[发明专利]一种施药无人机及其控制方法

摘要

本发明公开了一种施药无人机，它包括机体，机体上均匀的设有6个旋翼机构，所述机体下部设有药箱，其中药箱分为上箱和下箱；所述上箱侧壁上设有进药口，上箱底部中心处设有出药口，上箱内设有药剂搅拌螺旋桨，所述搅拌螺旋桨与搅拌轴的下端连接，所述搅拌轴的上端安装在上箱顶部中心处，且搅拌轴上端与安装在机体内的搅拌电机相连；所述下箱内设有喷药管和喷药延伸管，所述喷药管上端与上箱底部中心处的出药口连通，该喷药管上设有喷药泵和电磁阀；所述喷药管下端设有喷药延伸管,喷药延伸管能够穿出下箱底部中心，该喷药延伸管与安装在下箱底部上的升降机构连接；所述喷药延伸管下方设有喷头，本发明的无人机能用于平原、山区，且能在风中准确施药。

主权项

1.一种施药无人机，其特征是，它包括机体，机体上均匀的设有6个旋翼机构，所述机体下部设有药箱，其中药箱分为上箱和下箱；所述上箱侧壁上设有进药口，上箱底部中心处设有出药口，上箱内设有药剂搅拌螺旋桨，所述搅拌螺旋桨与搅拌轴的下端连接，所述搅拌轴的上端安装在上箱顶部中心处，且搅拌轴上端与安装在机体内的搅拌电机相连；所述下箱内设有喷药管和喷药延伸管，所述喷药管上端与上箱底部中心处的出药口连通，该喷药管上设有喷药泵和电磁阀；所述喷药管下端设有喷药延伸管,喷药延伸管能够穿出下箱底部中心，该喷药延伸管与安装在下箱底部上的升降机构连接；所述喷药延伸管下方设有喷头；所述喷药管下端设有外螺纹，喷药延伸管内壁设有内螺纹，喷药管下端与喷药延伸管螺纹连接；所述升降机构包括齿轮箱、蜗杆、蜗轮和升降电机；其中蜗杆和蜗轮装设在齿轮箱内部，齿轮箱固定在下箱底部，蜗杆一端与固定在下箱底部上的升降电机相连；蜗轮与蜗杆啮合；所述蜗轮的转轴为喷药延伸管；所述喷药延伸管贯穿齿轮箱，所述喷药延伸管外壁设有外螺纹，使蜗轮与喷药延伸管螺纹连接；所述旋翼机构包括旋翼臂、旋翼电机和螺旋桨，所述旋翼臂的一端与机体相连，另一端上安装有旋翼电机，所述旋翼电机的输出轴竖直向上且其上装设有螺旋桨；所述机体上方设有控制箱；所述控制箱内设有控制系统；所述控制箱顶部外表面设有显示屏、电源开关和控制按键组；所述控制系统包括主控器，所述主控器上连接有控制按键组、显示屏、药剂容量检测模块、高度检测模块、风速检测模块、旋翼电机驱动模块、搅拌电机驱动模块、升降电机驱动模块、电磁阀驱动模块、喷药泵驱动模块；其中旋翼电机驱动模块与旋翼电机相连，搅拌电机驱动模块与搅拌电机相连，升降电机驱动模块与升降电机相连；所述主控器通过电源开关与电源模块相连，电磁阀驱动模块与电磁阀相连，喷药泵驱动模块与喷药泵相连；所述控制按键组包括药剂搅拌按钮、高度设定按钮、速度设定按钮、施药量设定按钮、施药速度设定按钮和起飞按钮；所述施药无人机的控制方法包括如下步骤：步骤1：启动电源开关，使主控器与电源模块接通，使主控器处于工作状态；步骤2：通过上箱的进药口向上箱内注入药剂；步骤3：药剂容量检测模块检测上箱内的药剂容量，并将检测到的当前药剂容量值A1发送给主控器，主控器接收当前药剂容量值A1并将当前药剂容量值A1发送给显示屏显示；当药剂容量检测模块检测到的当前药剂容量值A1 小于主控器内的设定药剂容量值A时，显示屏上会显示药剂容量不足信号；当药剂容量检测模块检测到的当前药剂容量值A1 大于主控器内的设定药剂容量值A时，显示屏上会显示药剂容量过多信号；步骤4：按下药剂搅拌按钮，向主控器发送药剂搅拌信号，主控器接收药剂搅拌信号后，并将该信号发送给搅拌电机驱动模块，使搅拌电机驱动模块控制搅拌电机工作，进而对药剂进行搅拌，搅拌3～10min后停止；步骤5：按下高度设定按钮，设定飞行高度，将设定飞行高度值H，发送给主控器进行存储；步骤6：按下速度设定按钮，设定飞行速度，并将设定飞行速度值V，发送给主控器进行存储；步骤7：按下施药量设定按钮，设定施药量，并将设定施药量值M，发送给主控器进行存储；步骤8：按下施药速度设定按钮，设定施药速度，并将设定施药速度值L，发送给主控器进行存储；步骤9：按下起飞按钮，主控器接收起飞按钮发送的起飞信号，并将起飞信号发送给旋翼电机驱动模块，使旋翼电机驱动模块控制旋翼电机转动，进而控制无人机飞行；无人机先垂直起飞，当高度检测模块检测到无人机的当前飞行高度H1达到设定高度值H时，无人机再开始按设定速度值V向前飞行；步骤10：在飞行过程中，主控器分别发送施药信号给喷药泵驱动模块和电磁阀驱动模块，使喷药泵驱动模块控制喷药泵以设定的施药速度值L进行施药，使电磁阀驱动模块控制电磁阀打开；进而使无人机开始施药；步骤11：在施药过程中，风速检测模块检测当前风速u1，并将当前风速u1发送给主控器，当检查到的当前风速u1大于设定风速u时，主控器发送伸管信号给升降电机驱动模块，进而控制升降电机正转，使喷药延伸管向下延伸，同时主控器发送加速施药信号给喷药泵驱动模块，使当前施药速度L1=1.5L；同时控制当前飞行高度值H1=1/2H;当检测到的当前风速u1小于或等于设定风速u时，升降电机反转，喷药延伸管复位，当前飞行高度值H1=H，当前施药速度L1=L；步骤12：当药剂容量检测模块检测到当前施药量M1等于设定施药量M时，主控器分别发送停止施药信号给喷药泵驱动模块和电磁阀驱动模块，使喷药泵驱动模块控制喷药泵停止工作，使电磁阀驱动模块控制电磁阀关闭；进而使无人机停止施药，同时让无人机返回起点；步骤13：无人机先保持设定高度值H向起点返回，然后再降落，直到当前高度值H1=0时，旋翼电机停止转动；返回过程中，风速检测模块停止工作；步骤14：停止电源开关，使电源模块与主控器断开。