一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的制作方法

1.本发明涉及无人机植保作业系统技术领域，尤其涉及一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统。


背景技术：

2.无人机是目前常见的无人驾驶的飞行装置，随着无人机的技术越来越成熟，无人机的功能性也越来越强，各种无人机分别在不同的领域来实现无人作业，例如植保无人机，能够实现无人化植保作业，大大节省了人力，提升了作业效率；目前的无人机作业系统，虽能够满足一定的作业需求，但是还存在无人机续航能力差，单个作业任务中，需要多次往返的问题。
3.经检索，中国专利申请号为cn201921325376.4的专利，公开了一种带有喷药装置降落稳定的植保无人机，包括无人机体，无人机体底部固定有第一安装架，第一安装架内部固定有隔板，第一安装架内部位于隔板下方设有折叠空间，第一安装架内部位于隔板上方固定有第一电机，第一电机驱动轴与螺杆固定，螺杆上螺纹连接有移动块，移动块通过连杆与上安装板固定，上安装板底部固定有安装块，安装块通过弹簧杆与下安装板相连，安装块与转动板铰接，转动板与下安装板之间连接有弹簧杆。上述专利中的植保无人机存在以下不足：单个作业任务中，需要多次往返于作业地点和补药工作站之间，往返路程较长，影响植保无人机的有效作业里程。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，包括植保无人机和智能作业车，所述植保无人机和智能作业车上都搭载有gps定位模块，所述智能作业车上设置有供植保无人机补给的车载平台；植保无人机基于gps定位模块和卫星定位系统准确降落于车载平台上；
7.其中，所述植保无人机包括：
8.无人机主体，无人机主体上安装有药箱；
9.喷头，喷头上开设有多个喷孔，喷头安装于无人机主体上，喷头通过输药管连接泵体，泵体另一端连接药箱；
10.环形导向座，环形导向座安装于无人机主体底部，环形导向座的内径朝竖直向上的方向逐渐减小；
11.其中，所述车载平台上设置有加药机构和起落辅助输送机构，起落辅助输送机构包括：
12.起落座，起落座的形状与环形导向座相适配，起落座的外径朝竖直向上的方向逐
渐减小。
13.作为本发明一种优选的：所述起落辅助输送机构还包括：
14.电动滑轨，电动滑轨安装于车载平台上；
15.电动滑座，电动滑座滑动于电动滑轨内，电动滑座顶部固定有平移架；
16.载架，载架安装于平移架两侧，电动滑轨安装于载架上；
17.支撑架，两个支撑架对称安装于车载平台上，载架两端分别滑动连接于两个支撑架外壁。
18.作为本发明一种优选的：所述车载平台上设置有两个加药位和一个起落位，起落位位于两个加药位中间，两个起落座的间距与起落位到加药位的间距适配，两个加药机构分别位于两个加药位处。
19.作为本发明一种优选的：所述加药机构包括定位组件和加药组件，所述定位组件包括：
20.第一电动伸缩缸，第一电动伸缩缸安装于车载平台上；
21.环形架，环形架安装于第一电动伸缩缸的输出端；
22.球头杆，球头杆固定于环形架顶部外壁，多个球头杆在环形架呈均匀圆周分布设置；
23.所述无人机主体底部固定有环形定位座，环形定位座底部开设有深度逐步增加的螺旋式滑槽，滑槽的端部设置有定位槽，一个滑槽和其端部的定位槽配合形成一个定位滑道，多个定位滑道沿环形定位座底部呈圆周分布设置，定位滑道的位置和数量与球头杆相适配。
24.作为本发明一种优选的：所述加药组件包括：
25.中转座，中转座内置药腔，车载平台上安装有供药装置，中转座的药腔通过连接管连接于供药装置的输出端；
26.加药接头，加药接头通过输送软管与药腔连通，所述药箱底部设置有与加药接头相适配的加药管，加药管在加药接头插入后与加药接头导通；
27.顶升部，顶升部用于顶升加药接头，使加药接头插入加药管内。
28.作为本发明一种优选的：所述加药组件还包括：
29.固定架，固定架固定于中转座外壁，固定架通过螺栓固定于环形架上；
30.辅助固定部，辅助固定部安装于中转座上。
31.作为本发明一种优选的：所述顶升部包括：
32.第二电动伸缩缸，第二电动伸缩缸安装于中转座上；
