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专利号: 2021107284150
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2025-08-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置,其特征在于,包括低用药量环保型智能喷雾系统(25),智能控制系统(6),智能监测系统(30);低用药量环保型智能喷雾系统(25)和智能控制系统(6)均安装在植保无人机上;智能监测系统(30)除了监控台(9)之外,其余部件安装在植保无人机上;低用药量环保型智能喷雾系统(25)、智能控制系统(6)和智能监测系统(30)三者之间通过智能控制系统(6)的信号IO总线进行连接和通信;

低用药量环保型智能喷雾系统(25)包括静电喷雾模块(26)、调速水泵(7)、侧喷喷头智能控制模块(27);静电喷雾模块(26)包括智能可变喷雾角静电喷头(1)、静电感应环(2)、静电发生器(3)、药箱(5);调速水泵(7)内部集成了水泵(11)和调速器(10);侧喷喷头智能控制模块(27)包括自适应角度调节喷头安装支架(8)、舵机I(20)、舵机II(24)、角度传感器I(19)、角度传感器II(22);自适应角度调节喷头安装支架(8)分为自适应角度调节可变直径夹板(18)和自适应角度调节矩阵式喷头安装板(23);调速水泵(7)通过双层减震碳纤维板固定在药箱(5)上,智能可变喷雾角静电喷头(1)通过分体式圆环卡扣(28)安装在自适应角度调节矩阵式喷头安装板(23)上,静电感应环(2)通过热熔胶紧配合固定在智能可变喷雾角静电喷头(1)上,静电发生器(3)通过尼龙螺栓固定在药箱(5)上,侧喷喷头智能控制模块(27)通过自适应角度调节可变直径夹板(18)固定在无人机机臂上,舵机I(20)、舵机II(24)、角度传感器I(19)、角度传感器II(22)通过螺栓固定在自适应角度调节喷头安装支架(8)上;

智能可变喷雾角静电喷头(1)包括喷头主体(15),锥形喷雾角调节阀体(14),阀体调节器(13),雾化锥面(17);阀体调节器(13)通过螺栓固定在喷头主体(15)上,锥形喷雾角调节阀体(14)通过O型密封圈安装在喷头主体(15)内,阀体调节器(13)与锥形喷雾角调节阀体(14)之间采用螺杆进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置,其特征在于,智能控制系统(6)包括控制处理器和信号IO总线;所述的控制处理器采用STM32控制器;所述的信号IO总线包括飞行速度IO接口、无线传输IO接口、避障信号IO接口、侧喷装置控制IO接口;所述的信号IO总线采用UORB协议与控制处理器进行通讯;信号IO总线和STM32控制器焊接在同一电路板上,飞行速度IO接口、无线传输IO接口、避障信号IO接口、侧喷装置控制IO接口均采用同轴信号线与IO接口总线连接。

3.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置,其特征在智能监测系统(30)包括流量计(12)、液位计(4)和监控台(9);流量计(12)通过橡胶水管连接至调速水泵(7)的出水口,液位计通过螺栓和防水胶圈安装在药箱(5)上,监控台(9)通过无线的方式连接至无线传输IO接口,与智能控制系统(6)通信。

4.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置,其特征在于,自适应角度调节可变直径夹板(18)上设置有分体式夹板圆环卡扣(29),所述自适应角度调节喷头安装支架(8)固定在无人机机臂上。

5.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置,其特征在于,自适应角度调节矩阵式喷头安装板(23)上矩阵式布置横4竖7共计28个螺纹孔,分体式圆环卡扣(28)通过螺栓固定在自适应角度调节矩阵式喷头安装板(23)上。

6.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置,其特征在于,自适应角度调节可变直径夹板(18)上安装所述舵机I(20)和角度传感器I(19),舵机I(20)的电机轴垂直于自适应角度调节可变直径夹板(18),轴头连接龙门架(21),龙门架(21)通过舵机II(24)连接自适应角度调节矩阵式喷头安装板(23)和角度传感器II(22);舵机II(24)和舵机I(20)的中轴线位于同一平面且相互垂直。

7.根据权利要求1所述的一种低用药量环保型植保无人机避障智能侧喷装置,其特征在于,采用闭环控制方法实现变量喷雾,具体步骤和流程如下:

步骤一:根据监控台(9)输入预设亩用喷雾量,智能控制系统(6)首先根据液位计(4)判断药箱(5)内是否有药液,若有药液,则根据预设亩用喷雾量、当前飞行速度、喷幅计算调速水泵(7)所需转速,并将转速信息发送至调速器(10);

步骤二:调速器(10)接受输出的转速信息,控制水泵(11)工作,流量计(12)监控实际喷雾量,并将实际喷雾量输入至智能控制系统(6);

步骤三:智能控制系统(6)将输入的实际喷雾量和预设亩用喷雾量相互对比,结合两者之间的相对误差,再次计算调速水泵(7)所需转速并将转速信息输出至调速器(10);

步骤四:重复步骤二,实现喷雾量的闭环控制。