CN117284482A

CN117284482A - 一种无人机变量施肥装置

Info

Publication number: CN117284482A
Application number: CN202311575774.2A
Authority: CN
Inventors: 程新生
Original assignee: Chengzhuanggou Forest Farm Of Shanxi Province Heicha Mountain State Owned Forest Management Bureau
Current assignee: Chengzhuanggou Forest Farm Of Shanxi Province Heicha Mountain State Owned Forest Management Bureau
Priority date: 2023-11-24
Filing date: 2023-11-24
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2043-11-24
Also published as: CN117284482B

Abstract

本发明涉及施肥设备技术领域，尤其涉及一种无人机变量施肥装置，包括主体，主体内部为用于容纳肥料的中空腔室，主体上端设置有进料口，主体底部连通设置有进料仓，进料仓底部连通设置有出料底盘，主体内的顶部转动安装有上转轴，进料仓内部固定设置有固定盘，固定盘中央转动安装有下转轴，上转轴和下转轴同轴设置，固定盘底部转动安装有活动盘，活动盘底部设置有连接柱，下转轴同轴贯穿设置于连接柱内部。本发明利用活动盘的转动过程来调整出料口径的大小，实现肥料出料量的控制，从而可以根据实际情况实现肥料的变量施用，同时还能够根据实际情况灵活控制选择肥料进行抛撒式下料或自由落体式下料，以满足不同的施肥需求。

Description

一种无人机变量施肥装置

技术领域

本发明涉及施肥设备技术领域，尤其涉及一种无人机变量施肥装置。

背景技术

随着现代林业的发展，人工对于林业种植培育的效率已经不能满足其需求，而无人机作为现代林业发展中的新选择，以其不可比拟的优点正逐步占据现代林业的大舞台。无人机广泛应用于林业的育苗、造林、森林抚育、草原植被恢复等等，选装农药后也可以用于森林病虫害防治等。

目前的无人机施肥设备的施肥方式比较单一，往往都是定量施肥，而实际施肥过程过程需要根据不同培育作物或者不同土质进行变化性的施肥，这就增加了无人机施肥的难度，很难对施肥量或者施肥时的下肥速率进行控制，难以真正做到变量施肥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机变量施肥装置，旨在解决上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无人机变量施肥装置，包括主体，所述主体上端固定设置有控制器，所述主体外侧周向均匀设置有四组旋桨驱动副，每组旋桨驱动副的底部设置有支撑杆，所述主体内部为用于容纳肥料的中空腔室，所述主体上端设置有进料口，所述主体底部连通设置有进料仓，所述进料仓底部连通设置有出料底盘，所述主体内的顶部转动安装有上转轴，所述进料仓内部固定设置有固定盘，所述固定盘中央转动安装有下转轴，所述上转轴和下转轴同轴设置，所述固定盘底部转动安装有活动盘，所述活动盘底部设置有连接柱，所述下转轴同轴贯穿设置于连接柱内部，且所述下转轴与连接柱转动配合，所述固定盘上周向均匀设置有上料口，所述活动盘上设置有与上料口相对应的下料口，所述出料底盘上端设置有驱动组件，所述驱动组件带动上转轴及下转轴以实现旋转下料，并且驱动组件带动活动盘转动以实现出料量控制。

作为本发明进一步的方案：所述上转轴外侧固定设置有搅拌器，所述搅拌器设置于主体内部，所述上转轴底部套接设置有第一锥齿轮。

作为本发明进一步的方案：所述下转轴顶端套接设置有第二锥齿轮，所述下转轴底端套接设置有拨料齿轮，所述下转轴外侧固定设置有若干扫料杆，所述扫料杆底部贴合于固定盘的上表面。

