一种可调节撒播量的撒播无人机

1.本发明涉及农用无人机技术技术领域，具体涉及一种可调节撒播量的撒播无人机。


背景技术：

2.在国土面积得不到充分利用的情况下，依然存在大量丘陵地带区域得不到有效利用，在南方地区，存在泥沼和浅滩等大量未得到利用的土地，而正常机械并不能很好的深入，进行作业。目前，主要的播种和施肥方式主要采用人力撒播以及机械撒播。人力撒播方式具有效率低、劳动力大、经济效益低、撒播均匀性差的缺陷。机械撒播方式包括手持式机械撒播和行走式机械撒播。手持式机械撒播对提高工作效率的水平非常有限；行走式机械撒播在丘陵地带、泥沼、浅滩等地方存在下田困难，行进速度低下等问题，且容易损坏农田和自身机器遭遇损坏。
3.无人机具有全自动自主化、智能化，可以极大的降低人力劳动，提高经济效益。因此，为了解决上述人力撒播以及机械撒播存在的诸多问题，人们开始采用无人机进行播种和施肥。现有的撒播无人机，挂载在无人机上的机械式撒播装置大部分为离心转盘式结构，物料在离心转盘的离心力下进行撒播，但是，上述机械式撒播装置存在物料(种子、药粒或者肥料)的撒播量不能调节、撒播灵活性低、撒播不均匀的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种可调节撒播量的撒播无人机，该撒播无人机可以调节物料(种子、药粒或者肥料)的撒播量，撒播灵活性高，撒播更加均匀。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.一种可调节撒播量的撒播无人机，包括无人机以及撒播机构；所述撒播机构挂载在所述无人机上；该撒播机构包括物料箱、输料管以及撒播单元；其中，
7.所述撒播单元包括筒体、设置在所述筒体底部的撒播板、设置在所述筒体上端用于对筒体内部物料进行向下吹播的吹播组件以及设置在所述撒播板上端的用于调节撒播量的调节圆盘；其中，所述调节圆盘能够在所述筒体中发生转动；所述输料管的一端与所述物料箱连通，另一端与所述筒体连通；所述撒播板上设有多个撒播孔；所述调节圆盘上设有多个调节孔；当需要调节撒播量时，转动所述调节圆盘，改变调节孔与撒播孔之间的重合面积的大小。
8.上述可调节撒播量的撒播无人机的工作原理是：
9.工作时，机载电源输电至吹播组件、无人机旋翼，在无人机起飞前，根据待撒播区域的所需播料量，对撒播单元进行操作调节；具体地，转动调节圆盘，调节该调节圆盘在撒播板上的位置，改变了调节圆盘上的调节孔与撒播板上的撒播孔的孔径位置，从而改变了调节孔与撒播孔之间的重合面积的大小，进而达到改变撒播量的条件；然后操纵无人机飞
行至指定作业区域的上空进行悬停；无人机中的飞控系统传输指令给吹播组件和无人机旋翼；吹播组件收到指令后开始工作，工作效率按照要求的物料播料量进行调节；在作业过程中，物料箱内的拨料器收到飞控系统的指令后，按照所需物料量调节自身转速进行物料供应，物料从物料箱底部出口发出，落入到输料管中，物料在输料管的引导下，走向物料输出口，进入筒体内部；物料根据所需量被分配到撒播单元后，吹播组件工作，产生向下的气流，气流对在筒体内的物料进行吹播，物料从调节孔与撒播孔重合连通的地方吹出，完成播料；物料事先在撒播单元已经处理好的播量情况下进行播料；无人机对指定作业区域作业完成后，无人机在飞控系统的指令下返航，无人机返航至地头，然后进行物料补充和机载电源的更换，更换完成后继续进行相应区域作业，重复以上工作，直至作业区域全部播种完成。
10.本发明的一个优选方案，其中，所述撒播单元的数量为多个，所述输料管包括主管以及设置在每个所述撒播单元与所述主管之间的支管；所述主管的上端与所述物料箱连通，所述支管的上端与所述主管的下端连通，所述支管的下端与所述筒体连通。通过设置多个撒播单元，可以提高撒播范围，从而提高撒播的效率。
11.优选地，多个所述撒播单元分布在无人机旋翼的下方。上述结构中，撒播单元通过输料管连接置于无人机旋翼下方，撒播时，借助无人机旋翼产生的旋翼风场，从而为物料下落提供了助力，物料通过撒播单元撒出后，在旋翼风场的气流下，获得了向下的气流助力，可以更好的利用旋翼气流对物料起到一个聚拢和深入泥土的作用。
