一种用于物料流量控制的无人机撒播装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于物料流量控制的无人机撒播装置及其控制方法，由物料箱、出料调节单元、流量检测单元、物料撒播单元、控制模块和底板组成。采用本发明专利技术中的撒播装置以及物料流量控制方法，可实时监测物料箱内的物料存量以及物料流速，计算单位面积播种量或施肥量，提高农用无人机田间作业效率和质量；并能使物料流出更均匀，解决了目前多旋翼飞行器低空作业撒播种子或肥料区域不均的问题。

An unmanned aerial vehicle (UAV) sowing device and its control method for material flow control

The invention discloses a UAV sowing device for material flow control and a control method thereof, which are composed of a material box, a discharging adjusting unit, a flow detecting unit, a material broadcast unit, a control module and a floor plate. The sowing device in the invention and material flow control method, real-time monitoring of the material box material stock and flow of materials, sowing quantity calculation or fertilization amount per unit area, improve the UAV field work efficiency and quality; and can make the material flow more uniform, solves the problem of multi rotor aircraft at low altitude working seed or fertilizer regional inequality.

【技术实现步骤摘要】
一种用于物料流量控制的无人机撒播装置及其控制方法
本专利技术涉及农用无人飞行器低空作业的
，具体涉及一种用于物料流量控制的无人机撒播装置及其控制方法。
技术介绍
农用无人飞行器低空作业涉及喷药作业、辅助授粉作业、撒播作业和农情信息监测作业等方面。目前各类无人机在上述领域中的应用正蓬勃开展中，但尚未达到成熟应用的程度，其中一个重要原因是撒播作业效果不佳，当前影响农用无人机撒播作业效果的主要因素有：飞行器飞行速度和高度、飞行器的航线、撒播装置的流量均匀度、密度和撒播幅宽等。因此，设计出一种流量变量控制的撒播装置，根据物料流量变化、飞行器的飞行速度变化和飞行高度变化来控制物料流量和撒播幅宽，是本领域技术人员亟待解决的关键技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：为了解决上述
技术介绍
中的现有技术存在的问题，提供一种用于物料流量控制的无人机撒播装置及其控制方法，提高无人机的撒播均匀度，节省物料，改善作业效果。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于物料流量控制的无人机撒播装置，由物料箱、出料调节单元、流量检测单元、物料撒播单元和控制模块组成，物料箱包括箱盖和箱体，箱盖与箱体铰链连接，箱盖上的边缘设有入料口，箱体底部设有出料口；物料撒播单元位于物料箱下方，由侧板、撒播盘电机、减速器和撒播盘组成，侧板通过螺钉连接在物料箱的底部，侧板上设有撒播口，内侧设置有撒播盘，减速器通过螺钉安装在物料箱箱体底部，其输出轴与撒播盘相接，撒播盘电机与控制模块连接；出料调节单元位于物料箱下方，由开关挡板、动力机构、防尘板和限位板组成，开关挡板覆盖于物料箱出料口下方，其面积大于出料口面积，动力机构移动开关挡板以调节出料口的开口大小，限位板位于开关挡板外侧以防止其掉落，防尘板与物料箱体螺钉连接，限位板和防尘板螺钉连接，开关挡板放在限位板和防尘板之间；流量检测单元包括方向感应器、底板和压力传感器，方向感应器安装在物料箱上，底板设置在物料箱下方，与无人机的连接件螺栓连接，前后设有防止物料箱掉落的挡板，压力传感器安装在底板上，物料箱放在压力传感器；控制模块与出料调节单元、流量检测单元、撒播盘电机连接，控制模块通过流量检测单元传输过来的数据来控制出料调节单元和物料撒播单元。