33.升降支架，升降支架固定于第二电动伸缩缸的输出端，加药接头固定于升降支架上。
34.作为本发明一种优选的：所述加药管侧壁固定有多个辅助固定片，所述辅助固定部包括：
35.气管，气管安装于中转座上，中转座内设置有真空发生装置，气管接于真空发生装置的负压端；
36.吸盘，吸盘安装于气管上，吸盘的位置与辅助固定片相适配。
37.作为本发明一种优选的：所述车载平台顶部固定有第三电动伸缩缸，第三电动伸
缩缸的输出端安装有固定盘，固定盘上设置有多个锥头杆，锥头杆与定位后的喷孔位置适配。
38.作为本发明一种优选的：所述车载平台顶部固定有支撑臂，支撑臂一端安装有安装座，安装座上安装有清洁头，清洁头通过管道连接清洁器。
39.本发明的有益效果为：
40.1.本发明通过设置植保无人机和智能作业车的配合作业模式，能够在植保作业时，以智能作业车作为补给站，极大地缩短了无人机往返的路程，提升了作业效率；设置环形导向座和起落座等结构，能够在无人机起落时起到导向的作用，降低了对无人机起落的精度要求。
41.2.本发明通过设置两个加药位和一个起落位，能够在一个无人机进行加药时，另一个无人机可起落于另一个起落座处，当一个无人机加药完成后，电动滑座工作，将加药完成的无人机从加药位输送至起落位，而原本在起落位上的无人机被同步输送至另一个加药位，该方式利用有限的空间，有效的提升了多个无人机的加药补给效率，提升了可靠性。
42.3.本发明通过设置定位组件，能够在加药时，无人机被起落座输送到加药位，基于第一电动伸缩缸的工作，带动环形架上升，进而使各球头杆分别进入到各滑槽内，由于滑槽的深度逐步增加，环形定位座能够在球头杆顶面滑动，直至球头杆滑入到定位槽内，从而达到对无人机主体定位的目的，以便于后续加药的进行。
43.4.本发明通过设置加药组件，能够在加药时，基于第二电动伸缩缸工作，带动升降支架上升，使得加药接头插入加药管内，供药装置工作向药箱内补充药液。
44.5.本发明通过设置辅助固定部，能够在无人机主体定位完毕后，辅助固定片与吸盘接触，真空发生装置工作，利用吸盘对辅助固定片吸附固定，从而使加药接头随后能够更可靠的与加药管插接连接。
45.6.本发明通过设置第三电动伸缩缸、锥头杆等结构，能够在加药过程中，基于第三电动伸缩缸工作，带动锥头杆上升，使其插入到喷孔内，达到辅助疏通堵塞的喷孔的目的，提升了可靠性。
附图说明
46.图1为本发明提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的无人机通过车载平台加药的结构示意图；
47.图2为本发明提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的车载平台的结构示意图；
48.图3为本发明提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的无人机的结构示意图；
49.图4为本发明提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的无人机底部的结构示意图；
50.图5为本发明提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的环形导向座、环形定位座剖视的结构示意图；
51.图6为本发明提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的环形导向座降落于起落座上剖视的结构示意图；
52.图7为本发明提出的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统的加药机构的结构示意图。
53.图中：1无人机主体、2平移架、3起落座、4载架、5安装座、6锥头杆、7第三电动伸缩缸、8支撑架、9电动滑轨、10电动滑座、11车载平台、12支撑臂、13清洁头、14环形导向座、15喷头、16输药管、17药箱、18环形定位座、19辅助固定片、20加药管、21喷孔、22滑槽、23定位槽、24中转座、25第一电动伸缩缸、26输送软管、27气管、28环形架、29球头杆、30加药接头、31吸盘、32升降支架、33第二电动伸缩缸、34固定架。
具体实施方式