作为本发明进一步的方案：所述驱动组件包括电机支架、第一电机以及第二电机，所述第一电机和第二电机均固定安装于电机支架上，所述电机支架固定设置于出料底盘上端，所述第一电机输出端连接有驱动轴，所述驱动轴上套接设置有一对主动锥齿轮，所述主动锥齿轮同时与第一锥齿轮和第二锥齿轮齿接配合，所述主动锥齿轮、第一锥齿轮和第二锥齿轮外侧包围设置有外壳。

作为本发明进一步的方案：所述第二电机的输出轴上套接设置有同步轮，所述连接柱外侧套接设置有传动轮，所述同步轮与传动轮之间设置有传动带。

作为本发明进一步的方案：所述连接柱内壁上设置有限位卡凸，所述下转轴外壁上设置有限位卡槽，所述限位卡凸适配滑动安装于限位卡槽内。

作为本发明进一步的方案：所述出料底盘内部设置有升降支架，所述升降支架的中央转动安装有离合套筒，所述离合套筒外侧周向均匀设置有拨料杆，所述离合套筒的部分内壁上设置有内齿槽，所述拨料齿轮与内齿槽相啮合，所述出料底盘上端固定安装有升降气缸，所述升降气缸输出端与升降支架的一端相连接，所述升降支架的另一端固定设置有导杆，所述导杆滑动贯穿出料底盘的顶端。

作为本发明进一步的方案：所述离合套筒外侧设置有环形卡凸，所述升降支架内壁上设置有环形卡槽，所述环形卡凸适配滑动安装于环形卡槽内。

本发明的有益效果：

（1）本发明利用驱动组件带动上转轴和下转轴同步旋转，从而实现对肥料的搅拌打散以及均匀下料过程，此过程中，驱动组件还将带动连接柱转动，通过设置固定盘以及活动盘，在下料过程中，连接柱带动活动盘转动，使得上料口与下料口相互交错以形成出料口，利用活动盘的转动过程来调整出料口径的大小，实现肥料出料量的控制，从而可以根据实际情况实现肥料的变量施用。

（2）本发明通过设置升降支架以及离合套筒，在下料过程中，下转轴保持旋转状态，同时下转轴底端的拨料齿轮同步转动，利用升降支架的上下升降动作实现了离合套筒中内齿槽与拨料齿轮啮合状态的离合切换，进而能够根据实际情况灵活控制选择肥料进行抛撒式下料或自由落体式下料，以满足不同的施肥需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中主体的内部结构示意图。

图3是本发明中驱动组件的结构示意图。

图4是本发明中上转轴和下转轴的结构示意图。

图5是本发明中活动盘的安装示意图。

图6是本发明中固定盘和活动盘的结构示意图。

图7是本发明中拨料杆的结构示意图。

图8是本发明中离合齿轮与离合套筒的安装示意图。

图中：1、主体；101、进料口；2、控制器；3、旋桨驱动副；4、支撑杆；5、进料仓；51、固定盘；510、上料口；52、活动盘；520、下料口；521、连接柱；522、传动轮；523、限位卡凸；6、出料底盘；61、升降支架；610、环形卡槽；62、离合套筒；620、环形卡凸；621、内齿槽；63、拨料杆；64、升降气缸；65、导杆；7、上转轴；701、搅拌器；702、第一锥齿轮；8、下转轴；801、第二锥齿轮；802、拨料齿轮；803、扫料杆；804、限位卡槽；9、驱动组件；91、电机支架；92、第一电机；921、驱动轴；922、外壳；923、主动锥齿轮；93、第二电机；931、同步轮；932、传动带。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6所示，本发明为一种无人机变量施肥装置，包括主体1，主体1上端固定设置有控制器2，主体1外侧周向均匀设置有四组旋桨驱动副3，每组旋桨驱动副3的底部设置有支撑杆4，主体1内部为用于容纳肥料的中空腔室，主体1上端设置有进料口101，主体1底部连通设置有进料仓5，进料仓5底部连通设置有出料底盘6，主体1内的顶部转动安装有上转轴7，进料仓5内部固定设置有固定盘51，固定盘51中央转动安装有下转轴8，上转轴7和下转轴8同轴设置，固定盘51底部转动安装有活动盘52，活动盘52底部设置有连接柱521，下转轴8同轴贯穿设置于连接柱521内部，且下转轴8与连接柱521转动配合，固定盘51上周向均匀设置有上料口510，活动盘52上设置有与上料口510相对应的下料口520，出料底盘6上端设置有驱动组件9，驱动组件9带动上转轴7及下转轴8以实现旋转下料，并且驱动组件9带动活动盘52转动以实现出料量控制。

