[发明专利]一种果树农药喷洒装置及喷洒方法

权利要求书

1.一种果树农药喷洒装置，其特征在于，包括无人机(100)、控制电路(200)、喷洒装置(300)；

无人机(100)，包括动力单元(101)、机身(102)、摄像头(103)，所述动力单元(101)通过螺纹固定于所述机身(102)上，其中，所述无人机(100)包括4个动力单元(101)，每个动力单元(101)包括一个旋翼和一个驱动器；

控制电路(200)，包括处理器(201)、存储单元(202)、GPS定位单元(203)、药量监测单元(204)、动力控制单元(205)、喷药开关控制单元(206)、压力泵控制单元(207)、姿态传感单元(208)、高度传感单元(209)，所述控制电路(200)位于所述机身(102)内部，所述处理器(201)分别与所述存储单元(202)、所述GPS定位单元(203)、所述药量监测单元(204)、所述动力控制单元(205)、所述喷药开关控制单元(206)、所述压力泵控制单元(207)、所述姿态传感单元(208)、所述高度传感单元(209)连接；

喷洒装置(300)，包括至少一个药箱(301)、水平喷杆(302)、竖直软管(303)、第一喷头(304)、第二喷头(305)、压力泵(306)、药量传感器(307)、喷药开关(308)、喷杆支架(309)、连接杆(310)，所述喷杆支架(309)通过所述连接杆(310)固定于所述机身(102)下方，所述药量传感器(307)位于所述药箱(301)内，所述药箱(301)底部设有出药口，所述出药口连接所述喷药开关(308)，所述喷药开关(308)通过软管与所述压力泵(306)连接，所述压力泵(306)与所述竖直软管(303)连接，所述压力泵(306)通过软管与所述第一喷头(304)连接，所述水平喷杆(302)上至少设置两个所述第一喷头(304)，所述第一喷头(304)通过螺纹固定于所述水平喷杆(302)上，所述竖直软管(303)上至少设置一个所述第二喷头(305)，所述竖直软管(303)头部套接于所述第二喷头(305)接口上，并利用喉箍对套接处进行固定；

所述动力控制单元(205)与所述动力单元(101)连接，所述药量传感器(307)与所述药量监测单元(204)连接，所述喷药开关控制单元(206)与所述喷药开关(308)连接，所述压力泵控制单元(207)与所述压力泵(306)连接，所述摄像头(103)与所述处理器(201)连接；

所述水平喷杆(302)固定于所述喷杆支架(309)上，所述竖直软管(303)上端固定于所述喷杆支架(309)的中心位置，所述摄像头(103)固定于所述喷杆支架(309)的正下方，摄像方向向下。

2.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述无人机(100)为四旋翼燃油无人机。

3.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述药箱(301)为两个，分别固定于所述机身(102)两侧，所述药箱(301)与所述机身(102)的连接方式为铆接，每个药箱(301)中放置一个药量传感器(307)。

4.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述药量传感器(307)为静压液位计或液位变送器。

5.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述喷杆支架(309)与所述连接杆(310)固定方式为熔接，所述机身(102)与所述连接杆(310)固定方式为熔接。

6.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述水平喷杆(302)长度为4-6米。

7.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述竖直软管(303)长度为5-6米。

8.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述第一喷头(304)为3喷嘴喷头，3个喷嘴的喷射方向之间的夹角为60度。

9.根据权利要求1所述的果树农药喷洒装置，其特征在于，所述第二喷头(305)为2喷嘴喷头，2个喷嘴对称设置，喷嘴向外。

10.与权利要求1所述的果树农药喷洒装置相应的喷洒方法，其特征在于，包括：

步骤1，准备工作，包括农药注入所述药箱(301)、燃油注入所述无人机(100)、管线检查，所述处理器(201)读取所述GPS定位单元(203)的数据，所述处理器(201)将所述GPS定位单元(203)的数据，存储于所述存储单元(202)，记录原点位置；

步骤2，喷洒路线规划，具体步骤包括：

步骤201，所述处理器(201)发送起飞指令给所述动力控制单元(205)；

步骤202，所述动力控制单元(205)控制所述动力单元(101)的旋翼旋转，带动所述果树农药喷洒装置飞行到需要农药喷洒区域上空；

步骤203，所述高度传感单元(209)获取高度数据，并传输给所述处理器(201)，当高度达到20米时，所述处理器(201)发送旋停指令给所述动力控制单元(205)，带动所述果树农药喷洒装置旋停于需要农药喷洒区域上空；

