一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机制造技术

本发明专利技术公开一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机，包括无人机以及撒播装置；该撒播装置包括物料箱以及撒播机构；所述撒播机构包括正态分布调节模块以及输料模块；所述正态分布调节模块包括壳体、锥形内腔以及多组正态分布调节机构，每组所述正态分布调节机构均包括滑动块、设置在两个滑动块之间的调节杆以及设置在其中一个滑动块上的驱动件；每组正态分布调节机构中的调节杆的数量由上到下逐渐递增；所述输料模块包括设置在所述壳体下端的多个出料管以及吹送机构。该物料精准变量撒播无人机不仅能够实现无人化、智能化以及高效化撒播作业，而且还能调节下落到每个出料管的物料量的不同，从而达到精准变量撒播，撒播的灵活性更高。播的灵活性更高。播的灵活性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机


[0001]本专利技术涉及农用无人机
，具体涉及一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机。

技术介绍

[0002]在国土面积得不到充分利用的情况下，依然存在大量丘陵地带区域得不到有效利用，在南方地区，存在泥沼和浅滩等大量未得到利用的土地，而正常机械并不能很好的深入，进行作业。目前，主要的播种和施肥方式主要采用人力撒播以及机械撒播。人力撒播方式具有效率低、劳动力大、经济效益低、撒播均匀性差的缺陷。机械撒播方式包括手持式机械撒播和行走式机械撒播。手持式机械撒播对提高工作效率的水平非常有限；行走式机械撒播在丘陵地带、泥沼、浅滩等地方存在下田困难，行进速度低下等问题，且容易损坏农田和自身机器遭遇损坏。
[0003]无人机具有全自动自主化、智能化，可以极大的降低人力劳动，提高经济效益。因此，为了解决上述人力撒播以及机械撒播存在的诸多问题，人们开始采用无人机进行播种和施肥。现有的撒播无人机，例如，授权公告号为CN208993929U的技术专利公开了一种物料撒播装置和无人机，包括取料器、接料器、送料器和控制器；取料器包括壳体和取料轮，接料器包括多个接料管；送料器包括多个送料管，并且接料管与送料管一一对应相连通以形成多个独立的接料和送料通道；在撒播时，取料轮旋转，将物料传送至每个接料管中，然后通过送料通道排出物料，实现撒播。但是，上述装置还存在以下不足：
[0004]上述装置在撒播的过程中，物料会均匀下落到每个接料管中，无法调节每个接料管下落不同物料量，撒播灵活性低，无法实现精准变量撒播。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机，该物料精准变量撒播无人机不仅能够实现无人化、智能化以及高效化撒播作业，而且还能调节下落到每个出料管的物料量的不同，从而达到精准变量撒播，撒播的灵活性更高。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机，包括无人机以及撒播装置；所述撒播装置挂载在所述无人机上；该撒播装置包括物料箱以及撒播机构；所述撒播机构包括正态分布调节模块以及设置在所述正态分布调节模块下端的输料模块；其中，
[0008]所述正态分布调节模块包括壳体、设置在所述壳体上的锥形内腔以及设置在所述锥形内腔上的多组正态分布调节机构，所述多组正态分布调节机构沿着竖直方向均匀排列，每组所述正态分布调节机构均包括水平滑动设置在所述壳体前后两端的滑动块、设置在两个滑动块之间的调节杆以及设置在其中一个滑动块上的驱动件；所述调节杆的一端与其中一个滑动块连接，另一端穿过所述锥形内腔后与另一个滑动块连接；其中，每组所述正
态分布调节机构上的调节杆的数量均不相同，每组正态分布调节机构中的调节杆的数量由上到下逐渐递增；所述壳体的上端设有进料口，所述进料口的上端与所述物料箱的出料口连通，所述进料口的下端与所述锥形内腔连通；
[0009]所述输料模块包括设置在所述壳体下端的多个出料管以及用于对每个出料管中的物料进行吹送的吹送机构，所述出料管的上端与所述锥形内腔的下端连通。
[0010]上述基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机的工作原理是：
[0011]无人机搭载有机载电源，工作时，机载电源输电至无人机旋翼、吹送机构；无人机收到指令后，飞向指定作业区域，根据作业区域不同位置所需要的不同物料(肥料、固体颗粒药粒或者种子颗粒)的物料量，通过正态分布调节模块调节每个出料管的不同出料量，吹送机构向出料管中吹风，物料在风力的作用下，加速下落，更加精准的下落到指定的行播中，减少物料下落的偏移和离散，更好的针对不同区域的需要的物料量的不同进行撒播，减低例如农药带来的危害，减少成本的浪费。具体过程为：无人机飞行到指定区域后，无人机控制命令传输到物料箱中的拨料器，控制拨料器的转速进而调节下落到锥形内腔上的物料的数量，下落的物料从壳体上的进料口进入，物料下落过程中，在调节杆的影响下，改变下落轨迹，进而在通过最下端一组正态分布调节机构后，落入每个出料管上的物料量不同；控制系统通过控制驱动件运动，带动滑动块在壳体上运动，从而使得调节杆分别在不同的位置，改变了每组正态分布调节机构的调节杆的位置，或者在无人机起飞前，通过手动推动驱动件运动，改变每组正态分布调节机构的调节杆的位置；通过调节杆在锥形内腔中的位置不同影响物料最后到每个出料管的量不同；在无人机起飞的时候吹送机构就已经开始运作，产生的风力吹入出料管中，在物料达到出料管时，物料进一步在风力的加速度下飞出出料管，走向指定的行播，实现精准变量行播；待指定作业区域作业完成后，无人机在飞控系统的指令下返航，无人机返航至地头，然后进行物料补充和机载电源的更换，更换完成后继续进行相应区域作业，重复以上工作，直至作业区域全部撒播完成。
