RU215249U1 - DEVICE FOR PROCESSING AGRICULTURAL LAND PLOTS BY LASER RADIATION - Google Patents
DEVICE FOR PROCESSING AGRICULTURAL LAND PLOTS BY LASER RADIATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU215249U1 RU215249U1 RU2021130066U RU2021130066U RU215249U1 RU 215249 U1 RU215249 U1 RU 215249U1 RU 2021130066 U RU2021130066 U RU 2021130066U RU 2021130066 U RU2021130066 U RU 2021130066U RU 215249 U1 RU215249 U1 RU 215249U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- axis
- lasers
- rotate
- block
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 abstract description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 11
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 description 6
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 description 4
- 210000003165 Abomasum Anatomy 0.000 description 3
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 3
- 241000234645 Festuca pratensis Species 0.000 description 2
- 241000508723 Festuca rubra Species 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004459 forage Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 2
- 241000441614 x Festulolium Species 0.000 description 2
- 240000000218 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 241001652939 Speyeria diana Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000002420 orchard Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к мехатронным системам и может найти применение в качестве лазерного стимулятора растений. Устройство включает блок из шести лазерных модулей, установленных в два ряда, общей мощностью 6 Вт с регулируемым углом наклона 6 градусов, закрепленный на кронштейне с демпфирующей площадкой для крепления к БпЛА мультироторного типа, двухосевой электронный стабилизатор и систему управления и два бесколлекторных двигателя, жестко закрепленных на U-образном креплении, один из которых предназначен для поворота блока лазерных модулей по оси крена, а второй - для поворота блока лазерных модулей по оси тангажа, при этом каждый из шести лазеров оборудован радиатором, помещен в прямоугольный корпус с активным охлаждением и имеет одну степень свободы, также для одновременной регулировки трех лазеров ряда используется ременная передача, позволяющая осуществить установку требуемого угла наклона луча лазера для достижения необходимой поверхностной плотности потока излучения мощностью 1 Вт/м2 при высоте полета 10 метров. Технический результат - обеспечение возможности стабилизации процесса облучения и регулировки площади обрабатываемой поверхности. The utility model relates to mechatronic systems and can be used as a laser plant stimulator. The device includes a block of six laser modules installed in two rows, with a total power of 6 W with an adjustable tilt angle of 6 degrees, mounted on a bracket with a damping platform for mounting to a multi-rotor UAV, a two-axis electronic stabilizer and control system, and two brushless motors rigidly mounted on a U-shaped mount, one of which is designed to rotate the block of laser modules along the roll axis, and the second - to rotate the block of laser modules along the pitch axis, while each of the six lasers is equipped with a radiator, placed in a rectangular case with active cooling and has one degree of freedom, also for the simultaneous adjustment of three lasers in a row, a belt drive is used, which allows you to set the required angle of inclination of the laser beam to achieve the required surface radiation flux density with a power of 1 W / m 2 at a flight height of 10 meters. EFFECT: providing the possibility of stabilizing the irradiation process and adjusting the area of the treated surface.
Description
Полезная модель относится к мехатронным системам и может найти применение в качестве лазерного стимулятора растений.The utility model relates to mechatronic systems and can be used as a laser plant stimulator.
Конфигурация устройства дает возможность регулировать углы развала лазеров, что позволяет управлять излучаемой на единицу площади мощностью излучения и площадью пятна засветки.The configuration of the device makes it possible to adjust the angles of the laser flare, which makes it possible to control the radiation power emitted per unit area and the area of the illumination spot.
Известна полезная модель (RU №168240, A01G 7/04, 24.01.2017), используемая для лазерного облучения тепличных растений. Устройство включает полупроводниковые лазерные модули с цилиндрическими линзами, аккумуляторы, электромеханический узел перемещения лазерных модулей вдоль ряда с тепличными растениями по трубам подачи питательного раствора.A utility model is known (RU No. 168240, A01G 7/04, 01/24/2017) used for laser irradiation of greenhouse plants. The device includes semiconductor laser modules with cylindrical lenses, batteries, an electromechanical unit for moving laser modules along a row with greenhouse plants through nutrient solution supply pipes.
