CN113086205B - 一种转轮式播种无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种转轮式播种无人机，包括电动无人机、料仓、漏斗模块、支架模块、枪体模块、发射模块。与现有技术相比：（1）本发明提出的一种转轮式播种无人机，种子经“丸粒化”处理，使种子更适用于转轮枪体播种的特殊形式，且能更加有效地保护种子的完整性；（2）本发明提出的一种转轮式播种无人机，其左轮式“枪体”，可做到种子的连续喷射，实现快速填种和播种；（3）本发明提出的一种转轮式播种无人机，相对于市场现有的播种器，本发明增加橡胶片应用到枪管、漏斗中，是一种保护种子完整性的作业方式。
Description
技术领域
本发明涉及一种转轮式播种无人机，利用无人机实现农作物种子的种植。更特别的说，是指一种转轮式播种无人机。
背景技术
随着农业技术领域机械化进程的加快，农用无人机越来越多的应用到作物种植领域，目前用于湿地作物的机械化种植方式尚存在很大的发展空间。由于湿地作物人工种植劳动量大、作业繁琐，农民要穿防水靴才能进行作物种植，机械化播种过程中种子的用量可控性较低，地面大型机械式种植又存在地面损伤严重等诸多问题；因此需要一种可以结合实际种植环境调节不同种子用量的空中作业式播种无人机。
目前，就无人机播种方式而言，传统的播种无人机大多以撒播的方式进行作物播种，这种播种方式无法控制种子的用量和种植精度。例如，发明专利公开号为CN111003179A公开的一种播种无人机，发明专利公开号为CN109229386A公开的一种农业无人机播种装置，发明专利公开号为CN109665103A公开的播种装置及具有该装置的播种无人机，都只是针对原有播种无人机无法深层播种农作物这一问题进行的优化，而将由飞控系统控制的转轮式弹射装置和农业无人机相结合的转轮式播种无人机尚未见报道，特别是，将具有高效率、精准作业能力的农业无人机用于湿地作物的深度定量播种作业，进而开发出一种转轮式播种无人机具有很大的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种转轮式播种无人机，以解决现有湿地作物尤其是大豆、玉米、黄豆、绿豆等多种湿地种植作业中出现的问题，提供一种更加智能、高效、精准的一体化精准播种无人机作业系统。目前湿地种植方法存在消耗人力、财力和时间等多种问题，本发明的弹射装置利用转轮与漏斗的射粮与补粮的灵敏配合，可以实现精准、高效、智能化的湿地种植作业要求。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种转轮式播种无人机，包括电动无人机、料仓、漏斗模块、支架模块、枪体模块、发射模块；所述料仓、漏斗模块、支架模块、枪体模块、发射模块均搭载、固定于电动无人机上；所述漏斗模块包括漏斗、电动伸缩杆Ⅰ、挡板Ⅰ、橡胶片Ⅲ，电动伸缩杆Ⅰ输入端与电动无人机电源输出端相连，电动伸缩杆Ⅰ固定在漏斗内部，电动伸缩杆Ⅰ输出端与挡板Ⅰ相连，橡胶片Ⅲ固定于漏斗内壁，漏斗输出端与枪体进料口相连；所述支架模块包括支架、转轴Ⅱ、转轴Ⅲ，支架上端固定于电动无人机上，支架上端和支架下端通过转轴Ⅲ连接，支架下端通过两个转轴Ⅱ连接框架，支架下方的转轴Ⅱ调节枪体竖直方向角度，支架上方的转轴Ⅲ调节