[0012]本专利技术的一个优选方案，其中，所述吹送机构包括设置在所述壳体下端的机箱、设置在所述机箱内部的风机以及设置在所述机箱与所述出料管之间的多个吹风通道；其中，所述吹风通道与所述出料管一一对应；该吹风通道的一端与所述机箱的内部连通，另一端与所述出料管连通。通过设置上述结构，在撒播时，风机工作，在机箱内产生高速气流，然后通过吹风通道输送，进入出料管中，气流在出料管中对物料进行扰动并向下吹送，使得物料进一步在气流的加速下飞出出料管，走向指定的行播，实现精准变量行播。
[0013]优选地，每个所述吹风通道均包括主通道以及多个支通道，所述主通道的一端与所述机箱的内部连通，所述主通道的另一端与所述多个支通道的一端连通；所述多个支通道的另一端与所述出料管连通。上述结构中，通过设置多个支通道，便于对出料管中的物料进行充分扰动并加速吹送，提高撒播的均匀性。
[0014]优选地，所述支通道倾斜向下设置。采用上述结构，会使得从支通道出来的气流会产生一个倾斜向下的加速度，气流在进入出料管时，会将到达出料管的物料沿着出料管进行向下吹送，物料在风力的加速下，加速飞出出料管，走向指定的行播，减少无人机旋翼风场和外界气流风场的影响，从而实现更加精准的行播。
[0015]优选地，所述壳体的下端设有固定套，所述固定套内置有收拢组件，所述收拢组件上设有多个收拢槽以及设置在每个收拢槽下端且用于连接所述出料管的连接孔；所述收拢
槽的数量与所述出料管的数量相同，所述收拢槽的上端与所述锥形内腔的下端连通；所述收拢槽的下端与所述连接孔的上端连通，所述连接孔的下端与所述出料管的上端连通。通过设置上述结构，收拢组件一方面可以安装出料管，便于出料管的固定，另一方面，收拢组件上的收拢槽可以更好地引导锥形内腔中的物料落入到收拢槽中，然后进入连接孔，最后排入到出料管中。
[0016]进一步地，所述收拢槽的内径沿着竖直向下的方向逐渐减少，其目的在于，起到更好的引导和聚拢物料的效果。
[0017]优选地，所述机箱安装在所述固定套的侧面，该机箱的下端设有导气件，所述导气件延伸至收拢组件的下端，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机，其特征在于，包括无人机以及撒播装置；所述撒播装置挂载在所述无人机上；该撒播装置包括物料箱以及撒播机构；所述撒播机构包括正态分布调节模块以及设置在所述正态分布调节模块下端的输料模块；其中，所述正态分布调节模块包括壳体、设置在所述壳体上的锥形内腔以及设置在所述锥形内腔上的多组正态分布调节机构，所述多组正态分布调节机构沿着竖直方向均匀排列，每组所述正态分布调节机构均包括水平滑动设置在所述壳体前后两端的滑动块、设置在两个滑动块之间的调节杆以及设置在其中一个滑动块上的驱动件；所述调节杆的一端与其中一个滑动块连接，另一端穿过所述锥形内腔后与另一个滑动块连接；其中，每组所述正态分布调节机构上的调节杆的数量均不相同，每组正态分布调节机构中的调节杆的数量由上到下逐渐递增；所述壳体的上端设有进料口，所述进料口的上端与所述物料箱的出料口连通，所述进料口的下端与所述锥形内腔连通；所述输料模块包括设置在所述壳体下端的多个出料管以及用于对每个出料管中的物料进行吹送的吹送机构，所述出料管的上端与所述锥形内腔的下端连通。2.根据权利要求1所述的一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机，其特征在于，所述吹送机构包括设置在所述壳体下端的机箱、设置在所述机箱内部的风机以及设置在所述机箱与所述出料管之间的多个吹风通道；其中，所述吹风通道与所述出料管一一对应；该吹风通道的一端与所述机箱的内部连通，另一端与所述出料管连通。3.根据权利要求2所述的一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机，其特征在于，每个所述吹风通道均包括主通道以及多个支通道，所述主通道的一端与所述机箱的内部连通，所述主通道的另一端与所述多个支通道的一端连通；所述多个支通道的另一端与所述出料管连通。4.根据权利要求3所述的一种基于正态分布模型的物料精准变量撒播无人机，其特征在于，所述支通道倾斜向下设置。5.根据权利要求2所述的一种基于正态分...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰玉彬，韩金钢，宋灿灿，张同升，周楠，孙斌书，刘俪恋，张乐春，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：