CN205656503U - 一种用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机应用设备领域，公开了一种用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统。所述无人机包括飞行机构和喷洒机构，所述喷洒机构由料箱、转盘和转盘旋转驱动装置构成，其中，所述料箱的内腔底部侧壁开有出料口，所述转盘设置在所述料箱的内腔底部，并轴连接所述转盘旋转驱动装置的输出端，所述转盘旋转驱动装置电连接所述微控制器。通过将无人机与离心装置结合在一起，从而可以通过遥控方式或地图定位方式实现固体颗粒的喷洒，可提升喷洒效率高和均匀性，同时使用过程方便、喷洒定位精度高且不会受到地域限制，进而可以大幅度提升用户体验。

Description

一种用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统

技术领域

本实用新型涉及无人机应用设备领域，具体地，涉及一种用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统。

背景技术

随着农业现代化的推进，农业机械化及自动化的程度越来越高，无人机也逐渐应用在现代农业中。目前常见的无人机主要用于实现喷洒农药的功能，其属于液体喷洒而非固体颗粒喷洒，因此是不能进行播种或者施固体肥的，仍只能采用人工或者地面机械的方式进行，相对于空中播种施肥，不但效率低和均匀性差，还可能会因人或机械在地面的行走对农作物造成不必要的损伤，此外还会受到地形的限制而不能进行播种施肥。

实用新型内容

针对前述现有技术关于播种施肥的问题，本实用新型提供了一种用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统，将无人机与离心装置结合在一起，从而可以通过遥控方式或地图定位方式实现固体颗粒的喷洒，可提升喷洒效率高和均匀性，同时使用过程方便、喷洒定位精度高且不会受到地域限制，进而可以大幅度提升用户体验。此外，所述无人机还具有可悬停、空中平衡性好、结构简单、成本低和易维护保养等优点，便于实际推广和使用。

本实用新型采用的技术方案,一方面提供了一种用于固体颗粒喷洒的无人机，包括飞行机构和喷洒机构，其中，所述喷洒机构通过机体连接杆连接在所述飞行机构的下方，并在所述飞行机构中配置有微控制器和电连接所述微控制器的无线模块，所述无线模块包括第一无线收发器和/或无线定位器；所述喷洒机构包括料箱、转盘和转盘旋转驱动装置，其中，所述料箱的内腔底部侧壁开有出料口，所述转盘设置在所述料箱的内腔底部，并轴连接所述转盘旋转驱动装置的输出端，所述转盘旋转驱动装置电连接所述微控制器。

优化的，所述转盘旋转驱动装置包括第一电机、变速箱和连杆，其中，所述第一电机电连接所述微控制器，所述第一电机的输出端连接所述变速箱的输入端，所述变速箱的输出端通过所述连杆与所述转盘轴连接。

优化的，所述转盘沿环向等间距地设有若干个竖直板。

优化的，所述喷洒机构还包括舵机和推拉门板，其中，所述舵机的受控端电连接所述微控制器，所述舵机的输出端连接所述推拉门板，所述推拉门板设置在所述出料口处。

优化的，所述飞行机构包括主机体和至少两个旋翼飞行机体，其中，所述主机体分别通过机臂连接件连接各个所述旋翼飞行机体。进一步优化的，所述旋翼飞行机体包括第二电机和桨叶，其中，所述第二电机的输出端轴连接所述桨叶，所述第二电机电连接配置在所述主机体中的电调，所述电调电连接所述微控制器。所述主机体的顶部设有机罩头盖，所述微控制器和所述无线模块位于所述机罩头盖的下方。

优化的，在所述飞行机构中还配置有分别电连接所述微控制器的陀螺仪、磁力计、加速度传感器、气压传感器和电机转子转速测量仪中任意一种或它们的任意组合。

本实用新型采用的技术方案,另一方面提供了一种用于固体颗粒喷洒的无人机飞行遥控系统，包括前述的用于固体颗粒喷洒的无人机，还包括无线通讯连接所述用于固体颗粒喷洒的无人机的遥控器，其中，在所述用于固体颗粒喷洒的无人机中，所述无线模块包括第一无线收发器；所述遥控器包括微处理器、显示屏、手动操控模块和第二无线收发器，所述微处理器分别电连接所述显示屏、所述手动操控模块和所述第二无线收发器。

