一种大棚种植用飞行器的使用方法

摘要

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种大棚种植用飞行器的使用方法，该飞行器包括飞行器主体，所述飞行器主体的下端固定有储液箱，所述储液箱的外侧装配有水泵，且所述水泵和飞行器主体通过导线电性连接，所述储液箱的两侧均固定有作业臂，所述作业臂的下端开设有U形导向槽，还包括：喷洒组件，所述喷洒组件装配于作业臂上。本发明能够通过第二图像采集元件实时采集其下方的图像，根据第二图像采集元件采集的图像计算植物的位置和垄沟的范围，通过驱动电机调节喷洒组件的作业位置，同时，通过集成电磁阀组关闭位于垄沟上方的喷药通路，能够有效的提高药液的利用率，避免药液浪费和土壤盐渍化。

权利要求

1.一种大棚种植用飞行器的使用方法，包括飞行器主体（10），所述飞行器主体（10）的下端固定有储液箱（11），其特征在于：所述储液箱（11）的外侧装配有水泵（12），且所述水泵（12）和飞行器主体（10）通过导线电性连接，所述储液箱（11）的两侧均固定有作业臂（13），所述作业臂（13）的下端开设有U形导向槽（14），所述作业臂（13）的上端开设有避让槽（16），还包括：喷洒组件（20），所述喷洒组件（20）装配于作业臂（13）上，所述喷洒组件（20）包括导向滑板（21）、多个雾化喷嘴（22）、第二图像采集元件（23）和集成电磁阀组（24），所述导向滑板（21）滑动连接于U形导向槽（14）的内部，多个所述雾化喷嘴（22）和第二图像采集元件（23）均固定于导向滑板（21）的下端，且多个所述雾化喷嘴（22）均匀分布于第二图像采集元件（23）的两端，所述集成电磁阀组（24）固定于导向滑板（21）顶部的一端，所述集成电磁阀组（24）的输出端和多个雾化喷嘴（22）通过管路相连接，所述第二图像采集元件（23）和飞行器主体（10）以及集成电磁阀组（24）和飞行器主体（10）之间均通过导线电性连接；

调节组件（30），所述调节组件（30）装配于作业臂（13）上，且所述调节组件（30）和导向滑板（21）相连接，所述调节组件（30）包括联动板（31）、驱动电机（32）和螺纹丝杆（33），所述联动板（31）固定于导向滑板（21）的上端，且所述联动板（31）和避让槽（16）相适配，所述驱动电机（32）固定于作业臂（13）的上端，所述螺纹丝杆（33）固定于驱动电机（32）的输出端，所述螺纹丝杆（33）和联动板（31）螺纹连接，且所述螺纹丝杆（33）和作业臂（13）转动连接；

其中，所述集成电磁阀组（24）和多个雾化喷嘴（22）之间形成多个相互独立的喷药通路，所述集成电磁阀组（24）能够对每一个喷药通路独立控制；

所述使用方法主要包括以下步骤：

S1：启动飞行器主体（10），使得飞行器主体（10）飞行至植物上方，通过第二图像采集元件（23）实时采集其下方的图像；

S2：根据第二图像采集元件（23）采集的实时图像，计算植物和垄沟的范围，启动驱动电机（32），将喷洒组件（20）移动至植物上方；

S3：根据第二图像采集元件（23）采集的实时图像，通过集成电磁阀组（24）关闭喷洒范围位于垄沟上方的喷药通路，使得位于垄沟上方的雾化喷嘴（22）无法喷洒药液；

S4：启动水泵（12），使得储液箱（11）内部的药液通过处于未关闭状态的喷药通路以及与其适配的雾化喷嘴（22）喷洒向植物。

2.根据权利要求1所述的一种大棚种植用飞行器的使用方法，其特征在于：所述飞行器主体（10）的一侧开设有导流槽（15），所述导向滑板（21）的内部且位于相邻的两个雾化喷嘴（22）之间开设有多个聚流孔（25），所述导向滑板（21）的上端固定有导流元件（26）。

