CN207639531U - 一种喷洒控制装置及含其的无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种喷洒控制装置及含其的无人机，包括壳体和设于壳体内的主电路板以及电调板，所述电调板与主电路板电性连接，且电调板上集成有电调；所述主电路板上集成有微处理器和与外部设备连接的接口。本实用新型所提供的喷洒控制装置，结构简单，便于操作，集成度高，将电调设置在喷洒控制模块内，解决了现有飞行控制系统中连线错综复杂的问题，同时有利于避免电调被农药腐蚀，延长了电调的使用寿命。

Description

一种喷洒控制装置及含其的无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种喷洒控制装置及含其的无人机。

背景技术

随着植保无人机技术的发展，越来越多的用户开始采用无人机进行植保作业，尤其是利用无人机进行农药喷洒和化肥喷洒等，具有对农作物损害小、农药利用率高、降低劳动强度等优点。

喷洒控制装置，即DCU模块，主要用于植保无人机的飞行控制系统中，分别与水泵和飞行控制模块连接，并由电池进行供电，处理喷灌过程的数据反馈，动作信号等，可以检测药箱药量和控制水泵喷洒，将液位数据转化为喷灌量，进一步将喷灌量与飞行速度关联，实现喷药量与作业面积的统一，最后将这种数据关联带入到植保作业功能过程中，能够实现断药返航和喷洒速度控制。

现有喷洒控制模块集成度不高，连线错综复杂，不便于用户操作，而且电子调速器外置，容易在喷洒农药时，被农药腐蚀，使用寿命低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种喷洒控制装置，结构简单，设计合理，集成度高，电调内置，提高了电调使用寿命。

为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案：一种喷洒控制装置，包括壳体和设于壳体内的主电路板以及电调板，所述电调板与主电路板电性连接，且电调板上集成有电调；所述主电路板上集成有微处理器和与外部设备连接的接口。

进一步地，所述电调板包括第一电调板和第二电调板，所述第一电调板、第二电调板上分别集成有第一电调、第二电调。

进一步地，所述主电路板与电调板之间通过香蕉头连接器电性连接。

进一步地，所述接口包括电源输入接口、电源输出接口、PWM接口以及流量计接口。

进一步地，还包括PWM接口板，所述PWM接口板垂直设于主电路板一端，且通过连接器与主电路板电性连接；所述PWM接口板上连接有接口套壳。

进一步地，所述壳体由相互配合连接的上壳和下壳组成，所述下壳内壁四角处延伸有第一安装台，各第一安装台上设有第一连接孔，所述上壳内壁四角处延伸有与第一安装台对应的第二安装台，所述第二安装台上设有与第一连接孔对应的第二连接孔，所述上壳和下壳通过连接在第一连接孔、第二连接孔内的连接件固定；所述壳体侧端部设有与PWM接口相配合的接口插槽。

进一步地，所述下壳内壁设有一圈支撑主电路板的限位棱台，所述限位棱台上设有安装孔，穿过安装孔内的连接件将所述主电路板连接在限位棱台上。

进一步地，所述PWM接口板与壳体卡接固定；所述下壳侧壁延伸有卡台，所述卡台上设有与PWM接口板相适应的卡槽，PWM接口板的底部嵌入在卡槽内，所述上壳内壁延伸有限位棱，PWM接口板上部卡设于所述限位棱外侧。

进一步地，所述上壳顶面开设有散热槽；所述下壳内底面设有定位凹槽，所述定位凹槽内贴覆有散热硅胶层。

另外，本实用新型还提供了一种无人机，包含上述的喷洒控制装置。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本实用新型所提供的喷洒控制装置，结构简单，便于操作，集成度高，将电调设置在喷洒控制模块内，解决了现有飞行控制系统中连线错综复杂的问题，同时有利于避免电调被农药腐蚀，延长了电调的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所提供喷洒控制装置的爆炸式结构示意图；

