在线混药植保无人机及其控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了在线混药植保无人机及其控制系统，主要包括无人机本体以及在线混药装置以及对应的控制系统，本实用新型专利技术摒弃了以往传统的预混药结构，采用在线混料方式，将药箱和水箱分开，利用植保无人机系统内部水流或管道外部能源完成农药和水在线混合，实现农药的标准化、专业化、精确化施用，且以环保和操纵者安全为核心，符合农业可持续发展的要求。

On-line Mixed Pesticide Plant Protection UAV and Its Control System

The utility model discloses an on-line mixing plant protection UAV and its control system, which mainly includes the UAV body, on-line mixing device and corresponding control system. The utility model abandons the traditional pre-mixing structure, adopts on-line mixing mode, separates the medicine box from the water tank, and completes pesticide and water online by utilizing the water flow inside the plant protection UAV system or the external energy of the pipeline. Mixing, standardization, specialization and precise application of pesticides, with environmental protection and operator safety as the core, meets the requirements of sustainable agricultural development.

【技术实现步骤摘要】
在线混药植保无人机及其控制系统
本技术涉及植保无人机领域，具体涉及到一种具有在线混药功能的植保无人机及其控制系统。
技术介绍
植保无人机，又名无人飞行器，是以无人驾驶直升机为载体，配置高效率超低量施药设施，实现低空高效超低量农药的喷施。与传统的背负式喷雾器、自走式植保机械相比，喷防效率和效果明显提升，适宜于农场及大面积农作物和高秆作物以及丘陵山区植保喷防。农用无人机植保低空超低量喷洒效率高，每小时60亩～100亩，是常规人工喷洒的100倍，是地面植保机具防治效果最高的高秆宽喷雾器的8倍。农用无人直升机自动飞控导航作业，最大限度地减少了工作人员接触农药的时间，从而可以保证工作人员的生命安全液，在发达国家为减少污染，改善喷雾效果，很多国家向低容量、超低容量、变量喷雾和智能喷雾方向发展。变量喷雾成为喷雾技术的一个重要发展方向和众多植保专家研究的热点。然而,目前变量喷雾的主要手段是采用预混药式,主要通过脉宽调(PWM)或喷雾压力来改变喷施量实现变量喷雾。目前国内变量喷雾主要采用预混药式，药液浓度不变，通过改变施药量得以实现，主要手段有压力式、脉宽调制(PWM)式等。该混药方式存在诸多弊端:①操作人员在配制药液的过程中可能会接触农药，发生农药中毒;②用于喷雾的泵和药液箱直接与农药接触，而农药本身具有腐蚀性，泵和药箱的材质都必须耐腐蚀，导致生产成本增加;③药箱中已混好但未用完的农药造成资源浪费，且药液处理不好还会污染环境。预混式混药方式因其弊端众多不能满足农业可持续发展的要求，而在线混药方式将药箱和水箱分开，利用植保无人机管道系统内部水流或植保无人机管道外部能源完成农药和水在线混合，实现农药的标准化、专业化、精确化施用，且以环保和操纵者安全为核心，符合农业可持续发展的要求。
技术实现思路
本技术目的在于解决上述已有技术存在的不足，提供一种可实现在线混药的植保无人机及其控制系统。为了解决上述技术方案，本技术采用如下技术方案：一种在线混药植保无人机，包括无人机以及设置在无人机上的混药装置，所述混药装置包括外壳、药箱、水箱、混药室以及喷头；所述外壳外挂于无人机上，所述壳体内容纳有药箱、水箱以及混药室；所述药箱以及水箱分别通过输液管与混药室相连接，所述药箱内的原药液以及水箱内的原水通过各自的输液管流入混药室内进行混合；所述混药室内的药液通过输液管流向喷头并经由喷头输送至外界。其中，所述混药室底部与水泵相连接，所述混药室内流出的混合药液通过水泵内的叶轮进行搅拌混合。该药箱以及水箱通向混药室的输液管上均依次设置有单向阀、流量计以及流量控制阀，所述流量计用以检测原水和原药液的流量，所述流量控制阀用以控制原水和原药液的流量。该水泵通向喷头的输液管上连接有药液浓度检测装置，所述输液管与药液浓度检测装置通过连接管进行连接，所述输液管内的药液通过上侧的连接管进入药液浓度检测装置内，所述药液浓度检测装置内的药液通过下侧的连接管回流至输液管；所述药液浓度检测装置包括保护壳、透明管、光源件、光电传感器，所述连接管穿过保护壳与设置在保护壳内部的透明管相连通，所述光源件与光电传感器设置在保护壳内壁上且对称位于透明管两侧，所述光电传感器与微处理器相连接。该混药装置至少包括一个，所述喷头至少包括一个。同时，本技术还提供了该在线混药植保无人机的控制系统，包括：原水流量检测单元，用以检测水箱内流出的原水单位时间内的流量值并将信号输送至微处理单元；原药液流量检测单元，用以检测药箱内流出的原药液单位时间内的流量值并将信号输送至微处理单元；原水流量控制阀，用以接收微处理单元发出的信号来控制水箱内流出的原水单位时间内的流量值；原药液流量流量控制阀，用以接收微处理单元发出的信号来控制药箱内流出的原药液单位时间内的流量值；电磁阀，用以接收微处理单元发出的信号来控制药液是否从喷头中喷出；药液浓度检测单元，所述药液浓度检测单元用以检测混合药液的浓度并将信号输送至微处理单元；微处理单元，用以接收信号并发出控制信号。该药液浓度检测单元通过光电传感器接收光变信号并输送至微处理单元，通过微处理单元将光变信号转换为药液浓度信号并输送至显示屏。且，该控制系统还包括液位检测单元以及警报单元，所述液位检测单元通过液位传感器检测水箱以及药箱内的液位并将信号A输送至微处理单元，当检测到水箱以及药箱内的液体高度高于限定高度时，发出信号A=1，微处理单元接收信号不做反应；当检测到水箱或者药箱内的液体高度低于限定高度时，发出信号A=0，微处理单元接收信号并发出信号控制警报器工作。本技术的意义在于，采用传统人工预混的方式不仅混药质量不高、混药比例难以控制，而且操作人员很容易接触到人体而对身体造成危害，预混式混药方式因其弊端众多不能满足农业可持续发展的要求，而在线混药方式将药箱和水箱分开，利用植保无人机系统内部水流或管道外部能源完成农药和水在线混合，实现农药的标准化、专业化、精确化施用，且以环保和操纵者安全为核心，符合农业可持续发展的要求。附图说明图1为本技术的整体示意图；图2为本技术中在线混药装置的示意图；图3为本技术中在线混药装置的另一结构图；图4为本技术中药液浓度检测装置的示意图；图5为本技术控制系统的结构图。具体实施方式下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。如图1所示，本技术提供了一种在线混药植保无人机，包括无人机1以及设置在无人机1上的混药装置2，该无人机1可以采用固定翼式、单旋翼市或者多旋翼式无人机，固定翼飞机主要应用于农田信息采集与农田遥感。固定翼飞机载量大、飞行速度快、作业效率高，作业时采用超低空飞行，距作物冠层5~7m，对作业区域地形条件要求较高；单旋翼直升机和多旋翼直升机多用于植保作业，使用直升机作业，螺旋桨造成的空气涡流能使农药喷洒到植物茎叶的背面，提高喷洒效果，与固定翼飞机相比耗油量稍大，可以垂直起降，起飞降落的场地占用少，空中飞行速度调节灵活，适应于地形较复杂的地区，装载质量在5kg到30kg之间，能够满足中小田块的农药喷洒需求，其中，多旋翼植保无人机采用对称结构的多个旋转中心带动旋翼产生风力进行飞行作业，其相较于单旋翼无人机价格更为实惠，操作更为灵活以及容易学会，适合作为本技术的无人机载体选择。如图2所示其中，混药装置2包括外壳3、药箱4、水箱5、混药室6以及喷头7；外壳采用PVC外壳或者铝制外壳，起到固定内部部件的作用，同时降低整体的重量，药箱与水箱固定在外壳内部，且药箱与水箱的顶部最好与外壳顶部相贴合，在对应的顶部设置有开口，通过开口可以将对应的原水以及原药液注入药箱以及水箱内，开口通过柱塞进行封闭，混药室是药液与水混合的场所,在本技术中采用比输送管粗的不锈钢管或铜管制成，管径在10cm左右，给予一个较为充分的混合空间。药箱与水箱可以单独设置，也可以如图3所示，采用一个整体的箱体，然后在箱体内部设置隔板，利用隔板将箱体分割成两个独立的部分，在箱体两个独立的部分内，分别储存原药液以及原水，采用该设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在线混药植保无人机，包括无人机以及设置在无人机上的混药装置，其特征在于，所述混药装置包括外壳、药箱、水箱、混药室以及喷头；所述外壳外挂于无人机上，所述壳体内容纳有药箱、水箱以及混药室；所述药箱以及水箱分别通过输液管与混药室相连接，所述药箱内的原药液以及水箱内的原水通过各自的输液管流入混药室内进行混合；所述混药室内的药液通过输液管流向喷头并经由喷头输送至外界。