Известно сканирующее устройство (RU №2732231, A01C 1/00, 14.09.2020), включающее в себя лазер, призму строчной развертки, воспринимающую луч лазера и развертывающую его в горизонтальную лучевую плоскость, и оптомеханический блок кадровой развертки, преобразующий горизонтальную лучевую плоскость в вертикально-горизонтальную лучевую плоскость, отличающееся тем, что оптомеханический блок кадровой развертки выполнен в виде валика с двойной усеченной зеркальной четырехгранной пирамидой, что обеспечивает формирование прямоугольного пятна площадью S=а⋅b, где а и b - длины сторон прямоугольного кадра для обработки больших площадей вегетирующих растений сканирующим кадровым лазерным излучением с высоты полета квадрокоптера.A scanning device is known (RU No. 2732231, A01C 1/00, 09/14/2020), which includes a laser, a horizontal scanning prism that perceives the laser beam and deploys it into a horizontal beam plane, and an optomechanical frame scanner that converts the horizontal beam plane into a vertical one. - a horizontal beam plane, characterized in that the optomechanical frame scanner is made in the form of a roller with a double truncated mirror tetrahedral pyramid, which ensures the formation of a rectangular spot with an area S = a⋅b, where a and b are the lengths of the sides of a rectangular frame for processing large areas of vegetative plants by scanning frame laser radiation from the height of a quadrocopter flight.
Известно устройство для предпосевной обработки семян и растений (RU №2321032, G02B 6/12, 27.03.2008). Устройство содержит блок управления, лазерный генератор в корпусе и сканирующее устройство, содержащее зеркало, приводимое в движение от электропривода. В сканирующее устройство дополнительно введен привод. Последний состоит из неподвижного стакана с отверстием, платформы, стойки с двумя параллельными между собой осями, двух шкивов, элемента для передачи вращения одной из осей стойки. Платформа установлена на стакане с возможностью вращения от электродвигателя. Стойка жестко закреплена на платформе перпендикулярно ее поверхности. Оси стойки установлены на ней с помощью подшипников параллельно поверхности платформы. Шкивы закреплены на осях стойки и связаны между собой ременной передачей. Элемент для передачи вращения одной из осей стойки кинематически связан с поверхностью неподвижного стакана. Зеркало жестко закреплено на одной из осей так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя. За счет выполнения указанного привода зеркало вращается одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, и отраженный луч сканирует пространство во всех направлениях.A device for pre-sowing treatment of seeds and plants is known (RU No. 2321032,
Известно устройство для лазерной обработки защитных биопрепаратов (RU №198815, A01C 1/00, 29.07.2020), включающее источник лазерного излучения и блок управления. Устройство дополнительно снабжено электромеханическим узлом с двигателем насоса прокачки раствора защитных биопрепаратов через рабочую емкость с плоскопараллельными прозрачными гранями, схемой включения двигателя электромеханического узла и датчиком наличия раствора в рабочей емкости. Датчик наличия раствора в рабочей емкости электрически связан с блоком управления, а блок управления электрически связан с источником лазерного излучения и со схемой включения двигателя электромеханического узла.A device for laser processing of protective biological products is known (RU No. 198815,
Известно устройство для прецизионной лазерной обработки растений в культуре in vitro (RU №165722, A01G 7/04, 10.11.2016). Устройство включает источник лазерного излучения, блок управления, электромеханический узел с двигателем и двумя вращающимися дисковыми платформами на общей вертикальной оси, расположенные друг под другом, схему включения двигателя электромеханического узла и герконовый датчик «сектор». При этом блок управления содержит встроенный таймер, а верхняя платформа разделена на несколько секторов, в которых размещают по одной колбе с растениями in vitro. На внешней стороне диска нижней платформы располагаются съемные магниты, определяющие местоположение центра секторов верхней платформы. Герконовый датчик «сектор» закреплен на некотором расстоянии от нижней платформы на стойке, при этом герконовый датчик электрически связан с таймером устройства управления, а устройство управления электрически связано с источником лазерного излучения и со схемой включения двигателя электромеханического узла.A device for precision laser processing of plants in culture in vitro (RU No. 165722, A01G 7/04, 10.11.2016) is known. The device includes a source of laser radiation, a control unit, an electromechanical assembly with a motor and two rotating disk platforms on a common vertical axis located one below the other, a circuit for switching on the motor of the electromechanical assembly, and a "sector" reed switch sensor. At the same time, the control unit contains a built-in timer, and the upper platform is divided into several sectors, in which one flask with in vitro plants is placed. On the outer side of the disk of the lower platform are removable magnets that determine the location of the center of the sectors of the upper platform. The "sector" reed sensor is fixed at some distance from the lower platform on the rack, while the reed sensor is electrically connected to the timer of the control device, and the control device is electrically connected to the laser radiation source and to the motor switching circuit of the electromechanical unit.