54.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
55.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
56.实施例1：
57.一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，如图1-7所示，包括植保无人机和智能作业车，所述植保无人机和智能作业车上都搭载有gps定位模块，所述智能作业车上设置有供植保无人机补给的车载平台11；植保无人机基于gps定位模块和卫星定位系统准确降落于车载平台11上；
58.其中，所述植保无人机包括：
59.无人机主体1，无人机主体1上安装有药箱17；
60.喷头15，喷头15上开设有多个喷孔21，喷头15安装于无人机主体1上，喷头15通过输药管16连接泵体，泵体另一端连接药箱17；
61.环形导向座14，环形导向座14安装于无人机主体1底部，环形导向座14的内径朝竖直向上的方向逐渐减小；
62.其中，所述车载平台11上设置有加药机构和起落辅助输送机构，起落辅助输送机构包括：
63.起落座3，起落座3的形状与环形导向座14相适配，起落座3的外径朝竖直向上的方向逐渐减小；
64.通过设置植保无人机和智能作业车的配合作业模式，能够在植保作业时，以智能作业车作为补给站，极大地缩短了无人机往返的路程，提升了作业效率；设置环形导向座14和起落座3等结构，能够在无人机起落时起到导向的作用，降低了对无人机起落的精度要求。
65.为了提升加药效率；如图1、图2所示，所述起落辅助输送机构还包括：
66.电动滑轨9，电动滑轨9安装于车载平台11上；
67.电动滑座10，电动滑座10滑动于电动滑轨9内，电动滑座10顶部固定有平移架2；
68.载架4，载架4安装于平移架2两侧，电动滑轨9安装于载架4上；
69.支撑架8，两个支撑架8对称安装于车载平台11上，载架4两端分别滑动连接于两个支撑架8外壁。
70.所述车载平台11上设置有两个加药位和一个起落位，起落位位于两个加药位中
间，两个起落座3的间距与起落位到加药位的间距适配，两个加药机构分别位于两个加药位处；
71.通过设置两个加药位和一个起落位，能够在一个无人机进行加药时，另一个无人机可起落于另一个起落座3处，当一个无人机加药完成后，电动滑座10工作，将加药完成的无人机从加药位输送至起落位，而原本在起落位上的无人机被同步输送至另一个加药位，该方式利用有限的空间，有效的提升了多个无人机的加药补给效率，提升了可靠性。
72.为了便于加药；如图4-7所示，所述加药机构包括定位组件和加药组件，所述定位组件包括：
73.第一电动伸缩缸25，第一电动伸缩缸25安装于车载平台11上；
74.环形架28，环形架28安装于第一电动伸缩缸25的输出端；
75.球头杆29，球头杆29固定于环形架28顶部外壁，多个球头杆29在环形架28呈均匀圆周分布设置；
76.所述无人机主体1底部固定有环形定位座18，环形定位座18底部开设有深度逐步增加的螺旋式滑槽22，滑槽22的端部设置有定位槽23，一个滑槽22和其端部的定位槽23配合形成一个定位滑道，多个定位滑道沿环形定位座18底部呈圆周分布设置，定位滑道的位置和数量与球头杆29相适配；
77.通过设置定位组件，能够在加药时，无人机被起落座3输送到加药位，基于第一电动伸缩缸25的工作，带动环形架28上升，进而使各球头杆29分别进入到各滑槽22内，由于滑槽22的深度逐步增加，环形定位座18能够在球头杆29顶面滑动，直至球头杆29滑入到定位槽23内，从而达到对无人机主体1定位的目的，以便于后续加药的进行。
78.为了便于加药；如图4、图7所示，所述加药组件包括：
79.中转座24，中转座24内置药腔，车载平台11上安装有供药装置，中转座24的药腔通过连接管连接于供药装置的输出端；
80.加药接头30，加药接头30通过输送软管26与药腔连通，所述药箱17底部设置有与加药接头30相适配的加药管20，加药管20在加药接头30插入后与加药接头30导通；
81.顶升部，顶升部用于顶升加药接头30，使加药接头30插入加药管20内；
82.其中，所述加药组件还包括：