【技术特征摘要】
1.在线混药植保无人机，包括无人机以及设置在无人机上的混药装置，其特征在于，所述混药装置包括外壳、药箱、水箱、混药室以及喷头；所述外壳外挂于无人机上，所述壳体内容纳有药箱、水箱以及混药室；所述药箱以及水箱分别通过输液管与混药室相连接，所述药箱内的原药液以及水箱内的原水通过各自的输液管流入混药室内进行混合；所述混药室内的药液通过输液管流向喷头并经由喷头输送至外界。2.根据权利要求1所述在线混药植保无人机，其特征在于，所述混药室底部与水泵相连接，所述混药室内流出的混合药液通过水泵内的叶轮进行搅拌混合。3.根据权利要求1所述在线混药植保无人机，其特征在于，所述药箱以及水箱通向混药室的输液管上均依次设置有单向阀、流量计以及流量控制阀，所述流量计用以检测原水和原药液的流量，所述流量控制阀用以控制原水和原药液的流量。4.根据权利要求2所述在线混药植保无人机，其特征在于，所述水泵通向喷头的输液管上连接有药液浓度检测装置，所述输液管与药液浓度检测装置通过连接管进行连接，所述输液管内的药液通过上侧的连接管进入药液浓度检测装置内，所述药液浓度检测装置内的药液通过下侧的连接管回流至输液管；所述药液浓度检测装置包括保护壳、透明管、光源件、光电传感器，所述连接管穿过保护壳与设置在保护壳内部的透明管相连通，所述光源件与光电传感器设置在保护壳内壁上且对称位于透明管两侧，所述光电传感器与微处理器相连接。5.根据权利要求1所述在线混药植保无人...

【专利技术属性】
技术研发人员：李廷，周乐，
申请(专利权)人：嘉兴职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33