RU2808292C1 - Unmanned aerial vehicle for treating garden trees and shrubs with pesticides - Google Patents

Unmanned aerial vehicle for treating garden trees and shrubs with pesticides Download PDF

Info

Publication number
RU2808292C1
RU2808292C1 RU2023117330A RU2023117330A RU2808292C1 RU 2808292 C1 RU2808292 C1 RU 2808292C1 RU 2023117330 A RU2023117330 A RU 2023117330A RU 2023117330 A RU2023117330 A RU 2023117330A RU 2808292 C1 RU2808292 C1 RU 2808292C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dome
unmanned aerial
shrubs
module
aerial vehicle
Prior art date
Application number
RU2023117330A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Анатольевич Марченко
Артем Юрьевич Спиридонов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2808292C1 publication Critical patent/RU2808292C1/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: unmanned aerial vehicles (UAVs) used in agriculture for treating trees, shrubs and other plants with pesticides. The UAV contains a body, brackets, engines, propellers, a battery, a chassis, an automatic piloting control system, a payload module including a unit for placing and supplying working fluids, a unit for regulating and distributing the flow of working fluid, and a tree crown spraying module. The spraying module is made in the form of a dome made of a soft thin-walled shell - a paraboloid of rotation expanding downward and attached from above to a horizontal circular support disk. The dome can be folded along the vertical axis into a flat shape. Sprayers are installed inside the dome, which are connected by flexible hydraulic lines to the distribution hydraulic line. Ultrasonic distance sensors are installed on the lower collector, connected by a communication line to the controller.
EFFECT: high quality of pesticide treatment of garden trees and shrubs, reducing pesticide consumption and reducing environmental pollution.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к беспилотным летательным аппаратам для обработки пестицидами плодовых деревьев, ягодных кустарников и других растений в промышленном садоводстве и питомниководстве.The invention relates to agriculture, in particular to unmanned aerial vehicles for treating fruit trees, berry bushes and other plants with pesticides in industrial horticulture and nursery farming.

Известен беспилотный летательный аппарат (БЛА) для обработки растений, содержащий корпус, соединенные с корпусом лучи, винтомоторную группу, состоящую из бесколлекторных двигателей, регуляторов хода и винтов, аккумулятор, вычислительный блок, выполненный в виде процессора или микроконтроллера с возможностью обработки данных зоны обработки растений, построения карт маршрута полета и передачи данных модулю управления системой обработки, блок памяти выполнен в виде модуля флэш-памяти, содержащей информацию о координатах маршрута полета летательного аппарата, навигационную систему, средства беспроводного приема-передачи информации; соединенную с корпусом, установленную на корпусе систему обработки растений в виде форсуночного опрыскивателя или генераторов горячего или холодного тумана, установленную на мультироторной системе емкость с химикатами для обработки растений с датчиком уровня жидкости, соединенную с системой обработки растений, модуль управления системой обработки растений, выполненный с возможностью активации и управления мощностью опрыскивания растений, модуль узкополосной мультиспектральной фотофиксации, выполненный с возможностью получения спектральных изображений растений, датчик проверки уровня химикатов, выполненный с возможностью генерирования сигнала для вычислительного блока о необходимости возврата для дозаправки при достижении заданного уровня химикатов, датчик контроля заряда аккумулятора, выполненный с возможностью генерирования сигнала для вычислительного блока о необходимости замены аккумулятора (патент RU 179386 U1, 08.09.2017).An unmanned aerial vehicle (UAV) for processing plants is known, containing a body, beams connected to the body, a propeller group consisting of brushless motors, speed controllers and screws, a battery, a computing unit made in the form of a processor or microcontroller with the ability to process data from the plant processing zone , constructing maps of the flight route and transmitting data to the processing system control module, the memory unit is made in the form of a flash memory module containing information about the coordinates of the flight route of the aircraft, a navigation system, and means of wireless reception and transmission of information; a plant treatment system connected to the housing, mounted on the housing in the form of a nozzle sprayer or hot or cold fog generators, a container with chemicals for plant treatment mounted on a multi-rotor system with a liquid level sensor connected to the plant treatment system, a plant treatment system control module made with the ability to activate and control the power of spraying plants, a narrow-band multispectral photo recording module capable of obtaining spectral images of plants, a sensor for checking the level of chemicals, configured to generate a signal for the computing unit about the need to return for refueling when a given level of chemicals is reached, a battery charge monitoring sensor, designed to generate a signal for the computing unit about the need to replace the battery (patent RU 179386 U1, 09/08/2017).

