无人植保机自动换农药系统及方法与流程

1.本发明涉及无人机喷洒技术领域，具体为无人植保机自动换农药系统及方法。


背景技术：

2.中国作为农业大国，18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业，而无人植保机符合农业大国的机械化使用，无人植保机具有作业高度低，飘移少，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等诸多优点。另外，电动无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50％的农药使用量，节约90％的用水量，这将很大程度的降低资源成本。
3.但是无人植保机在喷洒农药的使用过程中发现，现如今的无人植保机只能携带有一种农药，每次无人植保机只能对需要喷洒同一种农药的植物进行喷洒，当需要更换农药的时候，通常需要无人植保机回到初始位置进行更换农药，在无人植保机来回运动更换农药的时间内，此时无人植保机将没有任何工作，并且飞行的过程中耽误了大量的时间，影响喷洒农药的效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供无人植保机自动换农药系统及方法，解决了背景技术中所提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：无人植保机自动换农药系统，包括无人植保机，所述无人植保机内部还设置有主控模块，所述主控模块分别连接设置有检测模块、通信模块和水泵模块；
6.所述主控模块用于控制无人植保机飞行和喷洒作业；
7.所述检测模块用于检测无人植保机内部农药箱中的液体含量；
8.所述通信模块用于主控模块与控制台之间的无线信号传输；
9.所述水泵模块用于对无人植保机内部两个农药箱所对应设置的水泵进行切换。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述水泵模块直接连接设置有两个水泵，且水泵分别输入端分别深入两个所对应的农药箱，所述农药箱内部液体种类不同，且水泵输出端汇总连接在喷洒主管道上，且水泵模块内部所连接的两个水泵是相互独立的，所述水泵模块内置有剂量模块，所述剂量模块用于对水泵抽取农药进行记录，且剂量模块连接有流量计，且流量计设置在水泵输出口。
11.作为本发明的一种优选实施方式，所述水泵模块内部设置有清洗模块和喷洒模块，所述清洗模块内部设置有冲洗单元和检查单元，所述冲洗单元用于对连接水泵的主管道进行清洗，且检查单元用于对主管道内部的农药残留进行检查，且检查单元将结果反馈给喷洒模块和冲洗单元，且喷洒模块和冲洗单元直接可以作用于冲洗单元。
12.作为本发明的一种优选实施方式，所述喷洒模块用于对农药主管道内部的农药进
行喷洒，且喷洒模块被喷洒模块和清洗模块直接作用，且喷洒模块连接设置有喷头，且喷头安装设置在无人植保机底部。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述检测模块内部设置有监测模块和处理模块，所述监测模块还包括热敏电阻，热敏电阻用于监测容器内液体的温度，所述处理模块包括单片机和稳压芯片，单片机将监测模块的电压信号转换成液体含量数值和温度数值，并将液体含量数值和温度数值反馈给主控模块，所述稳压芯片连接单片机。
14.作为本发明的一种优选实施方式，所述通信模块内部设置有区域网络模块和编码译码模块，所述区域网络模块用于控制模块与控制台无线信号连接，所述编码译码模块用于对控制台发出指令进行编码，并且将编码完成后信息反馈给主控模块，且主控模块反馈给控制台信息优先级低于控制台发送给主控模块信息。
15.作为本发明的一种优选实施方式，无人植保机自动换农药系统的使用方法：
16.s1：控制台发射指令，通过通信模块将所发射信号接收，并且使用编码译码模块对信号进行编译，且编译结果通过区域网络模块发送给主控模块；
17.s2：主控模块接收命令，并且将命令传输给水泵模块，且水泵模块控制不同水泵进入工作状态，并且将待命完成信号反馈给清洗模块和喷洒模块，此时喷洒模块接收到命令进入待机状态；
18.s3：清洗模块接收命令，通过冲洗单元对所设置的管道进行清理，并且对清理过后的水被检测单元接收，检测此时管道内部农药残留，且含量达到要求后，检查单元发送命令到喷洒模块，喷洒模块接收到两个命令，此时水泵开始工作，喷头将农药箱内部农药进行喷洒，并且可以切换不同农药箱内部的农药；
19.s4：检测模块时刻检测农药箱内部的农药含量，并且将含量结果反馈给主控模块，且主控模块将信号发送给控制台。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
21.本发明无人植保机自动换农药系统及方法，通过设置有水泵模块和清洗模块，并且通过控制台发送信号，且将信号传输给水泵模块，此时水泵模块控制不同的水泵对内部的农药进行提取，并且通过喷洒模块对其进行喷洒，而在喷洒之前通过清洗模块对管道进行清洗，减少了管道内残留的其它农药与一直农药进行混合，从而影响农药的纯洁性，也保证了在飞行过程中，可以达到更换农药的效果，从而可以节约来回更换农药的时间。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
