[发明专利]无人机固体物料播洒智能计量与控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及无人驾驶飞机(简称无人机)领域，具体地，涉及一种无人机固体物料播洒智能计量与控制装置。

背景技术

随着无人机技术的快速发展，在现代精准农业的应用越来越普遍，虽然目前大量的无人机在农业植保方面得到大力推广，但其主要的应用是集中在液态农药喷洒方面，而应用于固体颗粒农药、粉末农药喷洒以及种子的飞播方面的无人机则是几乎没有，这一现象的产生主要是由于液态喷洒可以通过对液体管道控制阀的精准控制满足流量及计量的要求，而目前状况下，没有类似的设备应用在固态颗粒的喷洒上，在固态颗粒喷洒过程中，大多采用利用料体本身重力加旋转轮的驱动方式的方式来实现，而这种操作方式是不可能对喷洒的流量及计量进行控制的，因此，目前市面上几乎没有颗粒农药、粉末农药、种子等固态物料的自动计量控制喷洒无人机。由于缺乏精准的颗粒流量计量控制装置使许多用户望而却步，而只能采用人工或地面机械配合的方式去操作，造成效率低、覆盖率低以及均匀性差等一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于克服无人机在现代精准农业中播洒固体颗粒及粉末农药和种子过程中面临的精准计量及准确控制的难题，提供一种无人机固体物料播洒智能计量与控制装置，基于针对不同颗粒(粉末)料自适应调整高精度转速参数的校准计量机制，结合无人机的GPS地面速度等参数，对播洒进行精准的智能计量及流量控制。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

无人机固体物料播洒智能计量与控制装置，包括计量器和控制器，所述计量器，包括物料腔、转动组件和驱动件，所述物料腔设有不在同一垂直线上的进料口与出料口，所述驱动件驱动所述转动组件转动从而将从进料口进入的物料移至出料口进而播洒，所述控制器用于采集信息并将采集到的信息经过校正处理后生成校正数据以及基于该校正数据生成指令信息并发送至驱动件从而调整驱动件的转速。其中，采集的信息主要为计量器、无人机、天气等一种或几种信息的组合，包括但不限于物料腔内的物料高度信息、驱动件的转速信息、喷洒的高度位置信息、无人机的飞行速度信息、待喷洒区域的天气信息(如风速、风向等)。

进一步地，所述转动组件包括旋转轴以及套设于旋转轴外的旋转轮，所述旋转轴与所述旋转轮同步转动，所述驱动件驱动所述旋转轴转动，所述旋转轮用于将物料移送至出料口播洒。

进一步地，所述旋转轮为柔性旋转轮。

进一步地，所述控制器包括控制单元、传感器组件、校正处理模块以及专家数据库，所述控制单元与传感器组件、校正处理模块、专家数据库以及无人机所具有的模块电连接，所述校正处理模块内预存有校正控制算法，所述专家数据库预存有对应不同粒径、不同种类、不同比重、不同吸附能力的固体物料的经验数据，所述控制单元接收传感器组件及无人机所具有的模块发送的信息、存储并生成持久数据，以及将该持久数据发送至校正处理模块，并接收来自校正处理模块生成的校正数据，并基于该校正数据生成指令信息发送至驱动件进而调整驱动件的转速。其中，固体物料主要指的是农林喷洒颗粒/或粉末材料。

本发明中，所称的固体物料主要指的是尺寸小于12mm×6mm的颗粒或粉末。

进一步地，所述传感器组件包括料位传感器、电机编码器、地理位置高度传感器、速度传感器以及天气传感器，所述料位传感器设于物料腔的进料段，用于检测物料腔内的物料高度并反馈给控制单元，所述电机编码器用于将驱动件的转速转换成电信号并反馈给控制单元，所述地理位置高度传感器，用于检测无人机喷洒的高度位置信息并发送至控制单元，所述速度传感器，用于检测无人机的飞行速度信息并发送至控制单元，所述天气传感器，用于检测待喷洒区域的天气信息并发送至控制单元。

进一步地，所述无人机所具有的模块包括但不限于GPS模块、无人机飞行速度传感器模块。

进一步地，所述驱动件为直流调速电机，所述电机编码器与所述直流调速电机同轴连接。

进一步地，所述物料腔由多个相连通的子料腔组成，所述子料腔沿转动组件的轴线方向相互平行排布。

进一步地，所述计量器还包括连接所述驱动件和所述转动组件的齿轮箱，所述驱动件通过驱动所述齿轮箱内的齿轮转动进而驱动转动组件转动。

进一步地，所述进料口设于所述物料腔的顶部。

进一步地，所述物料腔包括与所述进料口相连通的进料段、与所述旋转轴相配合的过渡段以及与所述出料口相连通的出料段。所述转动组件转动地安装于所述物料腔的过渡段内。

进一步地，所述物料腔内壁覆盖至少一层的防漏层。