CN203558207U - 一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机，属于新能源航空农业技术领域。水稻抛秧具有减轻劳动强度，省工、省秧田、省种、省水、增产、增收的优点，用无人飞机抛秧更具有速度快、质量好的特点。太阳光照射安装在右机翼上和左机翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能驱使动力输出轴和双叶螺旋桨快速旋转、使无人飞机产生飞行动力。太阳光照射右尾翼上和左尾翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动抛撒秧苗转轮转动，将秧苗从抛撒秧苗出口抛向适宜抛秧的稻田里。

Description

一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机

技术领域

本实用新型涉及一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机，属于新能源航空农业技术领域。

背景技术

全世界有一半以上的人口以稻米为主食，中国是世界上稻米的主要生产国和消费国之一。中国的水稻种植面积居世界第二位，稻谷产量居第一位。近年来，由于房地产开发和道路建设带来一部分地区的稻田面积减少，必须进一步改进水稻种植技术来增加稻谷总产，满足人口增长对稻谷产量的需求。

由于农村中用劳动力插秧的成本费用逐年上涨，近年来，中国部分水稻产区出现了抛秧的种植方式，先在育秧工厂的育秧盘中培育根部带有小粘土坨的水稻秧苗，小秧苗处于2～4叶期时进行抛秧，抛秧比人工插秧提高工效近10倍，作业效率高，省工、省力、省时，抛秧返青快、分蘖节位低、发生分蘖多、有效成熟穗多，一般可增产10%左右，机械抛秧比人工抛秧的效率更高。

中国有两项已经成熟的新技术，一项新技术是太阳能发电，晶硅太阳能电池在阳光照射下的光电转换效率已接近20%，一部分化合物太阳能电池在阴天弱光照射下的光电转换效率正在不断提高之中，沙漠太阳能电站、沿海滩涂太阳能电站、边远地区的分布式太阳能发电照明、屋顶太阳能分布式光伏发电太阳能用具越来越多，在无锡的新能源国际展览会上，观众已看到展出的太阳能交通工具。另一项新技术是无人飞机技术。无人飞机的导航、遥感、电动、摄像、计算机控制技术有很大的进步，其应用领域已扩展到越来越宽广的民用领域。现有的农业用中型飞机的机体大、机身重、飞行转弯半径大，飞行成本高，使用汽油发动机提供飞行动力，在飞行中排放大量的二氧化碳、二氧化硫和其他有害气体、有害颗粒物，污染农村的空气。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机。本实用新型将太阳能发电技术和无人飞机技术首先应用到抛秧生产中，推动水稻抛秧新技术的进一步发展。

水稻抛秧对稻田的本田整地质量有较高的要求，要求稻田表层达到烂、平、净、浅的标准。由于从无人飞机上抛下来的水稻秧苗是二叶一心或三叶一心的小秧苗，秧苗根部带的土坨小，从无人飞机上抛撒下来的水稻秧苗在空中的位置是叶片在上，土坨在下，土坨落入泥浆中的深度只有1厘米～2厘米左右，落入泥浆后由于泥水浸泡土坨，土坨变得松软，在适宜的温度条件下，土坨中的秧苗根系伸出土坨、在泥浆中伸长，土坨顶部的水稻秧苗的叶片伸长并展开，在抛秧后十天左右就可以长成四叶一心或五叶一心的比较大的水稻秧苗，稻田里的禾苗就会呈现一片绿色。抛秧对育苗、整地、抛秧密度、抛秧时间均有一定的要求，对气象条件也有要求，要选择无大风的天气抛秧。在大雨或风力4级以上天气时不宜抛秧。

水稻抛秧后，保持田面瓜皮水，7～10天为扎根立苗期，立苗后喷洒封地农药，接着进行正常的水稻田间管理。由于人工抛秧时，在田间要留下一行又一行抛秧人员在水田中行走的脚印，机械抛秧时，在田间要留下抛秧机的行走轮在水田里行驶的轮印，而无人飞机在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗飞过水田时，不会在水田中留下印迹，使水稻秧苗在水田中分布得更加均匀，有利于水稻田中的秧苗之间通风透光，长势均衡，增加产量。