Известно устройство для лазерной обработки семян и растений (RU №75530, A01C 1/00, 20.08.2008), включающее лазерный генератор, закрепленный в трубчатой штанге, сканирующее устройство, установленное над лазерным генератором со стороны излучателя, включающее жестко закрепленный на штанге переходник, выполненный составным в виде фланца с закрепленным сверху на нем кольцом, платформу, установленную с помощью подшипника на переходнике с возможностью ее вращения посредством фрикционной передачи от электродвигателя, установленного на жестко закрепленной на переходнике несущей пластине и помещенного в корпус, жестко прикрепленный к этой пластине и соединенный пружиной со штангой, стойку, жестко закрепленную на платформе перпендикулярно ее поверхности, оси и, установленные с помощью подшипников на стойке на расстоянии друг от друга по длине стойки параллельно друг другу и поверхности платформы, два шкива и, закрепленные на этих осях и связанные между собой ременной передачей, ролик, закрепленный на одной из осей и фрикционно связанный с верхней торцевой поверхностью неподвижного кольца переходника, зеркало, закрепленное на второй оси так, что его поверхность параллельна этой оси и пересекается с оптической осью излучателя лазерного генератора. На штанге закреплен кронштейн монтажный для закрепления устройства на транспортном средстве при обработке полей, садов. Основание выполнено съемным и крепится к штанге с помощью элемента. Устройство снабжено блоком включения лазерного генератора в работу и блоком управления. Лазерный генератор закреплен внутри штанги с помощью втулки, а фрикционная передача «электродвигатель-платформа» выполнена с помощью фрикционного валика, жестко закрепленного на оси электродвигателя и плотно соприкасающегося боковой поверхностью с боковой поверхностью платформы.A device for laser treatment of seeds and plants is known (RU No. 75530, A01C 1/00, 20.08.2008), including a laser generator fixed in a tubular rod, a scanning device installed above the laser generator from the side of the emitter, including an adapter rigidly fixed to the rod, made composite in the form of a flange with a ring fixed on top of it, a platform mounted by means of a bearing on the adapter with the possibility of its rotation by means of a friction transmission from an electric motor mounted on a carrier plate rigidly fixed on the adapter and placed in a housing rigidly attached to this plate and connected a spring with a rod, a rack rigidly fixed on the platform perpendicular to its surface, axes and, mounted with the help of bearings on the rack at a distance from each other along the length of the rack parallel to each other and the surface of the platform, two pulleys and, fixed on these axes and interconnected belt driven, roller, fixed and on one of the axes and frictionally connected to the upper end surface of the fixed adapter ring, a mirror fixed on the second axis so that its surface is parallel to this axis and intersects with the optical axis of the laser generator emitter. A mounting bracket is fixed on the bar for fixing the device on a vehicle when processing fields and orchards. The base is made removable and is attached to the bar with the help of an element. The device is equipped with a laser generator activation unit and a control unit. The laser generator is fixed inside the rod with the help of a bushing, and the "electric motor-platform" friction transmission is made with the help of a friction roller rigidly fixed on the electric motor axis and in close contact with the side surface of the platform side surface.