优选地，撒播盘为圆盘形，其上侧设有与撒播盘同轴的圆台和抛撒肥料的叶片，圆台设有与撒播盘同轴的孔，孔的侧面设有卡槽；减速器输出轴的侧面设有卡榫，减速器输出轴套入撒播盘的孔内后，卡榫卡入到撒播盘的卡槽中。优选地，撒播盘和减速器输出轴之间设有防止撒播盘脱出的锁紧机构；所述锁紧机构由设置在减速器输出轴上端内的螺纹孔和穿过撒播盘拧进到该螺纹孔中的螺栓组成。优选地，减速器输出轴上设有圆柱形凸台，凸台轴心与减速器输出轴轴心不同轴，凸台侧面与减速器的输出轴侧面内切。优选地，防尘板上设有一个长方形开口，该开口与物料箱出料口相对应，大小和形状相等，开口长边的两侧分别设有一个导向件；防尘板上还有一个起到限位作用的长方形凸台，导向件和长方形凸台共同限制开关挡板的位置。优选地，出料调节单元中的动力机构由滚珠直线导轨滑台和连接件组成，滚珠直线导轨滑台与物料箱螺栓连接，连接件一端通过螺栓安装在滚珠直线导轨滑台的滑台上，另一端与开关挡板铰链连接，滚珠直线导轨滑台的步进电机与控制模块连接。优选地，开关挡板上还设有两个槽，其中一个槽槽宽与减速器上的圆柱形凸台直径相等，减速器上的圆柱形凸台安装在该槽内；另一个槽槽宽大于防尘板上长方形凸台长边的长度，防尘板上的长方形凸台安装在该槽内。优选地，入料口上设有挡板，挡板与箱盖铰链连接，通过有弹性的勾子扣在箱体上。优选地，物料箱采用轻质材料制造，其内部为漏斗状，两侧设有与无人机脚架相对应的轨道。本专利技术还公开了一种使用物料流量控制的无人机撒播装置的控制方法，包括以下步骤：A.将物料箱置于压力传感器上，装载物料，初始化，入料口呈关闭状态；B.方向传感器检测物料箱的状态，压力传感器检测物料箱作用于压力传感器上产生的压力值，方向传感器和压力传感器的数据被传输至控制模块，控制模块通过算法运算计算得出物料箱的装载量，结合当前出料口的开口量，控制模块通过算法运算计算得出物料流速，在当前的物料流速的基础上，控制下一次撒播时出料口的开口量和撒播盘的转速。C.当物料未排净时，循环步骤B，待排净后，关闭出料口。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术可以实时监测物料箱内的物料存量以及物料流速，计算单位面积播种量或施肥量，提高农用无人机田间作业效率和质量；（2）本专利技术能够使物料流出更均匀，解决了目前多旋翼飞行器低空作业撒播种子或肥料区域不均的问题。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术的撒播装置立体结构示意图图2为本专利技术的撒播装置俯视图图3为本专利技术的撒播装置装在无人机立体结构示意图图4为本专利技术的撒播装置中的物料撒播单元立体结构示意图图5为本专利技术的撒播装置中的出料调节单元立体结构示意图图6为本专利技术的撒播装置中的物料撒播单元分解结构示意图图7为本专利技术的撒播装置中的防尘板立体结构示意图其中：1、无人机2、箱盖3、箱体4、方向传感器5、底板6、侧板7、撒播盘8、防尘板9、开关挡板10、连接件11、限位板12、减速器13、滚珠直线导轨滑台14、电机15、撒播口16、压力传感器17、挡板18、圆台19、叶片20、圆柱形凸台21、长方形凸台22、导向件。具体实施方式现在结合附图对专利技术进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。一种用于物料流量控制的无人机撒播装置，由物料箱、出料调节单元、流量检测单元、物料撒播单元和控制模块组成。物料箱包括箱盖2和箱体3，箱盖2与箱体3铰链连接，箱盖上的边缘设有入料口，箱体底部设有出料口；入料口上设有挡板17，挡板17与箱盖2铰链连接，通过有弹性的勾子扣在箱体3上；物料箱采用轻质材料制造，其内部为漏斗状，两侧设有与无人机脚架相对应的轨道。