CN111727859B - 一种可应用于农业的智慧灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可应用于农业的智慧灌溉系统,包括蓄水池、停机坪、控制台及若干灌溉无人机；蓄水池连通有进水系统、药液输送系统及出水系统，蓄水池顶部设置停机坪，停机坪上端设置有若干灌溉无人机停放基座，灌溉无人机停放基座上设置有无人机无线充电发射器和无人机加液系统，出水系统与所述无人机加液系统连通，若干灌溉无人机依次停放于若干灌溉无人机停放基座上，灌溉无人机包括无人机充电接收器和无人机补液系统，所述控制台与进水系统、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机及若干所述灌溉无人机停放基座信号连接。本发明的灌溉系统可同时对多个无人机进行补液和充电，且补液和充电精度和效率高，提高了系统灌溉效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业灌溉系统，属于农业设备技术领域；具体涉及一种可应用于农业的智慧灌溉系统。
背景技术
农业灌溉系统形式多种多样，较为常见的是埋管灌溉方式，该方式是预先在农用田地底部预埋灌溉管路，然后再需要灌溉的区域设置支管和旋转喷头，分区域灌溉，该方式灌溉方便，灌溉合理，但复杂的管路不仅安装和维护不便，且成本较高，部分地域由于底层和环境限制，还使得该方式实施极为困难，成本增加，鉴于其局限性，大多用于平原地区或小范围灌溉。
随着无人机的普及，现如今将无人机运用于农业灌溉的智能灌溉技术逐步成熟，该技术利用无人机搭载灌溉系统，可以定时、定量及定区域进行灌溉作业，且无人机能适应复杂多变的地形和气候环境，应用更为广泛，且维护成本低，其已经作为新一代智慧农业灌溉系统的主流。
虽现如今无人机灌溉系统已经较为普及，但依然存在较多问题，主要有：1、无人机需要自主补液，但现有的无人机补液系统与无人机配对较差，大多需要多次移位调节修正才能进行补液，补液精度和效果较差，且时常存在补液过程漏液的情况；2、无人机使用过程中需定期进行充电续航，现有的大多采用定位后利用充电插头与相应位置的供电插座进行插接充电，这就导致系统整体结构复杂，成本高，且需要很好的控制充电插头和供电插座的连接精度，技术要求较高，不利于无人机的快速充电，影响灌溉效率。
综上，我们需要设计一种补液和充电均方便快捷且精度高的灌溉系统。
发明内容
基于以上技术问题，本发明提供了一种可应用于农业的智慧灌溉系统，从而解决了以往灌溉系统中无人机补液和充电不便、配对精度较低的技术问题。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可应用于农业的智慧灌溉系统,包括蓄水池、停机坪、控制台及若干灌溉无人机；
所述蓄水池连通有进水系统、药液输送系统及出水系统，蓄水池顶部设置所述停机坪，停机坪上端设置有若干灌溉无人机停放基座，灌溉无人机停放基座上设置有无人机无线充电发射器和无人机加液系统，所述出水系统与所述无人机加液系统连通，若干所述灌溉无人机依次停放于若干灌溉无人机停放基座上，所述灌溉无人机包括无人机充电接收器和无人机补液系统，所述无人机充电接收器、无人机无线充电发射器可相互配对以对灌溉无人机进行无线充电，所述无人机补液系统、无人机加液系统可相互配对以对灌溉无人机进行喷料补给；
所述控制台与进水系统、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机及若干所述灌溉无人机停放基座信号连接。
基于以上技术方案，所述灌溉无人机停放基座竖直设置有与控制台信号连接的第一电动推杆，所述无人机加液系统包括与第一电动推杆的推杆端部转动连接的万向连接头，万向连接头上端固定有导液管，导液管内设置有定位环及设置于定位环上端的密封垫圈，所述导液管上端端口还连通有喇叭状的导向罩，所述药液输送系统通过管路与所述导液管下端连通，所述无人机补液系统通过管路与所述导液管连通。