步骤204，所述摄像头(103)拍摄农药喷洒区域照片，所述摄像头(103)将照片传输给所述处理器(201)；

步骤205，所述处理器(201)识别步骤204中所述照片，识别出需要喷洒的果树分布和树行间隙，规划喷洒路线，所述处理器(201)延规划喷洒路线规划旋停喷洒点；

步骤3，喷洒作业，具体步骤包括：

步骤301，所述果树农药喷洒装置延规划喷洒路线飞行，所述果树农药喷洒装置飞行过程中保持与树顶端垂直距离约2-3米，所述处理器(201)将所述GPS定位单元(203)的数据记录为原点位置数据；

步骤302，所述处理器(201)给所述喷药开关控制单元(206)发送打开指令，所述喷药开关控制单元(206)控制所述喷药开关(308)打开；

步骤303，所述处理器(201)给所述压力泵控制单元(207)发送开启指令，所述压力泵控制单元(207)控制所述压力泵(306)开启，农药从所述药箱(301)中抽出，农药经过所述水平喷杆(302)从所述第一喷头(304)持续喷出，农药经过所述竖直软管(303)从所述第二喷头(305)持续喷出；

步骤304，所述果树农药喷洒装置飞行至旋停喷洒点，所述处理器(201)给所述动力控制单元(205)发送旋停指令，所述动力控制单元(205)控制所述动力单元(101)动作，带动所述果树农药喷洒装置旋停于旋停喷洒点；

步骤305，所述处理器(201)根据所述高度传感单元(209)获取高度数据，记录为第一高度，所述处理器(201)计算旋停高度，所述旋停高度应保证竖直软管(303)的下端距离地面1米；

步骤306，所述处理器(201)给所述动力控制单元(205)发送旋转180指令，所述动力控制单元(205)控制所述动力单元(101)动作，带动所述果树农药喷洒装置水平旋转；

步骤307，旋转喷洒过程中，所述姿态传感单元(208)监测所述果树农药喷洒装置姿态，获取所述果树农药喷洒装置的姿态数据，并将姿态数据传输给所述处理器(201)，所述处理器(201)根据姿态数据确定所述果树农药喷洒装置水平旋转角度；

步骤308，所述果树农药喷洒装置水平旋转180度时，所述处理器(201)给所述动力控制单元(205)发送停止旋转指令，所述动力控制单元(205)控制所述动力单元(101)动作，带动所述果树农药喷洒装置停止旋转；

步骤309，所述处理器(201)根据所述旋停高度与所述第一高度的差值，计算上升距离，所述处理器(201)根据所述上升距离，给所述动力控制单元(205)发送恢复高度指令，所述动力控制单元(205)控制所述动力单元(101)动作；

步骤310，所述果树农药喷洒装置延规划喷洒路线飞行；

步骤311，所述药量监测单元(204)实时监测所述药箱(301)中的药量，获取药量数据，所述药量监测单元(204)将所述药量数据传输给所述处理器(201)；

步骤312，所述处理器(201)根据接收到的所述药量数据，判断所述药箱(301)中的农药是否用尽，用尽则转向步骤313，否则转向步骤310；

步骤313，所述处理器(201)将所述GPS定位单元(203)的数据记录为断点位置数据；

步骤314，所述处理器(201)给所述喷药关闭控制单元(206)发送打开所述喷药开关(308)指令，所述喷药开关控制单元(206)控制所述喷药开关(308)关闭，所述处理器(201)给所述压力泵控制单元(207)发送停止所述压力泵(306)指令，所述压力泵控制单元(207)控制所述压力泵(306)停止；

步骤315，所述处理器(201)根据所述原点位置数据，返回原点位置，将农药注入所述药箱(301)；

步骤316，所述处理器(201)根据所述断点位置数据返回断点位置，并转向步骤302；

步骤4，结束喷洒，所述处理器(201)给所述喷药开关控制单元(206)发送关闭指令，所述喷药开关控制单元(206)控制所述喷药开关(308)关闭；所述处理器(201)给所述压力泵控制单元(207)发送停止指令，所述压力泵控制单元(207)控制所述压力泵(306)停止；所述处理器(201)根据所述存储单元(202)存储的所述GPS定位单元(203)的数据，返回原点。