农用无人机实现的作物自动喷灌设备及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种农用无人机实现的作物自动喷灌设备及控制方法，包括，无人机喷灌单元、喷灌场边控制终端、喷灌监控主机以及服务器；无人机喷灌单元与喷灌场边控制终端保持无线通信；喷灌场边控制终端、喷灌监控主机以及服务器保持通信；本发明专利技术针对速溶性肥料、难溶性肥料以及不溶性肥料的特性，实现液态肥料以及固态肥料喷灌，适用范围广；同时也结合信息技术完成远距离操控，进而实现近时间段的预定喷灌计划和当前马上就需要完成的即时喷灌任务。本发明专利技术可根据农田区域的具体情况来调整喷灌的相关情况，避免资源的浪费，同时无需频繁更换喷头，提高了无人机喷灌过程中的效率；从而方便使用。而方便使用。而方便使用。

【技术实现步骤摘要】
农用无人机实现的作物自动喷灌设备及控制方法


[0001]本专利技术涉及作物灌溉设备相关的
，具体来讲涉及的是一种农用无人机实现的作物自动喷灌设备及控制方法。

技术介绍

[0002]我们是农业大国，农业种植属于生产这种重要大的部分，农业种植中离不开肥料喷灌；然而肥料是指提供一种或一种以上植物必需的营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质，是农业生产的物质基础之一。主要包括磷酸铵类肥料、大量元素水溶性肥料、中量元素肥料、生物肥料、有机肥料、多维场能浓缩有机肥等。随着科技的不断发展，无人机这一曾经仅应用于军事领域的存在，如今正在重新定义精准农业，使得在农场在自家农场中使用无人机的农民数量正在稳步增加；各种无人机提供了低成本的喷灌平台，这样农民就能以经济有效的方式对农作物进行监测和养护，无人机在农业领域的使用带来了很多好处，但就像任何其他技术一样。无人机要实现喷洒作业，那么就需要设置喷灌装置。
[0003]众所周知，随着我国农业科技的不断发展，农业信息化程度随之越来越高；无人机，这一曾经仅应用于军事领域的存在如今正在重新定义精准农业，如今，在农场在自家农场中使用无人机的农民数量正在稳步增加，各种无人机提供了低成本的航空相机和喷灌平台，这样，农民就能以经济有效的方式对农作物进行监测和养护，无人机在农业领域的使用带来了很多好处。另一方面，现有的植保无人机主要由无人机架起药箱进行喷灌，喷灌主要由药箱底部的喷头进行喷洒，但是在对一些病虫害较为严重的区域，底部一个喷头喷灌较慢，虽然有可以控制喷出量的喷头，但是单个喷头有最大量限制，因此需要来回盘旋飞行喷灌，而在轻微地区又不需要大量喷灌，如果来回进行更换喷头又浪费时间且植保无人机的续航有限。同时经过分析发现，现有的作物喷灌方式实施起来自动化程度偏低，虽然现在出现了利用无人机来结合实现作物喷灌，但是喷灌机构的体积大，结构不灵活，往往导致无人机无法很好的与喷灌机构相结合；不适合大区域的操控，缺乏定时发送控制指令和信息。
[0004]目前现有的喷灌装置包括水箱、供液管和喷头，供液管安装于机身上，喷灌主要由药箱底部的喷头进行喷洒，上述喷灌方式仅仅适用于速溶性肥料，即可以完全溶于水的多元复合肥料，它能迅速地溶解于水中，对于难溶性肥料以及不溶性肥料，上述采用喷头喷洒施肥的方式就不再适用。