基于以上技术方案，所述出水系统包括与蓄水池连通的抽水泵，抽水泵与控制台信号连接，所述抽水泵的出水端连通有密封增压箱，密封增压箱连通有若干分流管，若干分流管通过停机坪内部走管并与若干灌溉无人机停放基座内的导液管依次连通，若干所述分流管与密封增压箱连通处均设置有与控制台信号连接的出水控制阀。
基于以上技术方案，所述密封增压箱还连通有回流管，回流管上设置有与控制台信号连接的回流电子控制阀且回流管与所述蓄水池连通。
基于以上技术方案，所述第一电动推杆的推杆端部位于万向连接头下端还设置有上端开口的弹簧筒，弹簧筒内设置有压缩弹簧，压缩弹簧的上端顶紧在万向连接头的下端。
基于以上技术方案，所述灌溉无人机停放基座竖直设置有与控制台信号连接的第二电动推杆，所述无人机无线充电发射器固定设置于第二电动推杆的推杆端部，且无人机无线充电发射器与无人机充电接收器上下对应设置。
基于以上技术方案，所述药液输送系统包括与蓄水池连通的药液输送管，药液输送管上依次连通有多个药液添加罐，药液添加罐上端设置有带密封盖的添加口，所述药液添加罐侧壁外部还连通有与控制台信号连接的药液电子液位计，每个所述药液添加罐与药液输送管的连通处均设置有与控制台信号连接的药量电子控制阀。
基于以上技术方案，所述灌溉无人机包括带有四个支撑腿的安装底板，安装底板的两侧均设置有喷管，喷管下端设置有喷头；所述安装底板上端固定有主体箱，主体箱两侧均设置有螺旋桨组件，所述主体箱内部通过隔板分割成两个相互隔离的喷料箱和电控箱，喷料箱内设有隔离室，隔离室内设置有高压泵，高压泵的进水端连通有进料管，进料管贯穿隔离室并伸入喷料箱底部，所述进料管贯穿隔离室的位置设置密封结构，所述高压泵的出水端与所述喷管连通，所述无人机补液系统包括补液管，补液管与喷料箱内部上端连通且竖直设置于喷料箱下端，所述补液管上设置有补液电子控制阀，所述电控箱内通过隔板分成上腔室和下腔室，所述上腔室内设置有飞行控制系统，飞行控制系统与所述螺旋桨组件、高压泵均电性连接，所述下腔室内固定有无人机充电接收器，无人机充电接收器下端贯穿主箱体底壁并与主箱体底壁齐平，无人机充电接收器上端设置有充电控制模块，充电控制模块电性连接有蓄电池，该蓄电池与飞行控制系统电性连接。
基于以上技术方案，所述喷料箱内部还设置有喷料电子液位计，喷料电子液位计与飞行控制系统电性连接。
基于以上技术方案，所述四个支撑腿的底部均设置有磁铁，所述灌溉无人机停放基座上设置有四个电磁铁，四个电磁铁可与四个所述磁铁对应相互磁吸连接。
基于以上技术方案，所述飞行控制系统包括处理器及与处理器电性连接的定位模块、无线收发模块、存储模块、飞行控制模块及报警模块。
基于以上技术方案，所述主体箱顶部还设置有光伏组件，光伏组件与所述蓄电池电性连接。
基于以上技术方案，所述控制台包括控制间，控制间内设置有PLC控制系统及与PLC控制系统电性连接的多屏显示器和数据输入设备，所述PLC控制系统与所述进水系统、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机及若干所述灌溉无人机停放基座信号连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的灌溉系统结构简单，布线和布管简便，成本低，且可同时对多个无人机进行补液和充电，且补液和充电精度和效率高，提高了系统灌溉效率。
附图说明
图1是本发明的第一结构示意图,图中无人机处于停机状态；
图2是本发明的第二结构示意图,图中无人机处于离开状态；
图3是本发明的第三结构示意图,图中无人机处于离开状态；
图4是本发明的第四结构示意图,图中无人机处于离开状态；
图5是本发明的灌溉无人机结构示意图；
图6是图5所示结构的俯视图；
图7是本发明灌溉无人机与灌溉无人机停放基座的配合结构示意图；
图8是本发明弹簧筒的部分结构示意图；
图9是本发明主箱体的结构示意图；
图10是本发明安装底板的结构示意图；
