[發明專利]一種果樹農藥噴灑裝置及噴灑方法

在審

• 申請號: 201710601359.8
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107226211A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 高連平
• 申請（專利權）人: 高連平
• 主分類號: B64D1/18
• 分類號: B64D1/18;B64C27/08;A01M7/00
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司11496
• 代理人: 王程遠,胡玉章

1.一種果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，包括無人機(100)、控制電路(200)、噴灑裝置(300)；

無人機(100)，包括動力單元(101)、機身(102)、攝像頭(103)，所述動力單元(101)通過螺紋固定于所述機身(102)上，其中，所述無人機(100)包括4個動力單元(101)，每個動力單元(101)包括一個旋翼和一個驅動器；

控制電路(200)，包括處理器(201)、存儲單元(202)、GPS定位單元(203)、藥量監測單元(204)、動力控制單元(205)、噴藥開關控制單元(206)、壓力泵控制單元(207)、姿態傳感單元(208)、高度傳感單元(209)，所述控制電路(200)位于所述機身(102)內部，所述處理器(201)分別與所述存儲單元(202)、所述GPS定位單元(203)、所述藥量監測單元(204)、所述動力控制單元(205)、所述噴藥開關控制單元(206)、所述壓力泵控制單元(207)、所述姿態傳感單元(208)、所述高度傳感單元(209)連接；

噴灑裝置(300)，包括至少一個藥箱(301)、水平噴桿(302)、豎直軟管(303)、第一噴頭(304)、第二噴頭(305)、壓力泵(306)、藥量傳感器(307)、噴藥開關(308)、噴桿支架(309)、連接桿(310)，所述噴桿支架(309)通過所述連接桿(310)固定于所述機身(102)下方，所述藥量傳感器(307)位于所述藥箱(301)內，所述藥箱(301)底部設有出藥口，所述出藥口連接所述噴藥開關(308)，所述噴藥開關(308)通過軟管與所述壓力泵(306)連接，所述壓力泵(306)與所述豎直軟管(303)連接，所述壓力泵(306)通過軟管與所述第一噴頭(304)連接，所述水平噴桿(302)上至少設置兩個所述第一噴頭(304)，所述第一噴頭(304)通過螺紋固定于所述水平噴桿(302)上，所述豎直軟管(303)上至少設置一個所述第二噴頭(305)，所述豎直軟管(303)頭部套接于所述第二噴頭(305)接口上，并利用喉箍對套接處進行固定；

所述動力控制單元(205)與所述動力單元(101)連接，所述藥量傳感器(307)與所述藥量監測單元(204)連接，所述噴藥開關控制單元(206)與所述噴藥開關(308)連接，所述壓力泵控制單元(207)與所述壓力泵(306)連接，所述攝像頭(103)與所述處理器(201)連接；

所述水平噴桿(302)固定于所述噴桿支架(309)上，所述豎直軟管(303)上端固定于所述噴桿支架(309)的中心位置，所述攝像頭(103)固定于所述噴桿支架(309)的正下方，攝像方向向下。

2.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述無人機(100)為四旋翼燃油無人機。

3.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述藥箱(301)為兩個，分別固定于所述機身(102)兩側，所述藥箱(301)與所述機身(102)的連接方式為鉚接，每個藥箱(301)中放置一個藥量傳感器(307)。

4.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述藥量傳感器(307)為靜壓液位計或液位變送器。

5.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述噴桿支架(309)與所述連接桿(310)固定方式為熔接，所述機身(102)與所述連接桿(310)固定方式為熔接。

6.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述水平噴桿(302)長度為4-6米。

7.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述豎直軟管(303)長度為5-6米。

8.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述第一噴頭(304)為3噴嘴噴頭，3個噴嘴的噴射方向之間的夾角為60度。

9.根據權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置，其特征在于，所述第二噴頭(305)為2噴嘴噴頭，2個噴嘴對稱設置，噴嘴向外。

10.與權利要求1所述的果樹農藥噴灑裝置相應的噴灑方法，其特征在于，包括：

步驟1，準備工作，包括農藥注入所述藥箱(301)、燃油注入所述無人機(100)、管線檢查，所述處理器(201)讀取所述GPS定位單元(203)的數據，所述處理器(201)將所述GPS定位單元(203)的數據，存儲于所述存儲單元(202)，記錄原點位置；

步驟2，噴灑路線規劃，具體步驟包括：

步驟201，所述處理器(201)發送起飛指令給所述動力控制單元(205)；

步驟202，所述動力控制單元(205)控制所述動力單元(101)的旋翼旋轉，帶動所述果樹農藥噴灑裝置飛行到需要農藥噴灑區域上空；

步驟203，所述高度傳感單元(209)獲取高度數據，并傳輸給所述處理器(201)，當高度達到20米時，所述處理器(201)發送旋停指令給所述動力控制單元(205)，帶動所述果樹農藥噴灑裝置旋停于需要農藥噴灑區域上空；

