一种自适应无人机喷烟喷雾施药系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了自适应无人机喷烟喷雾施药系统及其使用方法，该系统包括多旋翼监测无人机（33）、数据处理中心和单旋翼施药无人机（1），多旋翼监测无人机（33）用于监测作物种类、虫害水平、作物坐标及面积并将监测数据通过自带的无线发射模块发送给数据处理中心；数据处理中心用于接收多旋翼监测无人机（33）的监测数据并将处理后获得的工作数据传递给单旋翼施药无人机（1）；单旋翼施药无人机（1）用于接收数据处理中心的工作数据并根据工作数据进行施药。使用时，根据多旋翼监测无人机（33）的监测数据确定单旋翼施药无人机（1）的工作数据。本发明专利技术利用无人机光谱监测技术与单旋翼施药无人机结合，提高了施药效率、适应性更强。适应性更强。适应性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应无人机喷烟喷雾施药系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于农林机械
，尤其属于植保
的无人机系统，具体地说是一种自适应无人机喷烟喷雾施药系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]森林病虫害是制约我国林业可持续发展的重要因素之一，每年因森林病虫害造成的经济损失达250多亿元，因此防治病虫害是农林发展的重要措施之一。目前国内防治病虫害的手段以化学防治为主，即对农作物喷洒化学药液进行植保，然而传统的植保机械和施药技术并不能满足我国现代农林业的发展要求。据农业农村部统计，2017年中国国产植保机械以手动喷雾器为主，包括20多个品种、80多个型号，其中70%～80% 处于发达国家20世纪60～70年代的水平，除此之外，目前一些地区农民仍习惯沿用50～60年代的大容量淋雨式喷雾法的喷洒方法，大雾滴因集聚不能在作物叶片上持留而流失至土壤中，造成农药的大量浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种自适应无人机喷烟喷雾施药系统及其使用方法；该自适应无人机喷烟喷雾施药系统适用于交通不便、林木高大、水源缺乏的林区，单旋翼施药无人机携带的烟雾机喷出细小的烟雾雾滴能够较长久地悬浮在空气中，深入到一般喷雾的雾滴或喷粉的粉粒所不能到达的空隙地方，配合多旋翼监测无人机，能极大地提高喷药的效率和适应性。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：该系统包括多旋翼监测无人机、数据处理中心和单旋翼施药无人机，其中，多旋翼监测无人机，用于监测目的地的作物种类、虫害水平、作物坐标及面积并将监测数据通过自带的无线发射模块发送给数据处理中心；数据处理中心，用于接收多旋翼监测无人机的监测数据并将处理后获得的工作数据传递给单旋翼施药无人机；单旋翼施药无人机，用于接收数据处理中心的工作数据并根据工作数据进行施药，喷雾作业时对作物巡航喷雾，喷烟作业时利用GPS差分系统对作物定点喷烟，使烟雾渗透覆盖作物。
[0005]所述的多旋翼监测无人机上带有光谱相机，光谱相机能够将获得的包括作物种类、虫害水平、作物坐标及面积的监测数据通过多旋翼监测无人机上设置的无线发射模块发送给数据处理中心。
[0006]所述的数据处理中心包括无线接收模块、控制系统和无线发射模块，其中无线接收模块用于接收多旋翼监测无人机上的无线发射模块发出的监测数据并传送给控制系统；控制系统内存储有对应不同作物种类、虫害水平、作物坐标及面积的适用药液数据、适用施
药飞行数据、示踪剂覆盖率标准数据。
[0007]所述单旋翼施药无人机的支撑架上安装有药箱、油箱、双喷脉冲烟雾机和电动气泵，药箱通过配有隔膜泵的药路管向双喷脉冲烟雾机输药，电动气泵的出气口通过油箱气管与油箱相连通、通过化油器气管与化油器相连通，且油箱通过带有常闭电磁阀的油管与化油器相连通，化油器通过法兰盘和带有火花塞底座的管道与双喷脉冲烟雾机的燃烧室相连通，火花塞底座用于安装火花塞，且所述的隔膜泵、火花塞、常闭电磁阀、电动气泵分别通过线路与述单旋翼施药无人机内的飞控系统中的继电器相连接并执行继电器的控制指令。