Недостатком данного устройства является неполная обработка крон плодовых деревьев и кустарников, вследствие верхнего распыла пестицидов устройством, дрейф рабочей жидкости из зоны обработки, ее излишний расходи, как следствие, загрязнение окружающей среды химикатами.The disadvantage of this device is the incomplete treatment of the crowns of fruit trees and shrubs, due to the overhead spray of pesticides by the device, the drift of the working fluid from the treatment area, its excessive consumption, and, as a consequence, environmental pollution with chemicals.

Известен беспилотный летательный аппарат для внесения пестицидов в точном садоводстве, содержащий корпус, соединенные с корпусом радиальные кронштейны, бесколлекторные двигатели, винты, аккумулятор, посадочное шасси, бортовую систему автоматического управления пилотированием, навигацией, полезной нагрузкой, технологический модуль полезной нагрузки, включающий блок для размещения и подачи рабочих жидкостей, блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости, модуль датчиков внешней среды, модуль измерения высоты полета, бесконтактные ультразвуковые датчики расстояния с направлением осей ультразвуковых потоков, соответственно, на крону обрабатываемых деревьев, кустарников и на почву, спектральные датчики распознавания вредителей и болезней, соединенные линиями связи с контроллером, П-образную секционную штангу, выполненную в виде взаимосвязанных горизонтальных и вертикальных телескопических секций с механизмами выдвижения - втягивания звеньев вертикальных секций, при этом механизмы выдвижения - втягивания звеньев вертикальных секций установлены на концах последних звеньев горизонтальных секций штанги, а у горизонтальных секций - в центральной части корпуса летательного аппарата и соединены линией связи с контроллером, длина звеньев каждой секции штанги, предпочтительно, равна шагу расстановки распылителей, установленных на каждом из звеньев секции штанги и соединенных линией связи с контроллером, при этом распылители установлены с шагом, обеспечивающим возможность перекрытия факелов распыла от смежных распылителей не менее чем на три четверти ширины факела одного из них (патент RU 2793020C1, 07.09.2023).An unmanned aerial vehicle for applying pesticides in precision horticulture is known, containing a body, radial brackets connected to the body, brushless motors, propellers, a battery, a landing gear, an on-board automatic control system for piloting, navigation, payload, a payload technological module, including a unit for placing and supply of working fluids, a unit for regulating and distributing working fluid flows, a module of environmental sensors, a module for measuring flight altitude, non-contact ultrasonic distance sensors with the direction of the axes of ultrasonic flows, respectively, on the crown of treated trees, shrubs and on the soil, spectral sensors for recognizing pests and diseases, connected by communication lines with the controller, a U-shaped sectional rod, made in the form of interconnected horizontal and vertical telescopic sections with extension and retraction mechanisms for the links of the vertical sections, while the extension and retraction mechanisms for the links of the vertical sections are installed at the ends of the last links of the horizontal sections of the rod, and for horizontal sections - in the central part of the aircraft body and connected by a communication line with the controller, the length of the links of each section of the boom is preferably equal to the spacing of the nozzles installed on each of the links of the boom section and connected by a communication line with the controller, while the nozzles are installed with a step that ensures the possibility of overlapping spray torches from adjacent nozzles by at least three quarters of the torch width of one of them (patent RU 2793020C1, 09/07/2023).

Недостатком известного устройства является то, что при его работе имеет место испарение и снос рабочей жидкости за пределы обрабатываемой кроны дерева и, как следствие, загрязнение окружающей среды пестицидами.The disadvantage of the known device is that during its operation there is evaporation and drift of the working fluid beyond the treated tree crown and, as a consequence, pollution of the environment with pesticides.

Технической задачей изобретения является повышение качества и эффективности обработки плодовых деревьев и кустарников, уменьшение расхода пестицидов, снижение рисков загрязнения окружающей среды до предельно допустимых концентраций.The technical objective of the invention is to improve the quality and efficiency of processing fruit trees and shrubs, reduce the consumption of pesticides, and reduce the risk of environmental pollution to maximum permissible concentrations.