步驟204，所述攝像頭(103)拍攝農藥噴灑區域照片，所述攝像頭(103)將照片傳輸給所述處理器(201)；

步驟205，所述處理器(201)識別步驟204中所述照片，識別出需要噴灑的果樹分布和樹行間隙，規劃噴灑路線，所述處理器(201)延規劃噴灑路線規劃旋停噴灑點；

步驟3，噴灑作業，具體步驟包括：

步驟301，所述果樹農藥噴灑裝置延規劃噴灑路線飛行，所述果樹農藥噴灑裝置飛行過程中保持與樹頂端垂直距離約2-3米，所述處理器(201)將所述GPS定位單元(203)的數據記錄為原點位置數據；

步驟302，所述處理器(201)給所述噴藥開關控制單元(206)發送打開指令，所述噴藥開關控制單元(206)控制所述噴藥開關(308)打開；

步驟303，所述處理器(201)給所述壓力泵控制單元(207)發送開啟指令，所述壓力泵控制單元(207)控制所述壓力泵(306)開啟，農藥從所述藥箱(301)中抽出，農藥經過所述水平噴桿(302)從所述第一噴頭(304)持續噴出，農藥經過所述豎直軟管(303)從所述第二噴頭(305)持續噴出；

步驟304，所述果樹農藥噴灑裝置飛行至旋停噴灑點，所述處理器(201)給所述動力控制單元(205)發送旋停指令，所述動力控制單元(205)控制所述動力單元(101)動作，帶動所述果樹農藥噴灑裝置旋停于旋停噴灑點；

步驟305，所述處理器(201)根據所述高度傳感單元(209)獲取高度數據，記錄為第一高度，所述處理器(201)計算旋停高度，所述旋停高度應保證豎直軟管(303)的下端距離地面1米；

步驟306，所述處理器(201)給所述動力控制單元(205)發送旋轉180指令，所述動力控制單元(205)控制所述動力單元(101)動作，帶動所述果樹農藥噴灑裝置水平旋轉；

步驟307，旋轉噴灑過程中，所述姿態傳感單元(208)監測所述果樹農藥噴灑裝置姿態，獲取所述果樹農藥噴灑裝置的姿態數據，并將姿態數據傳輸給所述處理器(201)，所述處理器(201)根據姿態數據確定所述果樹農藥噴灑裝置水平旋轉角度；

步驟308，所述果樹農藥噴灑裝置水平旋轉180度時，所述處理器(201)給所述動力控制單元(205)發送停止旋轉指令，所述動力控制單元(205)控制所述動力單元(101)動作，帶動所述果樹農藥噴灑裝置停止旋轉；

步驟309，所述處理器(201)根據所述旋停高度與所述第一高度的差值，計算上升距離，所述處理器(201)根據所述上升距離，給所述動力控制單元(205)發送恢復高度指令，所述動力控制單元(205)控制所述動力單元(101)動作；

步驟310，所述果樹農藥噴灑裝置延規劃噴灑路線飛行；

步驟311，所述藥量監測單元(204)實時監測所述藥箱(301)中的藥量，獲取藥量數據，所述藥量監測單元(204)將所述藥量數據傳輸給所述處理器(201)；

步驟312，所述處理器(201)根據接收到的所述藥量數據，判斷所述藥箱(301)中的農藥是否用盡，用盡則轉向步驟313，否則轉向步驟310；

步驟313，所述處理器(201)將所述GPS定位單元(203)的數據記錄為斷點位置數據；

步驟314，所述處理器(201)給所述噴藥關閉控制單元(206)發送打開所述噴藥開關(308)指令，所述噴藥開關控制單元(206)控制所述噴藥開關(308)關閉，所述處理器(201)給所述壓力泵控制單元(207)發送停止所述壓力泵(306)指令，所述壓力泵控制單元(207)控制所述壓力泵(306)停止；

步驟315，所述處理器(201)根據所述原點位置數據，返回原點位置，將農藥注入所述藥箱(301)；

步驟316，所述處理器(201)根據所述斷點位置數據返回斷點位置，并轉向步驟302；

步驟4，結束噴灑，所述處理器(201)給所述噴藥開關控制單元(206)發送關閉指令，所述噴藥開關控制單元(206)控制所述噴藥開關(308)關閉；所述處理器(201)給所述壓力泵控制單元(207)發送停止指令，所述壓力泵控制單元(207)控制所述壓力泵(306)停止；所述處理器(201)根據所述存儲單元(202)存儲的所述GPS定位單元(203)的數據，返回原點。