图中的标记分别是：1、控制台；2、灌溉无人机；3、停机坪；4、灌溉无人机停放基座；5、导向罩；6、电磁铁；7、无人机无线充电发射器；8、多屏显示器；9、数据输入设备；10、控制间；11、PLC控制系；12、进水系统；13、密封盖；14、药液添加罐；15、药液电子液位计；16、药量电子控制阀；17、药液输送管；18、蓄水池；19、密封增压箱；20、分流管；21、出水控制阀；22、抽水泵；23、走线管；24、回流电子控制阀；25、回流管；26、主体箱；27、喷管；28、喷头；29、安装底板；30、光伏组件；31、声光报警器；32、螺旋桨组件；33、第一电动推杆；34、万向连接头；35、导液管；36、定位环；37、密封垫圈；38、无人机充电接收器；39、磁铁；40、第二电动推杆；41、压缩弹簧；42、弹簧筒；43、补液电子控制阀；44、补液管；45、隔离室；46、高压泵；47、喷料箱；48、喷料电子液位计；49、飞行控制系统；50、电控箱；51、蓄电池；52、充电控制模块；53、进料管；54、方形缺口；55、定位块；56、安装通孔。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“两端”、“之间”、“中部”、“下部”、“上端”、“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图10所示，本实施例公开了一种可应用于农业的智慧灌溉系统,该灌溉系统至少包括蓄水池18、停机坪3、控制台1及若干灌溉无人机2。
其中的蓄水池18主要用于存储灌溉用水，蓄水池18可设置于地面，若蓄水池区域长期处于高温环境，蓄水池18也可设置于地下，避免内部水温过高损坏管路和灌溉无人机2，蓄水池18连通有一进水系统12，进水系统12用于对蓄水池18供水，其与外部供水管路连通，进水系统12至少包括有一进水管道，该进水管道与蓄水池18连通，并为了便于自动供水操作，进水管道可设置一进水电子控制阀门，该进水电子控制阀门可与控制台1进行信号连接，从而可远程控制进水量和进水时间，蓄水池18同时还连通有一药液输送系统，该药液输送系统主要用于将药液输送至蓄水池与灌溉水进行混合，以便添加一些化合物、营养液及农药等，蓄水池18还连通有出水系统，该出水系统主要用于吸取蓄水池18的水以供给灌溉无人机2进行喷料补给，停机坪3则为一个平面结构，主要用于停放灌溉无人机2，停机坪3上端形成矩阵排列的若干个灌溉无人机停放基座4，每个灌溉无人机停放基座4上至少设置有一个无人机无线充电发射器7和无人机加液系统，无人机加液系统用于与灌溉无人机2配对对其进行补给，该无人机加液系统、出水系统、蓄水池18及药液输送系统相互连通共同组成地面供液系统，灌溉无人机2主要用于喷洒灌溉水或混有药物的混合水，灌溉无人机2的数量最好小于或等于灌溉无人机停放基座4，以便每个灌溉无人机2均随时能停放，停放时，灌溉无人机2依次停放在若干灌溉无人机停放基座4上，灌溉无人机2至少包括无人机充电接收器38和无人机补液系统，无人机充电接收器38、无人机无线充电发射器7可相互配对以对灌溉无人机2进行无线充电，无人机补液系统、无人机加液系统可相互配对以对灌溉无人机2进行喷料补给，从而实现灌溉无人机2的自主补液和充电，控制台1主要用于对进水系统12、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机2及若干所述灌溉无人机停放基座4进行信号控制，如控制进水系统12开闭或开闭量进而控制进水量和时间、控制药液输送系统的药物添加量和添加时间、控制出水系统出水对灌溉无人机2进行补液、控制灌溉无人机停放基座4的无人机无线充电发射器7和无人机加液系统开闭、及控制灌溉无人机2飞行状态、补液和充电控制等。