江苏省南通市海安县李堡镇已建立了面积达15772亩的农业部级水稻抛秧万亩优质高产示范区，其中包含3个千亩示范片、10个百亩示范方、涉及园墩、杨庄、堡河、丁所、李灶、中凌等6个村，128个村民小组，9505家农户。2009年10月24日下午，中国知名的稻作专家、江苏省人大原副主任凌启鸿教授带领国家农业部、江苏省农林厅、南京农业大学、扬州大学的水稻专家到实地考察，考察后水稻专家们一致认为海安县水稻抛秧技术先进，抛秧精确定量栽培，技术到位率高，抛秧技术不仅在全国处于一流水平，而且在全世界也处于领先位置。经现场验收示范区平均实收稻谷单产700公斤以上，最高田块单产884公斤，增产幅度达28.9%。大面积水稻抛秧的成功，解放了大量的农村劳动力，显著提高了水稻生产的效率。如果采用太阳能无人飞机抛撒水稻秧苗，将进一步巩固江苏省水稻抛秧生产在全世界的领先地位，南京航空航天大学无人机研究院拥有研发民用无人机的技术力量和足够手段。中国东北地区黑龙江省和吉林省的新兴水稻产区地广人稀，该地区水稻品种的全生育期短，更需要采用太阳能无人飞机抛撒水稻秧苗来及时完成一部分水稻种植作业。亚洲、非洲和美洲有一部分水稻产区也适合使用特制的太阳能无人飞机来抛撒水稻秧苗。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

由太阳能无人飞机1、机身2、右机翼3、左机翼4、右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、右光敏自控开关11、电动机12、动力输出轴13、双叶螺旋桨14、前行走轮15、控制器二16、太阳能电池二17、左光敏自控开关18、储能电池一19、秧苗存放舱20、后行走轮21、秧苗抛撒舱22、计算机控制的电动机24、抛撒秧苗转轮25、抛撒秧苗出口26、汇流自控开关27、太阳能电池三28、储能电池二29、控制器三30、太阳能电池四31、储能电池三32、控制器四33共同组成一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机，在秧苗存放舱20和秧苗抛撒舱22中有秧苗23；

在太阳能无人飞机1的前部的右机翼3上安装有太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、右光敏自控开关11，在太阳能无人飞机1的前部的左机翼4上安装有太阳能电池二17、控制器二16、导电线10、左光敏自控开关18，在机身2的前部安装电动机12、动力输出轴13、双叶螺旋桨14、前行走轮15、储能电池一19以及右机翼3和左机翼4，在机身2的中部安装秧苗存放舱20、后行走轮21、秧苗抛撒舱22、计算机控制的电动机24、抛撒秧苗转轮25、抛撒秧苗出口26，在机身2的后部安装有右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、汇流自控开关27，在右尾翼5上安装有太阳能电池三28、控制器三30、储能电池二29，在左尾翼6上安装有太阳能电池四31、控制器四33、储能电池三32，在机身2的后部的中间安装有方向舵7，在方向舵7的前面安装汇流自控开关27；

 太阳能电池一8通过导电线10与控制器一9连接，控制器一9通过导电线10与右光敏自控开关11连接，右光敏自控开关11通过导电线10与储能电池一19连接，控制器一9通过导电线10与电动机12连接，太阳能电池二17通过导电线10与控制器二16 连接，控制器二16通过导电线10与左光敏自控开关18连接，左光敏自控开关18通过导电线10与储能电池一19连接，控制器二16通过导电线10与电动机12连接，电动机12通过动力输出轴13与双叶螺旋桨14连接，太阳能电池三28通过导电线10与控制器三30连接，控制器三30通过导电线10与储能电池二29连接，控制器三30通过导电线10与汇流自控开关27连接，太阳能电池四31通过导电线10与控制器四33连接，控制器四33通过导电线10与储能电池三32连接 ，控制器四33通过导电线10与汇流自控开关27连接，汇流自控开关27通过导电线10与计算机控制的电动机24连接。