12.本发明的一个优选方案，其中，所述调节圆盘与所述筒体之间设有用于驱动所述调节圆盘转动的驱动组件，所述驱动组件包括设置在所述筒体上的滑动槽以及设置在所述调节圆盘上的驱动块；所述驱动块与所述滑动槽滑动配合连接。通过设置驱动组件，当需要调节撒播量时，通过沿着圆周方向推动驱动块，带动调节圆盘在筒体内部运动，调节圆盘与撒播板发生相对转动，从而改变调节孔与撒播孔之间的重合面积的大小。
13.进一步地，所述驱动块穿过所述滑动槽延伸至筒体外部。其目的在于，便于，便于工作人员用手操作驱动块。
14.优选地，所述吹播组件包括设置在所述筒体上端罩体、设置在所述罩体上的伺服电机以及设置在所述伺服电机输出端的扇叶。上述结构中，无人机的飞控系统的输出端连接在伺服电机的输入端上，工作时，无人机的飞控系统传输指令给吹播组件的伺服电机以及无人机旋翼；吹播组件的伺服电机收到指令后开始转动，带动扇叶转动，向筒体内部的物料进行向下吹风，实现物料的吹播，扇叶的转动速度按照要求的物料播料量进行调节。
15.优选地，所述吹播组件还包括设置在所述扇叶与所述筒体之间通风隔板；所述通风隔板与所述调节圆盘之间的空间构成撒播腔，所述输料管的下端与所述撒播腔连通。通过设置上述结构，扇叶在工作时，通风隔板可以防止物料进入扇叶中，起到阻挡物料的作用，保证了扇叶的正常工作。
16.优选地，所述调节孔与所述撒播孔的直径均为2.0cm～5.0cm。上述结构中，当调节孔与所述撒播孔完全重合时，具有最大的撒播口径，物料可以从调节孔与撒播孔中排出。
17.优选地，所述通风隔板上设有多个通风孔，所述通风孔的直径小于2mm。上述结构中，设置通风孔，便于气流从通风孔进入撒播腔中，对物料进行吹播，同时也对气流起到很好的缓流作用，提高撒播的均匀性，物料的直径为2mm～4mm，因此，通风孔的直径小于2mm可以对物料起到有效的阻挡作用。
18.优选地，所述支管的数量为4～6个，所述撒播单元的数量为4～6个。具体的数量可根据撒播量进行调整，所述支管的数量与撒播单元的数量相互对应。
19.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
20.1、本发明中的可调节撒播量的撒播无人机，在无人机起飞前，根据待撒播区域的所需播料量，对撒播单元进行操作调节；具体地，转动调节圆盘，调节该调节圆盘在撒播板上的位置，改变了调节圆盘上的调节孔与撒播板上的撒播孔的孔径位置，从而改变了调节孔与撒播孔之间的重合面积的大小，进而达到改变撒播量的条件；上述结构中，通过调节圆盘与撒播板的配合，实现撒播量的调节，在不同档位的调节下，调节孔与撒播孔实现不同状态的重合和分离，进一步改变物料出口的大小，从而改变物料播出量，撒播灵活性高。
21.2、本发明中的可调节撒播量的撒播无人机，通过设置吹播组件，作业时，吹播组件向着筒体内部的物料进行向下吹气，对物料进行扰动，并将物料从调节孔与撒播孔排出，提高了撒播的均匀性。
22.3、本发明中的优选方案，撒播单元通过输料管连接置于无人机旋翼下方，撒播时，借助无人机旋翼产生的旋翼风场，从而为物料下落提供了助力，物料通过撒播单元撒出后，在旋翼风场的气流下，获得了向下的气流助力，可以更好的利用旋翼气流对物料起到一个聚拢和深入泥土的作用。
23.4、本发明中的优选方案，通过设置通风隔板，一方面达到气流缓流的作用，另一方面也可以更好的阻隔物料在气流的作用下乱窜，混入上面的扇叶中，而避免对扇叶产生破坏的问题。
附图说明
24.图1为本发明中的一种可调节撒播量的撒播无人机的其中一种具体实施方式的结构示意图。
25.图2-图3为本发明中的撒播机构的结构示意图，其中，图2为立体图，图3为局部剖视图。
26.图4为本发明中的撒播单元的立体结构示意图。
27.图5为本发明中的撒播单元的内部结构示意图。
28.图6为本发明中的撒播单元省去吹播组件的立体结构示意图。
29.图7为本发明中的筒体和撒播板的安装结构示意图。
30.图8为本发明中的调节圆盘的立体结构示意图。
31.图9为本发明中的撒播板的立体结构示意图。
32.图10为本发明中的驱动组件的另一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
33.为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