具体的，在施肥之前，通过进料口101向主体1内部补充肥料，同时利用驱动组件9带动上转轴7和下转轴8同步旋转，从而实现对肥料的搅拌打散以及均匀下料过程，此过程中，驱动组件9还将带动连接柱521转动，通过设置固定盘51以及活动盘52，并且旋转下料过程与活动盘52转动调整过程分别独立控制，在下料过程中，连接柱521带动活动盘52转动，使得上料口510与下料口520相互交错以形成出料口，利用活动盘52的转动过程来调整出料口径的大小，实现肥料出料量的控制，从而可以根据实际情况实现肥料的变量施用。

如图4所示，上转轴7外侧固定设置有搅拌器701，搅拌器701设置于主体1内部，上转轴7底部套接设置有第一锥齿轮702。

进一步的，下转轴8顶端套接设置有第二锥齿轮801，下转轴8底端套接设置有拨料齿轮802，下转轴8外侧固定设置有若干扫料杆803，扫料杆803底部贴合于固定盘51的上表面。

更进一步的，驱动组件9包括电机支架91、第一电机92以及第二电机93，第一电机92和第二电机93均固定安装于电机支架91上，电机支架91固定设置于出料底盘6上端，第一电机92输出端连接有驱动轴921，驱动轴921上套接设置有一对主动锥齿轮923，主动锥齿轮923同时与第一锥齿轮702和第二锥齿轮801齿接配合，主动锥齿轮923、第一锥齿轮702和第二锥齿轮801外侧包围设置有外壳922。

具体的，利用主动锥齿轮923同时与第一锥齿轮702和第二锥齿轮801的啮合传动关系，当第一电机92启动时，通过驱动轴921带动主动锥齿轮923旋转，从而带动上转轴7和下转轴8同步转动。上转轴7旋转时，将带动搅拌器701转动，从而能够对主体1内部的肥料进行搅拌打散，以避免肥料成团或成块而影响出料过程；下转轴8旋转时，将带动扫料杆803同步转动，扫料杆803在转动过程中将打散下落到固定盘51上的肥料推扫到上料口510的位置，以方便快速下料，避免肥料在固定盘51上堆积。

如图5所示，第二电机93的输出轴上套接设置有同步轮931，连接柱521外侧套接设置有传动轮522，同步轮931与传动轮522之间设置有传动带932。

进一步的，连接柱521内壁上设置有限位卡凸523，下转轴8外壁上设置有限位卡槽804，限位卡凸523适配滑动安装于限位卡槽804内。

具体的，在下料过程中，活动盘52的旋转过程受第二电机93独立控制，第二电机93启动时，带动同步轮931转动，同步轮931通过传动带932带动传动轮522以及连接柱521旋转，从而实现活动盘52的旋转调整过程。此过程中，限位卡凸523始终保持在限位卡槽804内旋转，利用限位卡凸523与限位卡槽804的配合，不仅能够对下转轴8以及连接柱521的转动过程进行限位作用，使两者在转动过程中保持稳定，同时还能够对下转轴8施加轴线方向的约束，保证其不会沿轴线方向发生上下晃动，从而保证了下转轴8上下两端第二锥齿轮801以及拨料齿轮802保持正常的啮合状态。