图2为本实用新型所提供喷洒控制装置的结构示意图；

图3为本实用新型所提供喷洒控制装置上壳的结构示意图；

图4为本实用新型所提供喷洒控制装置下壳的结构示意图；

图5为本实用新型所提供喷洒控制装置中PWM接口板与上壳连接的结构示意图；

图6为本实用新型所提供喷洒控制装置中PWM接口板与下壳连接的结构示意图；

图7为本实用新型所提供喷洒控制装置的结构框图；

图8为本实用新型所提供喷洒控制装置的电路原理图；

图9为本实用新型所提供电池检测电路的电路原理图；

图10为现有喷洒控制系统的结构框图；

图11为本实用新型实施例所提供的适用于植保无人机的飞控系统结构图；

图中，

1、上壳；1.1、第二安装台；1.2、第二连接孔；1.3、限位棱；2、第一电调板；3、第二电调板；4、第一电调；5、第二电调；6、香蕉头连接器；7、流量计接口；8、电源输出接口；9、主电路板；10、下壳；10.1、第一安装台；10.2、第一连接孔；10.3、卡台；10.4、卡槽；10.5、限位棱台；10.6、安装孔；10.7、定位凹槽；11、散热槽；12、接口插槽；13、接口套壳；14、PWM接口板；15、PWM接口；16、电源线；17、电源输入接口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用 新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例：

本实施例提供了一种喷洒控制装置，参阅图1-6，包括壳体，该壳体由相互配合连接的上壳1和下壳10组成，下壳10内壁四角处延伸有第一安装台10.1，各第一安装台10.1上设有第一连接孔10.2，上壳1内壁四角处延伸有与第一安装台10.1对应的第二安装台1.1，第二安装台1.1上设有与第一连接孔10.2对应的第二连接孔1.2，上壳1和下壳10通过连接在第一连接孔10.2、第二连接孔1.2内的连接件固定。

壳体内设有主电路板9以及电调板，电调板与主电路板9电性连接，且电调板上集成有电调；主电路板9上集成有微处理器和与外部设备连接的接口，接口包括电源输入接口17、电源输出接口8、PWM接口15以及流量计接口7，壳体上对应开设有与各接口对应的开口，PWM接口15与水泵连接，流量计接口7与流量计连接，电源输出接口8与外部电调连接，用户可以根据需要选择使用外接电调。本实施例中所采用微处理器的型号为STM32F105RBT6。

壳体侧端部设有与PWM接口15相配合的接口插槽12，接口插槽12为防反插槽。电源输入接口17通过电源线16与电池连接，电池可以为6S电池或12S电池，其中6S电池的输入电压在19.8~25.8V之间，12S电池的输入电压在39.6~51.6V之间。

在本实施例中，喷洒控制模块内置有两个电调，电调板包括第一电调板2和第二电调板3，第一电调板2、第二电调板3上分别集成有第一电调4、第二电调5，且主电路板9与电调板之间通过香蕉头连接器6电性连接。

现有喷洒控制系统中，如图10所示，电池通过电源管理模块与喷洒控制装置连接，为喷洒控制装置提供5V输入电压，喷洒控制装置分别与水泵和液位传感器连接，用于获取液位信息和水泵信息。

电调外置于喷洒控制装置外，电调分别与喷洒控制装置以及水泵连接，并由电池供电，为电调提供24V的输入电压，水泵分别与喷洒装置以及药箱连接，喷洒控制装置用于向电子调速器发送命令信息，电子调速器给出电调信号，控制喷洒装置喷洒药物。

本实施例中，参阅图11，在飞行控制系统中，喷洒控制装置直接由电池进行供电，而不需要连接电源管理模块，并且喷洒控制装置内集成有电子调速器，不需要外接电子调速器，则电子调速器不容易被腐蚀，延长了电子调速器的寿命。电池同时为电源管理模块供电，电源管理模块为飞行控制模块，旋翼电机，显示灯以及全球定位模块供电。飞行控制模块根据喷洒量与喷洒面积的关系，设置合适的喷洒量和飞行速度，从而分别控制电子调速器和旋翼电机的速度，所述旋翼电机用于控制植保无人机的旋翼。

具体地，参阅图7和8，内置有电调的喷洒控制模块的电路原理图，所述喷洒控制模块包括电路选择单元、降压单元、微处理器以及电子调速器；所述电路选择单元包括电池检测电路、与所述电池检测电路电连接的第一电压调节支路和第二电压调节支路，所述第一电压调节支路包括场效应管；所述第二电压调节支路包括直流斩波器。因为电子调速单元的输入电压为24V，在19.8~25.8V范围内，可直接将6S电池的电压输出至电子调速单元，则第一电压调节支路仅需要设置一个场效应管即可，而24V不在39.6~51.6V范围内，需要在第二电压调节支路内设置降压电路，将39.6~51.6V范围内的电池电压降至24V，例如，可设置直流斩波器将12S电池电压转换为24V并输出至电子调速单元。

