CN207658067U - 一种植保无人机视觉辅助瞄准系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种植保无人机视觉辅助瞄准系统，包括设置在无人机本体底部的安装板，安装板上固定安装有电机和喷药装置，电机的轴端连接设有第一皮带轮，喷药装置包括依次连通的药箱、水泵和喷头；安装板下方设有第一转轴和第二转轴，第一转轴上固定设有摄像装置、第二皮带轮和第一同步轮，第二转轴上固定设有第二同步轮和喷头，第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带相连，第一同步轮和第二同步轮通过皮带相连。电机的轴端转动带动第一转轴和第二转轴同步转动，第一转轴上摄像装置的镜头和第二转轴上喷头朝向相同，从而使得喷头的喷洒方向能够随摄像装置的拍摄中心的移动而移动，并与拍摄中心保持一致，保证了喷药的准确性。
Description
技术领域
本实用新型属于植保无人机技术领域，具体涉及一种植保无人机视觉辅助瞄准系统。
背景技术
随着国家对农业加大的投入补贴，现代化的植保机械正在进入农民的手中。植保机械的出现解决了劳动力的不足，提高了生产效率和农业作业的精准度。植物保护是农林生产的重要组成部分，是确保农林业丰产丰收的重要措施之一。为了经济而有效地进行植物保护，应发挥各种防治方法和积极作用，贯彻“预防为主，综合防治”的方针，把病、虫、草害以及其它有害生物消灭于危害之前，不使其成灾。
植保无人机，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机包括飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、摄像装置、GPS飞控和喷洒机构，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。目前，植保无人机用于安装摄像装置的支架一般使用固定支架或者自由度较少的支架，因此严重限制了摄像头的摄像范围，同时喷洒机构也往往是固定的，限制了喷洒机构的喷洒角度。而且在植保无人机飞行中，摄像头来回移动，很容易由于振动造成摄像头损坏，摄像图像较为模糊，甚至图像无法使用，由于没有良好的减震装置，操作人员通过控制器控制植保无人机下落时，有时人工失误可能使成地面对植保无人机产生很大的冲击力，造成摄像头损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种植保无人机视觉辅助瞄准系统。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种植保无人机视觉辅助瞄准系统，包括设置在无人机本体底部的安装板，安装板上固定安装有电机和喷药装置，电机的轴端连接设有第一皮带轮，喷药装置包括依次连通的药箱、水泵和喷头；安装板下方设有第一转轴和第二转轴，第一转轴上固定设有摄像装置、第二皮带轮和第一同步轮，第二转轴上固定设有第二同步轮，喷头固定安装在第二转轴上，摄像装置的镜头和喷头朝向相同，第一皮带轮和第二皮带轮通过皮带相连，第一同步轮和第二同步轮通过皮带相连。
电机的轴端转动带动第一转轴和第二转轴同步转动，第一转轴上摄像装置的镜头和第二转轴上喷头朝向相同，从而使得喷头的喷洒方向能够随摄像装置的拍摄中心的移动而移动，并与拍摄中心保持一致。
优选地，所述无人机本体内设有电池、控制器和通信装置，电池与控制器电性连接，控制器分别与通信装置、水泵、电机和摄像装置电性连接。
优选地，所述第二皮带轮的直径大于第一皮带轮的直径。
优选地，所述摄像装置包括机身以及与机身相连的镜头，机身上设有减震层，减震层外设有保护壳，镜头上套设有防护筒。
优选地，所述减震层为海绵垫。
优选地，所述喷头通过传输管与药箱连接，水泵设置在传输管上。
优选地，所述无人机本体包括飞行器底座、起落架、支撑轴、螺旋桨基座和螺旋桨；起落架和支撑轴均固定在飞行器底座上；支撑轴为多个，且对称分布于飞行器底座四周；螺旋桨基座固定在支撑轴上远离飞行器底座的一端；螺旋桨固定在螺旋桨基座上。
优选地，所述电机为步进电机。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的一种植保无人机视觉辅助瞄准系统，由电机带动第一转轴和第二转轴同步转动，可以保证摄像装置具有很广的摄像范围，在摄像装置移动的同时，喷头随摄像装置的拍摄中心的移动而移动，并与拍摄中心保持一致，保证了喷药的准确性。
附图说明
图1是本实用新型的植保无人机视觉辅助瞄准系统的整体结构示意图。
图2是本实用新型的植保无人机视觉辅助瞄准系统的另一视角的局部示意图。
图3是本实用新型的摄像装置的剖视图。
附图标记说明：1、无人机本体；101、飞行器底座；102、起落架；103、支撑轴；104、螺旋桨基座；105、螺旋桨；2、安装板；3、电机；4、第一皮带轮；5、药箱；6、水泵；7、喷头；8、摄像装置；801、机身；802、镜头；803、减震层；804、保护壳；805、防护筒；9、第一转轴；10、第二转轴；11、第二皮带轮；12、第一同步轮；13、第二同步轮；14、第一皮带；15、第二皮带；16、传输管；17、立柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：
如图1至图3所示，本实用新型提供的一种植保无人机视觉辅助瞄准系统，包括设置在无人机本体1底部的安装板2，无人机本体1包括飞行器底座101、起落架102、支撑轴103、螺旋桨基座104和螺旋桨105，安装板2安装在飞行器底座101的底部，起落架102和支撑轴103均固定在飞行器底座101上。支撑轴103为多个，且对称分布于飞行器底座101四周；螺旋桨基座104固定在支撑轴103上远离飞行器底座101的一端；螺旋桨105固定在螺旋桨基座104上。
安装板2上固定安装有电机3和喷药装置，电机3的轴端连接设有第一皮带轮4。喷药装置包括依次连通的药箱5、水泵6和喷头7，具体的，药箱5和水泵6固定在安装板2上，喷头7通过传输管16与药箱5连接，水泵6设置在传输管16上。
安装板2下方设有四根立柱17，其中两根立柱之间设有可转动的第一转轴9，另两根立柱之间设有可转动的第二转轴10，第一转轴9和第二转轴10平行，且位于同一水平面。第一转轴9上固定设有摄像装置8、第二皮带轮11和第一同步轮12，第二皮带轮11和第一同步轮12分别位于摄像装置8的两侧。