34.实施例1
35.参见图1-图2，本实施例公开了一种可调节撒播量的撒播无人机，包括无人机2以及撒播机构；所述撒播机构挂载在所述无人机2上；该撒播机构包括物料箱1、输料管3以及
撒播单元5。
36.参见图1-图2，所述物料箱1用于存储物料，所述物料可以是作物种子、可降解药粒、肥料等整体偏圆润较小的颗粒状物料，每颗直径为2.0mm～4.0mm。
37.参见图1-图9，所述撒播单元5包括筒体6、设置在所述筒体6底部的撒播板7、设置在所述筒体6上端用于对筒体6内部物料进行向下吹播的吹播组件8以及设置在所述撒播板7上端的用于调节撒播量的调节圆盘9；其中，所述调节圆盘9能够在所述筒体6中发生转动；所述输料管3的一端与所述物料箱1连通，另一端与所述筒体6连通；所述撒播板7上设有多个撒播孔7-1；所述调节圆盘9上设有多个调节孔9-1；当需要调节撒播量时，转动所述调节圆盘9，改变调节孔9-1与撒播孔7-1之间的重合面积的大小。
38.参见图1，所述物料箱1中设有将物料送入输料管3的拨料器。
39.参见图5，所述调节圆盘9的底面与撒播板7的顶面相互接触连接，两者安装间的缝隙几乎可以忽略不计。所述调节圆盘9的侧壁与所述筒体6的内壁相互转动连接。上述结构中，调节圆盘9与撒播板7相互紧密堆叠设置，防止撒播过程中，物料进入调节圆盘9与撒播板7之间。
40.参见图1-图3，所述撒播单元5的数量为多个，所述输料管3包括主管3-1以及设置在每个所述撒播单元5与所述主管3-1之间的支管3-2；所述主管3-1的上端与所述物料箱1连通，所述支管3-2的上端与所述主管3-1的下端连通，所述支管3-2的下端与所述筒体6连通。通过设置多个撒播单元5，可以提高撒播范围，从而提高撒播的效率。
41.参见图1-图3，多个所述撒播单元5分布在无人机旋翼的下方。上述结构中，撒播单元5通过输料管3连接置于无人机旋翼下方，撒播时，借助无人机旋翼产生的旋翼风场，从而为物料下落提供了助力，物料通过撒播单元5撒出后，在旋翼风场的气流下，获得了向下的气流助力，可以更好的利用旋翼气流对物料起到一个聚拢和深入泥土的作用。
42.参见图1-图3，所述支管3-2的数量为4～6个，所述撒播单元5的数量为4～6个。具体的数量可根据撒播量进行调整，所述支管3-2的数量与撒播单元5的数量相互对应。本实施例中，无人机旋翼为4个，对应的，所述支管3-2的数量为4个，所述撒播单元5的数量为4个。每个支管3-2延伸至无人机旋翼的下方，所述撒播单元5置于无人机旋翼下方。上述结构中，可以更高地借助“旋翼风场”产生物料下落的助力，对物料进行撒播。
43.参见图2-图8，所述调节圆盘9与所述筒体6之间设有用于驱动所述调节圆盘9转动的驱动组件，所述驱动组件包括设置在所述筒体6上的滑动槽10以及设置在所述调节圆盘9上的驱动块11；所述驱动块11与所述滑动槽10滑动配合连接。通过设置驱动组件，当需要调节撒播量时，通过沿着圆周方向推动驱动块11，带动调节圆盘9在筒体6内部运动，调节圆盘9与撒播板7发生相对转动，从而改变调节孔9-1与撒播孔7-1之间的重合面积的大小。
44.参见图4，所述驱动块11穿过所述滑动槽10延伸至筒体6外部。其目的在于，便于，便于工作人员用手操作驱动块11。
45.参见图2-图6，所述吹播组件8包括设置在所述筒体6上端罩体8-1、设置在所述罩体8-1上的伺服电机8-2以及设置在所述伺服电机8-2输出端的扇叶8-3。上述结构中，无人机2的飞控系统的输出端连接在伺服电机8-2的输入端上，工作时，无人机2的飞控系统传输指令给吹播组件8的伺服电机8-2以及无人机旋翼；吹播组件8的伺服电机8-2收到指令后开始转动，带动扇叶8-3转动，向筒体6内部的物料进行向下吹风，实现物料的吹播，扇叶8-3的
转动速度按照要求的物料播料量进行调节。
46.参见图2-图6，所述吹播组件8还包括设置在所述扇叶8-3与所述筒体6之间通风隔板8-4；所述通风隔板8-4与所述调节圆盘9之间的空间构成撒播腔12，所述输料管3的下端与所述撒播腔12连通。通过设置上述结构，扇叶8-3在工作时，通风隔板8-4可以防止物料进入扇叶8-3中，起到阻挡物料的作用，保证了扇叶8-3的正常工作。
47.参见图4，所述罩体8-1上端还设有多个沿着圆周方向分布的连通槽8-11。上述结构的目的在于，使得外界气流可以进入撒播腔12中。