Техническая задача достигается тем, что в беспилотном летательном аппарате для обработки пестицидами садовых деревьев и кустарников, содержащем корпус, соединенные с ним радиальные кронштейны, двигатели, винты, аккумулятор, посадочное шасси, бортовую систему автоматического управления пилотированием, навигацией и полезной нагрузкой, технологический модуль полезной нагрузки, включающий блок для размещения и подачи рабочих жидкостей, блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости, модуль опрыскивания крон деревьев, согласно изобретению, модуль опрыскивания, выполнен в виде купола, изготовленного из мягкой тонкостенной оболочки, с вертикальной осью, проходящей через центр тяжести беспилотного летательного аппарата, расширяющегося вниз и прикрепленного сверху к горизонтальному круговому опорному диску, соединенному с телескопической вертикальной штангой, закрепленной на беспилотном летательном аппарате, причем купол выполнен в виде усеченного параболоида вращения с нижним открытым основанием и складывающимся вдоль вертикальной оси в плоскую форму, при этом внутри купола установлены горизонтально расположенные кольцевые гидравлические коллекторы, каждый из которых снабжен распылителями, установленными равномерно по каждому диаметру каждого коллектора, которые соединены гибкими гидролиниями с распределительной гидролинией, на нижнем коллекторе установлены бесконтактные горизонтальные ультразвуковые датчики расстояния с нижним направлением ультразвуковых потоков, соединенные линией связи с контроллером.The technical problem is achieved by the fact that in an unmanned aerial vehicle for treating garden trees and shrubs with pesticides, containing a body, radial brackets connected to it, engines, propellers, a battery, a landing gear, an on-board automatic control system for piloting, navigation and payload, a useful technological module load, including a block for placing and supplying working fluids, a block for regulating and distributing the flow of working fluid, a module for spraying tree crowns, according to the invention , the spraying module is made in the form of a dome made of a soft thin-walled shell, with a vertical axis passing through the center of gravity of the unmanned aircraft, expanding downward and attached from above to a horizontal circular support disk connected to a telescopic vertical rod mounted on an unmanned aerial vehicle, wherein the dome is made in the form of a truncated paraboloid of revolution with a lower open base and folding along the vertical axis into a flat shape, while inside The domes are equipped with horizontally located annular hydraulic manifolds, each of which is equipped with sprayers installed evenly along each diameter of each manifold, which are connected by flexible hydraulic lines to a distribution hydraulic line; on the lower manifold, non-contact horizontal ultrasonic distance sensors are installed with the lower direction of ultrasonic flows, connected by a communication line to the controller .

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен беспилотный летательный аппарат для обработки пестицидами плодовых деревьев и кустарников; на фиг. 2 представлена функциональная блок-схема бортовой системы автоматического управления пилотированием, навигацией и полезной нагрузкой БЛА; на фиг. 3 изображена функциональная блок-схема размещения, регулирования, подачи и диспергирования рабочих жидкостей пестицидов БЛА, на фиг. 4 представлен БЛА со сложенным куполом в стационарном виде.In fig. 1 shows an unmanned aerial vehicle for spraying fruit trees and shrubs with pesticides; in fig. Figure 2 shows a functional block diagram of the on-board automatic control system for piloting, navigation and payload of the UAV; in fig. 3 shows a functional block diagram of the placement, regulation, supply and dispersion of working fluids of pesticides UAV; FIG. Figure 4 shows a stationary UAV with a folded canopy.

Беспилотный летательный аппарат (БЛА) 1 для обработки пестицидами плодовых деревьев и кустарников содержит корпус 2, соединенные с ним радиальные кронштейны 3, двигатели 4, винты 5, аккумулятор 6, посадочное шасси 7, бортовую систему автоматического управления 8 пилотированием, навигацией и полезной нагрузкой, технологический модуль 9 полезной нагрузки, включающий блок 10 для размещения и подачи рабочих жидкостей, блок регулирования и распределения 11 потоков рабочей жидкости, модуль опрыскивания крон деревьев 12, установленный на конце телескопической вертикальной штанги 13, соединенной другим концом с корпусом 2 БЛА1.An unmanned aerial vehicle (UAV) 1 for treating fruit trees and shrubs with pesticides contains a body 2, radial brackets 3 connected to it, engines 4, propellers 5, a battery 6, a landing gear 7, an on-board automatic control system 8 for piloting, navigation and payload, technological module 9 of the payload, including a block 10 for placing and supplying working fluids, a block for regulating and distributing 11 flows of working fluid, a module for spraying tree crowns 12, installed at the end of a telescopic vertical rod 13, connected at the other end to the body 2 of the UAV1.