23.图1为本发明无人植保机自动换农药系统及方法的系统整体示意图；
24.图2为本发明无人植保机自动换农药系统及方法的内部系统流程图；
25.图3为本发明无人植保机自动换农药系统及方法的通信模块流程图。
具体实施方式
26.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：无人植保机自动换农药系统，包括无人植保机，无人植保机内部还设置有主控模块，主控模块分别连接设置有检测模块、通信模块和水泵模块；
29.主控模块用于控制无人植保机飞行和喷洒作业，起到了总体控制的作用；
30.检测模块用于检测无人植保机内部农药箱中的液体含量，当含量过低的时候，通过检测模块提醒控制台内部人员及时进行处理。
31.通信模块用于主控模块与控制台之间的无线信号传输，方便控制台可以控制无人植保机本体。
32.水泵模块用于对无人植保机内部两个农药箱所对应设置的水泵进行切换。
33.请参阅图1-3，在具体实施方式中，水泵模块直接连接设置有两个水泵，且水泵分别输入端分别深入两个所对应的农药箱，农药箱内部液体种类不同，且水泵输出端汇总连接在喷洒主管道上，且水泵模块内部所连接的两个水泵是相互独立的，水泵模块内置有剂量模块，剂量模块用于对水泵抽取农药进行记录，且剂量模块连接有流量计，且流量计设置在水泵输出口，通过设置的水泵模块保证了水泵可以来回切换，方便不同种类的水泵进行工作，并且设置有流量计可以保证了水泵喷洒的含量是固定的。
34.请参阅图1-3，在本实施例中，水泵模块内部设置有清洗模块和喷洒模块，清洗模块内部设置有冲洗单元和检查单元，冲洗单元用于对连接水泵的主管道进行清洗，且检查单元用于对主管道内部的农药残留进行检查，且检查单元将结果反馈给喷洒模块和冲洗单元，且喷洒模块和冲洗单元直接可以作用于冲洗单元，通过设置冲洗单元对农药残留进行清理，保证了使用新的农药不会和管道内部残留的农药进行混合，保证了农药的纯洁性。
35.请参阅图1-3，在本实施例中，喷洒模块用于对农药主管道内部的农药进行喷洒，且喷洒模块被喷洒模块和清洗模块直接作用，且喷洒模块连接设置有喷头，且喷头安装设置在无人植保机底部，通过喷洒模块可以对农药进行均与的喷洒。
36.请参阅图1-3，在本实施例中，检测模块内部设置有监测模块和处理模块，监测模块还包括热敏电阻，热敏电阻用于监测容器内液体的温度，处理模块包括单片机和稳压芯片，单片机将监测模块的电压信号转换成液体含量数值和温度数值，并将液体含量数值和温度数值反馈给主控模块，稳压芯片连接单片机，通过检测模块对农药含量过低的时候，直接反馈个控制台便于控制台的及时处理。
37.请参阅图1-3，在本实施例中，通信模块内部设置有区域网络模块和编码译码模块，区域网络模块用于控制模块与控制台无线信号连接，编码译码模块用于对控制台发出指令进行编码，并且将编码完成后信息反馈给主控模块，且主控模块反馈给控制台信息优先级低于控制台发送给主控模块信息，通过编码译码模块对控制台发出指令进行加密，从而减少了外部信号可以随意控制无人机的情况发生，起到了安全保护的作用。
38.无人植保机自动换农药系统的使用方法：
39.s1：控制台发射指令，通过通信模块将所发射信号接收，并且使用编码译码模块对
信号进行编译，且编译结果通过区域网络模块发送给主控模块；
40.s2：主控模块接收命令，并且将命令传输给水泵模块，且水泵模块控制不同水泵进入工作状态，并且将待命完成信号反馈给清洗模块和喷洒模块，此时喷洒模块接收到命令进入待机状态；
41.s3：清洗模块接收命令，通过冲洗单元对所设置的管道进行清理，并且对清理过后的水被检测单元接收，检测此时管道内部农药残留，且含量达到要求后，检查单元发送命令到喷洒模块，喷洒模块接收到两个命令，此时水泵开始工作，喷头将农药箱内部农药进行喷洒，并且可以切换不同农药箱内部的农药；
42.s4：检测模块时刻检测农药箱内部的农药含量，并且将含量结果反馈给主控模块，且主控模块将信号发送给控制台。
43.需要说明的是，本发明为无人植保机自动换农药系统及方法，各个件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
44.工作原理：其中控制台发射指令，通过通信模块将所发射信号接收，并且使用编码译码模块对信号进行编译，且编译结果通过区域网络模块发送给主控模块，由于设置有编码译码模块可以对控制台发出指令进行加密，从而减少了外部信号可以随意控制无人机的情况发生，起到了安全保护的作用，并且此时主控模块接收命令，并且将命令传输给水泵模块，且水泵模块控制不同水泵进入工作状态，并且将待命完成信号反馈给清洗模块和喷洒模块，此时喷洒模块接收到命令进入待机状态(喷洒模块需要接收到两个信号才能正常启动)，清洗模块接收命令，通过冲洗单元对所设置的管道进行清理，并且对清理过后的水被检测单元接收，检测此时管道内部农药残留，且含量达到要求后，检查单元发送命令到喷洒模块，喷洒模块接收到两个命令，此时水泵开始工作，喷头将农药箱内部农药进行喷洒，并且可以切换不同农药箱内部的农药，检测模块时刻检测农药箱内部的农药含量，并且将含量结果反馈给主控模块，且主控模块将信号发送给控制台，从而可以减少了农药缺少造成电机损害的情况发生。

