一种无人机变量施肥装置和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115843512A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211708108.7B64C27/08(2023.01)(22)申请日2022.12.29B64U10/16(2023.01)B64U101/40(2023.01)(71)申请人吉林大学B64U101/45(2023.01)地址130012吉林省长春市长春高新技术产业开发区前进大街2699号(72)发明人齐江涛吕明阳郭慧杨思思包志远刘向南丁晨琛王凯晨(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201专利代理师邵铭康朱世林(51)Int.Cl.A01C15/16(2006.01)A01C15/00(2006.01)A01C19/02(2006.01)B64D1/16(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种无人机变量施肥装置和方法(57)摘要一种无人机变量施肥装置和方法属于智能农业机械技术领域，本发明的无人机变量施肥装置中排肥部件通过其上肥箱与无人机固接，通过其下排肥孔与撒肥部件固接，排肥部件采用对称布置的双外槽轮式排肥结构，撒肥部件采用双螺旋轮式撒肥结构，通过将电机的伺服控制器输入端与无人机的飞控制系统输出端相连，结合全球定位系统、地理信息系统和施肥处方图信息，以实现无人机变量施肥控制；本发明能实现无人机高精度变量施肥作业，排肥稳定性好，且方法具有通用性。CN115843512ACN115843512A权利要求书1/2页1.一种无人机变量施肥装置，由机械结构部分(A)、无人机施肥控制系统(B)和变量施肥专家系统(C)组成，其中机械结构部分(A)由无人机(D)、电池组件(E)、变量施肥控制器(F)、支撑杆组件(I)、排肥部件(G)、撒肥部件(H)和支撑板组件(J)组成，无人机(D)采用市售的六旋翼电动无人机，电池组件(E)固接于无人机(D)的上方，变量施肥控制器(F)固接于无人机(D)中间，支撑杆组件(I)固接于无人机(D)的下方，其特征在于：所述的排肥部件(G)由肥箱盖(1)、肥箱(2)、排肥口(3)、挡肥板Ⅰ(4)、挡肥板Ⅱ(5)、槽轮Ⅰ(6)、槽轮Ⅱ(7)、肥箱侧板(8)、导流板(9)、运肥板(10)和排肥传动机构(K)组成，其中：所述排肥传动机构(K)由二级齿轮Ⅰ(22)、蜗轮Ⅰ(23)、蜗杆(24)、蜗轮Ⅱ(25)、二级齿轮Ⅱ(26)、槽轮转轴Ⅰ(27)、霍尔元件Ⅰ(28)、伺服电机Ⅰ(29)、固定架(30)、槽轮转轴Ⅱ(31)、安装壳(32)、蜗轮Ⅰ转轴(33)、蜗轮Ⅱ转轴(34)和伺服控制器Ⅰ(M)组成，伺服电机Ⅰ(29)固接于安装壳(32)的固定架(30)下部正中位置，伺服电机Ⅰ(29)输出轴与蜗杆(24)下端固接，伺服控制器Ⅰ(M)固接于伺服电机Ⅰ(29)下方，伺服控制器Ⅰ(M)的输入端与无人机(D)的变量施肥控制器(F)输出端连接，霍尔元件Ⅰ(28)固接于蜗杆(24)下端；二级齿轮Ⅰ(22)、蜗轮Ⅰ(23)、蜗杆(24)、蜗轮Ⅱ(25)和二级齿轮Ⅱ(26)自右至左顺序排列，且二级齿轮Ⅰ(22)、蜗轮Ⅰ(23)、蜗轮Ⅱ(25)和二级齿轮Ⅱ(26)的中心在同一直线上，蜗杆(24)右侧经蜗轮Ⅰ(23)与二级齿轮Ⅰ(22)啮合；蜗杆(24)左侧经蜗轮Ⅱ(25)与二级齿轮Ⅱ(26)啮合；二级齿轮Ⅰ(22)与槽轮转轴Ⅱ(31)后侧固接，二级齿轮Ⅱ(26)与槽轮转轴Ⅰ(27)后侧固接，蜗轮Ⅰ(23)与蜗轮Ⅰ转轴(33)固接，蜗轮Ⅱ(25)与蜗轮Ⅱ转轴(34)固接，槽轮转轴Ⅰ(27)和槽轮转轴Ⅱ(31)后端与安装壳(32)活动铰接，蜗轮Ⅰ转轴(33)和蜗轮Ⅱ转轴(34)后端与安装壳(32)活动铰接；且保证转动过程中蜗轮Ⅰ(23)和蜗轮Ⅱ(25)、二级齿轮Ⅰ(22)和二级齿轮Ⅱ(26)相向同速旋转；肥箱盖(1)、肥箱(2)和排肥口(3)自上而下排列并固接，排肥口(3)圆心与肥箱(2)下端面中心重合，导流板(9)为倒V型结构，导流板(9)的后端面与肥箱(2)下部后侧板的前面固接，且满足α≤β≤1.5α，其中β为导流板斜边与水平方向夹角；α为肥料堆休止角，一般为30°‑40°；挡肥板Ⅰ(4)和挡肥板Ⅱ(5)左右对称固接于肥箱(2)下部左右侧板的里面，且满足挡肥板Ⅰ(4)和挡肥板Ⅱ(5)中线连线夹角δ大于(π‑2α)；运肥板(10)为圆锥形结构，其上端与肥箱(2)上部内壁固接，且圆锥角θ满足180°‑2β<θ<180°‑β，运肥板(10)下端落料口直径d满足R<d<2R，其中R为槽轮Ⅰ(6)槽轮Ⅱ(7)的半径,运肥板(10)下端与导流板(9)上端间距h满足0.7R<h<R；肥箱侧盖(8)、槽轮Ⅰ(6)和槽轮Ⅱ(7)、肥箱(2)、排肥传动机构(K)由前至后顺