3.根据权利要求2所述的一种大棚种植用飞行器的使用方法，其特征在于：所述聚流孔（25）的截面形状为漏斗形，所述导流元件（26）的截面形状为圆弧形。

4.根据权利要求2所述的一种大棚种植用飞行器的使用方法，其特征在于：所述雾化喷嘴（22）的输入端贯穿导流元件（26）的顶部与集成电磁阀组（24）通过软管相连接。

5.根据权利要求1所述的一种大棚种植用飞行器的使用方法，其特征在于：所述第二图像采集元件（23）为多目摄像元件。

6.根据权利要求1所述的一种大棚种植用飞行器的使用方法，其特征在于：所述水泵（12）的输出端设置有三通接头，所述三通接头和集成电磁阀组（24）之间通过弹簧软管（27）相连接。

说明书

一种大棚种植用飞行器的使用方法

技术领域

[0001] 本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种大棚种植用飞行器的使用方法。

背景技术

[0002] 大棚种植是现代化农业中常用的一种种植技术，通过竹木、钢材或钢管等材料支成拱形或屋脊状骨架，并在结构骨架上覆盖一层或者多层保温层，制造一个温室空间，达到保温的效果，可以为植物的生长提供一个良好的生长环境，同时能够有效避免二氧化碳流失，利于植物进行光合作用。

[0003] 在大棚内种植农作物或植物时，为了便于巡查管理，植物大多一垄一垄均匀分布，相邻的两垄之间设置有垄沟，（“一垄”是土地使用方面的俗语，意思是在土地的表面分出一定宽度的一条一条的土岗，由此，形成的土岗就叫“垄”，上面称垄台，相邻的两垄之间形成的沟，就叫垄沟，垄沟可以根据种植需求用于灌溉或行走）。随着无人机技术不断的发展和进步，利用无人飞行器，不仅能对农作物或植物进行高效喷药除害作业，还能控制农药喷药量，有效的解决了依靠人工进行喷药除害时，存在的效率低下、喷药不均匀、农药喷洒过量导致的土壤盐渍化等问题，但是，现有技术中，无人飞行器大多通过大面积喷洒的方式进行喷药作业，无人飞行器无法控制喷药位置和喷药宽度，洒落于垄沟中的药液，无法高效的被植物所吸收，造成了药液浪费，且垄沟中积累的药液也会造成局部土壤盐渍化，同时，由于大棚的棚顶大多为圆弧形，当植物高度较高时，植物的顶部距离棚顶边缘的距离较小，现有技术中的无人飞行器大多无法根据大棚内部的作业环境调节作业位置，容易引发无人飞行器和棚顶边缘的结构元件发生碰撞，造成无人飞行器和大棚结构元件受损。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种大棚种植用飞行器的使用方法，能够通过第二图像采集元件实时采集其下方的图像，根据第二图像采集元件采集的图像计算植物的位置和垄沟的范围，通过驱动电机调节喷洒组件的作业位置，同时，通过集成电磁阀组关闭位于垄沟上方的喷药通路，能够有效的提高药液的利用率，避免药液浪费和土壤盐渍化。

[0005] 本发明采取的技术方案具体如下：

[0006] 一种大棚种植用飞行器的使用方法，包括飞行器主体，所述飞行器主体的下端固定有储液箱，所述储液箱的外侧装配有水泵，且所述水泵和飞行器主体通过导线电性连接，所述储液箱的两侧均固定有作业臂，所述作业臂的下端开设有U形导向槽，还包括：

[0007] 喷洒组件，所述喷洒组件装配于作业臂上，所述喷洒组件包括导向滑板、多个雾化喷嘴、第二图像采集元件和集成电磁阀组，所述导向滑板滑动连接于U形导向槽的内部，多个所述雾化喷嘴和第二图像采集元件均固定于导向滑板的下端，且多个所述雾化喷嘴均匀分布于第二图像采集元件的两端，所述集成电磁阀组固定于导向滑板顶部的一端，所述集成电磁阀组的输出端和多个雾化喷嘴通过管路相连接，所述第二图像采集元件和飞行器主体以及集成电磁阀组和飞行器主体之间均通过导线电性连接；

[0008] 调节组件，所述调节组件装配于作业臂上，且所述调节组件和导向滑板相连接；

[0009] 其中，所述集成电磁阀组和多个雾化喷嘴之间形成多个相互独立的喷药通路，所述集成电磁阀组能够对每一个喷药通路独立控制。

[0010] 在一种优选方案中，所述飞行器主体的一侧开设有导流槽，所述导向滑板的内部且位于相邻的两个雾化喷嘴之间开设有多个聚流孔，所述导向滑板的上端固定有导流元件。