如图7所示，出料底盘6内部设置有升降支架61，升降支架61的中央转动安装有离合套筒62，离合套筒62外侧周向均匀设置有拨料杆63，离合套筒62的部分内壁上设置有内齿槽621，拨料齿轮802与内齿槽621相啮合，出料底盘6上端固定安装有升降气缸64，升降气缸64输出端与升降支架61的一端相连接，升降支架61的另一端固定设置有导杆65，导杆65滑动贯穿出料底盘6的顶端。

具体的，通过设置升降支架61以及离合套筒62，在下料过程中，下转轴8保持旋转状态，同时下转轴8底端的拨料齿轮802同步转动。当升降气缸64控制升降支架61上下位移直到拨料齿轮802内齿槽621相啮合时，此时拨料齿轮802将带动离合套筒62旋转，进而带动拨料杆63转动，拨料杆63在旋转过程中能够对下落的肥料进行拨动抛撒，从而实现肥料抛撒式的下料方式，有效增加了肥料的下料范围；当升降气缸64控制升降支架61继续向上抬升直到拨料齿轮802与内齿槽621相脱离时，此时拨料齿轮802为“空转”状态，将不再带动拨料杆63转动，此时肥料在经过下料口520后将集中自由下落，从而实现肥料自由落体式的定点下料方式，能够更准确地控制下料位置。利用升降支架61的上下升降动作实现了离合套筒62中内齿槽621与拨料齿轮802啮合状态的离合切换，进而能够根据实际情况灵活控制选择肥料进行抛撒式下料或自由落体式下料，以满足不同的施肥需求。

如图8所示，离合套筒62外侧设置有环形卡凸620，升降支架61内壁上设置有环形卡槽610，环形卡凸620适配滑动安装于环形卡槽610内。

具体的，利用环形卡凸620与环形卡槽610的转动配合，既能够对离合套筒62的转动过程进行限位，使其在转动过程中保持稳定，同时还能够对离合套筒62施加轴线方向的约束，保证其不会沿轴线方向发生上下晃动。

本发明的工作原理：如图1-图8所示，在使用时，通过进料口101向主体1内部补充肥料，然后旋桨驱动副3产生升力，带动主体1在田地件飞行，并在飞行过程中进行施肥动作。第一电机92启动，通过驱动轴921带动主动锥齿轮923旋转，从而带动上转轴7和下转轴8同步转动。上转轴7旋转时，将带动搅拌器701转动，从而能够对主体1内部的肥料进行搅拌打散，以避免肥料成团或成块而影响出料过程；下转轴8旋转时，将带动扫料杆803同步转动，扫料杆803在转动过程中将打散下落到固定盘51上的肥料推扫到上料口510的位置，以方便快速下料，避免肥料在固定盘51上堆积。

在下料过程中，第二电机93启动，带动同步轮931转动，同步轮931通过传动带932带动传动轮522以及连接柱521旋转，从而实现活动盘52的旋转调整过程，使得上料口510与下料口520相互交错以形成出料口，利用活动盘52的转动过程来调整出料口径的大小，实现肥料出料量的控制，从而可以根据实际情况实现肥料的变量施用。