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и выбранным в качестве прототипа является устройство для обработки сельскохозяйственных и лесных насаждений лазерным излучением с беспилотного летательного аппарата (RU №2740543, A01G 7/04, 15.01.2021), в качестве беспилотного летательного аппарата используется гексакоптер модели «Gaia 160AG NO FC Combo», время полета которого с одним аккумулятором 60 минут, взлетный вес 23 кг. На гексакоптере установлен оптомеханический блок двухкоординатной сканирующей лазерной кадровой развертки. В память гексакоптера заносят координаты привязки к местности и устанавливают размер окна излучения оптомеханического блока кадровой развертки под заданную площадь обработки. После входа в рабочую точку, расположенную на высоте 10 метров над серединой поля, гексакоптер зависает и в течение 30 секунд выполняет лазерную обработку сканирующим кадровым лазерным излучением в виде прямоугольного светового кадра, размер которого устанавливаются вручную и составляет до 350×350 метров. Местонахождение поля, его конфигурация и площадь определяются заранее. На основании этих данных оператор с клавиатуры блока управления заносит в память гексакоптера траекторию и параметры полета: скорость полета, высота и конечная точка маршрута.The closest in technical essence to the claimed device and selected as a prototype is a device for processing agricultural and forest plantations with laser radiation from an unmanned aerial vehicle (RU No. "Gaia 160AG NO FC Combo", whose flight time with one battery is 60 minutes, takeoff weight is 23 kg. The hexacopter is equipped with an optomechanical unit for a two-coordinate scanning laser vertical scan. The coordinates of reference to the terrain are entered into the memory of the hexacopter and the size of the radiation window of the optomechanical vertical scanning unit is set to a given processing area. After entering the operating point, located at a height of 10 meters above the middle of the field, the hexacopter hangs and for 30 seconds performs laser processing with scanning frame laser radiation in the form of a rectangular light frame, the size of which is set manually and is up to 350 × 350 meters. The location of the field, its configuration and area are determined in advance. Based on these data, the operator enters the trajectory and flight parameters into the memory of the hexacopter using the keyboard of the control unit: flight speed, altitude and the final point of the route.
Недостатками устройства являются небольшая площадь обработки, высокий разброс режимов облучения.The disadvantages of the device are a small processing area, a high spread of exposure modes.
Задача полезной модели заключается в необходимости стабилизации процесса облучения и возможности регулировки площади обрабатываемой поверхности.The objective of the utility model is the need to stabilize the irradiation process and the possibility of adjusting the area of the treated surface.
