积或播种不均匀的情况，有利于播种。

进一步地，所述的第三传动齿轮20的齿数小于所述第四传动齿轮23的齿数。如此设置降低振动轴22的转动速率，进而降低振动频率，使动力箱4的振动为小幅振动，在保证振动效果的同时不影响无人机1的飞行。

进一步地，所述的所述低密度半圆条24为铝质材料制备，高密度半圆条25为铅质材料制备。铝质材料和铅质材料易于得到且易于加工。

实施例2：

如图3和图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述的连接轴12上设有第五传动齿轮27，所述的动力箱4的内底部由上到下依次设有连通的连接孔28和振动孔29，所述振动孔29呈圆台形结构，所述连接孔28转动设有轴承，所述震动机构包括转动轴30，所述转动轴30套设在轴承的内环处，所述转动轴30上设有振动台43和与所述第五传动齿轮27啮合的第六传动齿轮31，所述振动台43为圆台形结构，且设置在所述振动孔29内。

其中，振动孔29设置在所述动力箱4的内底部的中间位置，如此设置可避免因其重力带来的不平衡问题。

同理，驱动电机9工作时，连接轴12在驱动电机9的输出轴作用下转动，连接轴12上的第五传动齿轮27带动第六传动齿轮31转动，转动轴30转动，振动台43同步转动。振动台43转动时，其沿振动孔29的圆锥面滚动，从而形成滚动体的行星运动以驱动转动轴30产生圆周振动。产生的振动传递至动力箱4，进而使动力箱4产生振动。产生的振动可使动力箱4内的种子均匀且快速的进入至分种管5内，避免出现种子堆积或播种不均匀的情况，有利于播种。

实施例3：

如图5-13所示，本实施例与其他两个实施例的区别在于，每个所述分流嘴6内转动连接有第一转动板11，所述第一转动板11的中心处设有连接轴12，所述第一转动板11上还设有第一落料孔13，靠近第一锥齿轮10的连接轴12上由上到下依次设有第一传动齿轮14和与第一锥齿轮10的啮合的第二锥齿轮15，其余连接轴12上设有第二传动齿轮16，靠近第一传动齿轮14的第二传动齿轮16与所述第一传动齿轮14相啮合，第二传动齿轮16间依次相互啮合；

如图9和10所示，所述分种管5内设有第一螺旋弹簧片17，所述第一螺旋弹簧片17的上端与所述第一转动板11的底面相连接，所述第一螺旋弹簧片17的底端连接有第二转动板18，所述第二转动板18与所述分种管5转动连接，所述第二转动板18上设有第二落料孔19。

其中，容纳箱3连接在无人机1的下部，其连接方式为本领域公知的技术手段，此处不作赘述。

播种时，容纳箱3内放满种子，之后启动驱动电机9，驱动电机9转动，其输出轴上的第一锥齿轮10同步转动，第一锥齿轮10带动第二锥齿轮15转动，连接轴12随第二锥齿轮15同步转动，由于连接轴12与第一转动板11固定连接，因此第一转动板11和连接轴12同步转动，连接在第一转动板11底面的第一螺旋弹簧片17随之同步转动，第一螺旋弹簧片17转动时带动第二转动板18转动，此处设置第二转动板18的目的在于使第一螺旋弹簧片17在第一转动板11和第二转动板18之间形成稳定支撑，保证第一螺旋弹簧片17转动过程平稳。第一螺旋弹簧片17转动时，种子经第一落料孔13进入分种管5，之后在第一螺旋弹簧片17的作用下螺旋推进，最后由第二落料孔19落入至播种地。其与几根分种管5工作过程相同。

如此设置，由一个驱动电机9带动多根分种管5内的第一螺旋弹簧片17转动，保证每根分种管5的动力一致，推料力度大，播种效果好，同时设置的第一螺旋弹簧片17能很好的保证种子被送出分种管5，避免了卡料的情况发生。

其中本实施例的附图还包含了实施例1和实施例2中的技术特征，其具体应用为：图11为实施例1中的振动机构应用在本实施例的结构示意图，如此应用的好处在于振动机构位于动力箱中部，能使振动扩散更均匀。图13为实施例2中的振动机构应用在本实施例的结构示意图，其效果同前述。

进一步地，如图11和图12所示，所述的分种管5包括倾斜段32和分别连接在倾斜段32上、下两端的第一竖直段33和第二竖直段34，所述第一竖直段33与所述分流嘴6相连接；

所述第二转动板18的底部中心处设有第一传动轴35；

所述倾斜段32内靠近第一竖直段33的一端转动连接有第三转动板36，所述第三转动板36上设有第三落料孔37，所述第三转动板36中心处设有第二传动轴38，所述第二传动轴38通过万向节39与第一传动轴35传动连接；所述倾斜段32内靠近第二竖直段34的一端转动连接有第四转动板40，所述第四转动板40上设有第四落料孔，所述第三转动板36和第四转动板40之间设有第二螺旋弹簧片41。

设置的倾斜段32用于增加落种间距，从而满足播种行距的要求。

播种时，第二转动板18转动，其上的第一传动轴35同步转动，第一转动轴30通过万向节39带动第二传动轴38转动，连接第二传动轴38的第三转动板36同步转动，第三转动板36转动时，带动第二螺旋弹簧片41，第二螺旋弹簧片41带动第四转动板40转动。种子由第一竖直段33进入经第一螺旋弹簧片17由第三落料孔37送入倾斜段32，之后种子由第二螺旋弹簧片41提供动力推进，最后由第四落料孔送入第二竖直段34，最后在重力作用下落出至播种点，完成播种。