本实施例设置停机坪3集中停放灌溉无人机2，可对灌溉无人机2进行集中管理，蓄水池18直接设置于停机坪3下方，从而可以快速响应灌溉无人机2的补给操作，提高补给速度和效率，且可简化布管结构，降低成本，便于后期维护，同时每个灌溉无人机2均对应一个灌溉无人机停放基座4，能保证灌溉无人机2能单独作业互不影响，且灌溉无人机2通过无人机充电接收器38、无人机无线充电发射器7相互配对进行无线充电，利用无线充电技术可以避免无人机在充电过程中需要精确定位以找准对接插口的技术问题，充电方便快捷，且较为安全，并且可以简化灌溉无人机2和停机坪3的整体结构和布线结构，同时无人机补液系统、无人机加液系统可相互配对以对灌溉无人2进行喷料补给，从而通过二者配合即可快速进行补给，避免以往无人机补液需要精准定位和需要人工定位辅助的问题，且本实施例中，喷料补给和充电可同时进行，从而可以大大缩减灌溉无人机2在停机坪3的停留时间，提高了灌溉效率，且本实施例还通过控制台1远程控制灌溉无人机及药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机2及若干所述灌溉无人机停放基座的无人机无线充电发射器7和无人机加液系统，即可远程实现监控和管理，并且在必要时还可辅助无人机起停、充电和补给，实现智能化远程控制。
为提高无人机补液系统、无人机加液系统配对的有效率和准确性，本实施例的灌溉无人机停放基座4竖直设置有与控制台1信号连接的第一电动推杆33，第一电动推杆33可通过电路线与控制台1信号连接，可以连接一微型控制器，该微型控制器还可电性连接一无线收发模块，从而可用过无线收发模块与控制台1进行信号传递，并利用微型控制器控制第一电动推杆33的升降，第一电动推杆33可整体设置于灌溉无人机停放基座4上端，也可部分位于灌溉无人机停放基座4内部，在第一电动推杆33的推杆端部也即第一电动推杆33的上端设置无人机加液系统，无人机加液系统包括包括与第一电动推杆33的推杆端部转动连接的万向连接头34，万向连接头34包括一个固定端和一个可圆周小范围转动的万向节，第一电动推杆33的推杆端部连接在固定端，而万向节上端则固定有导液管35，导液管35下端则与无人机加液系统连通，导液管35可在万向节转动作用下形成小范围转动，从而可根据无人机补液系统的位置进行适当微调，进而保证二者配合精度，无需精准定位，并且为保证无人机补液系统、无人机加液系统配对更为顺畅和精准，导液管35上端端口还连通有喇叭状的导向罩5，导向罩5可以将无人机补液系统配对的管路更好的导向导液管35内部，同时，导液管35内设置有定位环36及设置于定位环36上端的密封垫圈37，无人机补液系统配对的管路可挤压在密封垫圈37上端，从而将其密封连通导液管35，在补液时不会出现漏液的问题，且可很好的将无人机补液系统配对的管路顶紧在导液管35内，保证补液精度和补给量。
为保证导液管35在补液后能恢复原位，保证后续补给位置的准确性，本实施例的第一电动推杆33的推杆端部位于万向连接头34下端还设置有上端开口的弹簧筒42，弹簧筒42内设置有压缩弹簧41，压缩弹簧41的上端顶紧在万向连接头34的下端。当导液管35与无人机补液系统配对进行补液时，由于无人机补液系统配对的管路可能与导液管35不处于同一轴线，因此二者配对补液时导液管35会在万向连接头34转动作用下形成一定倾斜角，压缩弹簧41会被挤压变形，当灌溉无人机2补液完成后，无人机补液系统脱离导液管35，导液管35失去作用力，从而压缩弹簧41依靠自身弹力将万向连接头34整体归位保持竖直，使得导液管35在每次完成补给后均能回归竖直原始位置，保证下一次补液位置的精准度，提高了无人机补给精度。
出水系统作为蓄水池18和无人机加液系统的连接系统，其主要包括与蓄水池18连通的抽水泵22，抽水泵22可与控制台1信号连接以实现远程开闭，抽水泵22的出水端连通有密封增压箱19，密封增压箱19为密封箱体，抽水泵22抽出的灌溉水进入密封增压箱19后进行压缩后形成高压水源，密封增压箱19则连通有若干分流管20，若干分流管20通过停机坪3内部走管并与若干灌溉无人机停放基座4内的导液管35依次连通，进而通过若干分流管20分别对不同灌溉无人机停放基座4内的导液管35供水，实现单对单的供水模式，保证每个灌溉无人机在补液时互不影响。在一些实施例中，若干所述分流管20与密封增压箱19连通处均设置有与控制台1信号连接的出水控制阀21。出水控制阀21可以根据控制台1远程控制开闭，从而可以远程控制相应灌溉无人机2的补给。在一些实施例中，出水控制阀21为电子阀，该电子阀可通过电路线与控制台1信号连接。在一些实施例中，密封增压箱19还可设置电子压力表用于检测内部压力，该电子压力表还可与控制台1信号连接进行远程数据显示，进而在密封增压箱19内压力失常时可远程控制。