48.参见图2-图4，所述支管3-2的下端设有物料输出口13，所述筒体6上设有输料对接口6-1，所述输料对接口6-1与撒播腔12连通。所述物料输出口13与输料对接口6-1连接，所述物料输出口13呈锥形，该物料输出口13的口径沿着物料输送的方向逐渐减小，便于将物料引导至撒播腔12中。所述支管3-2倾斜向下设置，所述物料输出口13的方向可以根据物料所出方向进行最优限度的调节，所述物料输出口13在所述支管3-2上所能调节的角度范围在10
°
～50
°
。
49.参见图4-图9，所述调节圆盘9上布满了所述调节孔9-1，多个调节孔9-1有规则地分布在调节圆盘9上；所述撒播板7上布满了所述撒播孔7-1，多个撒播孔7-1有规则地分布在撒播板7上；所述调节孔9-1的数量少于所述撒播孔7-1的数量；所述调节孔9-1与所述撒播孔7-1的直径均为2.0cm～5.0cm。上述结构中，当调节孔9-1与所述撒播孔7-1完全重合时，具有最大的撒播口径，物料可以从调节孔9-1与撒播孔7-1中排出。当所述调节圆盘9转动至指定位置时，所有的所述调节孔9-1会与撒播孔7-1完全重合。
50.参见图5-图6，所述通风隔板8-4上设有多个通风孔8-41，所述通风孔8-41的直径小于2mm。上述结构中，设置通风孔8-41，便于气流从通风孔8-41进入撒播腔12中，对物料进行吹播，同时也对气流起到很好的缓流作用，提高撒播的均匀性；物料的直径为2mm～4mm，通风孔8-41的直径小于2mm，因此，通风孔8-41的直径小于物料最小的直径，可以对物料起到有效的阻挡作用。
51.参见图1-图4，所述撒播无人机还包括机载电源4、飞控系统。所述机载电源4为伺服电机8-2、无人机旋翼以及拨料器提供电量。所述飞控系统与所述伺服电机8-2、无人机旋翼以及拨料器之间通过有线或者无线连接。所述机载电源4为机载电池。
52.所述撒播无人机在作业时，其飞行高度范围为2.0m～5.0m。
53.参见图1-图9，上述可调节撒播量的撒播无人机的工作原理是：
54.工作时，机载电源4输电至吹播组件8、播料器、无人机旋翼，在无人机2起飞前，人工根据待撒播区域的所需播料量，对撒播单元5进行操作调节；具体地，转动驱动块11，带动调节圆盘9在筒体6内转动，调节该调节圆盘9在撒播板7上的位置，改变了调节圆盘9上的调节孔9-1与撒播板7上的撒播孔7-1的孔径位置，从而改变了调节孔9-1与撒播孔7-1之间的重合面积的大小，进而达到改变撒播量的条件；然后人工操纵无人机2飞行至指定作业区域的上空进行悬停；无人机2中的飞控系统传输指令给吹播组件8的伺服电机8-2和无人机旋翼；吹播组件8的伺服电机8-2收到指令后开始转动，转动速度按照要求的物料播料量进行调节；在作业过程中，物料箱1内的拨料器收到飞控系统的指令后，按照所需物料量调节自身转速进行物料供应，物料从物料箱1底部出口发出，落入到输料管3的主管3-1中，物料在主管3-1的引导下，分别向每个支管3-2进行输送，物料走向物料输出口13，然后从调整好角
度的物料输出口13输入输料对接口6-1，进入筒体6内部的撒播腔12中；物料根据所需量被分配到各个撒播单元5后，吹播组件8中的伺服电机8-2转动，带动扇叶8-3转动，产生向下的气流，气流经过通风隔板8-4起到缓流和阻止物料进入扇叶8-3破坏结构，经过缓流的气流从通风隔板8-4出来后，对在筒体6的撒播腔12中的物料进行吹播，物料从调节孔9-1与撒播孔7-1重合连通的地方吹出，完成播料；物料事先在撒播单元5已经处理好的播量情况下进行播料；无人机2对指定作业区域作业完成后，无人机2在飞控系统的指令下返航，无人机2返航至地头，然后进行物料补充和机载电池的更换，更换完成后继续进行相应区域作业，重复以上工作，直至作业区域全部播种完成。
55.实施例2
56.参见图10，本实施例中的其它具体结构与实施例1中的相同，不同之处在于，所述驱动组件还包括驱动电机、设置在驱动电机的输出端的主动齿轮以及设置在所述驱动块11上的传动齿14，所述传动齿14与所述主动齿轮啮合，所述驱动电机可固定在筒体6外壁上。所述驱动电机与所述机载电源4、飞控系统连接。通过飞控系统控制驱动电机转动，从而带动主动齿轮转动，带动传动齿14运动，最终实现调节圆盘9的转动，实现了撒播量的自动调节，进一步提高了撒播的灵活性。