通过设置倾斜段32增加了落种间距，从而满足了播种行距的要求；同时设置的第二螺旋弹簧片41能进一步为种子提供动力，防止种子在分种管5内出现卡料的情况，提高了播种效率。

进一步地，如图6所示，所述的容纳箱3为呈方形漏斗的结构，所述容纳箱3顶部设有连接板42，所述容纳箱3通过所述连接板42与所述无人机1相连接，所述连接板42将所述容纳箱3顶部的开口分隔为两个对称的进料口，所述进料口向外延伸至突出所述无人机1。容纳箱3为呈方形漏斗的结构可方便种子在重力作用下落入动力箱4，同时设置的进料口方便加料。

进一步地，如图6所示，所述的进料口处设有用于密封进料口的盖板2。设置的盖板2可避免播种时种子飞出，以及风作用在种子上使种子不能下落的情况发生。

进一步地，如图6所示，所述的盖板2的一端与所述连接板42铰接，所述盖板2的另一端通过锁紧件与所述容纳箱3相连接。盖板2如此设置连接结构简单且有效，容易实现。其中所述的锁紧件为螺栓。盖板2的另一端设有与螺栓配合的第一螺纹孔，容纳箱3边缘处设有于第一螺纹孔对应的第二螺纹孔，螺栓设置在第一螺纹孔和第二螺纹孔内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：包括容纳箱、动力箱和分种管，所述容纳箱为顶部和底部开口的结构，所述容纳箱设置在无人机的下部，所述动力箱设置在所述容纳箱的底部且与所述容纳箱底部的开口连通，所述动力箱的外底部均匀设有多个与动力箱内部连通的分流嘴，所述分种管有多根且其一端分别与多个分流嘴一一对应连接，分种管的另一端通过横杆固定，所述横杆与所述无人机的机架相连接；

所述动力箱外部设有用于推动物料的驱动电机，所述驱动电机的输出轴水平设置，所述驱动电机的输出轴的端部延伸至所述动力箱内部，且所述输出轴上设有第一锥齿轮，所述动力箱上转动连接有第一连接轴，所述第一连接轴连接有用于产生振动的振动机构；

所述第一连接轴上设有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮；

所述第一连接轴上设有第三传动齿轮，所述的动力箱的内底部设有转动孔；所述振动机构包括振动轴，所述振动轴通过轴承与所述转动孔转动连接，所述振动轴上设有与所述第三传动齿轮啮合的第四传动齿轮，所述振动轴包括贴合在一起的低密度半圆条和高密度半圆条，所述低密度半圆条和高密度半圆条外侧设置有箍套。

2.根据权利要求1所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：所述的第三传动齿轮的齿数小于所述第四传动齿轮的齿数。

3.根据权利要求2所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：所述的所述低密度半圆条为铝质材料制备，高密度半圆条为铅质材料制备。

4.根据权利要求1所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：所述的第一连接轴上设有第五传动齿轮，所述的动力箱的内底部由上到下依次设有连通的连接孔和振动孔，所述振动孔呈圆台形结构，所述连接孔转动设有轴承，所述振动机构包括转动轴，所述转动轴套设在轴承的内环处，所述转动轴上设有振动台和与所述第五传动齿轮啮合的第六传动齿轮，所述振动台为圆台形结构，且设置在所述振动孔内。

5.根据权利要求1所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：每个所述分流嘴内转动连接有第一转动板，靠近驱动电机的第一转动板与所述第一连接轴固定连接，剩余所述第一转动板的中心处设有第二连接轴，所述第一转动板上还设有第一落料孔，所述第一连接轴上还设有第一传动齿轮，所述第二连接轴上设有第二传动齿轮，靠近第一传动齿轮的第二传动齿轮与所述第一传动齿轮相啮合，其余第二传动齿轮间依次相互啮合；

所述分种管内设有第一螺旋弹簧片，所述第一螺旋弹簧片的上端与所述第一转动板的底面相连接，所述第一螺旋弹簧片的底端连接有第二转动板，所述第二转动板与所述分种管转动连接，所述第二转动板上设有第二落料孔。

6.根据权利要求5所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：所述的分种管包括倾斜段和分别连接在倾斜段上、下两端的第一竖直段和第二竖直段，所述第一竖直段与所述分流嘴相连接；

所述第二转动板的底部中心处设有第一传动轴；

所述倾斜段内靠近第一竖直段的一端转动连接有第三转动板，所述第三转动板上设有第三落料孔，所述第三转动板中心处设有第二传动轴，所述第二传动轴通过万向节与第一传动轴传动连接；所述倾斜段内靠近第二竖直段的一端转动连接有第四转动板，所述第四转动板上设有第四落料孔，所述第三转动板和第四转动板之间设有第二螺旋弹簧片。

7.根据权利要求6所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：所述的容纳箱为呈方形漏斗的结构，所述容纳箱顶部设有连接板，所述容纳箱通过所述连接板与所述无人机相连接，所述连接板将所述容纳箱顶部的开口分隔为两个对称的进料口，所述进料口向外延伸至突出所述无人机。

8.根据权利要求7所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：所述的进料口处设有用于密封进料口的盖板。

9.根据权利要求8所述的直播水稻的无人机挂载系统，其特征在于：所述的盖板的一端与所述连接板铰接，所述盖板的另一端通过锁紧件与所述容纳箱相连接。

Images