【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及植保噴霧，具體為一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置及自動噴霧方法。
技術(shù)介紹
1、植保無人機(jī)在大田噴霧作業(yè)，進(jìn)入田塊后通常不轉(zhuǎn)動，僅平動，即使需要切換航線或進(jìn)行非直線運(yùn)動也采用平動方式，如圖1所示，機(jī)頭始終平行于主飛行航線方向，忽略自然風(fēng)干擾，瞬時的噴霧區(qū)域總在噴桿的下方，噴幅方向始終垂直于主飛行航線方向，僅依靠平動改變自身飛行方向。
2、植保無人機(jī)在田頭切換航線時，早期以“直線前進(jìn)勻速-直線前進(jìn)減速-田頭懸停-垂直主飛行航線側(cè)向平移-田頭懸停-直線后退加速-直線后退勻速”的方波飛行形式進(jìn)行，同時為了保證農(nóng)田單位面積受藥量恒定，施藥系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時速度調(diào)整噴霧流量，在懸停和側(cè)向平移時停止噴霧。目前行業(yè)通過加大植保無人機(jī)載藥量，以提升單架次任務(wù)的作業(yè)面積、提升作業(yè)效率，但受制于機(jī)載電池或燃料的載量，目前的產(chǎn)品大多通過壓縮切換航線的時間以節(jié)約能源，具體方式為將方波飛行變?yōu)閡型曲線飛行，以省去懸停平移過程，減少加減速耗能。畫曲線過程同樣經(jīng)過減速和加速，在曲線峰處沿主飛行航線方向的速度變?yōu)?，但存在垂直主飛行航線方向的速度，雖然也像方波飛行作業(yè)實(shí)時調(diào)整噴霧流量，但幾乎不停止噴霧。但曲線飛行方式產(chǎn)生了新的問題，方波飛行時無人機(jī)的噴幅可以完整覆蓋整個待噴霧區(qū)，而曲線飛行存在重噴和漏噴問題如圖2所示，陰影區(qū)為接受到噴霧的區(qū)域，交錯形成重噴區(qū)和漏噴區(qū)。
3、受限于機(jī)載能源不足的問題，除了通過采用u型曲線飛行節(jié)省切換航線的時間，一般還采用提高飛行速度同時增大流量的方式進(jìn)行噴霧，以盡快耗盡所載的藥液，結(jié)束單架次任務(wù)，噴頭
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置及自動噴霧方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置，包括無人機(jī)主體和固定在所述無人機(jī)主體底部的起落架，所述起落架底部通過升降裝置安裝有矩形框架，所述矩形框架上沿所述無人機(jī)主體前后行進(jìn)方向的縱向的兩條邊框上安裝有導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)；
3、所述導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)包括設(shè)在所述矩形框架縱向兩條邊框上的兩條縱向移動導(dǎo)軌，兩條所述縱向移動導(dǎo)軌上均滑動連接有縱向移動滑塊，所述縱向移動滑塊上通過轉(zhuǎn)軸安裝有橫向移動導(dǎo)軌，所述橫向移動導(dǎo)軌上滑動配合有噴桿，所述噴桿上設(shè)有若干個噴頭。
4、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述縱向移動滑塊一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端與轉(zhuǎn)軸連接，兩個所述縱向移動滑塊上的轉(zhuǎn)軸位置相互錯開，所述縱向移動滑塊另一側(cè)內(nèi)部設(shè)有電磁鐵。
5、一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，包括如下步驟：
6、s1.無人機(jī)主體起飛前，矩形框架在起落架上方，兩個噴桿此時位于矩形框架縱向的兩條邊框下方；
7、s2.無人機(jī)主體起飛后，通過升降裝置將矩形框架降低至起落架下方，橫向移動導(dǎo)軌均順時針旋轉(zhuǎn)90°，此時兩個噴桿并排且兩端對齊，緊貼在一起并位于矩形框架中部，進(jìn)入田塊開始噴霧作業(yè)，兩個噴桿分為沿著橫向移動導(dǎo)軌橫向移動的左邊的噴桿和沿著橫向移動導(dǎo)軌橫向移動的右邊的噴桿；