83.固定架34，固定架34固定于中转座24外壁，固定架34通过螺栓固定于环形架28上；
84.辅助固定部，辅助固定部安装于中转座24上；
85.通过设置加药组件，能够在加药时，基于第二电动伸缩缸33工作，带动升降支架32上升，使得加药接头30插入加药管20内，供药装置工作向药箱17内补充药液。
86.其中，所述顶升部包括：
87.第二电动伸缩缸33，第二电动伸缩缸33安装于中转座24上；
88.升降支架32，升降支架32固定于第二电动伸缩缸33的输出端，加药接头30固定于升降支架32上。
89.为了便于辅助固定；如图4、图7所示，所述加药管20侧壁固定有多个辅助固定片19，所述辅助固定部包括：
90.气管27，气管27安装于中转座24上，中转座24内设置有真空发生装置，气管27接于真空发生装置的负压端；
91.吸盘31，吸盘31安装于气管27上，吸盘31的位置与辅助固定片19相适配；
92.通过设置辅助固定部，能够在无人机主体1定位完毕后，辅助固定片19与吸盘31接触，真空发生装置工作，利用吸盘31对辅助固定片19吸附固定，从而使加药接头30随后能够更可靠的与加药管20插接连接。
93.为了便于维护无人机；如图1、图2所示，所述车载平台11顶部固定有第三电动伸缩缸7，第三电动伸缩缸7的输出端安装有固定盘，固定盘上设置有多个锥头杆6，锥头杆6与定位后的喷孔21位置适配；
94.通过设置第三电动伸缩缸7、锥头杆6等结构，能够在加药过程中，基于第三电动伸缩缸7工作，带动锥头杆6上升，使其插入到喷孔21内，达到辅助疏通堵塞的喷孔21的目的，提升了可靠性。
95.实施例2：
96.一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，如图1、图2所示，为了便于维护无人机；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述车载平台11顶部固定有支撑臂12，支撑臂12一端安装有安装座5，安装座5上安装有清洁头13，清洁头13通过管道连接清洁器；
97.所述清洁器和清洁头13采用：负压吸气清洁、正压吹气清洁、喷液清洁中的一种清洁方式。
98.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，包括植保无人机和智能作业车，所述植保无人机和智能作业车上都搭载有gps定位模块，所述智能作业车上设置有供植保无人机补给的车载平台(11)；植保无人机基于gps定位模块和卫星定位系统准确降落于车载平台(11)上；其中，所述植保无人机包括：无人机主体(1)，无人机主体(1)上安装有药箱(17)；喷头(15)，喷头(15)上开设有多个喷孔(21)，喷头(15)安装于无人机主体(1)上，喷头(15)通过输药管(16)连接泵体，泵体另一端连接药箱(17)；环形导向座(14)，环形导向座(14)安装于无人机主体(1)底部，环形导向座(14)的内径朝竖直向上的方向逐渐减小；其中，所述车载平台(11)上设置有加药机构和起落辅助输送机构，起落辅助输送机构包括：起落座(3)，起落座(3)的形状与环形导向座(14)相适配，起落座(3)的外径朝竖直向上的方向逐渐减小。2.根据权利要求1所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述起落辅助输送机构还包括：电动滑轨(9)，电动滑轨(9)安装于车载平台(11)上；电动滑座(10)，电动滑座(10)滑动于电动滑轨(9)内，电动滑座(10)顶部固定有平移架(2)；载架(4)，载架(4)安装于平移架(2)两侧，电动滑轨(9)安装于载架(4)上；支撑架(8)，两个支撑架(8)对称安装于车载平台(11)上，载架(4)两端分别滑动连接于两个支撑架(8)外壁。3.根据权利要求2所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述车载平台(11)上设置有两个加药位和一个起落位，起落位位于两个加药位中间，两个起落座(3)的间距与起落位到加药位的间距适配，两个加药机构分别位于两个加药位处。4.