Технический результат – обеспечение возможности стабилизации процесса облучения обрабатываемой поверхности при регулировке её площади.EFFECT: providing the possibility of stabilizing the process of irradiation of the treated surface when adjusting its area.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для обработки сельскохозяйственных земельных участков посредством лазерного излучения включает в себя шесть лазерных модулей общей мощностью 6 Ватт с регулируемым углом наклона 6 градусов, закрепленных на кронштейне с демпфирующей площадкой для крепления к БпЛА мультироторного типа, двухосевой электронный стабилизатор и находящуюся на БпЛА систему управления, при этом опорная стойка кронштейна жестко соединена с расположенным перпендикулярно U-образному креплению бесколлекторным двигателем, который вращает заключенный в U-образное крепление лазерный блок устройства по оси крена; по оси тангажа вращение осуществляется вторым бесколлекторным двигателем, находящимся на одном из концов U-образного крепления лазерного блока, состоящего из двух рядов лазеров, каждый из шести лазеров оборудован радиатором, помещен в прямоугольный корпус с активным охлаждением и имеет одну степень свободы, также для одновременной регулировки трех лазеров ряда используется ременная передача, позволяющая осуществить установку требуемого угла наклона луча лазера для достижения необходимой поверхностной плотности потока излучения мощностью 1 Вт/м2 при высоте полета 10 метров.The task is achieved in that the device for processing agricultural land by means of laser radiation includes six laser modules with a total power of 6 watts with an adjustable tilt angle of 6 degrees, mounted on a bracket with a damping platform for mounting to a multi-rotor UAV, a two-axis electronic stabilizer and located on the UAV control system, while the support leg of the bracket rigidly connected to a brushless motor located perpendicular to the U-shaped mount, which rotates the laser unit of the device enclosed in the U-shaped mount along the roll axis; rotation along the pitch axis is carried out by a second brushless motor located at one end of the U-shaped mount of the laser unit, consisting of two rows of lasers, each of the six lasers is equipped with a radiator, placed in a rectangular case with active cooling and has one degree of freedom, also for simultaneous adjustment of three lasers in a row, a belt drive is used, which allows you to set the required angle of inclination of the laser beam to achieve the required surface radiation flux density with a power of 1 W/m2 at a flight height of 10 meters.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed utility model is illustrated by drawings, which show:
фиг.1 – конфигурация устройства для обработки сельскохозяйственных территорий посредством лазерного излучения, где:figure 1 - configuration of the device for processing agricultural areas by means of laser radiation, where:
а – фронтальный вид;a – frontal view;
б – вид справа;b – right side view;
фиг.2 – внешний вид устройства для обработки сельскохозяйственных земельных участков посредством лазерного излучения;figure 2 - the appearance of the device for processing agricultural land by laser radiation;
фиг.3 – конфигурация закрепленной на беспилотном летательном аппарате устройства для обработки сельскохозяйственных земельных участков посредством лазерного излучения;Fig.3 - configuration fixed on an unmanned aerial vehicle device for processing agricultural land by laser radiation;
фиг.4 – внешний вид закрепленной на беспилотном летательном аппарате устройства для обработки сельскохозяйственных земельных участков посредством лазерного излучения.Fig.4 - the appearance of a device mounted on an unmanned aerial vehicle for processing agricultural land by means of laser radiation.
На изображениях и в тексте приняты следующие обозначения:The following symbols are used in the images and in the text:
1 – двухосевой электронный стабилизатор (всё устройство за исключением лазерного блока);1 - two-axis electronic stabilizer (the entire device except for the laser unit);
2– блок лазерных модулей;2 – block of laser modules;
3 – прямоугольный корпус с активным охлаждением;3 – rectangular case with active cooling;
4 – радиатор;4 - radiator;
5 – ременная передача;5 - belt drive;
6 – U-образное крепление;6 - U-shaped mount;
7– бесколлекторный двигатель 1 для осуществления вращения U-образного крепления лазерного блока;7 –
8 – бесколлекторный двигатель 2;8 –
9 – опорная стойка;9 - support post;
10 – кронштейн с демпфирующей площадкой.10 - bracket with damping platform.
Устройство для обработки сельскохозяйственных земельных участков посредством лазерного излучения состоит из двухосевого электронного стабилизатора 1, на котором закреплен блок лазерных модулей 2, включающий в себя модули в прямоугольных корпусах с активным охлаждением 3 и радиаторами 4 в верхней части каждого модуля. Устройство определенного угла наклона модулей осуществляется посредством ременной передачи 5. Лазерный блок заключен в U-образное крепление 6, на котором закреплены два коллекторных двигателя 7, 8. Данная конструкция жестко соединена с опорной стойкой 9 и крепится к БпЛА посредством кронштейна с демпфирующей площадкой 10.A device for processing agricultural land by laser radiation consists of a two-axis
Устройство работает следующим образом:The device works as follows:
Соблюдается определенная последовательность действий для реализации процесса лазерной обработки с заданными характеристиками посредством беспилотного летательного аппарата (БпЛА).A certain sequence of actions is followed to implement the laser processing process with specified characteristics by means of an unmanned aerial vehicle (UAV).