Бортовая система автоматического управления (САУ) 8 содержит полетный контроллер 14 с процессором, связанным с модулем 15 программного обеспечения управления полетом БЛА и модулем 16 программного обеспечения управления работой технологического модуля 9 полезной нагрузки, комплексированную с процессором контроллера14, интегрированную навигационную систему 17, включающую модуль инерциальной навигационной системы 18, объединенный с модулем спутниковой навигационной системы 19 в виде приемника ГЛОНАСС 20 с антенной 21. Полетный контроллер 14 комплексирован с блоками автоматического управления исполнительными механизмами 22 двигателей 4, блоком 23 управления работой технологического модуля 9 полезной нагрузки, с модулями датчиков внешней среды 24 и измерения высоты полета 25.The on-board automatic control system (ACS) 8 contains a flight controller 14 with a processor connected to a UAV flight control software module 15 and a software module 16 for controlling the operation of the payload technological module 9, integrated with the controller processor 14, an integrated navigation system 17, including an inertial navigation system 18, combined with a satellite navigation system module 19 in the form of a GLONASS receiver 20 with an antenna 21. The flight controller 14 is integrated with automatic control units for actuators 22 of engines 4, a unit 23 for controlling the operation of the technological module 9 of the payload, with environmental sensor modules 24 and flight altitude measurements 25.

Блок 10 для размещения и подачи рабочих жидкостей содержит бак 26 для рабочей жидкости пестицидов, оснащенный электронным уровнемером 27 и заправочной горловиной 28, а насос 29 с электроприводом необходим для создания давления и перемещения рабочей жидкости из бака 26 к блоку 11. Между баком 26 и насосом 29 установлен электрогидравлический нормально закрытый запорный клапан 30. Блок 10 соединен линией связи 31 с блоком 28 автоматического управления работой технологического модуля 9 полезной нагрузки, который в свою очередь соединен линией связи 31 с контроллером 14, а линией связи 32 с блоком 11 регулирования и распределения потоков рабочей жидкости.The block 10 for placing and supplying working fluids contains a tank 26 for the working fluid of pesticides, equipped with an electronic level gauge 27 and a filling neck 28, and a pump 29 with an electric drive is necessary to create pressure and move the working fluid from the tank 26 to the block 11. Between the tank 26 and the pump 29, an electrohydraulic normally closed shut-off valve 30 is installed. Block 10 is connected by a communication line 31 to a block 28 for automatically controlling the operation of the technological module 9 of the payload, which in turn is connected by a communication line 31 to the controller 14, and a communication line 32 to the control and flow distribution block 11 working fluid.

Блок 11 включает переливной электрогидравлический клапан 33 с пропорциональным управлением, пропорциональный редукционный клапан 34, регулирующий давление и расход рабочего раствора в соответствии с опорными сигналами, поступающими от контроллера 14, электромагнитный расходомер 35 и датчик давления жидкости 36. Блок 11 соединен гидролиниями подачи 37 и 38 с распределительной гидролинией 39 модуля 12.Block 11 includes an electrohydraulic overflow valve 33 with proportional control, a proportional pressure reducing valve 34 that regulates the pressure and flow rate of the working solution in accordance with reference signals received from the controller 14, an electromagnetic flow meter 35 and a liquid pressure sensor 36. Block 11 is connected by hydraulic supply lines 37 and 38 with distribution hydraulic line 39 of module 12.

Модуль опрыскивания крон деревьев 12 содержит, соединенный с телескопической вертикальной штангой 13 расширяющийся вниз купол 40, изготовленный в виде мягкой тонкостенной оболочки с вертикальной осью a-a , проходящей через центр тяжести БЛА 1. Верхняя часть купола 40 прикреплена к горизонтальному круговому опорному диску 41, соединенному с телескопической вертикальной штангой 13, закрепленной на беспилотном летательном аппарате 1. Купол 40 имеет нижнее открытое основание 42 и складывается вдоль вертикальной оси a-a в плоскую форму. Внутри купола 40 установлены горизонтально расположенные на равных расстояниях по оси a-a кольцевые гидравлические коллекторы 43 с начальным d и конечным D диаметрами.The tree crown spraying module 12 contains, connected to a telescopic vertical rod 13, a downward expanding dome 40, made in the form of a soft thin-walled shell with a vertical axis aa passing through the center of gravity of the UAV 1. The upper part of the dome 40 is attached to a horizontal circular support disk 41 connected to a telescopic vertical rod 13 mounted on the unmanned aerial vehicle 1. The dome 40 has a lower open base 42 and folds along the vertical axis aa into a flat shape. Inside the dome 40 there are horizontally located at equal distances along the axis aa ring hydraulic manifolds 43 with initial d and final D diameters.