[0008]所述支撑架的各支撑梁之间通过支撑架连接件或者支撑架连接安装件相连接；所述的药箱设置在支撑架的内腔顶部并通过相应的卡扣结构固定在支撑架上；双喷脉冲烟雾机设置在支撑架的内腔底部并通过烟雾机支撑件固定在支撑架上；油箱位于支撑架的内腔两侧并通过油箱侧面自带的锁扣与支撑架的侧面支撑梁固定，电动气泵通过气泵连接件安装在支撑架连接安装件上。
[0009]所述药箱的内腔由隔板分为水剂药箱和油剂药箱，水剂药箱和油剂药箱分别对应配置隔膜泵和出药孔，水剂药箱底部的出药孔和油剂药箱底部的出药孔通过不同的药路管与同一多通接头汇接后，再通过相应的多通接头和药路管分别与双喷脉冲烟雾机上的入药孔相连通。
[0010]所述的常闭电磁阀设置在化油器的旁侧，常闭电磁阀与电磁阀连接件通过螺栓螺母固定，电磁阀连接件与支撑架通过支撑架连接安装件固定。
[0011]所述的油箱成对设置以一一对应双喷脉冲烟雾机，所述油箱上设有进气口和出油口，进气口位于油箱顶部的油箱盖上并通过出油箱气管与电动气泵的出气口相连通，出油口位于油箱的底部并通过油管与化油器相连通。
[0012]自适应无人机喷烟喷雾施药系统的使用方法，其特征在于：该方法的步骤如下：a、多旋翼监测无人机首先按照规划路径对作物进行巡航，巡航过程中，光谱相机对作物进行监测，并将包括作物种类、虫害水平、作物坐标及面积的监测数据通过无线发射模块发送至数据处理中心；b、数据处理中心的控制系统基于监测数据和自身存储的适用药液数据、适用施药飞行数据获得单旋翼施药无人机的工作数据；c、待旋翼监测无人机巡航结束返航后，数据处理中心将工作数据通过无线发射模块传输给单旋翼施药无人机；d、单旋翼施药无人机内部的飞控系统根据工作数据规划单旋翼施药无人机的作业路径和飞行高度，并通过飞控系统中的继电器控制隔膜泵、火花塞、常闭电磁阀、电动气泵和双喷脉冲烟雾机的相关部件，使其针对不同的作业情况进行喷雾或喷烟作业，喷雾作业时对作物巡航喷雾，喷烟作业时利用GPS差分系统对作物定点喷烟，使烟雾渗透覆盖作物。
[0013]所述步骤d中的单旋翼施药无人机的使用过程为：d1、启动双喷脉冲烟雾机，单旋翼施药无人机内部的继电器首先控制电动气泵、火花塞和常闭电磁阀工作，此时电动气泵泵出的气将通过三通接头分成两路：一路通过油箱气管进入油箱的进气口）、另一路通过化油器气管进入化油器，油箱在气体的压力下将汽油从出油口送入油管且汽油通过油管进入化油器，在化油器的作用下，汽油和气体结合变为
雾状，经过火花塞点火即可点燃启动双喷脉冲烟雾机，双喷脉冲烟雾机成功点燃后即可通过继电器关闭电动气泵和火花塞；d2、起飞的单旋翼施药无人机根据工作数据确定的作业半径、飞行高度和喷洒时机飞行至指定位置；d3、成功启动的双喷脉冲烟雾机能够喷出高速气流，当需要喷雾时，继电器控制水剂药箱一侧的隔膜泵开启，使药液通过药路管和三通接头分为四路分别泵入双喷脉冲烟雾机的四个入药孔，在双喷脉冲烟雾机的气流作用下即可将药液喷出；当需要喷烟时，继电器控制油剂药箱一侧的隔膜泵开启，使药液通过药路管和三通接头分为四路分别泵入双喷脉冲烟雾机的四个入药孔，在双喷脉冲烟雾机的气流作用下即可将药液喷出；d4、施药工作完成时，继电器控制常闭电磁阀关闭，即可切断双喷脉冲烟雾机的油路，单旋翼施药无人机从而关闭双喷脉冲烟雾机返航。
[0014]该使用方法具有防漏喷机制，该防漏喷机制的具体过程为：为防止漏喷现象产生，在烟雾剂和水雾剂中加入不同的示踪剂，当单旋翼施药无人机执行完一轮工作后，再次启动多旋翼监测无人机对作物进行巡航监测，使用光谱相机对农作物所覆盖的示踪剂进行数据对比，并将监测结果与数据处理中心内的标准值进行对比，若作物颜色覆盖率小于标准值，则判定为漏喷，此时记录下漏喷作物的位置坐标和作物类型，并根据作物类型，判断漏喷的是烟雾剂还是水雾剂，统计完所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：该系统包括多旋翼监测无人机（33）、数据处理中心和单旋翼施药无人机（1），其中，多旋翼监测无人机（33），用于监测目的地的作物种类、虫害水平、作物坐标及面积并将监测数据通过自带的无线发射模块发送给数据处理中心；数据处理中心，用于接收多旋翼监测无人机（33）的监测数据并将处理后获得的工作数据传递给单旋翼施药无人机（1）；单旋翼施药无人机（1），用于接收数据处理中心的工作数据并根据工作数据进行施药，喷雾作业时对作物巡航喷雾，喷烟作业时利用GPS差分系统对作物定点喷烟，使烟雾渗透覆盖作物。