无人机喷药控制系统、喷药装置以及无人机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及农牧业智能化装备技术领域，具体而言，涉及一种无人机喷药控制系统、喷药装置以及无人机，该系统包括：信息采集装置、信息处理装置以及水泵驱动器；信息采集装置用于实时采集无人机的飞行速度信息和喷药装置的当前流速信息并发送至信息处理装置；信息处理装置用于根据无人机的飞行速度信息，按照预设的规则计算喷药预流速，根据喷药预流速和当前流速信息，生成水泵流量控制修正信号；还用于根据水泵流量控制修正信号对原始水泵流量控制信号进行修正，生成水泵流量控制信号；水泵驱动器用于根据水泵流量控制信号调节喷药装置的流速。这样，不需要无人机驾驶员和农业人员的共同配合，就能够精确的控制喷药过程，实现喷药控制智能化。

UAV spraying control system, spraying device and unmanned aerial vehicle (UAV)

The present invention relates to the technical field of agriculture and animal husbandry, intelligent equipment and specifically relates to a UAV spraying control system, spraying device and UAV, the system comprises an information acquisition device, information processing device and the pump drive; information acquisition device for collecting real-time information and flight speed of spraying device of UAV's current velocity the information is sent to the information processing apparatus; information processing device according to the information of the UAV flight speed, spraying velocity according to the preset pre calculation rules, according to the current information and pre spraying flow, pump flow control signal generation correction; also used to pump flow control signal of the original fixed pump flow control signal is modified, generating pump flow control signal; the pump drive pump flow control signal according to the adjustment of spraying device Current Speed\u3002 In this way, without the cooperation between the drone pilot and the agricultural staff, the spraying process can be controlled accurately and the intellectualization of spraying control can be realized.

【技术实现步骤摘要】
无人机喷药控制系统、喷药装置以及无人机
本专利技术涉及农牧业智能化装备
，具体而言，涉及一种无人机喷药控制系统、喷药装置以及无人机。
技术介绍
近年来随着民用无人机的发展，植保无人机也开始“飞”入寻常百姓家。植保无人机，一般由飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分组成，用于实现对农林植物的喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。植保无人机飞行速度快，无复杂地形限制，规模作业能达到每小时120-150亩，其效率比常规喷洒至少高出100倍；植保无人机通过飞行遥控器或地面站操作，喷洒作业人员远距离操作，避免了其暴露于农药下的危险，提高了喷洒作业的安全性。专利技术人在研究的过程中发现，目前的植保无人机，其喷洒机构通常是在普通的多轴遥控无人机上挂载喷药设备，通过单独的开关进行控制，需要无人机驾驶员和农业人员共同配合，操作复杂并且难以精确地控制喷药过程。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种无人机喷药控制系统、喷药装置以及无人机，能够实现智能化喷药控制，使喷药控制更加精确且操作更加简单。第一方面，本专利技术实施例提供了一种无人机喷药控制系统，该系统包括：信息采集装置、信息处理装置以及水泵驱动器；信息采集装置，用于实时采集无人机的飞行速度信息以及喷药装置的当前流速信息，并发送至信息处理装置；信息处理装置，用于根据无人机的飞行速度信息，按照预设的规则计算喷药预流速，并根据喷药预流速以及当前流速信息，生成水泵流量控制修正信号；信息处理装置，还用于根据水泵流量控制修正信号对原始水泵流量控制信号进行修正，生成水泵流量控制信号；水泵驱动器，用于根据水泵流量控制信号调节喷药装置的流速。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，信息采集装置包括：飞行速度采集装置以及流速信息采集装置；其中，飞行速度采集装置包括：位置传感器或者速度传感器；流速信息采集装置包括：流速传感器；位置传感器，用于采集无人机的控制杆位置信息，并根据控制杆位置信息计算无人机的飞行速度信息；速度传感器，安装于无人机上，用于直接获取无人机的飞行速度信息；流速传感器，用于采集当前流速信息。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该系统还包括：信号接收机以及飞行控制器；信号接收机，用于从遥控器或者上位机接收原始水泵流量控制信号，并将原始水泵流量控制信号发送至飞行控制器；飞行控制器，用于将原始水泵流量控制信号转发至信息处理装置。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，飞行控制器还连接有光耦隔离电路；飞行控制器，还用于将原始水泵流量控制信号通过PWM通道输出，并经过光耦隔离电路后，转化为数字信号，输出至信息处理装置。结合第一方面的前三种可能的实施方式中的任意一种，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据喷药预流速以及当前流速信息，生成水泵流量控制修正信号，具体包括：将喷药预流速以及当前流速信息进行差值运算，获得水泵流量控制修正信号。结合第一方面的前三种可能的实施方式中的任意一种，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，水泵驱动器用于根据水泵流量控制信号调节喷药装置的流速具体包括：水泵驱动器将水泵流量控制信号转换为功率驱动信号，对水泵进行驱动控制。结合第一方面的前三种可能的实施方式中的任意一种，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，信息采集装置还包括：高度传感器；高度传感器，用于采集农药水箱的液面高度信息，并将农药水箱的液面高度信息发送至信息处理装置；信息处理装置，还用于根据液面高度信息以及预设的液面高度预警阈值，判断农药水箱内的液面高度是否达到预警的阈值；如果是，则生成报警信号向外界发送。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：药液高度报警器；药液高度报警器，用于接收报警信号，并在接收到报警信号后，自动声光报警并发送相应的动作信号；动作信号包括：无人机自动返航信号或者无人机悬停信号。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种喷药装置，该装置包括：水箱框架、农药水箱、喷药水泵、输药管路以及雾化喷雾器；农药水箱安装在水箱框架上；农药水箱与喷药水泵的进液口连通；输药管路的入口与喷药水泵的出液口连通；输药管路的出口与雾化喷雾器连接；喷药水泵还连接有如第一方面任意一项所述的无人机喷药控制系统。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种无人机，该无人机包括：无人机本体以及第二方面所述的喷药装置；喷药装置挂载在无人机本体的中心板下方。本专利技术实施例提供了一种无人机喷药控制系统，该系统包括：信息采集装置、信息处理装置以及水泵驱动器；其中，信息采集装置，用于实时采集无人机的飞行速度信息以及喷药装置的当前流速信息，并发送至信息处理装置；信息处理装置，用于根据无人机的飞行速度信息，按照预设的规则计算喷药预流速，并根据喷药预流速以及当前流速信息，生成水泵流量控制修正信号；信息处理装置还用于根据水泵流量控制修正信号对原始水泵流量控制信号进行修正，生成水泵流量控制信号；水泵驱动器用于根据水泵流量控制信号调节喷药装置的流速。本专利技术实施例所提供的无人机喷药控制系统、喷药装置以及无人机，与现有技术中植保无人机需要无人机驾驶员和农业人员共同配合，才能进行喷药操作过程相比，只需要首先从外界(例如上位机、遥控器等)获得一个原始水泵流量控制信号，驱动水泵开始运转。水泵运转之后，信息采集装置能够实时采集到喷药装置的当前流速信息以及无人机飞行速度信息。然后信息处理装置会根据无人机的飞行速度信息，按照预设的规则计算喷药预流速，再根据喷药预流速以及当前流速信息，生成水泵流量控制修正信号，从而，对原始水泵流量控制信号进行修正，生成水泵流量控制信号，输出给水泵驱动器，水泵驱动器再根据水泵流量控制信号调节喷药装置的流速。这样，通过对无人机飞行速度和喷药装置流速的实时监测，结合一定的算法控制，得到了基于原始水泵流量控制信号的、并与飞行速度相关的修正后的水泵控制信号，在不需要无人机驾驶员和农业人员的共同配合下，就能够精确的控制喷药过程，实现喷药控制智能化。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例所提供的一种无人机喷药控制系统的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例所提供的另一种无人机喷药控制系统的具体结构示意图；图3示出了本专利技术实施例所提供的一种喷药装置的结构示意图；图4示出了本专利技术实施例所提供的一种无人机的结构示意图。图示说明：1-无人机喷药控制系统、2-喷药装置、3-无人机；11-信息采集装置、12-信息处理装置、13-水泵驱动器、14-信号接收机、15-飞行控制器、16-光耦隔离电路、17-药液高度报警器；21-水箱框架、22-农药水箱、23-喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机喷药控制系统，其特征在于，所述系统包括：信息采集装置、信息处理装置以及水泵驱动器；所述信息采集装置，用于实时采集无人机的飞行速度信息以及喷药装置的当前流速信息，并发送至所述信息处理装置；所述信息处理装置，用于根据所述无人机的飞行速度信息，按照预设的规则计算喷药预流速，并根据所述喷药预流速以及所述当前流速信息，生成水泵流量控制修正信号；所述信息处理装置，还用于根据所述水泵流量控制修正信号对原始水泵流量控制信号进行修正，生成水泵流量控制信号；所述水泵驱动器用于根据所述水泵流量控制信号调节喷药装置的流速。