8、s3.無人機(jī)主體進(jìn)入勻速飛行噴霧階段，兩個噴桿的所有噴頭均噴霧，兩個噴桿在勻速飛行噴霧中緩慢同步移動至后方，移動過程噴桿的對地速度略慢于無人機(jī)主體飛行速度，略微提高無人機(jī)主體飛行速度，提高的飛行速度與兩個噴桿后移的速度相等，以使得兩個噴桿的對地速度與直線勻速段的噴霧流量相匹配，在接近田頭之前較遠(yuǎn)的位置，在還未進(jìn)入減速飛行噴霧階段時，確保兩個噴桿已移動到矩形框架的最后方；
9、s4.無人機(jī)主體進(jìn)入減速飛行噴霧階段，接近田頭后，隨著速度降低，同步降低噴霧流量，當(dāng)單個噴頭流量接近qmin時，關(guān)閉右邊的噴桿的噴頭，并增加左邊的噴桿的噴頭的流量至當(dāng)時的2倍，隨著速度進(jìn)一步降低，同步降低噴霧流量，當(dāng)左邊的噴桿的單個噴頭流量再次接近qmin時，此時噴頭流量不再減小，左邊的噴桿相對機(jī)體向前移動，以補(bǔ)償飛行速度的降低，使得左邊的噴桿的對地速度仍然能滿足需求的噴霧流量不小于qmin，維持較優(yōu)的霧化狀態(tài)，直至左邊的噴桿到達(dá)田頭終點(diǎn)，關(guān)閉噴霧；
10、s5.無人機(jī)主體進(jìn)入弧形飛行噴霧階段，此階段增加了向右平動的速度分量，因此需要通過向左移動左邊的噴桿，以補(bǔ)償機(jī)體向右移動導(dǎo)致的瞬時噴霧區(qū)域偏離主航線，向左移動的速度與機(jī)體向右平動的速度分量相等；
11、s6.無人機(jī)主體到達(dá)u型曲線頂端時，無人機(jī)主體在主航線方向的速度為0，但還有向右平動的速度，此時所有噴頭已處于關(guān)閉噴霧狀態(tài)，左邊的噴桿在左前方，右邊的噴桿在右前方，之后噴霧由右邊的噴桿開始；
12、s7.無人機(jī)主體進(jìn)入弧形飛行噴霧階段，此階段仍然有向右平動的速度分量，因此右邊的噴桿向左移動以補(bǔ)償機(jī)體向右平動，向左移動的速度與機(jī)體向右平動的速度分量相等，兩根噴桿將向中間靠攏；
13、s8.無人機(jī)主體進(jìn)入加速飛行噴霧階段，從右邊的噴桿到達(dá)田頭起點(diǎn)，右邊的噴桿開始噴霧，此時剛開始加速，機(jī)體速度較低，為保證單個噴頭的噴霧流量不小于qmin，右邊的噴桿向后移動，以補(bǔ)償飛行速度的不足，當(dāng)速度進(jìn)一步增加，使得單個噴頭的噴霧流量到達(dá)2倍qmin時，左邊的噴桿也開始噴霧，此時兩根噴桿上所有噴頭的流量均變?yōu)閝min，隨飛行速度增加同步加大流量；
14、s9.無人機(jī)主體進(jìn)入勻速飛行噴霧階段，剛進(jìn)入時，兩根噴桿在矩形框架后方，在此階段，兩根噴桿緩慢移動至最前方，以應(yīng)對另一端田頭的工作，如此往復(fù)，噴完藥液后，結(jié)束任務(wù)；
15、s10.無人機(jī)主體降落前，橫向移動導(dǎo)軌均逆時針旋轉(zhuǎn)90°，矩形框架上升至起落架上方，控制降落。
16、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s2中，兩根噴桿緊貼，兩根噴桿上靠近的兩個噴頭可以近似認(rèn)為是同一點(diǎn)位的噴頭，將單個噴頭的流量上限縮減一半，同一點(diǎn)位的兩個噴頭作為一組，當(dāng)所需噴霧流量較大時，可以同時開啟兩個噴頭；當(dāng)所需噴霧流量較小時，可以關(guān)閉其中一個噴頭，單個噴頭推薦的最大流量和最小流量分別為qmax和qmin作為實(shí)際使用的流量控制上下限，則一組噴頭的最大流量為2qmax，最小流量為qmin，且應(yīng)滿足qmax≥2qmin。
17、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s4中，無論是否噴霧，兩個噴桿在飛行時的主航向上同步移動。
18、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s5中，無論是否噴霧，右邊的噴桿跟隨左邊的噴桿的速度值同步反向移動至右側(cè)。
19、在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述s4和s5中，根據(jù)飛行速度設(shè)置的不同，無人機(jī)主體剛進(jìn)入減速飛行噴霧階段時不一定進(jìn)入弧形飛行噴霧階段，同理無人機(jī)主體剛進(jìn)入弧形飛行噴霧階段時也不一定進(jìn)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置，包括無人機(jī)主體和固定在所述無人機(jī)主體底部的起落架(1)，其特征在于，所述起落架(1)底部通過升降裝置(3)安裝有矩形框架(2)，所述矩形框架(2)上沿所述無人機(jī)主體前后行進(jìn)方向的