Увеличение диаметров гидравлических коллекторов 43 от меньшего d к большему D выполнено таким образом, что при вращении вокруг вертикальной оси a-a условной кривой 44, проходящей через каждую внешнюю точку m каждого коллектора 43, образуется усеченный параболоид вращения. Такая форма купола 40 позволяет адекватно накрывать крону дерева или кустарника. Каждый коллектор 43 снабжен распылителями 45, установленными равномерно по каждому диаметру каждого коллектора 43. Коллекторы 43 соединены гибкими гидролиниями 46 с распределительной гидролинией 39.The increase in the diameters of the hydraulic manifolds 43 from smaller d to larger D is carried out in such a way that when rotating around the vertical axis aa of the conditional curve 44 passing through each external point m of each manifold 43, a truncated paraboloid of rotation is formed. This shape of the dome 40 allows you to adequately cover the crown of a tree or shrub. Each collector 43 is equipped with sprayers 45, installed evenly along each diameter of each collector 43. The collectors 43 are connected by flexible hydraulic lines 46 to a distribution hydraulic line 39.

Верхний круговой сплошной диск 41 при сложенной оболочке купола 40 в плоскую форму функционально является посадочной площадкой для беспилотного летательного аппарата 1, а на нижнем коллекторе 42 установлены бесконтактные горизонтальные ультразвуковые датчики расстояния 47 с нижним направлением ультразвуковых потоков, соединенные линией связи с контроллером 14. The upper circular solid disk 41, with the dome shell 40 folded into a flat shape, is functionally a landing pad for the unmanned aerial vehicle 1, and on the lower collector 42 there are non-contact horizontal ultrasonic distance sensors 47 with the lower direction of the ultrasonic flows, connected by a communication line to the controller 14.

Беспилотный летательный аппарат для обработки пестицидами садовых деревьев и кустарников работает следующим образом.An unmanned aerial vehicle for treating garden trees and shrubs with pesticides works as follows.

В процессор полетного контроллера 43 загружают полетное задание, в котором отображают в электронном виде параметры маршрута полета и электронную карту-задание, являющиеся программой обработки садовых деревьев и кустарников пестицидами. Для обработки устанавливают границы, площадь, длину гона, координаты каждого дерева в каждом ряду, нормы внесения рабочих жидкостей пестицидов, координаты стартовой точки и координаты точки окончания обработки, рабочую скорость и высоту полета, траекторию полета, координаты посадочной площадки для заправки рабочими жидкостями и замены аккумуляторной батареи 6.A flight task is loaded into the processor of the flight controller 43, which electronically displays the parameters of the flight route and an electronic task map, which is a program for treating garden trees and shrubs with pesticides. For processing, the boundaries, area, length of the rut, coordinates of each tree in each row, application rates of working pesticide fluids, coordinates of the starting point and coordinates of the end point of treatment, operating speed and flight altitude, flight path, coordinates of the landing site for refilling with working fluids and replacement are established. battery 6.

В бак 26 через заправочную горловину 27 с контролем уровня по уровнемеру 28 в соответствии с электронной картой - заданием заливают рабочую жидкость пестицида, например, инсектицида или фунгицида.The working liquid of a pesticide, for example an insecticide or fungicide, is poured into the tank 26 through the filling neck 27 with level control using the level gauge 28 in accordance with the electronic task card.

От котроллера 14 сигнал передается в блок системы автоматического управления полетом, запускаются двигатели 4, производится раскрутка несущих винтов 5 и двигатели 4 переводятся во взлетный режим. Контроллер 14 передает управляющие сигналы в блок 22, производится вертикальный взлет БЛА 1. БЛА 1 поднимается в воздух. Телескопические секции вертикальной штанги 13 выдвигаются и устанавливаются в рабочее положение. По мере подъема БЛА 1 купол 40 раскрывается и приводится в рабочее положение. БЛА 1 в соответствии с программой полета, подлетает к точке стартовых координат начала обработки, при этом координаты, определяемые интегрированной навигационной системой 17, сравниваются с заданными координатами, введенными в программу траекторного полета.From the controller 14, the signal is transmitted to the automatic flight control system unit, the engines 4 are started, the main rotors 5 are spun up, and the engines 4 are switched to takeoff mode. The controller 14 transmits control signals to block 22, and the UAV 1 takes off vertically. The UAV 1 rises into the air. The telescopic sections of the vertical rod 13 are extended and installed in the working position. As the UAV 1 rises, the dome 40 opens and is brought into working position. The UAV 1, in accordance with the flight program, flies up to the starting coordinates of the start of processing, while the coordinates determined by the integrated navigation system 17 are compared with the specified coordinates entered into the trajectory flight program.