57.所述调节圆盘9与所述撒播板7之间可通过转轴转动连接。便于调节圆盘9发生转动，从而实现自动控制调节撒播量。
58.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，包括无人机以及撒播机构；所述撒播机构挂载在所述无人机上；该撒播机构包括物料箱、输料管以及撒播单元；其中，所述撒播单元包括筒体、设置在所述筒体底部的撒播板、设置在所述筒体上端用于对筒体内部物料进行向下吹播的吹播组件以及设置在所述撒播板上端的用于调节撒播量的调节圆盘；其中，所述调节圆盘能够在所述筒体中发生转动；所述输料管的一端与所述物料箱连通，另一端与所述筒体连通；所述撒播板上设有多个撒播孔；所述调节圆盘上设有多个调节孔；当需要调节撒播量时，转动所述调节圆盘，改变调节孔与撒播孔之间的重合面积的大小。2.根据权利要求1所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述撒播单元的数量为多个，所述输料管包括主管以及设置在每个所述撒播单元与所述主管之间的支管；所述主管的上端与所述物料箱连通，所述支管的上端与所述主管的下端连通，所述支管的下端与所述筒体连通。3.根据权利要求2所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，多个所述撒播单元分布在无人机旋翼的下方。4.根据权利要求1或3所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述调节圆盘与所述筒体之间设有用于驱动所述调节圆盘转动的驱动组件，所述驱动组件包括设置在所述筒体上的滑动槽以及设置在所述调节圆盘上的驱动块；所述驱动块与所述滑动槽滑动配合连接。5.根据权利要求4所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述驱动块穿过所述滑动槽延伸至筒体外部。6.根据权利要求1或3所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述吹播组件包括设置在所述筒体上端罩体、设置在所述罩体上的伺服电机以及设置在所述伺服电机输出端的扇叶。7.根据权利要求6所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述吹播组件还包括设置在所述扇叶与所述筒体之间通风隔板；所述通风隔板与所述调节圆盘之间的空间构成撒播腔，所述输料管的下端与所述撒播腔连通。8.根据权利要求1所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述调节孔与所述撒播孔的直径均为2.0cm～5.0cm。9.根据权利要求7所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述通风隔板上设有多个通风孔，所述通风孔的直径小于2mm。10.根据权利要求2所述的一种可调节撒播量的撒播无人机，其特征在于，所述支管的数量为4～6个，所述撒播单元的数量为4～6个。

技术总结
本发明公开一种可调节撒播量的撒播无人机，包括无人机以及撒播机构；所述撒播机构挂载在所述无人机上；该撒播机构包括物料箱、输料管以及撒播单元；其中，所述撒播单元包括筒体、设置在所述筒体底部的撒播板、设置在所述筒体上端用于对筒体内部物料进行向下吹播的吹播组件以及设置在所述撒播板上端的用于调节撒播量的调节圆盘；所述调节圆盘能够在所述筒体中发生转动；所述输料管的一端与所述物料箱连通，另一端与所述筒体连通；所述撒播板上设有多个撒播孔；所述调节圆盘上设有多个调节孔；当需要调节撒播量时，转动所述调节圆盘，改变调节孔与撒播孔之间的重合面积的大小。该撒播无人机可以调节物料的撒播量，撒播灵活性高，撒播更加均匀。撒播更加均匀。撒播更加均匀。


技术研发人员：兰玉彬 韩金钢 宋灿灿 赵德楠 张乐春 张同升 孙斌书 周楠
受保护的技术使用者：山东理工大学
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/6/12