[发明专利]一种模块化植保无人机

说明书

本发明提供了一种模块化植保无人机，包括最小飞行单元、连接模块、喷雾系统和控制系统。最小飞行单元由四个旋翼、电机、电机支架、接头、连杆和电池组成；连接模块包含接头、连杆和线缆；喷雾系统由药箱、水泵、软管和喷头组成。控制系统由飞控软件、接收机、GPS天线、机载控制器、陀螺仪和遥控器组成。根据实际作业需求，既可使用一个最小四旋翼飞行单元配合喷雾系统和控制系统单独工作，也可以使用连接模块将多个最小飞行单元组合在一起使用，从而提高植保无人机的适应性和作业效率。

技术领域

本发明涉及多旋翼无人机技术领域，特别是涉及一种模块化组装植保无人机。

背景技术

多旋翼无人机在农业领域的一个重要应用就是航空施药，是传统农业施药方式的一种重要补充，与传统施药器械相比，有以下优点：①省药、省水、减少污染。有效降低农药残留、土壤污染和水源短缺等问题；②作业效率高。是传统人工施药效率的６０倍以上，有效解决目前农村劳动力短缺问题，在病虫害大规模暴发时可以迅速开展防治，降低病虫害造成的损失；③防治效果好。由旋翼产生的向下气流有助于增加雾滴对作物的穿透性，气流把雾滴带到植物的叶背及根部，可减少飘移，提高农药在靶标上的附着率，防治效果更好；④施药人员安全系数高。采用人工遥控技术和自主导航技术相结合，操控人员在施药区外便可通过无线遥测系统发出指令来控制无人机的动作，自动完成无人机施药的全过程；⑤适用性好。可垂直起降，不受地理因素的制约，无论山区或平原、水田还是旱田，以及不同的作物，均具有良好的适应性；⑥作物损伤小，不会像大型地面施药器械碾压作物。

但是多旋翼植保无人机具有以下缺点：①作业负荷低。多旋翼无人机有效载荷一般只有10kg左右，需要经常性返航加药，增加了非作业飞行时间，浪费了本就紧张的电池电量，降低了无人机的使用效率；②用途单一。多旋翼植保无人机多为专业机型，较低的有效载荷，限制了无人机挂载其他设备，难以真正实现多用途；③作业效率低。作业高度在1-3m时喷洒宽度一般为4-8m，单位时间内作业效率远低于大型地面植保机械和载人植保飞机，难以适应大面积田块作业；④操作复杂。多旋翼无人机由于滞空时间短、载药量低、喷幅小等特点，使得作业时路径规划比较复杂，容易出现误喷、漏喷等现象。

发明内容

本发明的目的在于为克服多旋翼无人机在植保领域作业负荷低、用途单一、作业效率低、操作复杂等缺点，提出一种模块化组装植保无人机，从而提高多旋翼无人机作业效率、宽展使用范围。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为： 一种模块化植保无人机，包括至少一个最小飞行单元和若干插装杆，所述最小飞行单元包括第一旋翼、第二旋翼、第三旋翼、第四旋翼、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一电机座、第二电机座、第三电机座、第四电机座、第一接头、第二接头、第三接头和第四接头，所述第一旋翼安装在第一电机的输出头上，所述第一电机安装于第一电机座上， 所述第一电机座上插装有第一连杆，所述第二旋翼安装在第二电机的输出头上，所述第二电机安装于第二电机座上， 所述第二电机座上插装有第二连杆，所述第三旋翼安装在第三电机的输出头上，所述第三电机安装于第三电机座上， 所述第三电机座上插装有第三连杆，所述第四旋翼安装在第四电机的输出头上，所述第四电机安装于第四电机座上， 所述第四电机座上插装有第四连杆，所述第一连杆和所述第二连杆同时插装在第一多通接头上，所述第三连杆和所述第四连杆同时插装在第二多通接头上，所述第一多通接头和所述第二多通接头之间插装有水平连杆，所述水平连杆上安装有电池、控制系统和植保设备，每根所述插装杆的一端插装在所述第一多通接头或所述第二多通接头上，另外一端插装其他最小飞行单元。

上述方案中，所述植保设备为喷雾机或播种器或光谱相机或激光测距仪。

上述方案中，当所述植保设备为喷雾机时，所述喷雾机包括泵、喷头和药箱，所述泵和所述控制系统位于所述电池的两端，所述药箱安装在所述水平连杆的下端，所述喷头安装在所述药箱的下方。