植保无人机的制作方法

[0001]
本发明涉及植保无人机技术领域，特别是涉及一种植保无人机。


背景技术：

[0002]
无人机，又名无人飞行器，植保无人机顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。
[0003]
但目前市场上存在的植保无人机存在着众多问题，其中一个是药物的喷洒，由于药物是从无人机上向下喷洒到农作物上，中间存在一定的距离，喷洒效果会受到天气、飞行高度和喷洒剂量的影响，导致喷洒效果不明显；另外，现有的无人机喷洒剂量无法实时调节喷洒剂量和喷洒高度，也一定程度上导致了喷洒效果不理想。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供了一种植保无人机，用于解决现有植保无人机农药喷洒效果不明显的问题。
[0005]
为了解决上述技术问题，本发明提供一种植保无人机，包括水泵电机、飞行电机、高度检测模块、流量检测模块、控制系统和移动控制终端。所述水泵电机用于驱动水泵进行农药的泵送；所述高度检测模块用于检测当前植保无人机的飞行高度并生成飞行高度信号；所述流量检测模块用于检测流过水泵的农药的流量并生成流量检测信号；所述控制系统与所述水泵电机、所述飞行电机、所述高度检测模块和所述流量检测模块电连接；所述控制系统用于控制所述水泵电机和飞行电机的输出功率，并接收所述流量检测信号和所述飞行高度信号；所述移动控制终与所述控制系统通信连接，用于接收用户输入的数据，所述数据包括基准喷洒值q和飞行高度基准值h。
[0006]
优选地，所述流量检测模块包括流量传感器，所述控制系统包括喷洒模块；所述流量传感器产生所述流量检测信号，所述控制系统通过所述流量检测信号计算出实时流量值q，所述喷洒模块用于根据所述实时流量值q和所述基准喷洒值q确定喷洒等级；所述喷洒模块根据所述喷洒等级调节所述水泵电机的输出功率。
[0007]
优选地，所述喷洒模块包括第一标记单元，用于当q
–
q1<q<q时，所述第一标记单元将喷洒等级标记为0；当q
–
q2<q≤q
–
q1时，第一标记单元将喷洒等级标记为1；当q≤q≤q+q3时，第一标记单元将喷洒等级标记为2；当q+q3<q<q+q4时，第一标记单元将喷洒等级标记为3；其中，q1、q2、q3、q4为变量，且q2>q1，q4>q3。
[0008]
优选地，所述水泵电机的数量为2个，所述喷洒模块还包括：第一调节单元，用于当所述第一标记单元将喷洒等级标记为0时，所述第一调节单元使控制其中一个水泵电机以最高输出功率运行，另一个水泵电机关闭；当所述第一标记单元将喷洒等级标记为1时，所述第一调节单元使控制两个水泵电机以最高输出功率运行；当所述第一标记单元将喷洒等级标记为2时，所述第一调节单元使控制两个水泵电机低功率运行；当所述第一标记单元将
喷洒等级标记为3时，所述第一调节单元使控制其中一个水泵电机低功率运行，另一个水泵电机关闭。
[0009]
优选地，所述高度检测模块包括超声波检测单元；所述高度检测模块通过所述超声波检测单元获取所述植保无人机的相对飞行高度数据，并记为相对飞行高度h传输给所述控制系统。
[0010]
优选地，所述超声波检测单元包括主控芯片、发射探头、接收探头、发射电路和接收电路；所述主控芯片与所述发射探头、所述接收探头、所述发射电路和所述接收电路电连接；所述主控芯片用于产生电信号；所述发射电路用于放大所述电信号；所述发射探头用于将所述电信号转化为超声波信号并将其向地面植株发射，所述接收探头用于接收地面植株反射回来的超声波信号，所述接收电路用于判断回波时间，并计算出所述植保无人机的相对飞行高度h。
[0011]
优选地，所述控制系统还包括飞行高度模块，所述飞行高度模块根据所述相对飞行高度h和所述飞行高度基准值h确定飞行等级；所述飞行高度模块根据所述飞行等级调节所述飞行电机的输出功率。
[0012]
优选地，所述飞行高度模块包括：第二标记单元，用于当h<h时，所述第二标记单元将飞行等级标记为0；当h≤h，所述第二标记单元将飞行等级标记为1。
[0013]
优选地，所述飞行高度模块包括：第二调节单元，用于当所述第二标记单元将飞行等级标记为0时，使所述飞行电机以最高输出功率运行至h
–
h1<h<h后，再保持半功率运行；当所述第二标记单元将飞行等级标记为1时，使所述飞行电机低功率运行至h<h<h+h2后，再保持最高输出功率的一半功率运行；其中，h1、h2为变量。
[0014]