在下料过程中，下转轴8保持旋转状态，同时下转轴8底端的拨料齿轮802同步转动。当升降气缸64控制升降支架61上下位移直到拨料齿轮802内齿槽621相啮合时，此时拨料齿轮802将带动离合套筒62旋转，进而带动拨料杆63转动，拨料杆63在旋转过程中能够对下落的肥料进行拨动抛撒，从而实现肥料抛撒式的下料方式，有效增加了肥料的下料范围；当升降气缸64控制升降支架61继续向上抬升直到拨料齿轮802与内齿槽621相脱离时，此时拨料齿轮802为“空转”状态，将不再带动拨料杆63转动，此时肥料在经过下料口520后将集中自由下落，从而实现肥料自由落体式的定点下料方式，能够更准确地控制下料位置。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种无人机变量施肥装置，包括主体（1），所述主体（1）上端固定设置有控制器（2），所述主体（1）外侧周向均匀设置有四组旋桨驱动副（3），每组旋桨驱动副（3）的底部设置有支撑杆（4），其特征在于，所述主体（1）内部为用于容纳肥料的中空腔室，所述主体（1）上端设置有进料口（101），所述主体（1）底部连通设置有进料仓（5），所述进料仓（5）底部连通设置有出料底盘（6），所述主体（1）内的顶部转动安装有上转轴（7），所述进料仓（5）内部固定设置有固定盘（51），所述固定盘（51）中央转动安装有下转轴（8），所述上转轴（7）和下转轴（8）同轴设置，所述固定盘（51）底部转动安装有活动盘（52），所述活动盘（52）底部设置有连接柱（521），所述下转轴（8）同轴贯穿设置于连接柱（521）内部，且所述下转轴（8）与连接柱（521）转动配合，所述固定盘（51）上周向均匀设置有上料口（510），所述活动盘（52）上设置有与上料口（510）相对应的下料口（520），所述出料底盘（6）上端设置有驱动组件（9），所述驱动组件（9）带动上转轴（7）及下转轴（8）以实现旋转下料，并且驱动组件（9）带动活动盘（52）转动以实现出料量控制。

2.根据权利要求1所述的一种无人机变量施肥装置，其特征在于，所述上转轴（7）外侧固定设置有搅拌器（701），所述搅拌器（701）设置于主体（1）内部，所述上转轴（7）底部套接设置有第一锥齿轮（702）。

3.根据权利要求2所述的一种无人机变量施肥装置，其特征在于，所述下转轴（8）顶端套接设置有第二锥齿轮（801），所述下转轴（8）底端套接设置有拨料齿轮（802），所述下转轴（8）外侧固定设置有若干扫料杆（803），所述扫料杆（803）底部贴合于固定盘（51）的上表面。

4.根据权利要求3所述的一种无人机变量施肥装置，其特征在于，所述驱动组件（9）包括电机支架（91）、第一电机（92）以及第二电机（93），所述第一电机（92）和第二电机（93）均固定安装于电机支架（91）上，所述电机支架（91）固定设置于出料底盘（6）上端，所述第一电机（92）输出端连接有驱动轴（921），所述驱动轴（921）上套接设置有一对主动锥齿轮（923），所述主动锥齿轮（923）同时与第一锥齿轮（702）和第二锥齿轮（801）齿接配合，所述主动锥齿轮（923）、第一锥齿轮（702）和第二锥齿轮（801）外侧包围设置有外壳（922）。

5.根据权利要求4所述的一种无人机变量施肥装置，其特征在于，所述第二电机（93）的输出轴上套接设置有同步轮（931），所述连接柱（521）外侧套接设置有传动轮（522），所述同步轮（931）与传动轮（522）之间设置有传动带（932）。

6.根据权利要求1所述的一种无人机变量施肥装置，其特征在于，所述连接柱（521）内壁上设置有限位卡凸（523），所述下转轴（8）外壁上设置有限位卡槽（804），所述限位卡凸（523）适配滑动安装于限位卡槽（804）内。

7.根据权利要求3所述的一种无人机变量施肥装置，其特征在于，所述出料底盘（6）内部设置有升降支架（61），所述升降支架（61）的中央转动安装有离合套筒（62），所述离合套筒（62）外侧周向均匀设置有拨料杆（63），所述离合套筒（62）的部分内壁上设置有内齿槽（621），所述拨料齿轮（802）与内齿槽（621）相啮合，所述出料底盘（6）上端固定安装有升降气缸（64），所述升降气缸（64）输出端与升降支架（61）的一端相连接，所述升降支架（61）的另一端固定设置有导杆（65），所述导杆（65）滑动贯穿出料底盘（6）的顶端。

8.根据权利要求7所述的一种无人机变量施肥装置，其特征在于，所述离合套筒（62）外侧设置有环形卡凸（620），所述升降支架（61）内壁上设置有环形卡槽（610），所述环形卡凸（620）适配滑动安装于环形卡槽（610）内。