[實用新型]一種智能植保無人機的控制管理系統

有效

• 申請號: 201720510224.6
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN206773530U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 張子豪;孫朋;鄭宇;王新華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 馬嚴龍

技術領域

本實用新型涉及一種智能植保無人機的控制管理系統，屬于導航定位與控制的技術領域。

背景技術

植保無人機在給農作物噴灑農藥時，經常會出現藥物噴灑不均勻的現象。其主要由三個方面的原因，第一，飛行高度、飛行速度及水泵輸出量均會影響最后附著在農作物上的藥量，但是許多無人機在作業時，沒有將這三者進行整體的考慮，因此在加減速或轉彎處，飛機高度、速度發生變化后，導致藥量不均勻。第二，在噴灑過程中，可能會由部分噴嘴被堵塞，如果沒有及時發現，將會導致成塊的農作物被漏掉。第三，藥量較低或機載農藥用盡時，未能及時記錄停藥點或沒有記錄停藥點，致使小片農作物被遺漏。

不同的農作物，對農藥的需求量不同。同一種農作物對不同農藥的需求量也不同。因此在改變作業對象時，無人機在單位時間內的噴藥量要發生改變。如果通過調節水泵壓力大小來改變噴藥量，會使農藥的霧化效果變差，甚至是變成水滴狀。如果通過飛機飛行速度或高度來改變噴藥量，會降低打藥效率。這些方法無法使植保無人機的噴灑效果在面對不同作物時，均處于一個較好的狀態。

因此，要進一步提高植保無人機的工作質量，解決上述問題是迫切需要的。

實用新型內容

本實用新型需要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種噴灑農藥均勻的植保無人機的控制管理系統。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種智能植保無人機的控制管理系統，包括飛行控制系統和智能噴灑管理系統，所述飛行控制系統包括主控芯片A以及分別 電氣連接在主控芯片A上的姿態傳感器、差分GPS、氣壓計、無線電數傳、動力電量檢測模塊，所述智能噴灑管理系統包括輔控芯片B、流量計、電源模塊、水泵及常閉電磁閥，所述主控芯片A、輔控芯片B、電源模塊、常閉電磁閥依次串聯，所述水泵電氣連接電源模塊，水泵外設置有藥箱，藥箱、水泵、常閉電磁閥通過管道依次連接。

所述常閉電磁閥外設置有噴灑裝置，常閉電磁閥與噴灑裝置之間還設置有流量計，常閉電磁閥、流量計、噴頭依次管道連接，所述流量計電氣連接輔控芯片B。

所述噴灑裝置包括六個噴嘴，六個噴嘴按機頭方向三行兩列安裝在飛機底部，其中每行為一組噴嘴，共三組噴組，均向下噴灑農藥。

與現有技術相比，本實用新型的一種智能植保無人機的控制管理系統，在需要不同的噴藥量時，智能選擇要開啟的噴嘴數量，來決定噴藥量的大小。在噴藥量需求較小時，通過減少噴嘴數量來減小噴藥量，能使噴霧仍然維持在一個較好的狀態。同時可以做到高度變化不大，速度變化不大的情況下，改變噴藥量。既能改變噴藥量大小，也能維持較高的噴藥效率。

在噴藥過程中，通過引入飛行速度、飛行高度及噴嘴流量的信號，進行閉環控制。在使得飛機在加減速、勻速或轉向的同時，附著在農作物上的藥物量盡可能一致。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是無人機上的噴嘴示意圖；

圖3為流量控制流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選技術方案。

如圖1所示，本實用新型的一種智能植保無人機的控制管理系統及其控制方法，用于解決植保無人機在噴灑農藥時噴灑不均 勻，以及改變作業對象時，噴灑效果一致性變差的問題；

主要由兩大模塊組成：飛行控制系統和智能噴灑管理系統。飛行控制系統包含主控芯片A、姿態傳感器、差分GPS、氣壓計、無線電數傳、動力電量檢測模塊等；智能噴灑管理系統包含：輔控芯片B、流量計、電源模塊、水泵及常閉電磁閥(常閉電磁閥分為六個進水閥，見圖1)等，系統結構框圖見圖1，圖中細線連接部分將采用電氣連接，粗線箭頭連接的地方采用水管連接；

所述常閉電磁閥外設置有噴灑裝置，常閉電磁閥與噴灑裝置之間還設置有流量計，常閉電磁閥、流量計、噴頭依次管道連接，所述流量計電氣連接輔控芯片B；

所述所述噴灑裝置包括六個噴嘴，六個噴嘴按機頭方向三行兩列安裝在飛機底部，其中每行為一組噴嘴，共三組噴組，均向下噴灑農藥。

飛行控制系統的主要功能是：根據姿態傳感器和GPS給出的姿態、位置及速度信息，控制飛機在噴灑作業時的飛行軌跡及飛行速度。與地面站通信，并在工作工程中，與噴灑管理系統實時通信：1、發送開始工作和停止工作信號給噴灑管理系統；2、發送高度信息、速度信息給噴灑管理系統，并從噴灑管理系統獲取期望速度；3、從噴灑管理系統中獲取工作狀態字，當獲取藥量為零或噴嘴故障的信號時，記錄當前GPS位置。記錄的GPS位置可以作為下次作業的起始點。