优选地，所述移动控制终端可根据用户输入的植株种类和生长阶段自动确定所述基准喷洒值q和所述飞行高度基准值h，或直接由用户确定所述基准喷洒值q和所述飞行高度基准值h。
[0015]
实施本发明的一种植保无人机，与现有技术相比，其有益效果在于：
[0016]
该植保无人机通过控制系统控制农药箱内的水泵电机的输出功率和通过飞行电机控制飞行旋翼的输出功率，并通过高度检测模块和流量检测模块分别获取植保无人机的飞行高度信号和流量检测信号；控制系统通过获取到的信号与移动控制终端输入的基准喷洒值q和飞行高度基准值h作对比，再分别调整水泵电机和飞行电机的输出功率，达到调整农药喷洒剂量和调整植保无人机与待喷洒植株之间距离的目的。因此本发明所涉及到的植保无人机实现了通过实时调整喷洒剂量和实时调整相对飞行高度，达到了改善目前植保无人机喷洒效果不明显的问题。
附图说明
[0017]
图1是本发明实施例所述的植保无人机系统结构图；
[0018]
图2是本发明实施例所述的控制系统结构框图。
[0019]
图3是本发明实施例所述的调节实时流量值q的流程框图；
[0020]
图4是本发明实施例中的超声波检测单元结构框图；
[0021]
图5是本发明实施例所述的调节相对飞行高度h的流程框图。
[0022]
图中，
[0023]
1、水泵电机，2、飞行电机；
[0024]
3、高度检测模块，311、主控芯片，312、发射探头，313、接收探头，314、发射电路，315、接收电路；
[0025]
4、流量检测模块；
[0026]
5、控制系统，51、喷洒模块，511、第一标记单元，512、第一调节单元，52、飞行高度模块，521、第二标记单元，522、第二调节单元；
[0027]
6、移动控制终端。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
[0030]
需要说明的是，本方案附图仅为原则性系统图，并没有全部表现出本发明的所有零部件，在本系统中增加零部件，其核心原理仍与本方案相同。
[0031]
结合图1所示，本发明实施例提供了一种植保无人机，包括水泵电机1、飞行电机2、高度检测模块3、流量检测模块4、控制系统5和移动控制终端6。水泵电机1用于驱动水泵进行农药的泵送，其中农药为经过用户配比完成后添加到植保无人机上的；高度检测模块3用于检测当前植保无人机的飞行高度并生成飞行高度信号；流量检测模块4用于检测流过水泵的农药的流量并生成流量检测信号；控制系统5与水泵电机1、飞行电机2、高度检测模块3和流量检测模块4电连接；控制系统5用于控制水泵电机1和飞行电机2的输出功率，且接收流量检测信号和飞行高度信号；移动控制终端6与控制系统5通信连接，用于接收用户输入的数据，用户输入的数据包括基准喷洒值q和飞行高度基准值h。
[0032]
基于以上技术方案，本实施例提供一种植保无人机，通过控制系统5控制农药箱内的水泵电机1的输出功率和通过飞行电机2控制飞行旋翼的输出功率，并通过高度检测模块3和流量检测模块4分别获取植保无人机的飞行高度信号和流量检测信号；控制系统5通过获取到的信号与移动控制终端6输入的基准喷洒值q和飞行高度基准值h作对比，再分别调整水泵电机1和飞行电机2的输出功率，达到调整农药喷洒剂量和调整植保无人机与待喷洒植株之间距离的目的。因此本发明所涉及到的植保无人机实现了通过实时调整喷洒剂量和实时调整相对飞行高度，达到了改善目前植保无人机喷洒效果不明显的问题。
[0033]
结合图2，优选地，流量检测模块4包括流量传感器，流量传感器通过检测水泵内的农药流量流速从而产生流量检测信号传输给控制系统5；控制系统5包括喷洒模块51，且通过流量检测信号计算出实时流量值q，其具体计算方式通过喷洒模块51内置的计算公式计算得出；喷洒模块51还通过实时流量值q和基准喷洒值q确定喷洒等级，并且根据喷洒等级调节水泵电机1的输出功率，达到调整农药喷洒流量的目的。
[0034]
结合图3，优选地，喷洒模块51包括第一标记单元511，用于：
[0035]
当q
–
q1<q<q时，将喷洒等级标记为0；
[0036]
当q
–
q2<q≤q
–
q1时，将喷洒等级标记为1；
[0037]
当q≤q≤q+q3时，将喷洒等级标记为2；
[0038]
当q+q3<q<q+q4时，将喷洒等级标记为3；
[0039]
其中，q1、q2、q3、q4为喷洒调节变量，且q2>q1，q4>q3，q1、q2、q3和q4是根据移动控制终端6输入的数据进行确定的，当用户所选择的植株类型不同，这些数值也会相应发生变化，达到根据不同的农作物类型确定不同喷洒剂量的农药。
[0040]