[0011] 在一种优选方案中，所述聚流孔的截面形状为漏斗形，所述导流元件的截面形状为圆弧形。

[0012] 在一种优选方案中，所述雾化喷嘴的输入端贯穿导流元件的顶部与集成电磁阀组通过软管相连接。

[0013] 在一种优选方案中，所述第二图像采集元件为多目摄像元件。

[0014] 在一种优选方案中，所述水泵的输出端设置有三通接头，所述三通接头和集成电磁阀组之间通过弹簧软管相连接。

[0015] 在一种优选方案中，所述作业臂的上端开设有避让槽，所述调节组件包括联动板、驱动电机和螺纹丝杆，所述联动板固定于导向滑板的上端，且所述联动板和避让槽相适配，所述驱动电机固定于作业臂的上端，所述螺纹丝杆固定于驱动电机的输出端，所述螺纹丝杆和联动板螺纹连接，且所述螺纹丝杆和作业臂转动连接。

[0016] 所述使用方法主要包括以下步骤：

[0017] S1：启动飞行器主体，使得飞行器主体飞行至植物上方，通过第二图像采集元件实时采集其下方的图像；

[0018] S2：根据第二图像采集元件采集的实时图像，计算植物和垄沟的范围，启动驱动电机，将喷洒组件移动至植物上方；

[0019] S3：根据第二图像采集元件采集的实时图像，通过集成电磁阀组关闭喷洒范围位于垄沟上方的喷药通路，使得位于垄沟上方的雾化喷嘴无法喷洒药液；

[0020] S4：启动水泵，使得储液箱内部的药液通过处于未关闭状态的喷药通路以及与其适配的雾化喷嘴喷洒向植物。

[0021] 本发明取得的技术效果为：

[0022] 本发明根据第二图像采集元件采集的图像，计算植物的位置，通过驱动电机调整喷洒组件的位置，使得装置能够根据植物的种植位置，调整药液的喷洒位置，使得药液能够准确喷洒于植物上，避免造成药液浪费；

[0023] 本发明根据第二图像采集元件采集的图像，计算植物的种植范围和垄沟的范围，通过集成电磁阀组关闭喷洒范围位于垄沟上的喷药通路，使得位于垄沟上方的雾化喷嘴无法喷洒药液，能够避免药液积累在垄沟上，避免药液喷洒于垄沟上无法被植物吸收，造成局部土壤盐渍化，进一步提高了药液的利用率，避免了药液浪费；

[0024] 本发明通过驱动电机带动联动板和导向滑板移动，使得装置能够根据作业环境的需求，调整装置的作业时的宽度，避免装置在作业过程中与大棚的结构元件发生碰撞，使得装置能够适用于大棚内的喷药作业；

[0025] 本发明通过在位于储液箱两侧的作业臂上分别设置相互独立运行的喷洒组件和调节组件，使得装置在进行喷药作业时，可以根据位于储液箱两侧的植物位置可以分别调节多个喷洒组件的喷洒位置和喷洒宽度。

附图说明

[0026] 图1是本发明整体的结构示意图；

[0027] 图2是本发明整体结构的仰视图；

[0028] 图3是本发明图2中A处的局部放大图；

[0029] 图4是本发明喷洒组件和调节组件的结构示意图；

[0030] 图5是本发明作业臂内部的结构剖视图；

[0031] 图6是本发明喷洒组件的结构爆炸图；

[0032] 图7是本发明雾化喷嘴和导流元件的结构示意图。

[0033] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0034] 10、飞行器主体；11、储液箱；12、水泵；13、作业臂；14、U形导向槽；15、导流槽；16、避让槽；17、第一图像采集元件；18、支撑板；

[0035] 20、喷洒组件；

[0036] 21、导向滑板；22、雾化喷嘴；23、第二图像采集元件；24、集成电磁阀组；25、聚流孔；26、导流元件；27、弹簧软管；

[0037] 30、调节组件；

[0038] 31、联动板；32、驱动电机；33、螺纹丝杆。

具体实施方式

[0039] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0040] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0041] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0042] 再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

