[發(fā)明專利]一種農(nóng)用無人機機載農(nóng)藥自動平衡系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103869821A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃良峰;趙婉兒
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興卓群航空科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 韓洪

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及民用航空技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種農(nóng)用無人機機載農(nóng)藥自動平衡系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

利用無人機對大面積的農(nóng)田實施噴藥及施肥工作，減少了勞動里成本，提高了作業(yè)效率，目前已經(jīng)有一些農(nóng)業(yè)大戶開始配備此裝備，在國外更是普及。但是目前無人機有效載藥量小的情況一直存在，隨著發(fā)動機技術(shù)的日益成熟，較長時間的連續(xù)作業(yè)已經(jīng)可以實現(xiàn)，然而往往是燃料只消耗了一半，農(nóng)藥已經(jīng)噴完，必須回機場加注農(nóng)藥，載藥量已經(jīng)成了無人機農(nóng)業(yè)作業(yè)的一個瓶頸。

無人機，因為它結(jié)構(gòu)上存在一定的特殊性，為了滿足飛行的基本空氣動力要求，所以很多部位必須有必要的結(jié)構(gòu)和支撐，但是這些結(jié)構(gòu)和支撐對重量十分敏感，所以看似碩大的無人機機艙，很難把這些空間合理得利用好，同樣，要加大載藥量也不是一味地做大飛機地體積。本發(fā)明就是要解決在有限地機艙空間內(nèi)通過自動平衡系統(tǒng)把農(nóng)藥盡可能地裝多，而且無人機飛行，要滿足縱向、橫向得升力、重力得平衡，也就是所謂得升力焦點和重力焦點。一般飛機得升力焦點都在機翼的大梁上，也就是說飛機機翼產(chǎn)生的升力集中作用在機翼的大梁上，飛機上所有物件的重力也作用在大梁上，液體在一個較大的空間里會自由晃動，這樣會破壞飛機飛行時的平衡問題，所以這就限制了裝農(nóng)藥的容器不能太大，而且還必須在升力中心位置上，這就限制了飛機的載藥量。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種農(nóng)用無人機機載農(nóng)藥自動平衡系統(tǒng)，可以在有限地機艙空間內(nèi)加大農(nóng)藥裝載量，減少往復(fù)次數(shù)，提高無人機工作效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種農(nóng)用無人機機載農(nóng)藥自動平衡系統(tǒng)，包括無人機本體及固定在無人機本體上的藥箱組、電動泵組和平衡控制系統(tǒng)，所述藥箱組由前藥箱組和后藥箱組組成，所述前藥箱組固定在無人機本體的升力焦點O的前方，后藥箱組固定在無人機本體的升力焦點O的后方；前藥箱組中各個藥箱的重量與所述藥箱到升力焦點O的距離乘積之和等于后藥箱組中各個藥箱的重量與所述藥箱到升力焦點O的距離乘積之和；電動泵組驅(qū)動所述的藥箱組，所述藥箱組上固定有重量傳感器，所述無人機本體上固定有加速度傳感器，所述平衡控制系統(tǒng)與電動泵組連接，所述平衡控制系統(tǒng)包括PL控制器、信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和執(zhí)行模塊，重量傳感器和加速度傳感器連接所述信號采集模塊，所述電動泵組連接執(zhí)行模塊。

作為優(yōu)選，所述的前藥箱組包括第一藥箱和第二藥箱，后藥箱組包括第三藥箱和第四藥箱，所述第一藥箱、第二藥箱、第三藥箱和第四藥箱底部均分布設(shè)置有重量傳感器，所述第一藥箱和第二藥箱位于無人機本體的升力焦點O的前方，第三藥箱和第四藥箱位于無人機本體的升力焦點O的后方。

作為優(yōu)選，所述第一藥箱和第二藥箱分別位于無人機本體的左右兩側(cè)，第三藥箱和第四藥箱分別位于無人機本體的左右兩側(cè)。

作為優(yōu)選，所述第一藥箱、第二藥箱、第三藥箱和第四藥箱之間滿足以下公式：

G₁L₁+G₂L₂=G₃L₃+G₄L₄

上述公式中：L₁為第一藥箱A到升力焦點O的距離；L₂為第二藥箱B到升力焦點O的距離；L₃為第三藥箱C到升力焦點O的距離；L₄為第四藥箱D到升力焦點O的距離；G₁為第一藥箱A的重量；G₂為第二藥箱B的重量；G₃為第三藥箱C的重量；G₄為第四藥箱D的重量。

作為優(yōu)選，所述電動泵組包括第一電動泵、第二電動泵、第三電動泵和第四電動泵，第一電動泵驅(qū)動第一藥箱，第二電動泵驅(qū)動第二藥箱，第三電動泵驅(qū)動第三藥箱，第四電動泵驅(qū)動第四藥箱。

作為優(yōu)選，所述第一藥箱、第二藥箱、第三藥箱和第四藥箱經(jīng)通道彼此連通，方便電動泵組調(diào)節(jié)各個藥箱內(nèi)的農(nóng)藥。

作為優(yōu)選，所述藥箱組中各藥箱均設(shè)置有防晃動機構(gòu)，所述防晃動機構(gòu)包括漂浮板和若干漂浮座，所述的漂浮座與漂浮板連接固定，漂浮座具有浮力，從而使得漂浮板漂浮于藥箱的液面上，防止液面產(chǎn)生劇烈的晃動。

作為優(yōu)選，所述藥箱組中各藥箱的內(nèi)壁上開設(shè)有與漂浮座的數(shù)量對應(yīng)的凹槽，所述漂浮座嵌入固定在凹槽內(nèi)，使得凹槽對漂浮座具有定位作用，方便漂浮板跟隨液面在豎直方向上運動，防止液面產(chǎn)生劇烈的晃動。