优化的，所述遥控器还包括电连接所述微处理器的声光报警器。

综上，采用本实用新型所提供的一种用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统，具有如下有益效果：（1）将无人机与离心装置结合在一起，从而可以通过遥控方式或地图定位方式实现固体颗粒的喷洒，可提升喷洒效率高和均匀性，同时使用过程方便，进而可以大幅度提升用户体验；（2）可以通过遥控方式或地图定位方式进行精确喷洒，喷洒精度更高，进而可节约物料；（3）由于可进行空中喷洒，可避免因在地面的行走对农作物造成不必要的损伤；（4）可以通过地图定位方式规划行走路径，使所述无人机在自动导航下自动进行固体颗粒的喷洒，自动化程度高，从而更加方便喷洒操作，尤其适合于夜间作业；（5）不受地形限制，可垂直起降并悬停，同时空中机动灵活，起飞调校短，可快速实现喷洒；（6）在电池电量较低或遥控信号较弱时，可以通过地图定位方式自动返航，避免无人机的丢失；（7）还可以在电池电量较低或遥控信号较弱时，向遥控终端发送报警信号，提示使用者及时回收无人机；（8）所述无人机还具有空中平衡性好、结构简单、成本低和易维护保养等优点，便于实际推广和使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的用于固体颗粒喷洒的无人机的立体结构示意图。

图2是本实用新型提供的用于固体颗粒喷洒的无人机的内部控制结构示意图。

图3是本实用新型提供的用于固体颗粒喷洒的无人机的飞行遥控系统的结构示意图。

上述附图中：1、机体连接杆 2、料箱 201、出料口 3、转盘 301、竖直板 4、主机体401、机罩头盖 5、旋翼飞行机体 501、第二电机 502、桨叶 6、机臂连接件。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

实施例一

图1示出了本实用新型提供的用于固体颗粒喷洒的无人机的立体结构示意图，图2示出了本实用新型提供的用于固体颗粒喷洒的无人机的内部控制结构示意图，图3示出了本实用新型提供的用于固体颗粒喷洒的无人机飞行遥控系统的结构示意图。本实施例提供的用于固体颗粒喷洒的无人机，包括飞行机构和喷洒机构，其中，所述喷洒机构通过机体连接杆1连接在所述飞行机构的下方，并在所述飞行机构中配置有微控制器和电连接所述微控制器的无线模块，所述无线模块包括第一无线收发器和/或无线定位器；所述喷洒机构包括料箱2、转盘3和转盘旋转驱动装置，其中，所述料箱2的内腔底部侧壁开有出料口201，所述转盘3设置在所述料箱2的内腔底部，并轴连接所述转盘旋转驱动装置的输出端，所述转盘旋转驱动装置电连接所述微控制器。

如图1至3所示，在所述无人机的喷洒中，所述料箱2用于装载待喷洒的固体颗粒；所述转盘旋转驱动装置（图1中未示出）用于在所述微控制器的控制下，驱动所述转盘3旋转，以便使固体颗粒在洒落前做离心运动，进而通过所述出料口向外喷洒出去。而在所述飞行机构中，所述第一无线收发器用于与远端的遥控器进行无线通讯，一方面接收遥控信号，另一方面向远端的遥控器发送包含当前的工作状态信息（例如当前的电池容量、当前接收到的遥控信号强度和当前的定位信息等）的无线信号和/或报警信号，其可以但不限于为WiFi无线收发器或315MHz无线收发器；所述无线定位器用于对当前无人机的位置进行定位，获取即时定位信息，其可以但不限于为GPS（Global Positioning System，全球定位系统）无线定位器或北斗卫星无线定位器；所述微控制器一方面用于根据遥控信号或定位信息控制所述飞行机构的飞行状态（例如起飞、移动、提升、降落和悬停等状态），并通过控制所述转盘旋转驱动装置，实现固体颗粒的喷洒，另一方面用于将当前的工作信息或其它信息通过所述第一无线收发器反馈给远端的遥控器，以便使用者通过遥控器及时掌握所述无人机的工作状态，其可以但不限于采用型号为STM32F103RCT6的ARM芯片。

