一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法技术

一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法。本发明专利技术涉及农林施肥和植保领域，具体涉及一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法。本发明专利技术公开了一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法，所述该方法主要包括以下环节：环节1，装置整体布局构成；环节2，整体工作流程；环节3，装置控制及爆破仿真验证。本发明专利技术提供的一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法可用于大面积农作物的施肥植保作业，同时在针对丘陵山区、高原以及古树林地带个别需要施肥植保的农林作物作业时，可有效降低传统施肥和植保作业过程中产生的化肥和农药浪费问题，也为农户的施肥植保作业方式提供更多选择，达到节省农户人力，提高农时效率的目的。提高农时效率的目的。提高农时效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法


[0001]本专利技术涉及农林施肥和植保领域，具体涉及一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法。

技术介绍

[0002]目前针对大型农田作物以及树木的施肥及植保作业主要还是依赖于传统农业机械及人工来完成，但对于丘陵山区、高原以及古树林地带，因势地形的影响，农业机械及人工很难进行现场施肥及植保作业的问题，有的地区普遍会借助农用无人机自身灵活且受地势地形影响较小的特点，使用其搭载相关作业装置来完成施肥及植保作业。
[0003]当前利用无人机开展施肥作业的装置大多采用离心转盘式结构，通过离心转盘的离心力实现取料和撒施；在无人机植保作业方面多采用气压式，通过气泵充电来做功充气，将气体冲压进入加压输气管中，通过加压输气管将气体通过加压输气管中的内置气管压入药液罐体上端的密封空间，当密封空间中的压强超出额定值时，密封滑板被动向下运动，内置气管下端的药液被动向药液输出管输送，通过喷出罩喷射而出。
[0004]以上所述农林施肥和植保作业方式多适用于需要进行大面积施肥和植保的农田或树林，针对性强且作业方式较为单一。在面向丘陵山区、高原以及古树林地带的个别需要施肥(比如枸杞树会在每年的5月
‑
7月进行叶面施肥以及可针对树林中某一棵患病的树木)和植保的农作物及树木运用此方式作业并不是唯一方案，且作业后容易造成化肥和农药的浪费。因此，针对此问题，急需在农林施肥和植保作业方式上进行方法的创新。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种不仅适用于大面积农林施肥及植保作业，而且在针对丘陵山区、高原以及古树林地带中个别需要施肥和植保的农林作物中同样可以适用的新方式、新方法。
[0006]为实现以上目的，本专利技术提供以下技术方案：所述的一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法的步骤包括：装置整体布局构成、工作流程、装置控制及爆破仿真验证。其中所述一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法中装置整体布局组成所需的设备有：农用植保无人机(其包括机臂、螺旋桨、无刷电机、下中心板以及弹体投放控制装置)，农林多用途施肥植保弹；所述一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法中的工作流程详见实施方式和附图；所述一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法中的装置控制及爆破仿真所用材料采用农林多用途施肥植保弹与颗粒状化肥进行仿真举例说明。
[0007]优选的，所述一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法的部分说明具体如下：
[0008]装置整体布局构成中各部件说明：
[0009]1.农用植保无人机，可以是四旋翼，六旋翼，八旋翼等任意一种；
[0010]2.机臂，采用轻质高强度管材组合而成；
[0011]3.螺旋桨，用于提供无人机飞行的升力，螺旋桨传动连接无刷电机；
[0012]4.无刷电机，用于向螺旋桨提供转动的动力，无刷电机固定安装在机臂上；
[0013]5.下中心板，用于承载机臂的安装，机臂固定安装在下中心板上，下中心板上可安装弹体控制装置，用来吊挂农林多用途施肥植保弹；与上中心板构成配合，共同承载机臂的安装；
[0014]6.农林多用途施肥植保弹，其内部组成为：弹体中心部位为爆破装置，四周为施肥或植保所需的颗粒状、粉末状、液体化肥及药液等。
[0015]7.弹体投放控制装置，其均匀安装在植保无人机下中心板上(其可以是简单的单轴舵机或其它可以控制弹体下落的其它型号舵机)，并与弹体构成连接，以此来控制弹体下落的状态，且此装置安装的数量与植保无人机搭载的农林多用途施肥植保弹数量相同。