枪体水平方向角度，电动无人机飞控系统输出端与转轴Ⅱ的输入端和转轴Ⅲ的输入端相连；所述枪体模块包括转轮、框架、伺服电机Ⅰ、前挡片、后挡片、发射器、枪管、弹巢、转轴Ⅰ、橡胶片Ⅰ，框架外部一侧与枪管相连，枪管与框架相连接一端设有橡胶片Ⅰ，框架外部另一侧与发射器相连，转轮、前挡片、后挡片、转轴Ⅰ位于框架内部，转轴Ⅰ固定于框架内部一侧，前挡片与转轴Ⅰ相连，转轮一侧与转轴Ⅰ、前挡片相连，转轮另一侧与后挡片、伺服电机Ⅰ相连，伺服电机Ⅰ通过框架与后挡片和转轮相连，电动无人机的飞控系统输出端与伺服电机Ⅰ的伺服控制器输入端、发射器输入端相连；所述发射模块包括发射器、通气孔Ⅰ、通气孔Ⅱ、橡胶片Ⅱ、电动伸缩杆Ⅱ、挡板Ⅱ、伺服电机Ⅱ，通气孔Ⅰ位于发射器外壳，通气孔Ⅱ位于发射器内壁上，橡胶片Ⅱ固定在电动伸缩杆Ⅱ的伸长端，橡胶片Ⅱ紧靠发射器内壁，电动伸缩杆Ⅱ的另一端连接挡板Ⅱ，在挡板Ⅱ上固定伺服电机Ⅱ，伺服电机Ⅱ的输出端与电动伸缩杆Ⅱ的输入端相连接，伺服电机Ⅱ的输入端与电动无人机的飞控系统输出端相连接。
进一步的，所述转轮式播种无人机，其作业时的飞行高度范围为2.0m~ 6.0m。
进一步的，所述枪管是单枪管、双枪管、三枪管、四枪管种的一种，枪管的内径为2.0cm~5.0cm。
进一步的，所述支架是一种可调节水平方向和竖直方向的装置，支架的最大俯仰角为90°。
进一步的，所述发射模块是气压弹射中的一种，其产生的气压范围为2bar~6bar。
进一步的，所述橡胶片Ⅰ是圆形橡胶片、带有切割口的橡胶片中的一种。
进一步的，所述转轮中的弹巢是一种特定于“丸粒化”种子的装置，丸粒化的大小为2.0cm~4.0cm。
本发明的一种转轮式播种无人机，其工作过程为：人工进行料仓填种，在电动无人机的飞控系统中植入伺服电机Ⅰ和伺服电机Ⅱ控制指令；机载电源输电至伺服电机Ⅰ、伺服电机Ⅱ、电动伸缩杆Ⅰ、电动伸缩杆Ⅱ、转轴Ⅱ和转轴Ⅲ；人工操控电动无人机飞行到指定作业区域上空进行悬停；无人机飞控系统传输指令使料仓中的种子由通孔落入漏斗中，无人机飞控系统控制漏斗中的电动伸缩杆Ⅰ运动来传输种子；种子经过下方圆柱管道时，凭借自身重力落到橡胶片Ⅲ，并通过一定倾斜角灌入转轮中；无人机飞控系统传输信号至伺服电机Ⅰ，伺服电机Ⅰ控制转轮旋转，同时将承载种子的弹巢旋转到发射器的一侧；当检测到某个弹巢空余时，若系统判断需要继续播种，则无人机飞控系统传输命令到漏斗和伺服电机Ⅰ，继续重复上述作业环节；无人机飞控系统传输命令到伺服电机Ⅱ控制电动伸缩杆Ⅱ收缩，电动伸缩杆Ⅱ利用前端橡胶片Ⅱ与发射器内壁的紧贴移动，抽取空气进入发射器内壁内部，气体在产生的吸引力下，通过通气孔Ⅰ进入发射器内部，通过通气孔Ⅱ进入发射器内壁内部；伺服电机Ⅱ控制电动伸缩杆Ⅱ快速压缩，产生的气压差将丸粒化种子从弹巢中快速穿过枪管处的橡胶片Ⅰ发射出枪体进行播种；无人机飞控系统通过调节支架上的转轴Ⅱ和转轴Ⅲ，改变枪体的竖直角度和水平角度，实现多方向播种；播种无人机循环进行上述播种作业环节，该过程在播种时同步进行；当料仓的种子播种完后，电动无人机返航，在料仓添加种子的同时更换无人机专用电池；更换完成后继续实施播种作业，直至指定区域播种全部完成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：（1）本发明提出的一种转轮式播种无人机，种子经“丸粒化”处理，使种子更适用于转轮枪体播种的特殊形式，且能更加有效地保护种子的完整性；（2）本发明提出的一种转轮式播种无人机，其左轮式“枪体”，可做到种子的连续喷射，实现快速填种和播种；（3）本发明提出的一种转轮式播种无人机，相对于市场现有的播种器，本发明增加橡胶片应用到枪管、漏斗中，是一种保护种子完整性的作业方式。