Характеристики БпЛА: время полета 25-30 мин; максимальный вес, который может поднять 4 кг; вес квадрокоптера 2 кг; максимальная высота 1500 м, дальность полета 1500-2000 м, максимальная скорость полета – 60 км/ч. Данный квадрокоптер имеет полетный контроллер Pixhawk 4 (с прошивкой PX4). В полетном контроллере встроена инерциальная система навигации, включающая: акселерометр, гироскоп и магнитометр, а также барометр. Кроме того, БпЛА оснащен датчиком RTK GPS для высокоточного определения местоположения БпЛА в пространстве. Характеристики лазерного устройства: мощность лазера – 1 Вт, поверхностная плотность энергии – 1 Вт/м2, угол излучения – 6°.UAV characteristics: flight time 25-30 minutes; the maximum weight that can lift 4 kg; quadcopter
Заранее определяются размеры и координаты обрабатываемого участка поля. На основании этих данных оператор с клавиатуры наземного пункта управления задаёт координаты участка для облучения, скорость и высоту полёта. Полётный контроллер, установленный на БпЛА, рассчитывает оптимальную траекторию, которая покрывает весь заданный участок. Оператору нет необходимости выезжать в центр поля для запуска БпЛА. Точка взлёта может находиться на некотором расстоянии от обрабатываемого участка. После занесения всех входных данных и расчета траектории, оператор запускает полётную миссию. Далее всё полетное задание выполняется без участия человека. После набора рабочей высоты БпЛА двигается вдоль запланированной траектории. Благодаря использованию датчика RTK GPS в составе аппаратного обеспечения БпЛА, отклонение от траектории движения не превышает 10 см. После завершения обработки заданного участка лазер отключается, а БпЛА возвращается в точку старта по рассчитанному наикратчайшему пути до неё и совершает автоматическую посадку. Это обусловлено тем, что алгоритм планирования пути учитывает параметры лазерного устройства при построении траектории. За счет наличия блока планировщика траектории, равномерно покрывающей участок облучения, на БпЛА используется устройство для лазерного облучения, включающая в себя шесть лазерных модулей, двухосевой электронный стабилизатор и систему управления. Включение пары бесколлекторных двигателей позволяет регулировать площадь обработки путем изменения положения лазерного блока, ременные передачи позволяют регулировать и фиксировать углы наклона каждого ряда лазеров устройства в отдельности для достижения нужного размера пятна засветки, а также регулировать излучаемую мощность на единицу площади обрабатываемой поверхности. Небольшой вес устройства позволяет легко перемещать ее на БпЛА. Также возможна легкая замена неисправных модулей.The dimensions and coordinates of the cultivated area of the field are determined in advance. Based on these data, the operator from the keyboard of the ground control station sets the coordinates of the area for irradiation, the speed and altitude of the flight. The flight controller installed on the UAV calculates the optimal trajectory that covers the entire given area. The operator does not need to travel to the center of the field to launch the UAV. The take-off point may be at some distance from the treated area. After entering all the input data and calculating the trajectory, the operator launches the flight mission. Further, the entire flight task is performed without human intervention. After gaining the operating altitude, the UAV moves along the planned trajectory. Due to the use of the RTK GPS sensor as part of the UAV hardware, the deviation from the movement trajectory does not exceed 10 cm. After the processing of the specified area is completed, the laser turns off, and the UAV returns to the starting point along the calculated shortest path to it and makes an automatic landing. This is due to the fact that the path planning algorithm takes into account the parameters of the laser device when constructing the trajectory. Due to the presence of a trajectory planner unit that evenly covers the irradiation area, the UAV uses a device for laser irradiation, which includes six laser modules, a two-axis electronic stabilizer and a control system. The inclusion of a pair of brushless motors allows you to adjust the treatment area by changing the position of the laser unit, belt drives allow you to adjust and fix the angles of inclination of each row of device lasers separately to achieve the desired spot size, as well as adjust the radiated power per unit area of the treated surface. The small weight of the device makes it easy to move it to the UAV. It is also possible to easily replace faulty modules.