【技术特征摘要】
1.一种无人机喷药控制系统，其特征在于，所述系统包括：信息采集装置、信息处理装置以及水泵驱动器；所述信息采集装置，用于实时采集无人机的飞行速度信息以及喷药装置的当前流速信息，并发送至所述信息处理装置；所述信息处理装置，用于根据所述无人机的飞行速度信息，按照预设的规则计算喷药预流速，并根据所述喷药预流速以及所述当前流速信息，生成水泵流量控制修正信号；所述信息处理装置，还用于根据所述水泵流量控制修正信号对原始水泵流量控制信号进行修正，生成水泵流量控制信号；所述水泵驱动器用于根据所述水泵流量控制信号调节喷药装置的流速。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集装置包括：飞行速度采集装置以及流速信息采集装置；其中，所述飞行速度采集装置包括：位置传感器或者速度传感器；所述流速信息采集装置包括：流速传感器；所述位置传感器，用于采集无人机的控制杆位置信息，并根据所述控制杆位置信息计算无人机的飞行速度信息；所述速度传感器，安装于无人机上，用于直接获取无人机的飞行速度信息；所述流速传感器，用于采集所述当前流速信息。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：信号接收机以及飞行控制器；所述信号接收机，用于从遥控器或者上位机接收原始水泵流量控制信号，并将所述原始水泵流量控制信号发送至所述飞行控制器；所述飞行控制器用于将所述原始水泵流量控制信号转发至所述信息处理装置。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述飞行控制器还连接有光耦隔离电路；所述飞行控制器还用于将所述原始水泵流量控制信号通过PWM通道输出，并经过所述光耦隔离电路后，转化为数字信号，输出至所述信息处理装置。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁志宏，张建超，葛延，
申请(专利权)人：内蒙古农业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15