优选地，结合图2和图3，水泵电机的数量为2个或更多，可根据单位时间内所需完成的喷洒农田的面积和植保无人机的飞行速度确定数量。喷洒模块51还包括：第一调节单元512，用于：
[0041]
当第一标记单元511将喷洒等级标记为0时，使其中一个水泵电机以最高输出功率运行，另一个水泵电机关闭；
[0042]
当第一标记单元511将喷洒等级标记为1时，使两个水泵电机以最高输出功率运行；
[0043]
当第一标记单元511将喷洒等级标记为2时，使两个水泵电机低功率运行；
[0044]
当第一标记单元511将喷洒等级标记为3时，使其中一个水泵电机低功率运行，另一个水泵电机关闭。
[0045]
其中低功率指的是根据不同的水泵电机的调节输出功率档位，选择其调节输出功率档位的最低档。
[0046]
因此通过将所需调节的喷洒剂量进行喷洒等级分类，以适应剂量调节的不同需求，以在短时间内迅速完成喷洒剂量的调节且不过分浪费功耗。
[0047]
需要注意的是，当植保无人机未正式进入喷洒状态时，并不会触发以上的第一标记单元511和第一调节单元512，即当刚开始启动水泵电机时，其流量很小，因此并不会被上述喷洒模块51所检测识别到。
[0048]
结合图1，优选地，高度检测模块3包括超声波检测单元；高度检测模块3通过超声波检测单元31获取植保无人机的相对飞行高度数据，并记为相对飞行高度h传输给控制系统5。需要注意的是，本实施例公开的超声波检测单元31为优选方式，其可以替换为红外检测单元或者气压检测单元，也都属于本发明的保护范围。
[0049]
结合图4，优选地，超声波检测单元包括主控芯片311、发射探头312、接收探头313、发射电路314和接收电路315；主控芯片311与发射探头312、接收探头313、发射电路314和接收电路315电连接；主控芯片311用于产生电信号；发射电路314用于放大所述电信号；发射探头312用于将电信号转化为超声波信号并将其向地面植株发射，接收探头313用于接收从地面植株反射回来的超声波信号，接收电路315用于判断回波时间(回波时间指的是从发射探头312发射超声波信号到接收探头313接收从地面植株反射回来的超声波信号的时间)，并计算出植保无人机的相对飞行高度h，其具体计算方式通过控制系统内置的计算公式计算得出，且所述计算公式为现有技术，且本实施例所述的相对飞行高度指的是植保无人机到所需喷洒农药的植株顶端的距离，因此由于农田内不同种类或者同种类但生长周期不同的农作物高度不同，所以需要实时调节植保无人机的飞行高度。
[0050]
结合图2，优选地，控制系统还包括飞行高度模块52，飞行高度模块52根据相对飞行高度h和飞行高度基准值h确定飞行等级；飞行高度模块52根据飞行等级调节飞行电机的输出功率，达到调整飞行高度的目的。
[0051]
结合图5，优选地，飞行高度模块52包括第二标记单元521，用于当h<h时，将飞行等级标记为0；当≤h时，将飞行等级标记为1。因此通过将所需调节的飞行高度进行飞行高度等级分类，以适应高度调节的不同需求，以到达在短时间内迅速完成相对飞行高度的调节。
[0052]
优选地，飞行高度模块包括第二调节单元522，用于：
[0053]
当第二标记单元521将飞行等级标记为0时，使飞行电机2以最高输出功率运行至h
–
h1<h<h后，再保持最高输出功率的一半功率运行；
[0054]
当第二标记单元521将飞行等级标记为1时，使飞行电机2低功率运行至h<h<h+h2后，再保持最高输出功率的一半功率运行；
[0055]
其中低功率指的是根据不同的飞行电机的调节输出功率档位，选择其调节输出功率档位的最低档。
[0056]
其中，h1、h2为喷洒调节变量，可根据移动控制终端6输入的数据进行确定，当用户所选择的植株类型不同，这些数值也会相应发生变化，达到根据不同的农作物类型确定适合的喷洒距离。
[0057]
需要注意的是，当植保无人机未正式进入飞行状态时，并不会触发以上的第二标记单元521和第二调节单元522，即当刚开始启动植保无人机或者尚处于起飞过程中，虽然其飞行高度很小，但并不会被上述飞行高度模块52所检测识别到，即不会执行以上操作。
[0058]
优选地，移动控制终端6可根据用户输入的植株种类和生长阶段自动确定基准喷洒值q和飞行高度基准值h，或直接由用户确定基准喷洒值q和飞行高度基准值h。
[0059]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

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