太阳能电池一8、太阳能电池二17、太阳能电池三28和太阳能电池四31是晶体硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或化合物太阳能电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：①太阳能无人飞机在飞行的过程中不排放二氧化碳、二氧化硫和有害颗粒物,有利于保护生态环境。②太阳能无人飞机中装备有计算机控制的电动机，能精确定量抛栽秧苗，使水稻秧苗在稻田中的分布更加均匀、更加合理，有利于水稻的高产、稳产。③抛撒水稻秧苗的速度快、质量好，有利于抓住农时、增加稻谷产量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

水稻抛秧具有减轻劳动强度，省工、省秧田、省种、省水、增产、增收的优点，用无人飞机抛秧更具有速度快、质量好的特点。太阳光照射安装在右机翼上和左机翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能驱使动力输出轴和双叶螺旋桨快速旋转、使无人飞机产生飞行动力。太阳光照射右尾翼上和左尾翼上的太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动抛撒秧苗转轮转动，将秧苗从抛撒秧苗出口抛向适宜抛秧的稻田里。

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

由太阳能无人飞机1、机身2、右机翼3、左机翼4、右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、右光敏自控开关11、电动机12、动力输出轴13、双叶螺旋桨14、前行走轮15、控制器二16、太阳能电池二17、左光敏自控开关18、储能电池一19、秧苗存放舱20、后行走轮21、秧苗抛撒舱22、计算机控制的电动机24、抛撒秧苗转轮25、抛撒秧苗出口26、汇流自控开关27、太阳能电池三28、储能电池二29、控制器三30、太阳能电池四31、储能电池三32、控制器四33共同组成一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机，在秧苗存放舱20和秧苗抛撒舱22中有秧苗23；

在太阳能无人飞机1的前部的右机翼3上安装有太阳能电池一8、控制器一9、导电线10、右光敏自控开关11，在太阳能无人飞机1的前部的左机翼4上安装有太阳能电池二17、控制器二16、导电线10、左光敏自控开关18，在机身2的前部安装电动机12、动力输出轴13、双叶螺旋桨14、前行走轮15、储能电池一19以及右机翼3和左机翼4，在机身2的中部安装秧苗存放舱20、后行走轮21、秧苗抛撒舱22、计算机控制的电动机24、抛撒秧苗转轮25、抛撒秧苗出口26，在机身2的后部安装有右尾翼5、左尾翼6、方向舵7、汇流自控开关27，在右尾翼5上安装有太阳能电池三28、控制器三30、储能电池二29，在左尾翼6上安装有太阳能电池四31、控制器四33、储能电池三32，在机身2的后部的中间安装有方向舵7，在方向舵7的前面安装汇流自控开关27；

 太阳能电池一8通过导电线10与控制器一9连接，控制器一9通过导电线10与右光敏自控开关11连接，右光敏自控开关11通过导电线10与储能电池一19连接，控制器一9通过导电线10与电动机12连接，太阳能电池二17通过导电线10与控制器二16 连接，控制器二16通过导电线10与左光敏自控开关18连接，左光敏自控开关18通过导电线10与储能电池一19连接，控制器二16通过导电线10与电动机12连接，电动机12通过动力输出轴13与双叶螺旋桨14连接，太阳能电池三28通过导电线10与控制器三30连接，控制器三30通过导电线10与储能电池二29连接，控制器三30通过导电线10与汇流自控开关27连接，太阳能电池四31通过导电线10与控制器四33连接，控制器四33通过导电线10与储能电池三32连接 ，控制器四33通过导电线10与汇流自控开关27连接，汇流自控开关27通过导电线10与计算机控制的电动机24连接。

太阳能电池一8、太阳能电池二17、太阳能电池三28和太阳能电池四31是晶体硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或化合物太阳能电池。