Модуль 24 датчиков внешней среды передает информацию в процессор контроллера 14 о параметрах внешней среды (скорости и направлении ветра, атмосферном давлении, температуре и влажности воздуха). Модуль измерения высоты полета 25 передает на процессор контроллера 14текущеезначение высоты полета БЛА 1.The environmental sensor module 24 transmits information to the processor of the controller 14 about the parameters of the external environment (wind speed and direction, atmospheric pressure, temperature and humidity). The flight altitude measurement module 25 transmits the current value of the flight altitude of the UAV 1 to the processor of the controller 14.

При подлете БЛА 1 к обрабатываемому дереву или кустарнику БЛА зависает над кроной дерева или кустарника и снижается до заданной высоты, коррелированной с высотой кроны дерева или кустарника, контролируемой датчиками 42. Купол 40 полностью накрывает крону.When the UAV 1 approaches the tree or shrub being processed, the UAV hovers above the crown of the tree or shrub and decreases to a predetermined height, correlated with the height of the crown of the tree or shrub, controlled by sensors 42. The dome 40 completely covers the crown.

Бортовой контроллер 14 передает через блок 28 по линиям связи 31 и 32 управляющие сигналы, соответственно, в блоки 10 и 11. Клапан 30 открывается, включаются в работу насос 29 и клапаны 33, 34 устанавливаются на заданный перепад давления рабочей жидкости. Ультразвуковые датчики расстояния 47 определяют высоту положения купола 40 над обрабатываемыми деревьями или кустарниками и далее передают информацию по линиям связи (не показано) в контроллер 14, который сравнивает текущие значения расстояния с заданным расстоянием и при необходимости передает управляющее воздействие на механизм изменения высоты полета БЛА.The on-board controller 14 transmits through block 28 via communication lines 31 and 32 control signals, respectively, to blocks 10 and 11. Valve 30 opens, pump 29 is switched on and valves 33, 34 are set to a given pressure drop of the working fluid. Ultrasonic distance sensors 47 determine the height of the position of the dome 40 above the processed trees or shrubs and then transmit information via communication lines (not shown) to the controller 14, which compares the current distance values with a given distance and, if necessary, transmits a control action to the mechanism for changing the flight altitude of the UAV.

Рабочая жидкость подается насосом 29 в клапан 33, который поддерживает заданное давление на входе рабочей жидкости в клапан 34 за счет байпасирования части потока жидкости в бак 26. Клапан 34 поддерживает выходное значение перепада рабочего давления на заданном уровне или меняет перепад давления на выходе в соответствии с электронной картой - заданием внесения пестицидов. От клапана 34 рабочая жидкость поступает в расходомер 35, который определяет текущее значение расхода и передает его по линии связи 32 в блок 28 и далее по линии связи 31 в контроллер 14. Датчик давления 36 измеряет текущее значение давления потока жидкости, которое по линии связи 32 передается в блок 28 и затем в контроллер 14. Контроллер 14 сравнивает текущие значения расхода и давления потока жидкости с заданными и, при необходимости, корректирует значение параметров потока подачей управляющих сигналов в блок 11 по линии связи 31 через блок 28. Из блока 11 рабочая жидкость поступает по гидролинии 37 в распределительную гидролинию 39, от которой потоки жидкости распределяются по гибким гидролиниям 46 в гидравлические коллекторы 43 и далее в распылители 45, которые диспергируют рабочую жидкость на крону дерева или кустарника. Обработка кроны рабочей жидкостью пестицида происходит внутри купола 40.The working fluid is supplied by pump 29 to valve 33, which maintains a given pressure at the inlet of working fluid to valve 34 by bypassing part of the fluid flow into tank 26. Valve 34 maintains the output value of the operating pressure differential at a given level or changes the outlet pressure differential in accordance with electronic card - task of applying pesticides. From valve 34, the working fluid enters flow meter 35, which determines the current flow rate and transmits it via communication line 32 to block 28 and then via communication line 31 to controller 14. Pressure sensor 36 measures the current pressure value of the fluid flow, which is transmitted via communication line 32 is transmitted to block 28 and then to controller 14. Controller 14 compares the current values of flow rate and pressure of the fluid flow with the specified ones and, if necessary, adjusts the value of the flow parameters by supplying control signals to block 11 via communication line 31 through block 28. From block 11 the working fluid enters through hydraulic line 37 into distribution hydraulic line 39, from which fluid flows are distributed through flexible hydraulic lines 46 into hydraulic manifolds 43 and then into sprayers 45, which disperse the working fluid onto the crown of a tree or shrub. Treatment of the crown with the working liquid of the pesticide occurs inside the dome 40.