[0043] 请参阅附图1至图4所示，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种大棚种植用飞行器的使用方法，包括飞行器主体10，飞行器主体10的下端固定有储液箱11，储液箱11的外侧装配有水泵12，水泵12的外侧设置有注液管，储液箱11的两侧均固定有作业臂13，作业臂13的下端开设有U形导向槽14，作业臂13的一侧开设有导流槽15，作业臂13的上端开设有避让槽16，飞行器主体10的一端固定有第一图像采集元件17，第一图像采集元件17和飞行器主体10以及水泵12和飞行器主体10之间均通过导线电性连接，还包括：

[0044] 喷洒组件20，请参阅附图3至图6所示，喷洒组件20装配于作业臂13上，喷洒组件20包括导向滑板21、多个雾化喷嘴22、第二图像采集元件23和集成电磁阀组24，导向滑板21滑动连接于U形导向槽14的内部，多个雾化喷嘴22和第二图像采集元件23均固定于导向滑板21的下端，且多个雾化喷嘴22均匀分布于第二图像采集元件23的两端，集成电磁阀组24固定于导向滑板21顶部的一端，集成电磁阀组24的输出端和多个雾化喷嘴22通过管路相连接，且第二图像采集元件23和飞行器主体10以及集成电磁阀组24和飞行器主体10之间均通过导线电性连接；

[0045] 调节组件30，调节组件30装配于作业臂13上，且调节组件30和导向滑板21相连接；

[0046] 其中，集成电磁阀组24和多个雾化喷嘴22之间形成多个相互独立的喷药通路，集成电磁阀组24能够对每一个喷药通路独立控制。

[0047] 具体的，第二图像采集元件23为多目摄像元件，在本实施例中，第二图像采集元件23优选为双目摄像元件，双目摄像元件是现有的成熟技术，其具有两个图像采集摄像头，双目摄像头是利用仿生学原理，通过标定后的双摄像头得到同步曝光图像，然后配以合适的算法（具体的算法，在实际应用时，以作业环境和喷药对应作为选择标准，在此不做描述和限定），计算获取的二维图像像素点的第三维深度信息，利用三角几何视差原理来获取相机到目标的距离信息以及目标的尺寸信息，在此，就不做进一步的赘述。

[0048] 需要说明的是，集成电磁阀组24是现有的成熟技术，其通过集成多个电磁阀的方式，实现对多路介质进行独立的控制，具体的，在本实施例中，以集成电磁阀组24为一进八出（“一进八出”是指一个输入端，八个输出端），其型号以“库纳格4001‑A8”为例，当然上述选型仅是为了更好的描述本申请的工作过程，不代表对本申请文件的具体限定。

[0049] 进一步的，飞行器主体10的内部集成有避障模块，通过避让模块能够识别飞行过程中的障碍物，避免飞行器主体10在进行喷药作业中与植物或大棚的结构元件发生碰撞。

[0050] 在此，与装置配套使用的有一远程控制终端，远程控制终端能够通过无线通信技术与飞行器主体10进行信号传输。

[0051] 在该实施方式中，通过注液管向储液箱11内部注入适量液态药液，启动飞行器主体10，使得飞行器主体10飞行至植物上方，通过第二图像采集元件23对位于其下方的植物进行图像采集，通过飞行器主体10将第二图像采集元件23采集的图像实时传输给控制终端，通过控制终端对图像数据进行计算，检测植物的种植范围和垄沟的范围，并根据计算结果发送反馈指令给飞行器主体10，通过飞行器主体10启动调节组件30，使得调节组件30带动导向滑板21移动，由于雾化喷嘴22固定于导向滑板21的下端，通过导向滑板21带动雾化喷嘴22移动，使得雾化喷嘴22移动至植物的正上方，通过第二图像采集元件23实时采集的图像，利用三角几何视差原理计算垄沟的范围，飞行器主体10根据反馈指令通过集成电磁阀组24关闭喷洒范围位于垄沟上方的喷药通路，使得位于垄沟上方的雾化喷嘴22无法喷洒药液，进而避免垄沟中积累药液造成局部土壤盐渍化，同时，避免了药液浪费；

[0052] 启动水泵12，储液箱11内部的液态药液通过管路流向雾化喷嘴22内部，并通过处于开启状态的喷药通路和与位于植物上方的雾化喷嘴22进行喷药作业；

[0053] 同时，当装置在大棚内部的边缘位置进行作业时，若植物的上端和棚顶的边缘距离较近时，启动调节组件30，通过调节组件30带动导向滑板21向靠近棚顶边缘的位置移动，同时，通过控制终端控制飞行器主体10向远离棚顶边缘的位置移动，此时，飞行器主体10和靠近棚顶边缘的喷洒组件20发生相对移动，进而使得飞行器主体10远离棚顶边缘，避免了飞行器主体10和棚顶边缘的结构元件发生碰撞，提高了装置的适用性。

