CN212890939U - 无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业装备领域，公开了一种无人机，该无人机包括播撒装置，并具有用于监测由所述播撒装置(1)播撒的颗粒的毫米波雷达(2)。该无人机中配置的毫米波雷达收发的毫米波具有较好的绕射和透射特性，在遇到障碍物时能够部分地继续向前传播，以便在多个颗粒同时下落时进行监测，即使在尘埃附着于其上时也不会明显地影响使用性能，准确监测播撒装置播撒的颗粒，有效保障作业质量，具有较好的环境适应性。

Description

无人机

技术领域

本实用新型涉及农业装备领域，具体地涉及一种无人机。

背景技术

随着社会经济的快速发展，无人机在航拍、农业、快递运输、灾难救援、影视拍摄等领域的应用越来越广泛。在农林植物保护作业中，无人机可以通过地面遥控或导航飞控，实现药剂、种子等的喷洒，显著提升了作业效率，降低了劳作者的劳动强度。

为了保证良好的作业质量，无人机可以搭载有用于监测播撒装置的播撒流量的检测装置。典型地，可以在播撒装置的播撒管道中镶嵌红外传感器、激光传感器等。发射器在播撒管道内发射红外线、激光，并由接收器接收。当有化肥、种子等固体颗粒通过该播撒管道时，红外线、激光的传输被阻断，即可获得颗粒通过的信号。

然而，上述传统检测装置和方法存在不足之处：一方面，利用红外、激光检测手段只能监测有无颗粒落下，对于颗粒下落的其他参数，如下落速度、加速度、方向等信息则无法获知，且当多个颗粒同时下落时，无法测得颗粒数量；另一方面，基于红外、激光的检测方法环境适应性差，当尘埃附着于传感器表面后，传感器将无法正常工作，影响作业质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的无人机颗粒检测装置环境适应性差的问题，提供一种无人机，该无人机能够有效避免因尘埃附着于传感器等导致的无法准确获得颗粒播撒信息的问题，具有较好的环境适应性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种无人机，包括播撒装置，并具有用于监测由所述播撒装置播撒的颗粒的毫米波雷达。

优选地，所述无人机包括机身和机身支撑装置，该机身支撑装置设置为能够在地面支撑所述机身，所述毫米波雷达安装于该机身支撑装置上。

优选地，所述机身支撑装置包括脚架，该脚架上安装有至少一个所述毫米波雷达。

优选地，所述脚架包括水平延伸的支撑部和将该支撑部连接至所述机身的连接部，所述毫米波雷达安装于所述支撑部。

优选地，所述机身支撑装置包括对称布置并由横梁连接的一对脚架，所述横梁上安装有至少一个所述毫米波雷达。

优选地，从所述机身朝向所述地面方向，所述脚架倾斜向外延伸。

优选地，所述无人机具有沿不同方向发射雷达波的多个所述毫米波雷达，所述毫米波雷达为多发多收雷达。

优选地，所述播撒装置包括用于储存所述颗粒的料箱、用于控制播撒下料的阀门、用于排出所述颗粒的播撒管道，所述播撒管道通过该阀门连通所述料箱。

优选地，所述播撒装置具有阀门控制器，该阀门控制器信号连接于所述毫米波雷达，并能够根据该毫米波雷达监测的信号控制所述阀门的开度。

优选地，所述播撒装置包括向下发散延伸的多个所述播撒管道，所述毫米波雷达布置为沿水平方向发射用以监测所述颗粒的雷达波。

通过上述技术方案，本实用新型的无人机中配置的毫米波雷达收发的毫米波具有较好的绕射和透射特性，在遇到障碍物时能够部分地继续向前传播，以便在多个颗粒同时下落时进行监测，即使在尘埃附着于其上时也不会明显地影响使用性能，准确监测播撒装置播撒的颗粒，有效保障作业质量，具有较好的环境适应性。

附图说明

图1是本实用新型一种优选实施方式的无人机的立体结构示意图；

图2是本实用新型另一种优选实施方式的无人机的安装结构示意图；

图3是本实用新型另一种优选实施方式的无人机的安装结构示意图。

附图标记说明

1-播撒装置；11-播撒管道；2-毫米波雷达；3-机身；4-脚架；41-支撑部；42-连接部；5-横梁；6-机臂；7-螺旋桨；8-安装架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