縱向的兩條邊框上安裝有導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置，其特征在于：所述縱向移動滑塊(5)一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端與轉(zhuǎn)軸(6)連接，兩個所述縱向移動滑塊(5)上的轉(zhuǎn)軸(6)位置相互錯開，所述縱向移動滑塊(5)另一側(cè)內(nèi)部設(shè)有電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：所述S2中，兩根噴桿(8)緊貼，兩根噴桿(8)上靠近的兩個噴頭(9)可以近似認(rèn)為是同一點(diǎn)位的噴頭，將單個噴頭(9)的流量上限縮減一半，同一點(diǎn)位的兩個噴頭(9)作為一組，當(dāng)所需噴霧流量較大時，可以同時開啟兩個噴頭(9)；當(dāng)所需噴霧流量較小時，可以關(guān)閉其中一個噴頭(9)，單個噴頭(9)推薦的
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：所述S4中，無論是否噴霧，兩個噴桿(8)在飛行時的主航向上同步移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：所述S5中，無論是否噴霧，右邊的噴桿(8)跟隨左邊的噴桿(8)的速度值同步反向移動至右側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：所述S4和S5中，根據(jù)飛行速度設(shè)置的不同，無人機(jī)主體剛進(jìn)入減速飛行噴霧階段時不一定進(jìn)入弧形飛行噴霧階段，同理無人機(jī)主體剛進(jìn)入弧形飛行噴霧階段時也不一定進(jìn)入減速飛行噴霧階段，也可能同時進(jìn)入，但后期兩個階段會重合，靠近U型曲線頂端時邊減速邊弧形飛行；所述S7和S8中，根據(jù)飛行速度設(shè)置的不同，無人機(jī)主體剛退出加速飛行噴霧階段時不一定退出弧形飛行噴霧階段，同理無人機(jī)主體剛退出弧形飛行噴霧階段時也不一定退出加速飛行噴霧階段，也可能同時進(jìn)入，但前期兩個階段會重合，即靠近U型曲線頂端時邊加速邊弧形飛行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：所述S9中，在另一端田頭噴桿(8)需從前往后補(bǔ)償飛行速度，需提前預(yù)留出移動空間。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置，包括無人機(jī)主體和固定在所述無人機(jī)主體底部的起落架(1)，其特征在于，所述起落架(1)底部通過升降裝置(3)安裝有矩形框架(2)，所述矩形框架(2)上沿所述無人機(jī)主體前后行進(jìn)方向的縱向的兩條邊框上安裝有導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置，其特征在于：所述縱向移動滑塊(5)一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端與轉(zhuǎn)軸(6)連接，兩個所述縱向移動滑塊(5)上的轉(zhuǎn)軸(6)位置相互錯開，所述縱向移動滑塊(5)另一側(cè)內(nèi)部設(shè)有電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大載荷植保無人機(jī)噴霧裝置的自動噴霧方法，其特征在于：所述s2中，兩根噴桿(8)緊貼，兩根噴桿(8)上靠近的兩個噴頭(9)可以近似認(rèn)為是同一點(diǎn)位的噴頭，將單個噴頭(9)的流量上限縮減一半，同一點(diǎn)位的兩個噴頭(9)作為一組，當(dāng)所需噴霧流量較大時，可以同時開啟兩個噴頭(9)；當(dāng)所需噴霧流量較小時，可以關(guān)閉其中一個噴頭(9)，單個噴頭(9)推薦的最大流量和最小流量分別為qmax和qmin作為實(shí)際使用的流量控制上下限，則一組噴頭(9)的最大流量為2qmax，最小流量為qmin，且應(yīng)滿...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顧偉，薛新宇，徐陽，孔偉，張宋超，孫竹，王寶坤，
申請(專利權(quán))人：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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