作为出水系统的补充，出水系统的密封增压箱19还连通有回流管25，回流管25上设置有与控制台1信号连接的回流电子控制阀24且回流管25与所述蓄水池18连通。当密封增压箱19压力过大或分流管20开启数量较少时，可通过控制台1控制回流电子控制阀24开启，密封增压箱19内多余灌溉水则可通过回流管25回流至蓄水池18，可减少密封增压箱19的损害或分流管20的爆管事故，提高出水系统的安全性。
为保证灌溉无人机2充电快速准确，且提高充电效率，本实施例在灌溉无人机停放基座4上还设置有与控制台1信号连接的第二电动推杆40，第二电动推杆40的设置方式、与控制台1的连接方式等都可采用与第一电动推杆33的结构实现，在第二电动推杆40的推杆端部则固定设置有无人机无线充电发射器7，无人机无线充电发射器7与无人机充电接收器38则形成上下对应结构，当灌溉无人机2需要充电时，第二电动推杆40升起带动无人机无线充电发射器7上升至与无人机充电接收器38下端进行充电，二者之间的间距保持在5cm以内，从而实现快速无线充电，无需精确定位即可实现充电，并且省去了复杂的线路布局，简化了充电系统结构，且该方式无需考虑防水问题，充电也更为安全高效。在一些实施例中，无人机无线充电发射器7和无人机充电接收器38均为电磁感应式的无线充电结构。
作为本实施例地面供液系统的组成部分之一，药液输送系统包括与蓄水池18连通的药液输送管17，药液输送管17上依次连通有多个药液添加罐14，多个药液添加罐14可用于分类添加不同的农用添加剂、药物等添加物溶液，药液添加罐14上端设置有带密封盖13的添加口，添加口用于添加物溶液添加，而药液添加罐14侧壁外部还连通有与控制台1信号连接的药液电子液位计15，药液电子液位计15可检测药液添加罐14内部液位高度，并通过控制台1及时进行数据交互，以便于获取药液添加罐14内药液量和出液量等，必要的，每个所述药液添加罐14与药液输送管17的连通处均设置有与控制台1信号连接的药量电子控制阀16，药量电子控制阀16可控制相应药液添加罐14的出液量和通断，进而可根据需要添加不同的添加物溶液。
作为本实施例的主要核心结构，灌溉无人机2至少包括安装底板29，主要作为灌溉无人机2的支撑结构和主体框架，安装底板29整体呈长方形板体结构，在该安装底板29中部设置有竖直贯穿安装底板29的方形缺口54，安装底板29位于方形缺口54相对的两侧外部均设置有一组安装通孔56，安装底板29位于方形缺口54另外两个侧边的外部还对称设置有两组用于辅助降落支撑的支撑腿，每组共设置有两个支撑腿，四个支撑腿的端部均设置有定位块55，用于降落定位；在安装底板29的两侧设置支撑腿的两侧还均设置有喷管27，每侧喷管27设置至少一根，在喷管27的端部下侧则设置有喷头28，每个喷管27上均可设置至少一个喷头28，喷头28可采用高压雾化喷头，以加强灌溉喷洒面积和喷洒均匀度，安装底板29上端则固定有主体箱26，主体箱26可通过与安装通孔56配合的螺栓、螺钉、卡柱等固定在安装地板29上，主体箱26的两侧均设置有螺旋桨组件，螺旋桨组件为现有常规技术，其结构和原理不再累述。