参照图1所示，根据本实用新型一种优选实施方式的无人机，可以在农林植物保护作业中实施药剂、种子等的喷洒作业。典型地，该无人机包括机身3、安装有螺旋桨7的机臂6、脚架4等。机身3上可以安装燃料箱、电池以及电气线路等；螺旋桨7可以安装于机臂6的远离机身的端部，并由如电机等动力部件驱动为旋转，以带动机身3实现升降、飞行等动作；脚架4可以连接于机身3，并能够在地面稳定支撑机身3。

为了实施播撒作业，无人机搭载有播撒装置1。例如，该播撒装置1可以安装于机身3上。同时，为了监测该播撒装置1播撒的颗粒，本实用新型的无人机还具有用于监测该颗粒的毫米波雷达2。由于毫米波雷达2收发的毫米波具有较好的绕射和透射特性，在遇到障碍物时能够部分地继续向前传播，以便在多个颗粒同时下落时进行监测，即使在尘埃附着于其上时也不会明显地影响使用性能，准确监测播撒装置1播撒的颗粒，有效保障作业质量，具有较好的环境适应性。利用毫米波雷达2进行监测的其他优势将在随后结合优选方案进行说明。

在一种优选实施方式的无人机中，播撒装置1可以包括料箱、阀门、加速器(未示出)和播撒管道11等。其中，例如为种子的固体颗粒储存于料箱内，阀门能够控制料箱内颗粒的下料速度，加速器可以将固体颗粒的流动速度加快，播撒管道11用于控制播撒的区域和方向等。该播撒管道11通过前述阀门和加速器连通料箱，以将固体颗粒播撒至预定区域。

其中，用于监测这些颗粒的毫米波雷达2与播撒装置1可以分开安装，毫米波雷达2设置于该播撒装置1的出料端，直接检测通过播撒管道11输出的颗粒。而监测的颗粒信息能够用于适时控制落料速度和落料区域等。为此，播撒装置1可以进一步设有阀门控制器，该阀门控制器信号连接于毫米波雷达2和阀门。当毫米波雷达2监测到颗粒播撒情况偏离预定量或预定区域时，阀门控制器接收这一信号并调整阀门开度或启闭阀门，以使得无人机按量、按区域播撒颗粒，达到精准播撒的效果。

可以理解的是，为了测量播撒装置1播撒的全部颗粒信息，毫米波雷达2的安装位置应当使得其测量区域覆盖相应播撒区域，以测得通过该播撒区域内的全部颗粒信息。由此，毫米波雷达2可适当靠近播撒装置1的出料口安装，以在颗粒广泛分散之前实施测量。而对于播撒装置1的安装区域、出料管道11的数量(通道数量)和安装方向、毫米波雷达2的安装位置等则无严格要求。

其中，播撒装置1可以具有向下发散延伸的多个播撒管道11，即能够同时通过多个通道向外输送颗粒，且不限于向机身3正下方的地面播撒，以便无人机在单次飞行中在较大区域内实施颗粒播撒作业，具有较高的作业效率。相应地，毫米波雷达2可以布置为沿水平方向发射雷达波，以便测量多个播撒通道11播撒的颗粒，便于将测得的参数转化为可用的控制信号。

在图1所示的优选实施方式中，毫米波雷达2安装于例如为脚架4的机身支撑装置上。典型地，脚架4可在机身3左右两侧成对地对称布置，各个脚架4分别安装有毫米波雷达2。脚架4可以包括水平延伸的支撑部41和将该支撑部41连接至机身3的连接部42，毫米波雷达2可以安装于支撑部41，以便水平发射雷达波。

一对脚架4可由横梁5连接，保证机身装置整体的强度和可靠性。特别是，为了稳定支撑机身，脚架4可以设置为从机身3朝向地面方向倾斜向外延伸的形式，横梁5能够在成对的脚架4之间提供相互作用的牵引力，具有较高的支撑强度和支撑稳固性。在此情形下，也可以在横梁5上安装至少一个毫米波雷达2。

通过安装多个用于监测颗粒信息的毫米波雷达2，可以利用各自检测的数据相互校准验证，并综合各项数据准确获得落料信息。

需要说明的是，对于不同无人机，其机身支撑装置可以不同，采用的脚架可能呈不同结构形式。只要其在机身支撑装置上安装毫米波雷达并用于监测播撒装置播撒的颗粒信息，均属于本实用新型的构思范围。毫米波雷达的安装数量可以为一个或多个，安装位置可以多样，例如既可以仅在单个脚架上设置毫米波雷达，也可以在两个脚架或者脚架之间的横梁上分别设置毫米波雷达。在安装有多个毫米波雷达2的实施方式中，各个毫米波雷达2发射雷达波的方向可以不同，以便从不同角度实施测量，保障监测的准确性和全面性。由此，即使同时落下多个颗粒，也能够测得这些颗粒的信息，有效提升了监测能力。