[0016]一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法的工作流程说明：准备工作：1.根据需要施肥或植保的农林作物面积大小，选择适合的植保无人机型号；2.测试植保无人机的整体性能，包括续航能力、激光测距系统、飞控系统与各部件之间的通信情况以及植保无人机的自主返航能力；3.根据农林作物生长状态所需，选择合适的农林多用途施肥植保弹。工作流程：1.植保无人机到达需要施肥或植保的农林作物上空，机身上的激光测距设备会实时测量农林多用途施肥植保弹距离农林作物顶端的距离，并实时将距离数据传输给无人机飞控系统；2.植保无人机的飞控系统会与无线传输模块通信后将距离数据发送给农林多用途施肥植保弹的弹体控制系统，并通过预设的爆破高度计算出自投弹至爆破所需要的时间；3.当农林多用途施肥植保弹内部的微型控制系统给定投弹信号后，弹体投放控制装置会同时控制开关打开，此时农林多用途施肥植保弹下落，定时装置启动；4.当计时结束后，农林多用途施肥植保弹产生爆破，弹体内的化肥或农药覆盖农林作物，完成对农林作物的施肥(譬如叶面施肥)和植保作业。
[0017]装置控制及爆破仿真验证：1.在确定工作流程的基础上，利用Proteus软件进行控制系统的仿真分析，验证了控制方案是否可行，其中控制算法中用的思想在具体实施方式中展现；2.建立农林多用于施肥植保弹的模型并导入LS
‑
DYNA中，设置弹体内外部的材料属性，其弹体内部的材料选用颗粒状化肥为材料，爆破装置在仿真中设置为使用文中提到过的任何一种爆破方法后的理想状态，并对弹体进行网格划分，最后进行农林多用途施肥植保弹的爆破求解计算，获取仿真后的状态分布图。
[0018]作为本专利技术进一步的方案：农林多用途施肥植保弹的外壳使用可降解材料，弹体在农田或森林实现爆破后不会造成环境的污染和资源的浪费，可降解材料可以是光降解型塑料、生物降解型塑料、光、氧化/生物全面降解性塑料、二氧化碳基生物降解塑料、热塑性淀粉树脂降解塑料等所有隶属于环保材料范畴的其它任何材料。
[0019]作为本专利技术进一步的方案：农林多用途施肥植保弹爆破方式可以采用二氧化碳气
体引爆以及电雷管引爆等其它所有能达到爆破效果的方式。植保弹在爆破分散时不但不会对弹体内的肥料和农药造成破坏，而且在爆破过程中化肥颗粒受到爆破力的影响可能会进一步破碎变小，这也更能加快化肥撒施到农田后的溶解速度，让农作物快速吸收；药物在受到爆破力后会四处飞溅泼洒，作用于大片农作物表面。农林多用途施肥植保弹采取的爆破方式既保证了肥料和药物最大面积作用于农田作物或森林中患有疾病的树木，又脱离了当前已有的气压式喷药和离心式施肥，具有一定的植保效果。
[0020]本专利技术为旨在提供一种能借助植保无人机搭载农林多用途施肥植保弹进行爆破以达到化肥和药物覆盖到农林作物的上方，并实现高效植保效果的技术方案，为农林生产提供了新思路和新手段。
[0021]本专利技术的有益效果：本专利技术基于无人飞行平台下方挂载农林多用途施肥植保弹(其中弹体数量和弹体重量根据无人机实际载重和需要植保区域面积大小来确定)，通过在作物上空投放农林多用途施肥植保弹爆破的方式来实现对作物的作业，是基于无人机气压式和离心式施肥、喷药外的另一种创新性植保理念和方法，可实现对农林作物的大面积或小面积的施肥和植保作业，同时也为农户施肥和植保作业的方式提供更多选择，为农户节省人力，提高农时效率。
[0022]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法，其特征在于，所述的一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法包括以下环节：环节1：装置整体布局构成；环节2：工作流程；环节3：装置控制及爆破仿真验证。2.根据权利要求1所述的一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法，其特征在于，环节1包括以下结构：结构1：农用植保无人机，可以是四旋翼，六旋翼，八旋翼等任意一种；结构2：机臂，采用轻质高强度管材组合而成，为整机提供支撑力；结构3：螺旋桨，用于提供无人机飞行的升力，螺旋桨传动连接无刷电机；结构4：无刷电机，用于向螺旋桨提供转动的动力，无刷电机固定安装在机臂上；结构5：下中心板，用于承载机臂的安装，机臂固定安装在下中心板上，下中心板上可安装弹体控制装置，用来吊挂农林多用途施肥植保弹；结构6：农林多用途施肥植保弹；结构7：弹体投放控制装置。3.根据权利要求2所述的结构6中的农林多用途施肥植保弹，其特征在于，植保无人机搭载弹体的数量和重量根据无人机实际载重和需要植保区域面积大小来确定；农林多功能施肥植保弹的外壳使用可降解材料，其可为光降解型塑料、生物降解型塑料、光、氧化/生物全面降解性塑料、二氧化碳基生物降解塑料、热塑性淀粉树脂降解塑料中的一种；内部组成结构为：弹体中心部位为爆破装置，四周为施肥或植保所需的颗粒状、粉末状、液体化肥及药液，其爆破方式可以采用二氧化碳气体引爆、电雷管引爆及其它所有能达到爆破效果的方式中的一种，譬如高氯酸钾与铝钛合金反应后可发生爆炸。4.根据权利要求2所述的结构7中的弹体投放控制装置，其特征在于其均匀安装在植保无人机下中心板上(其可以是简单的单轴舵机或可以控制弹体下落的其它型号舵机)，并与弹体构成连接，以此来控制弹体下落的状态，且此装置安装的数量与植保无人机搭载的农林多用途施肥植保弹数量相同。5.根据权利要求1所述的一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法，其特征在于，环节2包括以下2个步骤：步骤1：准备工作:步骤2：工作流程。6.根据权利要求5所述的一种基于爆破方式的新型农林施肥及植保方法，其特征在于，环节2中的步骤1包括以下3个子步骤：步骤6
‑
1，根据需要施肥或植保的农林作物面积大小，选择适合的植保无人机型号；步骤6
‑
2，测试植保无人机的整体性能，包括续航能力、激光测距系统、飞控系统与各部件之间的通信情况以及植保无人机的自主返航能...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东，刘玉闯，赵健，马雪怡，王普详，姚陈雨，潘林威，苏小康，冯裕科，程延，陈应毅，马荣宇，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：