作为灌溉无人机2的主体结构，主体箱26内部通过隔板分割成两个相互隔离的喷料箱47和电控箱50，喷料箱47主要用于存储灌溉水和设置相应灌溉组件，电控箱50则主要用于设置飞行和灌溉所需的电控设备和电器件，具体的，喷料箱47内则设置有一个与喷料箱47内部完全隔离的隔离室45，隔离室45内设置有高压泵46，高压泵46的进水端连通有进料管53，该进料管53贯穿隔离室45并伸入喷料箱47底部，高压泵46的出水端则与所述喷管27连通，高压泵可通过进料管53吸附喷料箱47内灌溉水增压并通过喷管27的喷头28喷出，进而进行空中灌溉，为保证密封性，进料管53贯穿隔离室45的位置设置密封结构，以保证隔离室45不会进水，且为了方便高压泵46装卸，可将隔离室45设置于喷料箱47内部顶壁位置，并在该位置设置可拆卸的密封盖体，方便更换和检修高压泵46。电控箱50内通过隔板分成上腔室和下腔室，上腔室内设置有飞行控制系统49，飞行控制系统49与所述螺旋桨组件32、高压泵46均电性连接，飞行控制系统49主要用于灌溉无人机2飞行状态控制，并可控制高压泵46开闭进行喷洒作业，下腔室内则固定所述无人机充电接收器38，无人机充电接收器38下端贯穿主箱体26底壁并与主箱体26底壁齐平，进而可与无人机无线充电发射器7进行配对无线充电，在无人机充电接收器38上端则设置有充电控制模块52，充电控制模块52用于控制和转换无人机充电接收器38的电能，充电控制模块52则电性连接有蓄电池52用于存储电能，且该蓄电池52还与飞行控制系统49电性连接对飞行控制系统49进行供电。
无人机补液系统作为灌溉无人机2的另一大系统，其主要包括有一补液管44，补液管44与喷料箱47内部上端连通且竖直设置于喷料箱47下端，补液管44上设置有补液电子控制阀43用于控制补液管44通断，补液时，补液管44下端通过导向罩5导向后与导液管35定位连通，从而将无人机补液系统与无人机加液系统连通进行喷料补给。在一些实施例中，补液电子控制阀43则与飞行控制系统49信号连接，从而可通过飞行控制系统49控制补液电子控制阀43开闭进行补液控制。
为了保证灌溉正常进行，上述喷料箱47内部还设置有喷料电子液位计48，喷料电子液位计48与飞行控制系统49电性连接。喷料电子液位计48可即时检测喷料箱47内部液位，从而在喷料用尽后可即时返回补液。
为了提高灌溉无人机2降落时的精准度，本实施例在四个所述支撑腿的底部均设置有磁铁39，所述灌溉无人机停放基座4上设置有四个电磁铁6，四个电磁铁6可与四个所述磁铁39对应相互磁吸连接，当灌溉无人机2降落时，首先通过其飞行控制系统49定位并找准其在灌溉无人机停放基座4的降落位置，降落过程中，开启电磁铁6，当四个磁铁39逐步靠近电磁铁6时，会相互产生磁力，进而可以将灌溉无人机2的四个支撑腿逐步引导向四个电磁铁6的位置，直至二者完全接触吸附，从而利用磁吸附作用将无人机精准定位在所需要的降落位置，基于以上结构，灌溉无人机2在飞行控制系统49定位找准的基础上，再通过四个电磁铁6和磁铁39磁吸附作用进行降落点微调，从而保证每次灌溉无人机2降落后均能处于补液和充电所需的位置范围内，提高无人机降落精度，进而提高灌溉无人机2的补液位置精度和充电位置精度。在一些实施例中，四个所述支撑腿的底部的磁铁39可设置于定位块55底面中部位置。
作为无人机的飞行控制系统，该系统包括处理器及与处理器电性连接的定位模块、无线收发模块、存储模块、飞行控制模块及报警模块。处理器主要用于数据处理控制，以控制灌溉无人机2飞行姿态和灌溉作业，定位模块用于灌溉无人机2定位坐标，以确保灌溉位置定位和往返定位，无线收发模块用于无线数据传输，便于远程对灌溉无人机2进行监控，或灌溉无人机2将相应数据传输至远程控制台1，存储模块做主要用于存储无人机飞行数据(飞行时间、往返次数、飞行路线高度等)、灌溉数据(灌溉时间、面积、坐标等)，飞行控制模块主要用于控制灌溉无人机2飞行控制(如平飞、升降、转向等)，报警模块则用于在无人机异常时报警，如药液不足、电量不足、螺旋桨故障等，该报警模块可通过无线收发模块远程报警，也可以在主体箱26上端设置声光报警器31进行报警。
本实施例中，为了提高灌溉无人机2的飞行续航能力，在主体箱26顶部还设置有光伏组件30，光伏组件30与所述蓄电池51电性连接。光伏组件30至少包括光伏板、逆变器等，灌溉无人机2在飞行作业过程中，光伏组件30可将太阳能转化为电能并存储在蓄电池51内，满足长时间的续航作业需求。