附图说明
图1为一种转轮式播种无人机的整体结构示意图。
图2为图1中枪体部分拆去转轮和发射器后的结构示意图。
图3为本发明中枪体部分结构示意图。
图4为本发明中转轮的正视结构示意图。
图5为本发明中支架的结构示意图。
图6为本发明中枪体部分主视、后视结构示意图。
图7为本发明中垫片的结构示意图。
图8为本发明中漏斗的结构示意图。
图9为本发明中发射器的结构示意图。
图中1、料仓2、电动无人机3、漏斗4、支架5、枪管6、框架7、转轴Ⅰ8、发射器9、伺服电机Ⅰ10、转轮11、挡板Ⅰ12、电动伸缩杆Ⅰ13、橡胶片Ⅰ14、前挡片15、后挡片16、弹巢17、转轴Ⅱ18、转轴Ⅲ19、通气孔Ⅰ20、通气孔Ⅱ21、橡胶片Ⅱ22、电动伸缩杆Ⅱ23、挡板Ⅱ24、伺服电机Ⅱ25、发射器内壁26、橡胶片Ⅲ。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见附图所示，本发明是一种转轮式播种无人机，包括电动无人机2、料仓1、漏斗模块、支架模块、枪体模块、发射模块；所述料仓1、漏斗模块、支架模块、枪体模块、发射模块均搭载、固定于电动无人机2上；所述漏斗模块包括漏斗3、电动伸缩杆Ⅰ12、挡板Ⅰ11、橡胶片Ⅲ26，电动伸缩杆Ⅰ12输入端与电动无人机2电源输出端相连，电动伸缩杆Ⅰ12固定在漏斗3内部，电动伸缩杆Ⅰ12输出端与挡板Ⅰ11相连，橡胶片Ⅲ26固定于漏斗3内壁，漏斗3输出端与枪体进料口相连；所述支架模块包括支架4、转轴Ⅱ17、转轴Ⅲ18，支架4是一种可调节水平方向和竖直方向的装置，支架4的最大俯仰角为90°，支架4上端固定于电动无人机2上，支架4上端和支架4下端通过转轴Ⅲ18连接，支架4下端通过两个转轴Ⅱ17连接框架6，支架4下方的转轴Ⅱ17调节枪体竖直方向角度，支架4上方的转轴Ⅲ18调节枪体水平方向角度，电动无人机2飞控系统输出端与转轴Ⅱ17的输入端和转轴Ⅲ18的输入端相连；所述枪体模块包括转轮10、框架6、伺服电机Ⅰ9、前挡片14、后挡片15、发射器8、枪管5、弹巢16、转轴Ⅰ7、橡胶片Ⅰ13，框架6外部一侧与枪管5相连，枪管5为三枪管，内径为3.0cm，枪管5与框架6相连接一端设有橡胶片Ⅰ13，橡胶片Ⅰ13是带有切割口的橡胶片；框架6外部另一侧与发射器8相连，转轮10、前挡片14、后挡片15、转轴Ⅰ7位于框架6内部，转轴Ⅰ7固定于框架6内部一侧，前挡片14与转轴Ⅰ7相连，转轮10一侧与转轴Ⅰ7、前挡片14相连，转轮10另一侧与后挡片15、伺服电机Ⅰ9相连，弹巢16固定在转轮10上，转轮10中的弹巢16是一种特定的“丸粒化”种子装置，弹巢16的长度为10.0cm，丸粒化的大小为3.0cm；伺服电机Ⅰ9通过框架6与后挡片15和转轮10相连，电动无人机2的飞控系统输出端与伺服电机Ⅰ9的伺服控制器输入端、发射器8输入端相连；所述发射模块包括发射器8、通气孔Ⅰ19、通气孔Ⅱ20、橡胶片Ⅱ21、电动伸