太阳光照射安装在右机翼上的太阳能电池一产生电流，电流通过导电线、控制器一输入电动机，从控制器一输出的电流也可以通过导电线、右光敏自控开关输入储能电池一储存。太阳光照射安装在左机翼上的太阳能电池二产生电流，电流通过导电线、控制器二输入电动机，从控制器二输出的电流也可以通过导电线、左光敏自控开关输入储能电池一储存。晴天，右光敏自控开关闭合，从太阳能电池一输出的电流通过导电线、控制器一输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋浆旋转所需的动力能源。晴天，左光敏自控开关闭合，从太阳能电池二输出的电流通过导电线、控制器二输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋桨旋转所需用的动力能源。阴天，右光敏自控开关开启，从储能电池一输出的电流通过导电线、右光敏自控开关、控制器一输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋桨旋转所需用的动力能源。阴天，左光敏自控开关开启，从储能电池一输出的电流通过导电线、左光敏自控开关、控制器二输入电动机，提供电动机的动力输出轴带动双叶螺旋桨旋转所需用的动力能源。电能在电动机内转换成机械能，电动机耗用机械能使动力输出轴带动双叶螺旋桨快速旋转，使太阳能无人飞机产生飞行动力。在太阳能无人飞机的机身中部的秧苗存放舱和秧苗抛撒舱内储存有排放有序的秧苗等待用于抛撒。太阳光照射安装在太阳能无人飞机的后部的右尾翼上的太阳能电池三产生电流，电流通过导电线、控制器三和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，从控制器三输出的电流也可以通过导电线输入储能电池二储存，太阳光照射安装在太阳能无人飞机的后部的左尾翼上的太阳能电池四产生电流，电流通过导电线，控制器四和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，从控制器四输出的电流也可以通过导电线输入储能电池三储存。汇流自控开关既能汇合电流，又能自动调控通过开关的电流量。从太阳能电池三和储能电池二输出的电流，通过导电线、控制器三输入汇流自控开关，从太阳能电池四和储能电池三输出的电流，通过导电线、控制器四输入汇流自控开关，两股电流在汇流自控开关内汇合后，接着通过导电线输入计算机控制的电动机，在计算机控制的电动机内，电能转换成机械能，电动机按照程序带动抛撒秧苗转轮按照一定的速度转动，将秧苗移动落入抛撒秧苗出口, 通过抛撒秧苗出口降落到低空中,呈现叶片在上,根部和土坨在下的状态, 土坨继续降落,陷入稻田表层泥浆1厘米～2厘米左右的深度,叶片的上部露出水面进行光合作用和气体交换,稻田表层的瓜皮水浸泡土坨变得松软,秧苗的根系伸出土坨、扎入耕作层,秧苗的叶片长高长宽,叶片数量增多,叶面积增大,太阳能无人飞机抛撒水稻秧苗取得成功。控制电动机的计算机能同时调控太阳能无人飞机的飞行高度和飞行速度,以确保抛撒水稻秧苗的质量。

现举出实施例如下：

实施例一：

水稻抛秧具有减轻劳动强度，省工、省秧田、省种、省水、增产、增收的优点,用无人飞机抛秧更具有速度快、质量好的特点。太阳光照射安装在太阳能无人飞机右机翼上和左机翼上的晶体硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能驱使动力输出轴和双叶螺旋桨快速旋转、使无人飞机产生飞行动力。太阳光照射太阳能无人飞机右尾翼上和左尾翼上的晶体硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动抛撒秧苗转轮转动，将秧苗从抛撒秧苗出口抛向适宜抛秧的稻田里。

实施例二：

水稻抛秧具有减轻劳动强度，省工、省秧田、省种、省水、增产、增收的优点,用无人飞机抛秧更具有速度快、质量好的特点。太阳光照射安装在太阳能无人飞机右机翼上和左机翼上的非晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器输入电动机，在电动机内电能转换成机械能，电动机耗用机械能驱使动力输出轴和双叶螺旋桨快速旋转、使无人飞机产生飞行动力。太阳光照射太阳能无人飞机右尾翼上和左尾翼上的非晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、控制器和汇流自控开关输入计算机控制的电动机，使计算机控制的电动机按照程序带动抛撒秧苗转轮转动，将秧苗从抛撒秧苗出口抛向适宜抛秧的稻田里。