如图2所示，在所述用于固体颗粒喷洒的无人机的内部控制结构中，还包括有电连接所述微控制器的存储器，用于存储诸如软件程序和历史工作信息等数字信息。此外还应当包括第一直流电源（图2中未示出），用于为所述微控制器、所述无线模块和所述存储器等提供电能支持。

所述用于固体颗粒喷洒的无人机的工作方法可以但不限于为如下两种方式：（1）在无线模块包含第一无线收发器时，首先根据由所述第一无线收发器接收到的飞行遥控信号使所述用于固体颗粒喷洒的无人机飞行至目标喷洒位置，然后根据由所述第一无线收发器接收到的喷洒遥控信号控制所述转盘旋转驱动装置，实现固体颗粒的喷洒，或者根据由无线定位器得到的定位信息自动控制所述转盘旋转驱动装置，实现固体颗粒的喷洒；（2）在无线模块包含无线定位器时，首先根据由所述无线定位器得到的定位信息使所述用于固体颗粒喷洒的无人机飞行至目标喷洒位置，然后自动控制所述转盘旋转驱动装置，实现固体颗粒的喷洒，或者根据由第一无线收发器接收到的喷洒遥控信号控制所述转盘旋转驱动装置，实现固体颗粒的喷洒。通过第一种方式，可以实现远程遥控飞行，然后通过遥控方式完成固体颗粒的喷洒或通过地图定位方式自动完成固体颗粒的喷洒，实现高精度的定位喷洒；通过第二种方式，可以在地图上预设飞行路径后，根据即时定位信息自动进行导航飞行，然后通过地图定位方式自动完成固体颗粒的喷洒或通过遥控方式完成固体颗粒的喷洒，以另一种方式实现高精度的定位喷洒。

此外，在无线模块包含第一无线收发器和无线定位器时，若判定接收到的无线遥控信号强度值低于第一最小容忍值或者本地电池的电量低于第二最小容忍值，则根据由无线定位器得到的定位信息使所述用于固体颗粒喷洒的无人机返航和/或通过所述第一无线收发器发送无线报警信号。所述第一最小容忍值为可容忍的最小无线遥控信号强度值，所述第二最小容忍值为可容忍的最小电量值，两者可为默认数值，也可为预先存储在所述存储器中的预设数值。如此可在电池电量较低或遥控信号较弱时，通过地图定位方式自动返航，或者向遥控终端发送报警信号，提示使用者及时回收无人机，避免所述无人机的丢失。由此通过将无人机与离心装置结合在一起，从而可以通过遥控方式或地图定位方式实现固体颗粒的喷洒，可提升喷洒效率高和均匀性，同时使用过程方便、喷洒定位精度高且不会受到地域限制，进而可以大幅度提升用户体验。此外，所述无人机还具有可悬停、空中平衡性好、结构简单、成本低和易维护保养等优点，便于实际推广和使用。

优化的，所述转盘旋转驱动装置包括第一电机、变速箱和连杆，其中，所述第一电机电连接所述微控制器，所述第一电机的输出端连接所述变速箱的输入端，所述变速箱的输出端通过所述连杆与所述转盘3轴连接。通过设置所述结构的转盘旋转驱动装置，不但可以实现对所述转盘3的旋转驱动功能，还可以通过所述微控制器控制所述第一电机的转速，从而控制固体颗粒的喷洒初速度，进而能够与高度相配合，控制固体颗粒的喷洒半径即范围。

优化的，所述转盘3沿环向等间距地设有若干个竖直板301。如图1所示，通过设置所述结构的转盘，由于所述竖直板301是环向等间距布置的，在喷洒过程中固体颗粒下落至任意两所述竖直板301之间空格的量是相同的，从而可确保单位时间内喷洒出去的固体颗粒量相同，保障喷洒的均匀性。