最后，作为本实施例中灌溉系统的控制终端，控制台1包括控制间10，控制间10内设置有PLC控制系统11及与PLC控制系统11电性连接的多屏显示器8和数据输入设备9，所述PLC控制系统11与所述进水系统12、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机2及若干所述灌溉无人机停放基座4信号连接，PLC控制系统11可远程控制进水系统12、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机2及若干所述灌溉无人机停放基座4的相应电器件工作或获取相应数据，进而实现远程监控管理，多屏显示器8用于显示相应数据，如灌溉无人机2相应数据、蓄水池18水量、药液输送量、灌溉水出水量等，数据输入设备9包括鼠标、键盘、USB接口等，可通过数据输入设备9对PLC控制系统11进行控制和操作，本实施例中，为了方便PLC控制系统11的远程控制，在停机坪3下端还设置有一走线管23，在停机坪3内部还设置有多个与走线管23连通的走线支管，进水系统12、药液输送系统、出水系统及若干所述灌溉无人机停放基座4的相应数据线均可通过走线支管走线后再通过走线管23汇总，从而简化布线结构，布线更加规范，便于后期维护。在一些实施例中，无人机无线充电发射器7、第一电动推杆33、抽水泵22、出水控制阀21、回流电子控制阀24、第二电动推杆40、药液电子液位计15、药量电子控制阀16、电磁铁6均可通过走线支管和走线管23进行数据和电力走线。
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种可应用于农业的智慧灌溉系统,其特征在于，包括蓄水池(18)、停机坪(3)、控制台(1)及若干灌溉无人机(2)；
其中，
所述蓄水池(18)连通有进水系统(12)、药液输送系统及出水系统，蓄水池(18)顶部设置所述停机坪(3)，停机坪(3)上端设置有若干灌溉无人机停放基座(4)，灌溉无人机停放基座(4)上设置有无人机无线充电发射器(7)和无人机加液系统，所述出水系统与所述无人机加液系统连通，若干所述灌溉无人机(2)依次停放于若干灌溉无人机停放基座(4)上，所述灌溉无人机(2)包括无人机充电接收器(38)和无人机补液系统，所述无人机充电接收器(38)、无人机无线充电发射器(7)可相互配对以对灌溉无人机(2)进行无线充电，所述无人机补液系统、无人机加液系统可相互配对以对灌溉无人机(2)进行喷料补给；
所述控制台(1)与进水系统(12)、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机(2)及若干所述灌溉无人机停放基座(4)信号连接；
所述灌溉无人机停放基座(4)竖直设置有与控制台(1)信号连接的第一电动推杆(33)，所述无人机加液系统包括与第一电动推杆(33)的推杆端部转动连接的万向连接头(34)，万向连接头(34)上端固定有导液管(35)，导液管(35)内设置有定位环(36)及设置于定位环(36)上端的密封垫圈(37)，所述导液管(35)上端端口还连通有喇叭状的导向罩(5)，所述药液输送系统通过管路与所述导液管(35)下端连通，所述无人机补液系统可通过管路与所述导液管(35)连通。
2.根据权利要求1所述的智慧灌溉系统,其特征在于，所述第一电动推杆(33)的推杆端部位于万向连接头(34)下端还设置有上端开口的弹簧筒(42)，弹簧筒(42)内设置有压缩弹簧(41)，压缩弹簧(41)的上端顶紧在万向连接头(34)的下端。
3.根据权利要求2所述的智慧灌溉系统,其特征在于，所述出水系统包括与蓄水池(18)连通的抽水泵(22)，抽水泵(22)与控制台(1)信号连接，所述抽水泵(22)的出水端连通有密封增压箱(19)，密封增压箱(19)连通有若干分流管(20)，若干分流管(20)通过停机坪(3)内部走管并与若干灌溉无人机停放基座(4)内的导液管(35)依次连通，若干所述分流管(20)与密封增压箱(19)连通处均设置有与控制台(1)信号连接的出水控制阀(21)。