技术实现思路

[0005]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种农用无人机实现的作物自动喷灌设备及控制方法，针对速溶性肥料、难溶性肥料以及不溶性肥料的特性，实现液态肥料以及固态肥料喷灌，适用范围广；同时也结合信息技术完成远距离操控，进而实现近时间段的预定喷灌计划和当前马上就需要完成的即时喷灌任务。
[0006]本专利技术是这样实现的，构造一种农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；包括，无人机喷灌单元、喷灌场边控制终端、喷灌监控主机以及服务器；其中，无人机喷
灌单元与喷灌场边控制终端保持无线通信；喷灌场边控制终端、喷灌监控主机以及服务器保持通信；喷灌场边控制终端用于采集种植区域的环境数据，并上传至喷灌监控主机以及服务器；服务器用于对环境数据进行分析处理，喷灌监控主机用于向喷灌场边控制终端发送喷灌执行计划和任务；再由喷灌场边控制终端向无人机喷灌单元传达具体的喷灌执行指令。
[0007]根据本专利技术所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元包括减震支架、外壳、旋翼、容器、液态肥料喷灌单元以及固态肥料喷灌单元；还包括设置在外壳上的无人机电池以及控制箱；减震支架安装在外壳的底部；液态肥料喷灌单元包括液态肥喷灌水泵和喷头；固态肥料喷灌单元包括肥料电机托盘、肥料吊桶、电磁铁、肥料电机、肥料拨板、肥料电机挡板；所述外壳外侧设置有容纳马达的电机座；所述旋翼与安装在电机座上的马达输出轴连接；所述容器位于在外壳内，其顶部设置有容器盖，所述容器盖上设置有与容器连接通的进料口，所述进料口上可拆卸设置有盖子；所述外壳顶部可拆卸设置有上盖；所述容器底部安装有液态肥喷灌水泵，其进液口通过进液管与容器连接通，出液口与设置在外壳外侧的喷头连接通；所述容器底部可拆卸设置有与之连接通的肥料吊桶，所述肥料吊桶顶部套设有电磁铁，所述肥料吊桶下部设置有与之一体的环状板，所述环状板上方设置有吊板，所述环状板下方设置有肥料电机托盘，所述肥料电机托盘与吊板通过吊杆连接，所述吊杆与环状板滑动连接；所述肥料电机托盘内安装有肥料电机，所述肥料电机托盘上部设置有将肥料电机密封在肥料电机托盘内的肥料电机挡板，所述肥料电机转轴贯穿肥料电机挡板并安装有肥料拨板。
[0008]根据本专利技术所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元还包括安装在容器盖上的搅拌电机以及设置在容器内并与搅拌电机相连接的搅拌器；通过搅拌电机带动搅拌器转动，加快肥料溶解速率。
[0009]根据本专利技术所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元还包括与外壳铰接的小液压缸以及大液压缸；所述小液压缸输出杆与大液压缸主体铰接，所述电机座安装在大液压缸输出杆上；所述小液压缸和大液压缸分别与控制箱连接，由控制箱对其进行控制。大液压缸可使旋翼收回，小液压缸驱使大液压缸绕其与外壳铰接轴转动，将旋翼放下，便于折叠，节省空间。
[0010]根据本专利技术所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元还包括安装在容器底部的伸缩架，喷头设置在伸缩架底部，每个喷头分别通过软质出液管与液态肥喷灌水泵连通；所述伸缩架具有多个伸缩管，伸缩管外侧段套设在对应的内侧段外侧，并可沿对应的伸缩管轴线滑动，每个伸缩管外侧端底部均设置喷头。此设置的目的在于，滑动伸缩管每段，可将伸缩管拉伸或缩回，以便于调节液态肥料的喷灌范围，同时，将伸缩管缩回后，可节省放置空间，使得结构更为紧凑。
[0011]根据本专利技术所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；控制箱包括无人机执行端的控制模块、存储模块、定时模块、容器内检测及喷灌输出控制模块以及无线通信模块，控制模块与电源模块连接，存储模块、定时模块、容器内检测及喷灌输出控制模块、无线通信模块分别与控制模块连接，控制模块的输出控制小液压缸、大液压缸、马达、搅拌电机以及电磁铁。
[0012]根据本专利技术所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；喷灌场边控制终端包括控制模块、触摸显示屏、存储模块；控制模块分别与触摸显示屏、存储模块、电源、操作人员身份认证模块、环境采集模块连接，环境采集模块与外部的温度传感器、土壤湿度传感器以及风向检测单元连接，喷灌场边控制终端经环境采集模块采集种植区域的环境数据；控制模块还连接有无线通信模块、Rj45有线网络接口、报警模块和工作指示灯。
