[發(fā)明專利]一種低用藥量環(huán)保型植保無人機避障智能側(cè)噴裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110728415.0
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113491262B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱白晶;黃鑫;馬靖;劉寬;林金龍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00;B64D1/18;B05B15/68
• 代理公司: 江蘇縱聯(lián)律師事務(wù)所 32253
• 代理人: 徐明

本發(fā)明針對無人機在避障時障礙物周圍霧滴覆蓋不足的問題，從保護環(huán)境，減少農(nóng)藥使用量，提高節(jié)能環(huán)保性的角度出發(fā)，提出了一種低用藥量環(huán)保型植保無人機避障智能側(cè)噴裝置，該裝置包括智能噴霧系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)以及智能監(jiān)測系統(tǒng)，采用靜電和變量噴霧技術(shù)，同時該裝置可以根據(jù)無人機避障繞行區(qū)的大小、無人機與障礙物的相對位置以及無人機姿態(tài)變化進行噴頭噴霧角和傾角的智能調(diào)整，確保噴頭始終朝向目標(biāo)區(qū)域并且霧滴范圍完整覆蓋目標(biāo)區(qū)域，實現(xiàn)相同植保效果的同時減少農(nóng)藥使用量，減少過噴、漏噴現(xiàn)象，提高農(nóng)藥利用率和環(huán)保性，并具有農(nóng)藥使用量低、利用率高、節(jié)能環(huán)保性好、結(jié)構(gòu)緊湊、適用范圍廣等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種植保無人機，特別涉及一種植保無人機避障時，用于增強障礙物周圍霧滴覆蓋的低用藥量環(huán)保型智能側(cè)噴裝置，屬于農(nóng)業(yè)植保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，中國農(nóng)用植保無人機發(fā)展迅速，全國農(nóng)業(yè)航空技術(shù)95％以上用于植保作業(yè)。中國農(nóng)田環(huán)境較為復(fù)雜，作業(yè)地塊面積狹小、分散且形狀不規(guī)則，與傳統(tǒng)的地面行走植物保護設(shè)備相比，無人機在靈活的地形適應(yīng)性和高效率方面具有明顯的優(yōu)勢。

中國農(nóng)田中的障礙物根據(jù)尺寸可以分為微型障礙物(如：電線，斜拉索)，中小型障礙物(如：樹木，水泥電線桿)，大型障礙物(如：高壓電塔)和非固定障礙物(如：鳥)。值得注意的是，農(nóng)田中出現(xiàn)的障礙大多是微型障礙物和中小型障礙物。為實現(xiàn)植保無人機在微型障礙物和中小型障礙物環(huán)境下的安全高效完整噴霧作業(yè)，植保無人機通常采繞行方式進行避障。此時傳統(tǒng)植保無人機的霧滴不足以完全覆蓋避障繞行區(qū)域，使得障礙物周圍霧滴覆蓋不足，需要人工補噴以保證植保作業(yè)效果，人工與時間成本較高。同時從保護環(huán)境角度出發(fā)，迫切需要一種可以在植保無人機避障時針對避障繞行區(qū)進行噴霧的裝置，提高避障繞行區(qū)的霧滴覆蓋，并且該裝置應(yīng)提高農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥用量，以滿足節(jié)能環(huán)保的要求。

故本發(fā)明提出了一種低用藥量環(huán)保型植保無人機避障智能側(cè)噴裝置，采用低用藥量環(huán)保型智能噴霧系統(tǒng)。該裝置具有側(cè)噴傾角自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù)，可以實現(xiàn)靜電、變量、變噴霧角作業(yè)，相比較傳統(tǒng)的非靜電定量噴霧裝置，可以針對性的向避障繞行區(qū)進行噴霧，所噴出的帶電霧滴利用異性電荷相吸性，有效提高霧滴在作物上的附著率，實現(xiàn)相同植保效果的同時減少農(nóng)藥使用量。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)背景中傳統(tǒng)植保無人機避障繞行時，霧滴不足以完全覆蓋避障繞行區(qū)域，需要人工補噴以保證植保作業(yè)效果，人工與時間成本較高的問題，本發(fā)明提出了一種低用藥量環(huán)保型植保無人機避障智能側(cè)噴裝置，以增加避障繞行區(qū)的霧滴沉積，改善障礙物周圍霧滴覆蓋不足的現(xiàn)狀。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種低用藥量環(huán)保型植保無人機避障智能側(cè)噴裝置，包括低用藥量環(huán)保型智能噴霧系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)以及智能監(jiān)測系統(tǒng)。在此三大系統(tǒng)作用下，該裝置可以根據(jù)無人機飛控和智能控制系統(tǒng)所反饋的飛行狀態(tài)選擇性的進行噴霧。對于避障時無人機與障礙物離較近的工況，此時避障繞行區(qū)較小，該裝置采用較小的噴霧角；對于避障時無人機與障礙物離較遠(yuǎn)的工況，該裝置采用較大的噴霧角。無人機避障時姿態(tài)發(fā)生變化，自適應(yīng)角度調(diào)節(jié)噴頭安裝支架可以自動進行相應(yīng)姿態(tài)角補償，確保智能可變噴霧角靜電噴頭始終朝向目標(biāo)區(qū)域進行噴霧。實現(xiàn)不避障時不噴霧，減少用藥量，提高環(huán)保性。避障時可以根據(jù)無人機姿態(tài)以及無人機與障礙物的相對位置，開始進行變量靜電噴霧，并且智能可變噴霧角靜電噴頭始終朝向目標(biāo)區(qū)域，針對性的向障礙物周圍噴霧，增加避障時障礙物周圍區(qū)域霧滴覆蓋，同時減少農(nóng)藥使用量，提高農(nóng)藥利用率和節(jié)能環(huán)保性。

低用藥量環(huán)保型智能噴霧系統(tǒng)包括靜電噴霧模塊、調(diào)速水泵、側(cè)噴噴頭智能控制模塊。靜電噴霧模塊包括智能可變噴霧角靜電噴頭、靜電發(fā)生器、靜電感應(yīng)環(huán)、藥箱。智能可變噴霧角靜電噴頭通過分體式圓環(huán)卡扣固定在自適應(yīng)角度調(diào)節(jié)矩陣式噴頭安裝板上，靜電感應(yīng)環(huán)通過熱熔膠緊配合固定在智能可變噴霧角靜電噴頭上，靜電發(fā)生器通過尼龍螺栓固定在藥箱上。相比較非靜電噴霧，靜電噴霧的帶電霧滴利用異性電荷相吸性，可以有效提高霧滴在作物上的附著率，實現(xiàn)相同植保效果的同時減少農(nóng)藥使用量。