4.根据权利要求3所述的智慧灌溉系统,其特征在于，所述密封增压箱(19)还连通有回流管(25)，回流管(25)上设置有与控制台(1)信号连接的回流电子控制阀(24)且回流管(25)与所述蓄水池(18)连通。
5.根据权利要求4所述的智慧灌溉系统,其特征在于，所述灌溉无人机停放基座(4)竖直设置有与控制台(1)信号连接的第二电动推杆(40)，所述无人机无线充电发射器(7)固定设置于第二电动推杆(40)的推杆端部，且无人机无线充电发射器(7)与无人机充电接收器(38)上下对应设置。
6.根据权利要求1所述的智慧灌溉系统,其特征在于，所述药液输送系统包括与蓄水池(18)连通的药液输送管(17)，药液输送管(17)上依次连通有多个药液添加罐(14)，药液添加罐(14)上端设置有带密封盖(13)的添加口，所述药液添加罐(14)侧壁外部还连通有与控制台(1)信号连接的药液电子液位计(15)，每个所述药液添加罐(14)与药液输送管(17)的连通处均设置有与控制台(1)信号连接的药量电子控制阀(16)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的智慧灌溉系统,其特征在于，所述灌溉无人机包括带有四个支撑腿的安装底板(29)，安装底板(29)的两侧均设置有喷管(27)，喷管(27)下端设置有喷头(28)；所述安装底板(29)上端固定有主体箱(26)，主体箱(26)两侧均设置有螺旋桨组件(32)，所述主体箱(26)内部通过隔板分割成两个相互隔离的喷料箱(47)和电控箱(50)，喷料箱(47)内设有隔离室(45)，隔离室(45)内设置有高压泵(46)，高压泵(46)的进水端连通有进料管(53)，进料管(53)贯穿隔离室(45)并伸入喷料箱(47)底部，所述进料管(53)贯穿隔离室(45)的位置设置密封结构，所述高压泵(46)的出水端与所述喷管(27)连通，所述无人机补液系统包括补液管(44)，补液管(44)与喷料箱(47)内部上端连通且竖直设置于喷料箱(47)下端，所述补液管(44)上设置有补液电子控制阀(43)，所述补液管(44)下端可与无人机加液系统配对进行补液，所述电控箱(50)内通过隔板分成上腔室和下腔室，所述上腔室内设置有飞行控制系统(49)，飞行控制系统(49)与所述螺旋桨组件(32)、高压泵(46)均电性连接，所述下腔室内固定所述无人机充电接收器(38)，无人机充电接收器(38)下端贯穿主体箱 (26)底壁并与主体箱 (26)底壁齐平，无人机充电接收器(38)上端设置有充电控制模块(52)，充电控制模块(52)电性连接有蓄电池(51)，该蓄电池(51)与飞行控制系统(49)电性连接。
8.根据权利要求7所述的智慧灌溉系统,其特征在于，四个所述支撑腿的底部均设置有磁铁(39)，所述灌溉无人机停放基座(4)上设置有四个电磁铁(6)，四个电磁铁(6)可与四个所述磁铁(39)对应相互磁吸连接。
9.根据权利要求1所述的智慧灌溉系统,其特征在于，所述控制台(1)包括控制间(10)，控制间(10)内设置有PLC控制系统(11)及与PLC控制系统(11)电性连接的多屏显示器(8)和数据输入设备(9)，所述PLC控制系统(11)与所述进水系统(12)、药液输送系统、出水系统、若干灌溉无人机(2)及若干所述灌溉无人机停放基座(4)信号连接。
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- 2020-07-24 CN CN202010724716.1A patent/CN111727859B/zh active Active
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| CN111727859A (zh) | 2020-10-02 |
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