技术特征：
1.无人植保机自动换农药系统，其特征在于：包括无人植保机，所述无人植保机内部还设置有主控模块，所述主控模块分别连接设置有检测模块、通信模块和水泵模块；所述主控模块用于控制无人植保机飞行和喷洒作业；所述检测模块用于检测无人植保机内部农药箱中的液体含量；所述通信模块用于主控模块与控制台之间的无线信号传输；所述水泵模块用于对无人植保机内部两个农药箱所对应设置的水泵进行切换。2.根据权利要求1所述的无人植保机自动换农药系统，其特征在于：所述水泵模块直接连接设置有两个水泵，且水泵分别输入端分别深入两个所对应的农药箱，所述农药箱内部液体种类不同，且水泵输出端汇总连接在喷洒主管道上，且水泵模块内部所连接的两个水泵是相互独立的，所述水泵模块内置有剂量模块，所述剂量模块用于对水泵抽取农药进行记录，且剂量模块连接有流量计，且流量计设置在水泵输出口。3.根据权利要求1所述的无人植保机自动换农药系统，其特征在于：所述水泵模块内部设置有清洗模块和喷洒模块，所述清洗模块内部设置有冲洗单元和检查单元，所述冲洗单元用于对连接水泵的主管道进行清洗，且检查单元用于对主管道内部的农药残留进行检查，且检查单元将结果反馈给喷洒模块和冲洗单元，且喷洒模块和冲洗单元直接可以作用于冲洗单元。4.根据权利要求3所述的无人植保机自动换农药系统，其特征在于：所述喷洒模块用于对农药主管道内部的农药进行喷洒，且喷洒模块被喷洒模块和清洗模块直接作用，且喷洒模块连接设置有喷头，且喷头安装设置在无人植保机底部。5.根据权利要求1所述的无人植保机自动换农药系统，其特征在于：所述检测模块内部设置有监测模块和处理模块，所述监测模块还包括热敏电阻，热敏电阻用于监测容器内液体的温度，所述处理模块包括单片机和稳压芯片，单片机将监测模块的电压信号转换成液体含量数值和温度数值，并将液体含量数值和温度数值反馈给主控模块，所述稳压芯片连接单片机。6.根据权利要求1所述的无人植保机自动换农药系统，其特征在于：所述通信模块内部设置有区域网络模块和编码译码模块，所述区域网络模块用于控制模块与控制台无线信号连接，所述编码译码模块用于对控制台发出指令进行编码，并且将编码完成后信息反馈给主控模块，且主控模块反馈给控制台信息优先级低于控制台发送给主控模块信息。7.根据权利要求1-6任一项所述的无人植保机自动换农药系统的使用方法，其特征在于：s1：控制台发射指令，通过通信模块将所发射信号接收，并且使用编码译码模块对信号进行编译，且编译结果通过区域网络模块发送给主控模块；s2：主控模块接收命令，并且将命令传输给水泵模块，且水泵模块控制不同水泵进入工作状态，并且将待命完成信号反馈给清洗模块和喷洒模块，此时喷洒模块接收到命令进入待机状态；s3：清洗模块接收命令，通过冲洗单元对所设置的管道进行清理，并且对清理过后的水被检测单元接收，检测此时管道内部农药残留，且含量达到要求后，检查单元发送命令到喷洒模块，喷洒模块接收到两个命令，此时水泵开始工作，喷头将农药箱内部农药进行喷洒，并且可以切换不同农药箱内部的农药；
s4：检测模块时刻检测农药箱内部的农药含量，并且将含量结果反馈给主控模块，且主控模块将信号发送给控制台。

技术总结
本发明涉及无人植保机自动换农药系统及方法，包括无人植保机，无人植保机内部还设置有主控模块，主控模块分别连接设置有检测模块、通信模块和水泵模块，主控模块用于控制无人植保机飞行和喷洒作业，检测模块用于检测无人植保机内部农药箱中的液体含量，通信模块用于主控模块与控制台之间的无线信号传输，本发明，通过控制台发送信号，且将信号传输给水泵模块，此时水泵模块控制不同的水泵对内部的农药进行提取，并且通过喷洒模块对其进行喷洒，而在喷洒之前通过清洗模块对管道进行清洗，减少了管道内残留的其它农药与一直农药进行混合，从而影响农药的纯洁性，可以达到飞行中更换农药的效果，从而可以节约来回更换农药的时间，适合广泛使用。适合广泛使用。适合广泛使用。


技术研发人员：陈乐春
受保护的技术使用者：江苏数字鹰科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/16