[0013]根据本专利技术所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；容器内检测及喷灌输出控制模块包括容器内上限电极H、下限电极L、可变电阻器R2、晶体管V1、晶体管V2和继电器K；下限电极L与可变电阻器R2连接，上限电极H和下限电极L分别与电阻器R1与电阻器R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；包括，无人机喷灌单元（100）、喷灌场边控制终端（200）、喷灌监控主机（300）以及服务器（400）；其中，无人机喷灌单元（100）与喷灌场边控制终端（200）保持无线通信；喷灌场边控制终端（200）、喷灌监控主机（300）以及服务器（400）保持通信；喷灌场边控制终端（200）用于采集种植区域的环境数据，并上传至喷灌监控主机（300）以及服务器（400）；服务器（400）用于对环境数据进行分析处理，喷灌监控主机（300）用于向喷灌场边控制终端（200）发送喷灌执行计划和任务；再由喷灌场边控制终端（200）向无人机喷灌单元（100）传达具体的喷灌执行指令。2.根据权利要求1所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元（100）包括减震支架（1）、外壳（2）、旋翼（3）、容器（21）、液态肥料喷灌单元以及固态肥料喷灌单元；还包括设置在外壳（2）上的无人机电池（11）以及控制箱（13）；减震支架（1）安装在外壳（2）的底部；液态肥料喷灌单元包括液态肥喷灌水泵（19）和喷头（12）；固态肥料喷灌单元包括肥料电机托盘（20）、肥料吊桶（23）、电磁铁（24）、肥料电机（25）、肥料拨板（26）、肥料电机挡板（27）；所述外壳（2）外侧设置有容纳马达（9）的电机座（10）；所述旋翼（3）与安装在电机座（10）上的马达（9）输出轴连接；所述容器（21）位于在外壳（2）内，其顶部设置有容器盖（5），所述容器盖（5）上设置有与容器（21）连接通的进料口（15），所述进料口（15）上可拆卸设置有盖子（16）；所述外壳（2）顶部可拆卸设置有上盖（4）；所述容器（21）底部安装有液态肥喷灌水泵（19），其进液口通过进液管（30）与容器（21）连接通，出液口与设置在外壳（2）外侧的喷头（12）连接通；所述容器（21）底部可拆卸设置有与之连接通的肥料吊桶（23），所述肥料吊桶（23）顶部套设有电磁铁（24），所述肥料吊桶（23）下部设置有与之一体的环状板（23
‑
1），所述环状板（23
‑
1）上方设置有吊板（22），所述环状板（23
‑
1）下方设置有肥料电机托盘（20），所述肥料电机托盘（20）与吊板（22）通过吊杆（31）连接，所述吊杆（31）与环状板（23
‑
1）滑动连接；所述肥料电机托盘（20）内安装有肥料电机（25），所述肥料电机托盘（20）上部设置有将肥料电机（25）密封在肥料电机托盘（20）内的肥料电机挡板（27），所述肥料电机（25）转轴贯穿肥料电机挡板（27）并安装有肥料拨板（26）。3.根据权利要求2所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元（100）还包括安装在容器盖（5）上的搅拌电机（14）以及设置在容器（21）内并与搅拌电机（14）相连接的搅拌器（18）。4.根据权利要求3所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元（100）还包括与外壳（2）铰接的小液压缸（7）以及大液压缸（8）；所述小液压缸（7）输出杆与大液压缸（8）主体铰接，所述电机座（10）安装在大液压缸（8）输出杆上；所述小液压缸（7）和大液压缸（8）分别与控制箱（13）连接，由控制箱（13）对其进行控制。5.根据权利要求2所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；所述无人机喷灌单元（100）还包括安装在容器（21）底部的伸缩架（29），喷头（12）设置在伸缩架（29）底部，每个喷头（12）分别通过软质出液管（28）与液态肥喷灌水泵（19）连通；所述伸缩架（29）
具有多个伸缩管（6），伸缩管（6）外侧段套设在对应的内侧段外侧，并可沿对应的伸缩管轴线滑动，每个伸缩管（6）外侧端底部均设置喷头（12）。6.根据权利要求2所述农用无人机实现的作物自动喷灌设备，其特征在于；控制箱（13）包括无人机执行端的控制模块（33）、存储模块（34）、定时模块（35）、容器内检测及喷灌输出控制模块（36）以及无线通信模块（37），控制模块（33）与电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，
申请(专利权)人：成都农业科技职业学院，
类型：发明
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