При выработке рабочей жидкости в баке, контролируемой уровнемером 27, сигнал от блока 28 поступает в контроллер 14, который посредством приемника 20 фиксирует координаты точки положения БЛА 1 на заданной траектории обработки деревьев и кустарников. Контроллер 14 передает управляющие сигналы через блок 28 по линии связи 31 на отключение насоса 26, закрытие клапана 30. САУ 8 направляет БЛА1 к месту заправки рабочей жидкостью. В процессе посадки БЛА1 купол 40 сжимается и превращается из объемного в плоское состояние, при этом горизонтальный круговой сплошной диск 41 выполняет роль посадочной площадки для БЛА1.When the working fluid is produced in the tank, controlled by level gauge 27, the signal from block 28 is sent to controller 14, which, through receiver 20, records the coordinates of the position point of the UAV 1 on a given trajectory for processing trees and shrubs. Controller 14 transmits control signals through block 28 via communication line 31 to turn off pump 26 and close valve 30. ACS 8 directs UAV1 to the place of filling with working fluid. During the landing of the UAV1, the dome 40 is compressed and turns from a volumetric to a flat state, while the horizontal circular solid disk 41 acts as a landing platform for the UAV1.

После заправки бака 26 рабочей жидкостью пестицида БЛА 1 взлетает, купол 40 раскрывается, САУ 8 возвращает БЛА 1 в точку прерванного полета и процесс внесения пестицидов продолжается.After filling the tank 26 with the working liquid of the pesticide, the UAV 1 takes off, the canopy 40 opens, the self-propelled gun 8 returns the UAV 1 to the point of the interrupted flight, and the process of applying pesticides continues.

Заявляемое устройство обеспечит высокое качество обработки пестицидами садовых деревьев и кустарников снизит расхода пестицидов и уменьшит загрязнение окружающей среды до предельно допустимых концентраций, исключит дрейф пестицидов в воздухе и, как следствие, их снос из зоны обработки.The inventive device will ensure high quality of pesticide treatment of garden trees and shrubs, will reduce the consumption of pesticides and reduce environmental pollution to maximum permissible concentrations, will eliminate the drift of pesticides in the air and, as a result, their removal from the treatment area.

Claims (1)

Беспилотный летательный аппарат для обработки пестицидами плодовых деревьев и кустарников, содержащий корпус, соединенные с ним радиальные кронштейны, двигатели, винты, аккумулятор, посадочное шасси, бортовую систему автоматического управления пилотированием, навигацией и полезной нагрузкой, технологический модуль полезной нагрузки, включающий блок для размещения и подачи рабочих жидкостей, блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости, модуль опрыскивания крон деревьев, отличающийся тем, что модуль опрыскивания выполнен в виде купола, изготовленного из мягкой тонкостенной оболочки, с вертикальной осью, проходящей через центр тяжести беспилотного летательного аппарата, расширяющегося вниз и прикрепленного сверху к горизонтальному круговому опорному диску, соединенному с телескопической вертикальной штангой, закрепленной на беспилотном летательном аппарате, причем купол выполнен в виде усеченного параболоида вращения с нижним открытым основанием и складывающимся вдоль вертикальной оси в плоскую форму, при этом внутри купола установлены горизонтально расположенные кольцевые гидравлические коллекторы, каждый из которых снабжен распылителями, установленными равномерно по каждому диаметру каждого коллектора, которые соединены гибкими гидролиниями с распределительной гидролинией, на нижнем коллекторе установлены бесконтактные горизонтальные ультразвуковые датчики расстояния с нижним направлением ультразвуковых потоков, соединенные линией связи с контроллером.An unmanned aerial vehicle for treating fruit trees and shrubs with pesticides, containing a body, radial brackets connected to it, engines, propellers, a battery, a landing gear, an on-board automatic control system for piloting, navigation and payload, a payload technological module, including a unit for accommodating and supply of working fluids, a unit for regulating and distributing the flow of working fluid, a module for spraying tree crowns, characterized in that the spraying module is made in the form of a dome made of a soft thin-walled shell, with a vertical axis passing through the center of gravity of the unmanned aerial vehicle, expanding downwards and attached from above to a horizontal circular support disk connected to a telescopic vertical rod mounted on an unmanned aerial vehicle, wherein the dome is made in the form of a truncated paraboloid of rotation with a lower open base and folds along the vertical axis into a flat shape, while horizontally located annular hydraulic manifolds are installed inside the dome , each of which is equipped with sprayers installed evenly along each diameter of each collector, which are connected by flexible hydraulic lines to a distribution hydraulic line; non-contact horizontal ultrasonic distance sensors with the lower direction of ultrasonic flows are installed on the lower collector, connected by a communication line to the controller.
RU2023117330A 2023-06-30 Unmanned aerial vehicle for treating garden trees and shrubs with pesticides RU2808292C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808292C1 true RU2808292C1 (en) 2023-11-28