Claims (2)

1.一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机，其特征是，由太阳能无人飞机（1）、机身（2）、右机翼（3）、左机翼（4）、右尾翼（5）、左尾翼（6）、方向舵（7）、太阳能电池一（8）、控制器一（9）、导电线（10）、右光敏自控开关（11）、电动机（12）、动力输出轴（13）、双叶螺旋桨（14）、前行走轮（15）、控制器二（16）、太阳能电池二（17）、左光敏自控开关（18）、储能电池一（19）、秧苗存放舱（20）、后行走轮（21）、秧苗抛撒舱（22）、计算机控制的电动机（24）、抛撒秧苗转轮（25）、抛撒秧苗出口（26）、汇流自控开关（27）、太阳能电池三（28）、储能电池二（29）、控制器三（30）、太阳能电池四（31）、储能电池三（32）、控制器四（33）共同组成一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机，在秧苗存放舱（20）和秧苗抛撒舱（22）中有秧苗（23）；

在太阳能无人飞机（1）的前部的右机翼（3）上安装有太阳能电池一（8）、控制器一（9）、导电线（10）、右光敏自控开关（11），在太阳能无人飞机（1）的前部的左机翼（4）上安装有太阳能电池二（17）、控制器二（16）、导电线（10）、左光敏自控开关（18），在机身（2）的前部安装电动机（12）、动力输出轴（13）、双叶螺旋桨（14）、前行走轮（15）、储能电池一（19）以及右机翼（3）和左机翼（4），在机身（2）的中部安装秧苗存放舱（20）、后行走轮（21）、秧苗抛撒舱（22）、计算机控制的电动机（24）、抛撒秧苗转轮（25）、抛撒秧苗出口（26），在机身（2）的后部安装有右尾翼（5）、左尾翼（6）、方向舵（7）、汇流自控开关（27），在右尾翼（5）上安装有太阳能电池三（28）、控制器三（30）、储能电池二（29），在左尾翼（6）上安装有太阳能电池四（31）、控制器四（33）、储能电池三（32），在机身（2）的后部的中间安装有方向舵（7），在方向舵（7）的前面安装汇流自控开关（27）；

太阳能电池一（8）通过导电线（10）与控制器一（9）连接，控制器一（9）通过导电线（10）与右光敏自控开关（11）连接，右光敏自控开关（11）通过导电线（10）与储能电池一（19）连接，控制器一（9）通过导电线（10）与电动机（12）连接，太阳能电池二（17）通过导电线（10）与控制器二（16） 连接，控制器二（16）通过导电线（10）与左光敏自控开关（18）连接，左光敏自控开关（18）通过导电线（10）与储能电池一（19）连接，控制器二（16）通过导电线（10）与电动机（12）连接，电动机（12）通过动力输出轴（13）与双叶螺旋桨（14）连接，太阳能电池三（28）通过导电线（10）与控制器三（30）连接，控制器三（30）通过导电线（10）与储能电池二（29）连接，控制器三（30）通过导电线（10）与汇流自控开关（27）连接，太阳能电池四（31）通过导电线（10）与控制器四（33）连接，控制器四（33）通过导电线（10）与储能电池三（32）连接 ，控制器四（33）通过导电线（10）与汇流自控开关（27）连接，汇流自控开关（27）通过导电线（10）与计算机控制的电动机（24）连接。

2.根据权利要求1所述的一种在稻田上的低空中抛撒水稻秧苗的太阳能无人飞机，其特征是，所述的太阳能电池一（8）、太阳能电池二（17）、太阳能电池三（28）和太阳能电池四（31）是晶体硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池或化合物太阳能电池。

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