Результаты обработки растений с помощью устройства для лазерного облучения при помощи БпЛА, проведенного на посевных площадях Новгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства СПб ФИЦ РАН, и предложенного алгоритма представлены в таблице №1.The results of processing plants using a device for laser irradiation using an UAV, carried out on the sown areas of the Novgorod Research Institute of Agriculture, St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, and the proposed algorithm are presented in table No. 1.
Анализ полученных данных показал, что обработка растений лазерным излучением приводит к увеличению массовой доли сухого вещества на 5-8%, сырого протеина в сухом веществе в кормовых культурах на 5-48%, увеличение массовой доли клетчатки в сухом веществе в среднем на 2-10%, увеличению содержания сырого протеина на 8,5-19%. Такой рост показателей увеличивает ценность кормовых культур, а также увеличение высоты травостоя и выхода белка в кормовых смесях.Analysis of the data obtained showed that the treatment of plants with laser radiation leads to an increase in the mass fraction of dry matter by 5-8%, crude protein in dry matter in fodder crops by 5-48%, an increase in the mass fraction of fiber in dry matter by an average of 2-10%. %, an increase in the content of crude protein by 8.5-19%. Such an increase in indicators increases the value of forage crops, as well as an increase in the height of the grass stand and the yield of protein in feed mixtures.
Использование специального устройства и разработанного алгоритма для обработки растений позволяет добиться равномерного облучения обширных посевных площадей. Преимуществами разработанного устройства являются высокая точность позиционирования за счет RTK GPS, возможность находиться на некотором расстоянии от обрабатываемого участка, чтобы лазерный луч не попадал на оператора и другую аппаратуру. К преимуществам предлагаемого разработанного алгоритма облучения относится его универсальность. Предлагаемый алгоритм построения пути для равномерного лазерного облучения участка учитывает площадь лазерного пятна для обеспечения требуемых характеристик излучения при использовании любого лазерного устройства.The use of a special device and a developed algorithm for processing plants makes it possible to achieve uniform irradiation of vast areas under crops. The advantages of the developed device are high positioning accuracy due to RTK GPS, the ability to be at some distance from the treated area so that the laser beam does not hit the operator and other equipment. The advantages of the proposed developed irradiation algorithm include its versatility. The proposed algorithm for constructing a path for uniform laser irradiation of a site takes into account the area of the laser spot to ensure the required radiation characteristics when using any laser device.
Кроме того, электронный двухосевой стабилизатор позволяет осуществлять стабильное облучение территорий при ветреной погоде.In addition, an electronic two-axis stabilizer allows stable irradiation of territories in windy weather.
Кроме того, автоматизированная система управления позволяет осуществлять точечное облучение обрабатываемой поверхности.In addition, the automated control system allows for point irradiation of the treated surface.
Кроме того, ременные передачи позволяют зафиксировать на устройстве два ряда лазеров под требуемым углом, что позволяет регулировать размер пятна засветки и излучаемую мощность на единицу площади.In addition, belt drives allow you to fix two rows of lasers on the device at the required angle, which allows you to adjust the size of the illumination spot and the emitted power per unit area.
Кроме того, модульность устройства позволяет легко осуществить замену неисправных блоков на исправные или на лазерные блоки иной мощности.In addition, the modularity of the device makes it easy to replace faulty units with serviceable ones or with laser units of a different power.