缩杆Ⅱ22、挡板Ⅱ23、伺服电机Ⅱ24，发射模块是一种气体压差发射装置，其产生的气压为5bar，通气孔Ⅰ19位于发射器8外壳，通气孔Ⅱ20位于发射器内壁25上，橡胶片Ⅱ21固定在电动伸缩杆Ⅱ22的伸长端，橡胶片Ⅱ21紧靠发射器内壁25，电动伸缩杆Ⅱ22的另一端连接挡板Ⅱ23，在挡板Ⅱ23上固定伺服电机Ⅱ24，伺服电机Ⅱ24的输出端与电动伸缩杆Ⅱ22的输入端相连接，伺服电机Ⅱ24的输入端与电动无人机2的飞控系统输出端相连接。所述转轮式播种无人机其作业时的飞行高度为5.0m。
本发明是一种转轮式播种无人机，其工作过程为：人工进行料仓1填种，在电动无人机2的飞控系统中植入伺服电机Ⅰ9和伺服电机Ⅱ24控制指令；机载电源输电至伺服电机Ⅰ9、伺服电机Ⅱ24、电动伸缩杆Ⅰ12、电动伸缩杆Ⅱ22、转轴Ⅱ17、转轴Ⅲ18；人工操控电动无人机2飞行到指定作业区域上空进行悬停；无人机飞控系统传输指令使料仓1中的种子由通孔落入漏斗3中，无人机飞控系统控制漏斗3中的电动伸缩杆Ⅰ12运动来传输种子；种子经过下面圆柱管道时，凭借自身重力落到橡胶片Ⅲ26，并通过一定倾斜角灌入转轮10中；无人机飞控系统传输命令至伺服电机Ⅰ9，伺服电机Ⅰ9控制转轮10旋转，同时将承载种子的弹巢16旋转到发射器8的一侧；当检测到某个弹巢16空余时，若系统判断需要继续播种，则无人机飞控系统传输命令到漏斗3和伺服电机Ⅰ12，继续重复上述作业环节；无人机飞控系统传输命令到伺服电机Ⅱ24，伺服电机Ⅱ24控制电动伸缩杆Ⅱ22收缩；电动伸缩杆Ⅱ22利用前端橡胶片Ⅱ21与发射器内壁25的紧贴移动，抽取空气进入发射器内壁25内部，气体在产生的吸引力下，通过通气孔Ⅰ19进入发射器8内部，通过通气孔Ⅱ20进入发射器内壁25内部；伺服电机Ⅱ24控制电动伸缩杆Ⅱ22快速压缩，产生的气压差将丸粒化种子从弹巢16中快速推出枪管5，经枪管5处的橡胶片Ⅰ13发射出枪体进行播种；无人机飞控系统通过调节支架4上的转轴Ⅱ17和转轴Ⅲ18，改变枪体的竖直角度和水平角度，实现多方向播种；播种无人机循环进行上述播种作业环节，该过程在播种时同步进行；当料仓1的种子播种完后，电动无人机2返航，在料仓1添加种子的同时更换无人机专用电池；更换完成后继续实施播种作业，直至指定区域播种全部完成。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以显示和描述本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，所属领域的普通技术人员应当了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种转轮式播种无人机，其特征在于，包括电动无人机（2）、料仓（1）、漏斗模块、支架模块、枪体模块、发射模块；所述料仓（1）、漏斗模块、支架模块、枪体模块、发射模块均搭载、固定于电动无人机（2）上；所述漏斗模块包括漏斗（3）、电动伸缩杆Ⅰ（12）、挡板Ⅰ（11）、橡胶片Ⅲ（26），电动伸缩杆Ⅰ（12）输入端与电动无人机（2）电源输出端相连，电动伸缩杆Ⅰ（12）固定在漏斗（3）内部，电动伸缩杆Ⅰ（12）输出端与挡板Ⅰ（11）相连，橡胶片Ⅲ（26）固定于漏斗（3）内壁，漏斗（3）输出端与枪体进料口相连；所述支架模块包括支架