根据权利要求3所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述加药机构包括定位组件和加药组件，所述定位组件包括：第一电动伸缩缸(25)，第一电动伸缩缸(25)安装于车载平台(11)上；环形架(28)，环形架(28)安装于第一电动伸缩缸(25)的输出端；球头杆(29)，球头杆(29)固定于环形架(28)顶部外壁，多个球头杆(29)在环形架(28)呈均匀圆周分布设置；所述无人机主体(1)底部固定有环形定位座(18)，环形定位座(18)底部开设有深度逐步增加的螺旋式滑槽(22)，滑槽(22)的端部设置有定位槽(23)，一个滑槽(22)和其端部的定位槽(23)配合形成一个定位滑道，多个定位滑道沿环形定位座(18)底部呈圆周分布设置，定位滑道的位置和数量与球头杆(29)相适配。5.根据权利要求4所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述加药组件包括：中转座(24)，中转座(24)内置药腔，车载平台(11)上安装有供药装置，中转座(24)的药腔通过连接管连接于供药装置的输出端；
加药接头(30)，加药接头(30)通过输送软管(26)与药腔连通，所述药箱(17)底部设置有与加药接头(30)相适配的加药管(20)，加药管(20)在加药接头(30)插入后与加药接头(30)导通；顶升部，顶升部用于顶升加药接头(30)，使加药接头(30)插入加药管(20)内。6.根据权利要求5所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述加药组件还包括：固定架(34)，固定架(34)固定于中转座(24)外壁，固定架(34)通过螺栓固定于环形架(28)上；辅助固定部，辅助固定部安装于中转座(24)上。7.根据权利要求6所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述顶升部包括：第二电动伸缩缸(33)，第二电动伸缩缸(33)安装于中转座(24)上；升降支架(32)，升降支架(32)固定于第二电动伸缩缸(33)的输出端，加药接头(30)固定于升降支架(32)上。8.根据权利要求6所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述加药管(20)侧壁固定有多个辅助固定片(19)，所述辅助固定部包括：气管(27)，气管(27)安装于中转座(24)上，中转座(24)内设置有真空发生装置，气管(27)接于真空发生装置的负压端；吸盘(31)，吸盘(31)安装于气管(27)上，吸盘(31)的位置与辅助固定片(19)相适配。9.根据权利要求4所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述车载平台(11)顶部固定有第三电动伸缩缸(7)，第三电动伸缩缸(7)的输出端安装有固定盘，固定盘上设置有多个锥头杆(6)，锥头杆(6)与定位后的喷孔(21)位置适配。10.根据权利要求4所述的一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，其特征在于，所述车载平台(11)顶部固定有支撑臂(12)，支撑臂(12)一端安装有安装座(5)，安装座(5)上安装有清洁头(13)，清洁头(13)通过管道连接清洁器。

技术总结
本发明公开了一种空天地星车载无人机群协同植保作业系统，涉及无人机植保作业系统技术领域；包括植保无人机和智能作业车，所述植保无人机和智能作业车上都搭载有GPS定位模块，所述智能作业车上设置有供植保无人机补给的车载平台；植保无人机基于GPS定位模块和卫星定位系统准确降落于车载平台上；其中，所述植保无人机包括：无人机主体，无人机主体上安装有药箱。本发明通过设置植保无人机和智能作业车的配合作业模式，能够在植保作业时，以智能作业车作为补给站，极大地缩短了无人机往返的路程，提升了作业效率；设置环形导向座和起落座等结构，能够在无人机起落时起到导向的作用，降低了对无人机起落的精度要求。降低了对无人机起落的精度要求。降低了对无人机起落的精度要求。


技术研发人员：施百涛 鲁兵 傅晓锦
受保护的技术使用者：太仓阿尔法数字科技有限公司
技术研发日：2023.08.09
技术公布日：2023/10/15