[發(fā)明專利]基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410267014.X
• 申請(qǐng)日: 2014-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN104002974A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚湘敏;易建強(qiáng);袁如意;蒲志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B64D1/18
• 分類號(hào): B64D1/18;A01M7/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)。

背景技術(shù)

作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化程度及其勞動(dòng)效率的高低是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，施液操作(澆水、施肥、施藥)是一項(xiàng)勞動(dòng)量較大的工作，在廣大農(nóng)村，目前大致有兩種方式：①純?nèi)斯し绞剑趯?shí)行聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制后，每家每戶的土地較少，主要采用背負(fù)式手動(dòng)或電動(dòng)噴霧器；②飛機(jī)施藥，包括有人駕駛(固定翼、直升機(jī)、三角翼、動(dòng)力傘等)和無人駕駛(固定翼、多旋翼、直升機(jī)等)兩種方式。

純?nèi)斯し绞降膬?yōu)點(diǎn)是設(shè)備成本低，適合土地較少的家庭使用，其主要缺陷在于勞動(dòng)效率低、工作時(shí)要近距離接觸所施液體，安全性較低，尤其是在噴灑劇毒農(nóng)藥時(shí)，很容易造成中毒事故。對(duì)比而言，飛機(jī)施藥效率高，然而，其根本的問題在于造價(jià)昂貴、對(duì)操控人員的要求高(有人機(jī)需要駕駛員，無人機(jī)需要操作手)、需要大型場(chǎng)地，因此除大型國(guó)家農(nóng)場(chǎng)、林場(chǎng)外，一般家庭很難承受，實(shí)際上，在我國(guó)南方采用飛機(jī)施液(澆水、施肥、施藥)很少見到。另外，隨著航空技術(shù)的發(fā)展，特別是近年來無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展和完善，以無人機(jī)為載體的無人施液系統(tǒng)已經(jīng)有報(bào)道或示范應(yīng)用，譬如，采用無人傳統(tǒng)直升機(jī)或者無人多旋翼作為載體。然而，這種方式最大的問題在于成本高、載荷能力低、在空時(shí)間短、操作難度大。在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，為了保證施藥效果，一般要求低空慢速飛行，在這種情況下，操作稍有不慎，就會(huì)造成嚴(yán)重的事故，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全存在很大的威脅。囿于這些不利因素，以無人機(jī)為載體的施液系統(tǒng)在農(nóng)村應(yīng)用很少。

因此，旨在克服已有系統(tǒng)的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出了一種基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)，能夠以較高的精度、較快的速度、安全、可靠地在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行施液操作(澆水、施肥、灑農(nóng)藥等)。

本發(fā)明提出的一種基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)，包括：移動(dòng)工作站和多旋翼飛行器，其中：

所述移動(dòng)工作站用于將用戶在移動(dòng)工作站指定的任務(wù)路徑信息傳遞給所述多旋翼飛行器，對(duì)所述多旋翼飛行器發(fā)送的信息進(jìn)行處理和顯示；為所述多旋翼飛行器提供電源；并通過輸液管向所述多旋翼飛行器泵給施液液體；

所述多旋翼飛行器用于拖拽供電線和輸液管，按照所述移動(dòng)工作站發(fā)送的任務(wù)路徑信息飛行、控制施液，并將采集得到的信息和狀態(tài)信息發(fā)送給所述移動(dòng)工作站。

根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有下列有益效果：

①安全性高：其拖拽式工作方式既能夠使人與施液液體保持安全距離，又保證多旋翼飛行器在極限情況下也能受到拖拽輸液管及供電線的約束，不會(huì)失控亂飛，以致于威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全；

②在空時(shí)間長(zhǎng)，作業(yè)面積大：其特有的結(jié)構(gòu)(電源和施液液體均在移動(dòng)工作站上)，多旋翼飛行器無需攜帶電池和施液液體，理論上其在空時(shí)間不受限制，另外，由于移動(dòng)工作站能夠靈活移動(dòng)，因此其作業(yè)面積大，遠(yuǎn)強(qiáng)于目前在空時(shí)間僅為十幾分鐘的已有系統(tǒng)；

③機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：相對(duì)于傳統(tǒng)直升機(jī)，本發(fā)明所涉及的系統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易維護(hù)；

④精度高、速度快：采用GPS定位技術(shù)融合氣壓傳感器定高技術(shù)，三維定位精度較高，從而保證施液效果，另外，多旋翼飛行器能夠以較快速度在空中移動(dòng)，因此施液速度快、效率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的拖拽式無人施液系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電控子系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的自動(dòng)駕駛儀23的結(jié)構(gòu)框圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的拖拽式無人施液系統(tǒng)的工作流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，所述基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統(tǒng)包括：移動(dòng)工作站1和多旋翼飛行器2，其中：

所述移動(dòng)工作站1用于將用戶在移動(dòng)工作站指定的任務(wù)路徑信息傳遞給所述多旋翼飛行器2，對(duì)所述多旋翼飛行器2發(fā)送的信息進(jìn)行處理和顯示；為所述多旋翼飛行器2提供電源；并通過輸液管向所述多旋翼飛行器2泵給施液液體；所述多旋翼飛行器2用于拖拽供電線和輸液管，按照所述移動(dòng)工作站1發(fā)送的任務(wù)路徑信息飛行、控制施液，并將采集得到的相關(guān)位置、圖像、視頻等信息和狀態(tài)信息發(fā)送給所述移動(dòng)工作站1。