2.根据权利要求1所述的自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：所述的多旋翼监测无人机（33）上带有光谱相机（34），光谱相机（34）能够将获得的包括作物种类、虫害水平、作物坐标及面积的监测数据通过多旋翼监测无人机（33）上设置的无线发射模块发送给数据处理中心。3.根据权利要求1所述的自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：所述的数据处理中心包括无线接收模块、控制系统和无线发射模块，其中无线接收模块用于接收多旋翼监测无人机（33）上的无线发射模块发出的监测数据并传送给控制系统；控制系统内存储有对应不同作物种类、虫害水平、作物坐标及面积的适用药液数据、适用施药飞行数据、示踪剂覆盖率标准数据。4.根据权利要求1所述的自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：所述单旋翼施药无人机（1）的支撑架（4）上安装有药箱（2）、油箱（6）、双喷脉冲烟雾机（12）和电动气泵（17），药箱（2）通过配有隔膜泵（3）的药路管（23）向双喷脉冲烟雾机（12）输药，电动气泵（17）的出气口（29）通过油箱气管（18）与油箱（6）相连通、通过化油器气管（13）与化油器（10）相连通，且油箱（6）通过带有常闭电磁阀（9）的油管（8）与化油器（10）相连通，化油器（10）通过法兰盘（21）和带有火花塞底座（20）的管道与双喷脉冲烟雾机（12）的燃烧室相连通，火花塞底座（20）用于安装火花塞（11），且所述的隔膜泵（3）、火花塞（11）、常闭电磁阀（9）、电动气泵（17）分别通过线路与述单旋翼施药无人机（1）内的飞控系统中的继电器相连接并执行继电器的控制指令。5.根据权利要求4所述的自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：所述支撑架（4）的各支撑梁之间通过支撑架连接件（5）或者支撑架连接安装件（15）相连接；所述的药箱（2）设置在支撑架（4）的内腔顶部并通过相应的卡扣结构固定在支撑架（4）上；双喷脉冲烟雾机（12）设置在支撑架（4）的内腔底部并通过烟雾机支撑件（7）固定在支撑架（4）上；油箱（6）位于支撑架（4）的内腔两侧并通过油箱（6）侧面自带的锁扣与支撑架（4）的侧面支撑梁固定，电动气泵（17）通过气泵连接件（16）安装在支撑架连接安装件（15）上。6.根据权利要求4所述的自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：所述药箱（2）的内腔由隔板（25）分为水剂药箱（24）和油剂药箱（27），水剂药箱（24）和油剂药箱（27）分别对应配置隔膜泵（3）和出药孔（26），水剂药箱（24）底部的出药孔（26）和油剂药箱（27）底部的出药孔（26）通过不同的药路管（23）与同一多通接头汇接后，再通过相应的多通接头和药路管（23）分别与双喷脉冲烟雾机（12）上的入药孔（19）相连通。7.根据权利要求4所述的自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：所述的常闭电
磁阀（9）设置在化油器（10）的旁侧，常闭电磁阀（9）与电磁阀连接件（14）通过螺栓螺母固定，电磁阀连接件（14）与支撑架（4）通过支撑架连接安装件（15）固定。8.根据权利要求4所述的自适应无人机喷烟喷雾施药系统，其特征在于：所述的油箱（6）成对设置以一一对应双喷脉冲烟雾机（12），所述油箱（6）上设有进气口（31）和出油口（32），进气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈青，刘键，张健，袁夏飞，于强，茹煜，许林云，周宏平，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：