降压单元包括直流斩波器DC/DC和低压差线性稳压器LDO。直流斩波器DC/DC与电路选择单元电连接，用于将24V直流电转换为5V直流电，再经过低压差线性稳压器LDO将5V直流电转换为稳定的3.3V直流电，并将3.3V输出至微处理器，微处理器的输入电压为3.3V。

电池检测电路通过喷洒控制装置的第一输入端IN1与电池输出端电连接，用于获取电池电压，并对电池电压进行检测，以确定电池类型，进而根据电池类型开启相应的电压调节支路来获取电子调速器的供电电压。

当电池检测电路检测到电池电压在19.8~25.8V范围内时，通过第一电压调节支路将电池电压输出至所述电子调速器；当电池检测电路检测到电池电压在39.6~51.6V范围内时，通过第二电压调节支路将电池电压转换为所述电子调速器的输入电压并输出至所述电子调速器。

电子调速器与水泵电机电连接，用于通过调节水泵电机的转速来控制水泵的喷洒量，降压单元与电路选择单元电连接，用于将电路选择单元输出的适用于电子调速器的工作电压转换为微处理器的输入电压，并输出至微处理器为微处理器供电，所述微处理器与植保无人机的飞行控制模块电连接，用于实现微处理器和飞行控制模块之间的通信，实现微处理器将喷洒量信息发送至飞行控制模块，飞行控制模块结合植保无人机的飞行速度，设置合适的喷洒命令，并将此命令发送至微处理器，以供喷洒控制模块执行该命令，本方案将电子调速器集成到喷洒控制模块中，由电池直接为喷洒控制模块供电，而不需要连接电源管理模块，接线简单，解决了现有喷洒控制系统集成度不高，并且水泵的电子调速器容易被农药腐蚀的问题。另外，本实用新型实施例中的喷洒控制模块可以适配多种电池，增加了喷洒控制模块的通用性。

参阅图9，电池检测电路包括：比较器和反相器；比较器的第一输入端通过喷洒控制模块的第一输入端与电池的输出端电连接，第二输入端接临界电平REF，输出端与第二电压调节支路中的直流斩波器DC/DC的开关电连接；

比较器的输出端还与反相器的输入端电连接，反相器的输出端与第一电压调节支路中的场效应管MOS的控制端电连接。

可知比较器的正输入端与电池输出端电连接，负输入端与临界电平REF电连接。当电池电压大于临界电平REF时，比较器输出高电平，则直流斩波器DC/DC的开关被触发，直流斩波器DC/DC所在的第二电压调节支路被导通，反相器输入端输入的为高电平，输出端为低电平，低电平无法导通场效应管MOS；当电池电压小于临界电压REF时，比较器输出低电平，则直流斩波器DC/DC的开关不能被触发，反相器输入端输入的为低电平，输出端输出高电平，则场效应管MOS所在第一电压调节支路被导通。

反相器包括三极管，当比较器输出高电平至三极管的控制端时，三极管的第一连接端和第二连接端之间导通，第一电压调节支路的场效应管MOS的控制端接收到低电平，当比较器输出低电平至三极管的控制端时，三极管的第一连接端和第二连接端之间无法导通，第一电压调节支路的场效应管MOS的控制端接收到高电平，触发第一电压调节支路。

由于6S电池的输出电压在19.8~25.8V范围内，12S电池的输出电压在39.6~51.6V范围内，则临界电平REF的数值设置为大于25.8V小于39.6V即可。若电池仅有6S电池和12S电池两种类型，则测得电池电压大于临界电平REF的电池为12S电池，小于临界电平REF的电池为6S电池。可选的，临界电平REF的数值可设为33V。

在上述实施例1的基础上，本实施例2所提供的喷洒控制装置还包括PWM接口板14，所述PWM接口板14垂直设于主电路板9一端，且通过连接器与主电路板9电性连接；所述PWM接口板14上连接有接口套壳13，操作方便且对PWM接口15具有防护作用。另外，PWM接口板14上还连接有扩展接口，可以用于与用户选用的外置电调以及雾化盘连接。