在一种优选实施方式中，无人机使用的毫米波雷达2可以为多发多收(MIMO)雷达，以能够以单个雷达测量多个播撒通道播撒的颗粒信息。重要地，多发多收雷达能够测得被测颗粒的位置、速度、大小、运动方向等信息，形成闭环检测功能，测得的信息更多、更具体。通过实时测量的颗粒信息，能够计算得到播撒装置1播撒的颗粒的实际流量，以便适时控制颗粒流量。此外，结合雷达监测平面的离地高度、无人机位置、风速等信息，可以获得颗粒的具体落地位置，实施精准播撒作业。

图2和图3分别所示为根据本实用新型其他优选实施方式的无人机，其中，除了毫米波雷达2的安装位置不同于前述结合图1所述的无人机外，其余部分如播撒装置1、机身3、机臂6和螺旋桨7等均相同，以下主要对其不同部分进行说明。

如图2所示，该无人机用于监测播撒装置1播撒的颗粒的毫米波雷达2安装于机身3上。具体地，可以在机身3上连接一个或多个安装架8，并将毫米波雷达2连接于该安装架8上，以使得该毫米波雷达2发射的雷达波能够适应于播撒装置1播撒的颗粒分布。安装架可以设置为多种适当的结构形式，例如，其可以设置为具有从机身3竖直向下延伸的悬杆，并将毫米波雷达2安装于该悬杆的底端，由此能够避免无人机重量的显著增加。

播撒装置1可以具有用于排出颗粒的播撒管道，通过上述悬杆形式的安装架8，可以使得用于监测颗粒的毫米雷达波2的安装位置低于播撒管道的出料口端，以便沿水平方向发射雷达波，对播撒的颗粒进行准确检测。

如图3所示，无人机的毫米波雷达2还可以安装于机臂6上。具体地，无人机通常具有多个机臂6，在其中部分或全部机臂6上可以连接有安装架8，并通过该安装架8安装毫米波雷达2，以在适当位置监测播撒装置1播撒的颗粒。

为了使得无人机平稳飞行，多个机臂6可以均匀布置于机身3周围。例如，在图示优选实施方式中，无人机具有四个机臂6，分别分布于机身3的四个拐角位置。在此情形下，安装架8可以同时连接相邻两个机臂6，以使得毫米波雷达2能够稳定地固定，减小因安装架8摆动导致的检测准确性降低。

在前述各种优选实施方式中，为了将毫米波雷达2拆下检修或更换，该毫米波雷达2可以设置为可拆卸地安装于脚架、机身或机臂上，例如可以通过螺纹紧固件进行安装。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种无人机，包括播撒装置(1)，其特征在于，该无人机具有用于监测由所述播撒装置(1)播撒的颗粒的毫米波雷达(2)。

2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机包括机身(3)和机身支撑装置，该机身支撑装置设置为能够在地面支撑所述机身(3)，所述毫米波雷达(2)安装于该机身支撑装置上。

3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述机身支撑装置包括脚架(4)，该脚架(4)上安装有至少一个所述毫米波雷达(2)。

4.根据权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述脚架(4)包括水平延伸的支撑部(41)和将该支撑部(41)连接至所述机身(3)的连接部(42)，所述毫米波雷达(2)安装于所述支撑部(41)。

5.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述机身支撑装置包括对称布置并由横梁(5)连接的一对脚架(4)，所述横梁(5)上安装有至少一个所述毫米波雷达(2)。

6.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，从所述机身(3)朝向所述地面方向，所述脚架(4)倾斜向外延伸。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机具有沿不同方向发射雷达波的多个所述毫米波雷达(2)。

8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，所述毫米波雷达(2)为多发多收雷达。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的无人机，其特征在于，所述播撒装置(1)包括用于储存所述颗粒的料箱、用于控制播撒下料的阀门、用于排出所述颗粒的播撒管道(11)，所述播撒管道(11)通过该阀门连通所述料箱。

10.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述播撒装置(1)具有阀门控制器，该阀门控制器信号连接于所述毫米波雷达(2)，并能够根据该毫米波雷达(2)监测的信号控制所述阀门的开度。

11.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述播撒装置(1)包括向下发散延伸的多个所述播撒管道(11)，所述毫米波雷达(2)布置为沿水平方向发射用以监测所述颗粒的雷达波。

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