[0054] 进一步的，请参阅附图5至图7所示，导向滑板21的内部且位于相邻的两个雾化喷嘴22之间开设有多个聚流孔25，导向滑板21的上端固定有导流元件26，在本实施例中，聚流孔25的截面形状为漏斗形，导流元件26的截面形状为圆弧形。

[0055] 在该实施方式中，飞行器主体10在飞行的过程中，气流通过导流槽15流入作业臂13内部，并沿着导流元件26的内壁流向聚流孔25，通过聚流孔25的引导形成风幕，在雾化喷嘴22喷洒药液的过程中，通过风幕的引导，能够避免雾化的药液扩散，对雾化的药液进行聚集，避免雾化的药液扩散到垄沟上方，进一步提高了药液的利用率，避免药液浪费。

[0056] 进一步的，雾化喷嘴22的输入端贯穿导流元件26的顶部与集成电磁阀组24通过软管相连接，通过上述技术方案，使得雾化喷嘴22和集成电磁阀组24之间的软管均位于导流元件26的顶部，避免气流流入导流元件26内部时，软管对气流形成阻挡，同时，可以对繁多的软管形成遮掩，提高装置的美观度。

[0057] 进一步的，水泵12的输出端设置有三通接头，三通接头和集成电磁阀组24之间通过弹簧软管27相连接，弹簧软管27的设置，能够在导向滑板21带动集成电磁阀组24移动时，稳定的对储液箱11和集成电磁阀组24进行连接，避免因为集成电磁阀组24

[0058] 进一步的，请参阅附图4和图6所示，调节组件30包括联动板31、驱动电机32和螺纹丝杆33，联动板31固定于导向滑板21的上端，且联动板31和避让槽16相适配，驱动电机32固定于作业臂13的上端，螺纹丝杆33固定于驱动电机32的输出端，螺纹丝杆33和联动板31螺纹连接，且螺纹丝杆33和作业臂13转动连接。

[0059] 在此，作业臂13顶部远离驱动电机32的一端固定有支撑板18，驱动电机32和支撑板18通过滚珠轴承转动连接。

[0060] 具体的，作业臂13的上端且位于驱动电机32的外侧固定有一防护壳，防护壳的外侧均匀开设有多个散热孔，通过防护壳能够对驱动电机32进行防护。

[0061] 在该实施方式中，飞行器主体10根据控制终端的反馈指令启动驱动电机32，使得驱动电机32的输出端转动，通过驱动电机32和螺纹丝杆33的固定连接，使得驱动电机32带动螺纹丝杆33转动，通过螺纹丝杆33和联动板31的螺纹连接，使得螺纹丝杆33带动联动板31转动，通过联动板31和导向滑板21的固定连接，使得联动板31带动导向滑板21移动，进而使得雾化喷嘴22移动至植物的上方，进而通过雾化喷嘴22对植物进行喷药作业。

[0062] 所述使用方法主要包括以下步骤：

[0063] Stp1：通过注液管向储液箱11内部注入液态药液，启动飞行器主体10，使得飞行器主体10飞行至植物上方，通过第二图像采集元件23实时采集其下方的图像；

[0064] Stp2：根据第二图像采集元件23采集的实时图像，通过控制终端对采集的图像进行计算，检测植物的种植范围，根据计算结果发送反馈指令给飞行器主体10，启动驱动电机32，通过驱动电机32带动螺纹丝杆33转动，通过螺纹丝杆33带动联动板31和导向滑板21移动，使得喷洒组件20移动至植物上方；

[0065] Stp3：根据第二图像采集元件23采集的实时图像，计算垄沟的范围，通过集成电磁阀组24关闭喷洒范围位于垄沟上方的喷药通路，使得位于垄沟上方的雾化喷嘴22无法喷洒药液；

[0066] Stp4：启动水泵12，使得储液箱11内部的液体药液通过处于未关闭状态的喷药通路以及与其适配的雾化喷嘴22喷洒向植物。

[0067] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。