为了将主控电路板9固定在壳体内，下壳内壁设有一圈支撑主电路板9的限位棱台10.5，所述限位棱台10.5上设有安装孔10.6，穿过安装孔10.6内的连接件将所述主电路板9连接在限位棱台10.5上。

所述PWM接口板14与壳体卡接固定；所述下壳10侧壁延伸有卡台10.3，所述卡台10.3上设有与PWM接口板14相适应的卡槽10.4，PWM接口板14的底部嵌入在卡槽10.4内，所述上壳1内壁延伸有限位棱1.3，PWM接口板14上部卡设于所述限位棱1.3外侧。由于PWM接口板14与主控电路板9通过连接器垂直连接，通过将PWM接口板14与壳体卡接固定，从而进一步将主控电路板9固定于壳体内。

为了提高该喷洒控制装置的散热效果，避免内部元器件工作所产生的热量无法散发而损坏电路板，在所述上壳1顶面开设有散热槽11，增加散热面积，提高散热效果，同时在所述下壳10内底面设有定位凹槽10.7，所述定位凹槽10.7内贴覆有散热硅胶层，有效地将内部元器件所产生的热量散发出去，定位凹槽对应位置处为MOS管。

另外，本实施例还提供了一种无人机，包含上述的喷洒控制装置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种喷洒控制装置，其特征在于，包括壳体和设于壳体内的主电路板（9）以及电调板，所述电调板与主电路板（9）电性连接，且电调板上集成有电调；所述主电路板（9）上集成有微处理器和与外部设备连接的接口。

2.根据权利要求1所述的喷洒控制装置，其特征在于，所述电调板包括第一电调板（2）和第二电调板（3），所述第一电调板（2）、第二电调板（3）上分别集成有第一电调（4）、第二电调（5）。

3.根据权利要求1所述的喷洒控制装置，其特征在于，所述主电路板（9）与电调板之间通过香蕉头连接器（6）电性连接。

4.根据权利要求1所述的喷洒控制装置，其特征在于，所述接口包括电源输入接口（16）、电源输出接口（8）、PWM接口（15）以及流量计接口（7）。

5.根据权利要求4所述的喷洒控制装置，其特征在于，还包括PWM接口板（14），所述PWM接口板（14）垂直设于主电路板（9）一端，且通过连接器与主电路板（9）电性连接；所述PWM接口板（14）上连接有接口套壳（13）。

6.根据权利要求5所述的喷洒控制装置，其特征在于，所述壳体由相互配合连接的上壳（1）和下壳（10）组成，所述下壳（10）内壁四角处延伸有第一安装台（10.1），各第一安装台（10.1）上设有第一连接孔（10.2），所述上壳（1）内壁四角处延伸有与第一安装台（10.1）对应的第二安装台（1.1），所述第二安装台（1.1）上设有与第一连接孔（10.2）对应的第二连接孔（1.2），所述上壳（1）和下壳（10）通过连接在第一连接孔（10.2）、第二连接孔（1.2）内的连接件固定；所述壳体侧端部设有与PWM接口（15）相配合的接口插槽（12）。

7.根据权利要求6所述的喷洒控制装置，其特征在于，所述下壳（10）内壁设有一圈支撑主电路板（9）的限位棱台（10.5），所述限位棱台（10.5）上设有安装孔（10.6），穿过安装孔（10.6）内的连接件将所述主电路板（9）连接在限位棱台（10.5）上。

8.根据权利要求6所述的喷洒控制装置，其特征在于，所述PWM接口板（14）与壳体卡接固定；所述下壳（10）侧壁延伸有卡台（10.3），所述卡台（10.3）上设有与PWM接口板（14）相适应的卡槽（10.4），PWM接口板（14）的底部嵌入在卡槽（10.4）内，所述上壳（1）内壁延伸有限位棱（1.3），PWM接口板（14）上部卡设于所述限位棱（1.3）外侧。

9.根据权利要求6所述的喷洒控制装置，其特征在于，所述上壳（1）顶面开设有散热槽（11）；所述下壳（10）内底面设有定位凹槽（10.7），所述定位凹槽（10.7）内贴覆有散热硅胶层。

10.一种无人机，其特征在于，包含权利要求1-9任意一项中所述的喷洒控制装置。