（4）、转轴Ⅱ（17）、转轴Ⅲ（18），支架（4）上端固定于电动无人机（2）上，支架（4）上端和支架（4）下端通过转轴Ⅲ（18）连接，支架（4）下端通过两个转轴Ⅱ（17）连接枪体框架（6），支架（4）下方的转轴Ⅱ（17）调节枪体竖直方向角度，支架（4）上方的转轴Ⅲ（18）调节枪体水平方向角度，电动无人机（2）飞控系统输出端与转轴Ⅱ（17）的输入端和转轴Ⅲ（18）的输入端相连；所述枪体模块包括转轮（10）、框架（6）、伺服电机Ⅰ（9）、前挡片（14）、后挡片（15）、发射器（8）、枪管（5）、弹巢（16）、转轴Ⅰ（7）、橡胶片Ⅰ（13），框架（6）外部一侧与枪管（5）相连，枪管（5）与框架（6）相连接一端设有橡胶片Ⅰ（13），框架（6）外部另一侧与发射器（8）相连，转轮（10）、前挡片（14）、后挡片（15）、转轴Ⅰ（7）位于框架（6）内部，转轴Ⅰ（7）固定于框架（6）内部一侧，前挡片（14）与转轴Ⅰ（7）相连，转轮（10）一侧与转轴Ⅰ（7）、前挡片（14）相连，转轮（10）另一侧与后挡片（15）、伺服电机Ⅰ（9）相连，弹巢（16）固定在转轮（10）上；伺服电机Ⅰ（9）通过框架（6）与后挡片（15）和转轮（10）相连，电动无人机（2）的飞控制系统输出端与伺服电机Ⅰ（9）的伺服控制器输入端、发射器（8）输入端相连；所述发射模块包括发射器（8）、通气孔Ⅰ（19）、通气孔Ⅱ（20）、橡胶片Ⅱ（21）、电动伸缩杆Ⅱ（22）、挡板Ⅱ（23）、伺服电机Ⅱ（24），通气孔Ⅰ（19）位于发射器（8）外壳，通气孔Ⅱ（20）位于发射器内壁（25）上，橡胶片Ⅱ（21）固定在电动伸缩杆Ⅱ（22）的伸长端，橡胶片Ⅱ（21）紧靠发射器内壁（25），电动伸缩杆Ⅱ（22）的另一端连接挡板Ⅱ（23），在挡板Ⅱ（23）上固定伺服电机Ⅱ（24），伺服电机Ⅱ（24）的输出端与电动伸缩杆Ⅱ（22）的输入端相连接，伺服电机Ⅱ（24）的输入端与电动无人机（2）的飞控系统输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种转轮式播种无人机，其特征在于：所述枪管（5）是单枪管、双枪管、三枪管、四枪管中 的一种，枪管的内径为2.0cm~5.0cm。
3.根据权利要求1所述的一种转轮式播种无人机，其特征在于：所述支架（4）是一种可调节水平方向和竖直方向的装置，枪体的最大俯仰角为90°。
4.根据权利要求1所述的一种转轮式播种无人机，其特征在于：所述发射模块是气压弹射中的一种，其产生的气压范围为2bar~6 bar。
5.根据权利要求1所述的一种转轮式播种无人机，其特征在于：所述转轮式播种无人机，其作业时的飞行高度范围为2.0m~6.0m。
6.根据权利要求1所述的一种转轮式播种无人机，其特征在于：所述橡胶片Ⅰ（13）是圆形橡胶片、带有切割口的橡胶片中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种转轮式播种无人机，其特征在于：所述转轮（10）中的弹巢（16）是一种特定的“丸粒化”种子装置，弹巢（16）的长度为8.0cm~12.0cm，丸粒化的大小为2.0cm~4.0cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20220722 |