物料撒播单元位于物料箱下方，由侧板6、撒播盘电机14、减速器12和撒播盘7组成，侧板6通过螺钉连接在物料箱的底部，侧板6上设有撒播口15，内侧设置有撒播盘7，减速器12通过螺钉安装在物料箱箱体3底部，其输出轴与撒播盘7相接，撒播盘电机14与控制模块连接；撒播盘7为圆盘形，其上侧设有与撒播盘7同轴的圆台18和抛撒肥料的叶片19，圆台18设有与撒播盘7同轴的孔，孔的侧面设有卡槽；减速器12输出轴的侧面设有卡榫，减速器12输出轴套入撒播盘7的孔内后，卡榫卡入到撒播盘7的卡槽中；撒播盘7和减速器12输出轴之间设有防止撒播盘7脱出的锁紧机构；锁紧机构由设置在减速器12输出轴上端内的螺纹孔和穿过撒播盘7拧进到该螺纹孔中的螺栓组成；减速器12输出轴上设有圆柱形凸台20，凸台20轴心与减速器12输出轴轴心不同轴，凸台20侧面与减速器12的输出轴侧面内切。由于凸台20轴心与输出轴轴心不同轴，所以减速器12输出轴转动，减速器12的圆柱凸台20绕输出轴轴线转动，带动开关挡板9以开关挡板9与连接件10铰链连接处为圆心做往复旋转的运动，防止出料口堵塞。出料调节单元位于物料箱下方，由开关挡板9、动力机构、防尘板8和限位板11组成，开关挡板9覆盖于物料箱出料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于物料流量控制的无人机撒播装置，由物料箱、出料调节单元、流量检测单元、物料撒播单元和控制模块组成，其特征在于：所述物料箱包括箱盖和箱体，箱盖与箱体铰链连接，箱盖上的边缘设有入料口，箱体底部设有出料口；所述物料撒播单元位于物料箱下方，由侧板、撒播盘电机、减速器和撒播盘组成，侧板通过螺钉连接在物料箱的底部，侧板上设有撒播口，内侧设置有撒播盘，减速器通过螺钉安装在物料箱箱体底部，其输出轴与撒播盘相接，撒播盘电机与控制模块连接；所述出料调节单元位于物料箱下方，由开关挡板、动力机构、防尘板和限位板组成，开关挡板覆盖于物料箱出料口下方，其面积大于出料口面积，动力机构移动开关挡板以调节出料口的开口大小，限位板位于开关挡板外侧以防止其掉落，防尘板与物料箱体螺钉连接，限位板和防尘板螺钉连接，开关挡板放在限位板和防尘板之间；所述流量检测单元包括方向感应器、底板和压力传感器，方向感应器安装在物料箱上，底板设置在物料箱下方，与无人机的连接件螺栓连接，前后设有防止物料箱掉落的挡板，压力传感器安装在底板上，物料箱放在压力传感器；所述控制模块与出料调节单元、流量检测单元、撒播盘电机连接，控制模块通过流量检测单元传输过来的数据来控制出料调节单元和物料撒播单元。...

【技术特征摘要】
1.一种用于物料流量控制的无人机撒播装置，由物料箱、出料调节单元、流量检测单元、物料撒播单元和控制模块组成，其特征在于：所述物料箱包括箱盖和箱体，箱盖与箱体铰链连接，箱盖上的边缘设有入料口，箱体底部设有出料口；所述物料撒播单元位于物料箱下方，由侧板、撒播盘电机、减速器和撒播盘组成，侧板通过螺钉连接在物料箱的底部，侧板上设有撒播口，内侧设置有撒播盘，减速器通过螺钉安装在物料箱箱体底部，其输出轴与撒播盘相接，撒播盘电机与控制模块连接；所述出料调节单元位于物料箱下方，由开关挡板、动力机构、防尘板和限位板组成，开关挡板覆盖于物料箱出料口下方，其面积大于出料口面积，动力机构移动开关挡板以调节出料口的开口大小，限位板位于开关挡板外侧以防止其掉落，防尘板与物料箱体螺钉连接，限位板和防尘板螺钉连接，开关挡板放在限位板和防尘板之间；所述流量检测单元包括方向感应器、底板和压力传感器，方向感应器安装在物料箱上，底板设置在物料箱下方，与无人机的连接件螺栓连接，前后设有防止物料箱掉落的挡板，压力传感器安装在底板上，物料箱放在压力传感器；所述控制模块与出料调节单元、流量检测单元、撒播盘电机连接，控制模块通过流量检测单元传输过来的数据来控制出料调节单元和物料撒播单元。2.根据权利要求1所述的一种用于物料流量控制的无人机撒播装置，其特征在于：撒播盘为圆盘形，其上侧设有与撒播盘同轴的圆台和抛撒肥料的叶片，圆台设有与撒播盘同轴的孔，孔的侧面设有卡槽；减速器输出轴的侧面设有卡榫，减速器输出轴套入撒播盘的孔内后，卡榫卡入到撒播盘的卡槽中。3.根据权利要求1所述的一种用于物料流量控制的无人机撒播装置，其特征在于：撒播盘和减速器输出轴之间设有防止撒播盘脱出的锁紧机构；所述锁紧机构由设置在减速器输出轴上端内的螺纹孔和穿过撒播盘拧进到该螺纹孔中的螺栓组成。4.根据权利要求1所述的一种用于物料流量控制的无人机撒播装置，其特征在于：减速器输出轴上设有圆柱形凸台，凸台轴心与减速器输出轴轴心不同轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭孝东，兰玉彬，魏志良，吴子杰，张亚莉，欧阳帆，张建瓴，李继宇，王建华，肖克辉，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44