CN205327422U - 一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统，其特征在于：其包括处理器、气压传感器、电子罗盘、六轴惯性传感器、电平转换电路、超声波测距模块、无线通信模块、隔离电路、农药喷洒系统、电子调速器以及旋翼电机，所述处理器通过无线通信模块与地面站进行通信，所述处理器通过I2C端口接收来自气压传感器和电子罗盘的信号，所述处理器通过SPI端口接收来自六轴惯性传感器的信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种植保无人机控制系统，尤其是一种具有智能喷洒装置的多旋翼植保无人机控制系统。
背景技术
目前我国农药喷洒方式主要为地面人工喷洒，落后的喷洒器具和技术普遍存在，与当前农药的发展水平极不相称，已对农林业病虫草害的防治带来了很多不良的影响，比如对农药的利用率低，农药残留、作物药害、污染环境等。另外，这些方式喷洒效率低，还可能会对工作人员的健康造成威胁。并且目前对于农业喷洒大多使用的是地面设备的风送式喷洒，指向性差、喷洒均匀度不好，药物浪费较大。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统，其能够在提供有效实现定点喷洒，提高喷洒效率。
本实用新型的技术方案为：一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统，其包括处理器、气压传感器、电子罗盘、六轴惯性传感器、电平转换电路、超声波测距模块、无线通信模块、隔离电路、农药喷洒系统、电子调速器以及旋翼电机，所述处理器通过无线通信模块与地面站进行通信，所述处理器通过I2C端口接收来自气压传感器和电子罗盘的信号，所述处理器通过SPI端口接收来自六轴惯性传感器的信号，所述处理器的超声波开关控制信号从UART端口输出，经过电平转换电路进行电平转换后输出给超声波测距模块，所述处理器的农药喷洒控制信号和旋翼电机控制信号从TIMER端口输出，经过隔离电路后分别输出给农药喷洒系统和旋翼电机。
本实用新型的有益效果：采用多旋翼无人机进行农药喷洒工作具有作业高度低、可定点喷洒、无需起落跑道等特点，可以明显提高作业效率，并且其旋翼往下产生的气流可以让农药喷雾得到更好的穿透性，提高防治效果和农药的利用率；并且，本发明的控制系统采用了电平转换电路以增强抗共模干扰能力，采用了隔离电路。
附图说明
图1为本实用新型的控制系统示意图；
图2为本实用新型的智能喷洒装置示意图；
图中，1、处理器；2、I2C端口；3、SPI端口；4、UART端口；5、TIMER端口；6、气压传感器；7、电子罗盘；8、六轴惯性传感器；9、电平转换电路；10、超声波测距模块；11、无线通信模块；12、隔离电路；13、农药喷洒系统；14、电子调速器；15、旋翼电机；
13.1、药液箱；13.2、泵；13.3、溢流阀；13.4、压力传感器；13.5、调压阀；13.6、电磁阀；13.7、流量传感器；13.8、伸缩直流电机；13.9、ARM控制器；13.10、喷杆；13.11、喷头。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型的实施例参考图1-2所示。
如图1-2所示，下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型的实施例参考图1所示一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统，其包括处理器、气压传感器、电子罗盘、六轴惯性传感器、电平转换电路、超声波测距模块、无线通信模块、隔离电路、农药喷洒系统、电子调速器以及旋翼电机，所述处理器通过无线通信模块与地面站进行通信，所述处理器通过I2C端口接收来自气压传感器和电子罗盘的信号，所述处理器通过SPI端口接收来自六轴惯性传感器的信号，所述处理器的超声波开关控制信号从UART端口输出，经过电平转换电路进行电平转换后输出给超声波测距模块，所述处理器的农药喷洒控制信号和旋翼电机控制信号从TIMER端口输出，经过隔离电路后分别输出给农药喷洒系统和旋翼电机。
无人机在飞行时旋翼电机产生较大的电流，并且电流变化较快，会产生电磁干扰，所以为了减少通讯出错，超声波测距模块与处理器之间连接有包括MAX485芯片在内的电平转换电路，采用485协议进行通信，增强抗共模干扰能力。
由于旋翼电机的速度时刻在变化，电压也随着波动，为了防止旋翼电机的反向电压通过电调回馈至处理器烧毁器件，旋翼电机与电子调速器的连接采用隔离电路。为了精确地控制电机的转速，电调输入的PWM频率采用400Hz的高刷新率。隔离电路采用2片ADI公司的4通道数字信号隔离芯片AduM1411进行信号隔离，它能在1.3mA的工作电流下达到2M的传输速率，能在有效保证PWM信号真实度的前提下，降低系统功耗和保护主控电路的安全。
如图2所示，所述农药喷洒系统与无人机的本体固定连接，其包括ARM控制器、流量传感器、压力传感器、电磁阀、伸缩直流电机、溢流阀、调压阀、药液箱、水管、泵、喷杆以及喷头，所述流量传感器、压力传感器、电磁阀、溢流阀、调压阀、药液箱、泵、喷杆以及喷头之间通过所述水管连接，所述ARM控制器接收来自所述流量传感器的流量信号和所述压力传感器提供的压力信号，所述ARM控制器根据流量信号、压力信号产生控制信号发送给电磁阀、伸缩直流电机、溢流阀、调压阀以及泵。
所述ARM控制器向所述泵输出开关信号，控制所述药液箱的药液供给，向所述调压阀和溢流阀分别输出调压和开关控制信号，进行喷洒强度的控制，所述ARM控制器控制所述喷杆上的伸缩直流电机，控制喷杆进行高度对准，向所述电磁阀输出脉宽调制PWM信号，使相应的喷头能够准确喷洒，并且控制PWM信号的占空比，进而调节喷洒的时间。
以上所述实施方式仅表达了本实用新型的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统，其特征在于：其包括处理器、气压传感器、电子罗盘、六轴惯性传感器、电平转换电路、超声波测距模块、无线通信模块、隔离电路、农药喷洒系统、电子调速器以及旋翼电机，所述处理器通过无线通信模块与地面站进行通信，所述处理器通过I2C端口接收来自气压传感器和电子罗盘的信号，所述处理器通过SPI端口接收来自六轴惯性传感器的信号，所述处理器的超声波开关控制信号从UART端口输出，经过电平转换电路进行电平转换后输出给超声波测距模块，所述处理器的农药喷洒控制信号和旋翼电机控制信号从TIMER端口输出，经过隔离电路后分别输出给农药喷洒系统和旋翼电机。
2.根据权利要求1所述的一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统，其特征在于：所述农药喷洒系统与无人机的本体固定连接，其包括ARM控制器、流量传感器、压力传感器、电磁阀、伸缩直流电机、溢流阀、调压阀、药液箱、水管、泵、喷杆以及喷头，所述流量传感器、压力传感器、电磁阀、溢流阀、调压阀、药液箱、泵、喷杆以及喷头之间通过所述水管连接，所述ARM控制器接收来自所述流量传感器的流量信号和所述压力传感器提供的压力信号，所述ARM控制器根据流量信号、压力信号产生控制信号发送给电磁阀、伸缩直流电机、溢流阀、调压阀以及泵。
3.根据权利要求2所述的一种具有喷洒装置的植保无人机控制系统，其特征在于：所述ARM控制器向所述泵输出开关信号，向所述调压阀和溢流阀分别输出调压和开关控制信号，所述ARM控制器控制所述喷杆上的伸缩直流电机，所述ARM控制器向所述电磁阀输出脉宽调制PWM信号。
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| CN110435893A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-12 | 北京中航智科技有限公司 | 一种喷洒装置及无人机 |
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