[發明專利]基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統

無效

• 申請號: 201410267014.X
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104002974A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 譚湘敏;易建強;袁如意;蒲志強
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B64D1/18
• 分類號: B64D1/18;A01M7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及農業自動化領域，尤其涉及一種基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統。

背景技術

作為農業大國，農業的自動化程度及其勞動效率的高低是我國現代化建設的一項重要指標。在農業生產過程中，施液操作(澆水、施肥、施藥)是一項勞動量較大的工作，在廣大農村，目前大致有兩種方式：①純人工方式，在實行聯產承包責任制后，每家每戶的土地較少，主要采用背負式手動或電動噴霧器；②飛機施藥，包括有人駕駛(固定翼、直升機、三角翼、動力傘等)和無人駕駛(固定翼、多旋翼、直升機等)兩種方式。

純人工方式的優點是設備成本低，適合土地較少的家庭使用，其主要缺陷在于勞動效率低、工作時要近距離接觸所施液體，安全性較低，尤其是在噴灑劇毒農藥時，很容易造成中毒事故。對比而言，飛機施藥效率高，然而，其根本的問題在于造價昂貴、對操控人員的要求高(有人機需要駕駛員，無人機需要操作手)、需要大型場地，因此除大型國家農場、林場外，一般家庭很難承受，實際上，在我國南方采用飛機施液(澆水、施肥、施藥)很少見到。另外，隨著航空技術的發展，特別是近年來無人機技術的發展和完善，以無人機為載體的無人施液系統已經有報道或示范應用，譬如，采用無人傳統直升機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、在空時間短、操作難度大。在實際現場，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，就會造成嚴重的事故，對人民群眾的生命財產安全存在很大的威脅。囿于這些不利因素，以無人機為載體的施液系統在農村應用很少。

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

發明內容

本發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，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進行施液操作(澆水、施肥、灑農藥等)。

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

所述移動工作站用于將用戶在移動工作站指定的任務路徑信息傳遞給所述多旋翼飛行器，對所述多旋翼飛行器發送的信息進行處理和顯示；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，按照所述移動工作站發送的任務路徑信息飛行、控制施液，并將采集得到的信息和狀態信息發送給所述移動工作站。

根據上述技術方案，本發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，不會失控亂飛，以致于威脅人民生命財產安全；

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

③機械結構簡單：相對于傳統直升機，本發明所涉及的系統機械機構簡單，容易維護；

④精度高、速度快：采用GPS定位技術融合氣壓傳感器定高技術，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，因此施液速度快、效率高。

附圖說明

圖1是本發明基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統的結構框圖。

圖2是根據本發明一實施例的拖拽式無人施液系統的結構示意圖。

圖3是根據本發明一實施例的電控子系統10的結構框圖。

圖4是根據本發明一實施例的自動駕駛儀23的結構框圖。

圖5是根據本發明一實施例的拖拽式無人施液系統的工作流程示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

圖1是本發明基于多旋翼飛行器的拖拽式無人施液系統的結構框圖，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包括：移動工作站1和多旋翼飛行器2，其中：

所述移動工作站1用于將用戶在移動工作站指定的任務路徑信息傳遞給所述多旋翼飛行器2，對所述多旋翼飛行器2發送的信息進行處理和顯示；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，按照所述移動工作站1發送的任務路徑信息飛行、控制施液，并將采集得到的相關位置、圖像、視頻等信息和狀態信息發送給所述移動工作站1。