第二转轴10上固定设置第二同步轮13和喷头7，第一皮带轮4和第二皮带轮11通过第一皮带14相连，第一同步轮12和第二同步轮13通过第二皮带15相连。
当电机3的轴端转动时，带动第一皮带轮4转动，从而动力通过第一皮带14传递到第二皮带轮11，使得第一转轴9转动，电机3为步进电机，第二皮带轮11的直径大于第一皮带轮4的直径，便于实现第一转轴9小角度的转动。
第一转轴9转动带动第二转轴10同步转动，第一转轴9上摄像装置8的镜头802和第二转轴10上喷头7朝向相同，从而使得喷头7的喷洒方向能够随摄像装置8的拍摄中心的移动而移动，并与拍摄中心保持一致。通过控制喷头7的喷洒方向与摄像装置8的拍摄中心一致，从而可以确保喷药装置的喷洒区域与摄像装置8的拍摄区域保持一致。
无人机本体1内设有电池、控制器和通信装置，电池与控制器电性连接，电池用于对各用电部件供电。控制器分别与通信装置、水泵6、电机3和摄像装置8电性连接。工作人员通过手持器控制植保无人机按照路线飞行，摄像装置8实时对目标区域进行拍摄以得到目标区域的图像信息，并将采集的图像信息传输至控制器，控制器将图像信息通过通信装置传输给手持器，工作人员通过观察图像信息，可以将摄像装置8转动的信号发送给控制器，控制器收到转动信号后控制电机3转动，实现摄像装置8和喷头7的同步移动；工作人员再观察实时传输回来的图像信息，从而确认目标区域是否为作业区域，仅在确认该目标区域为作业区域时，工作人员将工作信号发送给控制器，控制器收到工作信号后控制水泵6工作，使得喷药装置进行农药喷施等作业。
当然也可以通过图像识别技术实现植保无人机自动判定目标区域是否为作业区域，从而实现自动作业。
如图3所示，摄像装置8包括机身801和镜头802，镜头802与机身801相连，机身801上设有减震层803，减震层803外设有保护壳804，镜头802上套设有防护筒805，防护筒805与保护壳804固定连接。
减震层803为海绵垫，减震层803可以保证机身801不会发生损坏，防护筒805的长度略长于镜头802长度，防护筒805可以防止镜头802受到损坏以及溅射到喷头7喷出的液体被腐蚀。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：包括设置在无人机本体(1)底部的安装板(2)，安装板(2)上固定安装有电机(3)和喷药装置，电机(3)的轴端连接设有第一皮带轮(4)，喷药装置包括依次连通的药箱(5)、水泵(6)和喷头(7)；安装板(2)下方设有第一转轴(9)和第二转轴(10)，第一转轴(9)上固定设有摄像装置(8)、第二皮带轮(11)和第一同步轮(12)，第二转轴(10)上固定设有第二同步轮(13)，喷头(7)固定安装在第二转轴(10)上，摄像装置(8)的镜头(802)和喷头(7)朝向相同，第一皮带轮(4)和第二皮带轮(11)通过皮带相连，第一同步轮(12)和第二同步轮(13)通过皮带相连。
2.根据权利要求1所述的植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：所述无人机本体(1)内设有电池、控制器和通信装置，电池与控制器电性连接，控制器分别与通信装置、水泵(6)、电机(3)和摄像装置(8)电性连接。
3.根据权利要求1所述的植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：所述第二皮带轮(11)的直径大于第一皮带轮(4)的直径。
4.根据权利要求1所述的植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：所述摄像装置(8)包括机身(801)以及与机身(801)相连的镜头(802)，机身(801)上设有减震层(803)，减震层(803)外设有保护壳(804)，镜头(802)上套设有防护筒(805)。
5.根据权利要求4所述的植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：所述减震层(803)为海绵垫。
6.根据权利要求1所述的植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：所述喷头(7)通过传输管(16)与药箱(5)连接，水泵(6)设置在传输管(16)上。
7.根据权利要求1所述的植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：所述无人机本体(1)包括飞行器底座(101)、起落架(102)、支撑轴(103)、螺旋桨基座(104)和螺旋桨(105)；起落架(102)和支撑轴(103)均固定在飞行器底座(101)上；支撑轴(103)为多个，且对称分布于飞行器底座(101)四周；螺旋桨基座(104)固定在支撑轴(103)上远离飞行器底座(101)的一端；螺旋桨(105)固定在螺旋桨基座(104)上。
8.根据权利要求1所述的植保无人机视觉辅助瞄准系统，其特征在于：所述电机(3)为步进电机。
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|---|---|---|---|---|
| CN110217396A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-10 | 黑龙江省农业科学院植物保护研究所 | 一种基于防治向日葵菌核病的喷药设备 |
| CN113448344A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-09-28 | 中国科学技术大学 | 一种无人机二自由度喷管瞄准控制方法及装置 |
| CN113875729A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-01-04 | 燕山大学 | 一种具有视觉识别功能的激光除草无人机 |
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2017
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| CN110217396B (zh) * | 2019-06-26 | 2021-02-19 | 黑龙江省农业科学院植物保护研究所 | 一种基于防治向日葵菌核病的喷药设备 |
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