优化的，所述喷洒机构可以但不限于还包括舵机和推拉门板，其中，所述舵机的受控端电连接所述微控制器，所述舵机的输出端连接所述推拉门板，所述推拉门板设置在所述出料口201处。所述舵机（图1中未示出）用于在所述微控制器的控制下，通过输出端拨动所述推拉门板（图1中未示出）,进而控制所述出料口201的开口收放，实现对单位时间内固体颗粒喷洒量的控制。

优化的，所述飞行机构包括主机体4和至少两个旋翼飞行机体5，其中，所述主机体4分别通过机臂连接件6连接各个所述旋翼飞行机体5。如图1所示，在所述飞行机构中，所述主机体4为无人机的控制中心，用于对所述喷洒机构和各个所述旋翼飞行机体5进行控制，实现所述无人机的飞行操作（诸如起飞、降落、悬停等）和喷洒操作，因此所述微控制器和所述无线模块位于所述主机体4中；所述旋翼飞行机体5用于在所述主机体4的控制下实现无人机的各种飞行操作，由于设置有至少两个所述旋翼飞行机体5，可使所述无人机的空中平衡性更加平稳，增强其抗风能力，作为举例的，如图1所示，在本实施例中所述旋翼飞行机体5的数目为六个。

进一步优化的，所述旋翼飞行机体5包括第二电机501和桨叶502，其中，所述第二电机501的输出端轴连接所述桨叶502，所述第二电机501电连接配置在所述主机体4中的电调，所述电调电连接所述微控制器。所述电调（图1中未示出）用于在所述微控制器的控制下，调节所述第二电机501的转速和姿态，实现不同的飞行操作，例如起飞、提升、降落和悬停等，由此实现所述旋翼飞行机体5的飞行功能。所述主机体4的顶部设有机罩头盖401。如图1所示，所述机罩头盖401用于保护所述主机体4中电子器件或仪器，例如防止雨淋，因此所述微控制器、所述无线模块、所述存储器和所述第一直流电源等均因设置在所述机罩头盖401的内部。

优化的，在所述飞行机构中可以但不限于还配置有分别电连接所述微控制器的陀螺仪、磁力计、加速度传感器、气压传感器和电机转子转速测量仪等器件中任意一种或它们的任意组合。通过配置所述器件，可以使所述无人机在飞行过程中，能够更加稳定的飞行，实现自动增稳和飘逸矫正等功能。

如图3所示的用于固体颗粒喷洒的无人机飞行遥控系统，除了包括前述的用于固体颗粒喷洒的无人机，还包括无线通讯连接所述用于固体颗粒喷洒的无人机的遥控器，其中，在所述用于固体颗粒喷洒的无人机中，所述无线模块包括第一无线收发器；所述遥控器包括微处理器、显示屏、手动操控模块和第二无线收发器，所述微处理器分别电连接所述显示屏、所述手动操控模块和所述第二无线收发器。

在所述遥控器中，所述第二无线收发器为与所述第一无线收发器相同的无线收发器，例如两者均为315MHz无线收发器，由此可实现两者之间的无线通讯；所述手动操控模块可以但不限于为手柄操控模块（例如档位开关等形式）或者按键操控模块等，用于根据人工操作产生电信号，以便所述微处理器能够根据所述电信号产生相应的遥控指令；所述显示屏用于显示遥控状态及所述无人机的工作状态，其可以但不限于为液晶显示屏；所述微处理器用于处理所述电信号，生成相应的遥控指令，以便通过所述第二无线收发器将所述遥控指令以无线信号方式发送出去，同时还处理来自所述无人机的反馈信息，并将这些反馈信息进行展示，从而方便使用者操控所述无人机。

优化的，所述遥控器还包括电连接所述微处理器的声光报警器。在所述微处理器收到来自所述无人机的报警信号时（可以但不限于为在前述中，由所述无人机在电池电量较低或遥控信号较弱时产生的报警信号），可以启动所述声光报警器发出声光报警，警示使用者出现意外情况，及时处理。