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU157537U1 (en) * 2015-02-16 2015-12-10 Иван Михайлович Киреев LOW-VOLUME PLANT SPRAYING DEVICE
RU179386U1 (en) * 2017-08-09 2018-05-11 Общество с ограниченной ответственностью "АГРОДРОНГРУПП" (ООО "АГРОДРОНГРУПП") Unmanned aerial vehicle for the processing of plants
RU2789929C1 (en) * 2022-09-29 2023-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Unmanned aerial sprayer
CN218806566U (en) * 2022-11-07 2023-04-07 河南恩高农业科技有限公司 Plant protection unmanned aerial vehicle with pesticide spraying mechanism

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU157537U1 (en) * 2015-02-16 2015-12-10 Иван Михайлович Киреев LOW-VOLUME PLANT SPRAYING DEVICE
RU179386U1 (en) * 2017-08-09 2018-05-11 Общество с ограниченной ответственностью "АГРОДРОНГРУПП" (ООО "АГРОДРОНГРУПП") Unmanned aerial vehicle for the processing of plants
RU2789929C1 (en) * 2022-09-29 2023-02-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Unmanned aerial sprayer
CN218806566U (en) * 2022-11-07 2023-04-07 河南恩高农业科技有限公司 Plant protection unmanned aerial vehicle with pesticide spraying mechanism
RU2793020C1 (en) * 2023-01-27 2023-03-28 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Unmanned aerial vehicle for pesticide application in precision horticulture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220211026A1 (en) System and method for field treatment and monitoring
AU2019246795B2 (en) Automatic target recognition and dispensing system
US9852644B2 (en) Hybrid airship-drone farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs
CN205661666U (en) Plant protection unmanned aerial vehicle intelligence system of giving medicine to poor free of charge
CN105905302A (en) Intelligent pesticide applying system and control method of plant protection unmanned aerial vehicle
CN103770943A (en) Intelligent pesticide delivery unmanned helicopter
CN104670496A (en) Six-shaft type pesticide spray flight device and control method
WO2015161352A1 (en) Unmanned aerial vehicle (uav) used for agricultural activity and the application of pesticides and fertilizers
CN105487551A (en) Unmanned aerial vehicle-based spray sprinkling control method and control device
CN105882985A (en) Dual-rotor-wing coaxial safe anti-collision power-driven unmanned plant protection machine
RU2808292C1 (en) Unmanned aerial vehicle for treating garden trees and shrubs with pesticides
RU2811604C1 (en) Unmanned aerial vehicle for applying pesticides in fruit farming and nursery farms
RU2808008C1 (en) Unmanned aerial vehicle for applying pesticides in fruit farming and nursery farming
RU2808295C1 (en) Unmanned aerial vehicle for spraying pesticides on row crops
RU2793020C1 (en) Unmanned aerial vehicle for pesticide application in precision horticulture
CN110839609A (en) Plant protection fixed wing unmanned aerial vehicle variable spraying control system
RU2769411C1 (en) Unmanned tethered aviation complex for application of pesticides and agrochemicals in precision agriculture
RU2754790C1 (en) Unmanned helicopter for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming
EP4312531A1 (en) Method for delivering liquid by ejecting a continuous jet and system for implementing said method
CN112154997B (en) Agricultural plant protection unmanned aerial vehicle
CN110402788A (en) A kind of accurate watering, fertilizing of unmanned plane forest spills medicine device and technology
CN207927646U (en) Pesticide spraying system based on unmanned aerial vehicle remote sensing
CN213210799U (en) A equipment of spilling medicine for golden locust is planted
RU2817270C1 (en) Unmanned complex for aviation chemical work
RU2779780C1 (en) Unmanned aerial robotic complex for pesticide application