[发明专利]一种基于无人机的沙土固化装置及控制方法

说明书

本发明涉及一种基于无人机的沙土固化装置及控制方法，能够有效解决风沙土固化处理中，传统人工喷洒方式费时、费力、喷洒范围有限、复杂地形喷洒不易、喷洒液量与喷洒次数受人为因素影响较大、喷洒液浓度恒定不能因地制宜等问题，最大限度降低人力成本，具有地形智能识别、喷洒定位精确、喷洒浓度与速度智能调节，耗材模块支持快速更换等特点，具备多种环境条件下的风沙土高效固化作业能力。

技术领域

本发明涉及一种基于无人机的沙土固化装置及控制方法，属于沙土固化技术领域。

背景技术

风沙土广泛分布于荒漠地区，其颗粒细小，粒间无粘聚力，是沙尘暴一类空气污染的尘源，目前固化风沙土的一种较好的方法是通过喷洒对环境友好的固化液，通过固化液中生物活性的组分，形成具有优异黏结和固结性能的碳酸钙，使风沙土胶结致密，达到固化处理效果。目前在实践中广泛采用的人工喷洒方式，存在费时、费力、喷洒范围有限、复杂地形喷洒不易，喷洒液量与喷洒次数受人为因素影响较大、喷洒液浓度恒定不能因地制宜等问题，导致风沙土固化效果不佳的情况的发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有智能化、以达到风沙土固化处理效果最优化目的的基于无人机的沙土固化装置。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于无人机的沙土固化装置，应用挂设于无人机下方的智能喷洒系统，实现对风沙土的固化，智能喷洒系统包括箱体、隔板、浓缩液包、浓缩液液位传感器、浓缩液针口、浓缩液流速控制电磁阀、微控制单元模块、水箱液位传感器、水箱流速控制电磁阀、喷洒液混合装置、喷洒电磁阀、喷洒头和参数测定模块组；

隔板竖直固定设置于箱体中，将箱体内部空间划分为左右两个独立腔体，分别作为水箱腔体和载物腔体；水箱腔体的顶面设置通孔，并活动连接带盖注水口，同时水箱腔体的顶面设置贯穿其内外空间的防负压通气孔；水箱液位传感器固定设置于水箱腔体侧面的预设高度，用于检测水箱腔体中的液位，水箱腔体底面设置贯穿其内外空间的输水通孔，水箱流速控制电磁阀的其中一端固定设置于水箱腔体的外底面，并对接输水通孔；浓缩液包挂设于载物腔体中，载物腔体底面设置贯穿其内外空间的输液通孔，浓缩液包的底部活动对接浓缩液针口，浓缩液液位传感器设置于浓缩液针口中，用于检测浓缩液包中的液位，浓缩液针口上背向浓缩液包的一端通过水管、对接输液通孔上位于载物腔体内部的一侧，浓缩液流速控制电磁阀的其中一端固定设置于载物腔体的外底面，并对接输液通孔；浓缩液流速控制电磁阀的另一端、水箱流速控制电磁阀的另一端分别通过水管对接喷洒液混合装置的两个输入端，喷洒液混合装置固定设置于箱体的外底面，喷洒液混合装置的输出端对接喷洒电磁阀的其中一端，喷洒电磁阀的另一端对接喷洒头，喷洒头指向下方；

浓缩液液位传感器、浓缩液流速控制电磁阀、水箱液位传感器、水箱流速控制电磁阀、喷洒电磁阀分别对接微控制单元模块，由微控制单元模块进行控制；微控制单元模块针对浓缩液流速控制电磁阀、水箱流速控制电磁阀、喷洒电磁阀进行控制，实现固化液的喷洒浓度优化与喷洒速度控制；

参数测定模块组包含、且不仅限于基于北斗的厘米级rtk定位模块、无人机速度输出模块、高度测量模块、风速测量模块和地形识别模块，厘米级rtk定位模块、无人机速度输出模块、高度测量模块、风速测量模块、地形识别模块分别设置于箱体的外底面；参数测定模块组中的各个模块分别与微控制单元模块相连接；

所述喷洒液混合装置包括T形结构管道和螺旋状搅拌柱；其中，T形结构管道上彼此相对的两个端口，即为喷洒液混合装置的两个输入端，分别通过水管与所述浓缩液流速控制电磁阀、所述水箱流速控制电磁阀分别对接，螺旋状搅拌柱活动设置于T形结构管道的纵向端口中，螺旋状搅拌柱自由转动，T形结构管道的纵向端口，即为喷洒液混合装置的输出端，对接喷洒电磁阀。

作为本发明的一种优选技术方案：所述参数测定模块组中还包括基于九轴加速度传感器的辅助定位模块；辅助定位模块设置于箱体的外底面，辅助定位模块与微控制单元模块相连接。