综上，本实施例所提供的用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统，具有如下有益效果：（1）将无人机与离心装置结合在一起，从而可以通过遥控方式或地图定位方式实现固体颗粒的喷洒，可提升喷洒效率高和均匀性，同时使用过程方便，进而可以大幅度提升用户体验；（2）可以通过遥控方式或地图定位方式进行精确喷洒，喷洒精度更高，进而可节约物料；（3）由于可进行空中喷洒，可避免因在地面的行走对农作物造成不必要的损伤；（4）可以通过地图定位方式规划行走路径，使所述无人机在自动导航下自动进行固体颗粒的喷洒，自动化程度高，从而更加方便喷洒操作，尤其适合于夜间作业；（5）不受地形限制，可垂直起降并悬停，同时空中机动灵活，起飞调校短，可快速实现喷洒；（6）在电池电量较低或遥控信号较弱时，可以通过地图定位方式自动返航，避免无人机的丢失；（7）还可以在电池电量较低或遥控信号较弱时，向遥控终端发送报警信号，提示使用者及时回收无人机；（8）所述无人机还具有空中平衡性好、结构简单、成本低和易维护保养等优点，便于实际推广和使用。

如上所述，可较好地实现本实用新型。对于本领域的技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出不同形式的用于固体颗粒喷洒的无人机及其飞行遥控系统并不需要创造性的劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，包括飞行机构和喷洒机构，其中，所述喷洒机构通过机体连接杆（1）连接在所述飞行机构的下方，并在所述飞行机构中配置有微控制器和电连接所述微控制器的无线模块，所述无线模块包括第一无线收发器和/或无线定位器；

所述喷洒机构包括料箱（2）、转盘（3）和转盘旋转驱动装置，其中，所述料箱（2）的内腔底部侧壁开有出料口（201），所述转盘（3）设置在所述料箱（2）的内腔底部，并轴连接所述转盘旋转驱动装置的输出端，所述转盘旋转驱动装置电连接所述微控制器。

2.如权利要求1所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，所述转盘旋转驱动装置包括第一电机、变速箱和连杆，其中，所述第一电机电连接所述微控制器，所述第一电机的输出端连接所述变速箱的输入端，所述变速箱的输出端通过所述连杆与所述转盘（3）轴连接。

3.如权利要求1所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，所述转盘（3）沿环向等间距地设有若干个竖直板（301）。

4.如权利要求1所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，所述喷洒机构还包括舵机和推拉门板，其中，所述舵机的受控端电连接所述微控制器，所述舵机的输出端连接所述推拉门板，所述推拉门板设置在所述出料口（201）处。

5.如权利要求1所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，所述飞行机构包括主机体（4）和至少两个旋翼飞行机体（5），其中，所述主机体（4）分别通过机臂连接件（6）连接各个所述旋翼飞行机体（5）。

6.如权利要求5所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，所述旋翼飞行机体（5）包括第二电机（501）和桨叶（502），其中，所述第二电机（501）的输出端轴连接所述桨叶（502），所述第二电机（501）电连接配置在所述主机体（4）中的电调，所述电调电连接所述微控制器。

7.如权利要求5所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，所述主机体（4）的顶部设有机罩头盖（401），所述微控制器和所述无线模块位于所述机罩头盖（401）的下方。

8.如权利要求1所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机，其特征在于，在所述飞行机构中还配置有分别电连接所述微控制器的陀螺仪、磁力计、加速度传感器、气压传感器和电机转子转速测量仪中任意一种或它们的任意组合。

9.一种用于固体颗粒喷洒的无人机飞行遥控系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的用于固体颗粒喷洒的无人机，还包括无线通讯连接所述用于固体颗粒喷洒的无人机的遥控器，其中，在所述用于固体颗粒喷洒的无人机中，所述无线模块包括第一无线收发器；

所述遥控器包括微处理器、显示屏、手动操控模块和第二无线收发器，所述微处理器分别电连接所述显示屏、所述手动操控模块和所述第二无线收发器。

10.如权利要求9所述的一种用于固体颗粒喷洒的无人机飞行遥控系统，其特征在于，所述遥控器还包括电连接所述微处理器的声光报警器。