Таблица 1. Результаты обработки кормовых культур, 2021 г.Table 1. Results of processing forage crops, 2021
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU215249U1 true RU215249U1 (en) | 2022-12-06 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU75530U1 (en) * | 2008-03-31 | 2008-08-20 | Павел Семенович Журба | DEVICE FOR LASER TREATMENT OF SEEDS AND PLANTS |
RU168240U1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-01-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мичуринский государственный аграрный университет" | DEVICE FOR LASER RADIATION OF GREENHOUS PLANTS |
US20200113166A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Kenneth T. Warren, JR. | Software process for tending crops using a uav |
RU198815U1 (en) * | 2020-01-09 | 2020-07-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мичуринский государственный аграрный университет" | DEVICE FOR LASER PROCESSING OF PROTECTIVE BIOPREPARATIONS |
RU2732231C1 (en) * | 2020-01-09 | 2020-09-14 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Scanning device for controlling laser beam for processing plants during vegetation period |
RU2740543C1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-01-15 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU75530U1 (en) * | 2008-03-31 | 2008-08-20 | Павел Семенович Журба | DEVICE FOR LASER TREATMENT OF SEEDS AND PLANTS |
RU168240U1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-01-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мичуринский государственный аграрный университет" | DEVICE FOR LASER RADIATION OF GREENHOUS PLANTS |
US20200113166A1 (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Kenneth T. Warren, JR. | Software process for tending crops using a uav |
RU198815U1 (en) * | 2020-01-09 | 2020-07-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мичуринский государственный аграрный университет" | DEVICE FOR LASER PROCESSING OF PROTECTIVE BIOPREPARATIONS |
RU2732231C1 (en) * | 2020-01-09 | 2020-09-14 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Scanning device for controlling laser beam for processing plants during vegetation period |
RU2740543C1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-01-15 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102229095B1 (en) | UAV operation method and device | |
US20220211026A1 (en) | System and method for field treatment and monitoring | |
JP6230976B2 (en) | Unwanted plant removal system with variable optical system | |
CN109720578B (en) | Unmanned aerial vehicle variable accurate pesticide application system and method | |
ES2909226T3 (en) | System and method to map and build databases for harvest-clearing tasks using aerial drones | |
ES2883899T3 (en) | Adjustable row unit and agricultural vehicle with adjustable row unit | |
EP2848121A1 (en) | Unwanted laser plant removal system having a stabilization system | |
US20090114210A1 (en) | Method and Apparatus for Controlling Weeds with Solar Energy | |
CN109178332B (en) | Energy-conserving formula forestry plant diseases and insect pests intelligent monitoring prevention and cure unmanned aerial vehicle | |
NL8702964A (en) | FLYING OBJECT FOR COLLECTION OF SUNBEAMS. | |
US20220279699A1 (en) | Movable apparatus with automatic/autonomous operation slidable along pre-established paths among rows of vineyards, for the anti-bacterial and fungicide treatment of the same vineyards | |
JP2015062412A (en) | Unwanted plant removal system | |
US20160205918A1 (en) | Weed eradication method and apparatus having light redirector | |
JPH02117331A (en) | Organism-growing system in seawater | |
US20160205917A1 (en) | Weed eradication method and apparatus | |
RU215249U1 (en) | DEVICE FOR PROCESSING AGRICULTURAL LAND PLOTS BY LASER RADIATION | |
US20190257923A1 (en) | Optical structure for extending laser radar scanning range of uavs and other objects, and associated systems and methods | |
CN110487730A (en) | Crop field phenotype high-throughout monitoring system and monitoring method | |
CN114946805B (en) | Laser fiber weeding and pest killing system | |
ES2848149T3 (en) | Insect elimination system and its use | |
CN110401138A (en) | A kind of high-power Non-water-cooled miniaturization laser is removed obstacles equipment and its application method | |
WO2023060350A1 (en) | Hybrid aerial vehicle with adjustable vertical lift for field treatment | |
CN214282978U (en) | Accurate dispensing device of herbicide | |
JP5632166B2 (en) | Weeding equipment | |
ES2207422B1 (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR THE RELATIVE POSITIONING BETWEEN AGRICULTURAL AND CULTURAL MACHINES IN ITS PLANTATION LINES. |