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专利号: 202110883683X
申请人: 鲁东大学(CN)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,包含服务车、无人车(1)、无人机(2)和系留缆(3),其特征在于:所述服务车和无人车(1)都与数字农业系统无线通信,接收调度指令,并上传位置和状态信息;

所述服务车在田间道路和公共道路上行驶,从所述数字农业系统接收服务任务和水源信息,自主决策为所述无人车(1)提供服务,并从水源取水,能够提高效率,节约能源;

所述无人车(1)携带至少一架无人机(2),并通过所述系留缆(3)为所述无人机(2)输送农药和电能,能够精准喷药,并最大化喷药作业效率;

所述无人车(1)至少包含车厢,在田地中沿着农作物的行间、田垄或田埂自主行走,也在田间道路上自动驾驶,能够自主避障和导航,不伤害农作物;

所述服务车、无人车(1)和无人机(2),针对规模化种植农作物的精准喷药,在所述数字农业系统的统一管控和调度下,自主决策,规划路线和航线,并导航,能够达到整体最优;

所述无人车(1)上安装臂架(4)和机械手(5);

所述系留缆(3)穿过所述臂架(4),获得支撑和引导,使得所述无人车(1)与无人机(2)获得连接;所述系留缆(3)承受张力,控制并引导所述无人机(2)降落于所述臂架(4),也能够从所述臂架(4)起飞;提高飞行与起降过程的安全性和可靠性,减轻起降过程对于近地空气的扰动和对农药飘移的影响,避免引起污染和伤害;

所述无人机(2)至少包含插头(24)和喷头(27),通过所述插头(24)与系留缆(3)连接,使得所述无人机(2)获得电源和农药,能够与所述无人车(1)通信;

所述喷头(27)连接所述系留缆(3),进行精准喷药;

所述臂架(4)固定安装于所述车厢,能够旋转、升降和锁紧,穿过所述系留缆(3),以支撑并引导所述系留缆(3);

所述臂架(4)带有插座(43);所述插座(43)形成插孔;

所述插孔为非旋转结构,呈现轴向楔形,能够引导所述插头(24)插入,并与所述插头(24)配合,避免相对旋转,使得所述无人机(2)能够安全降落于所述臂架(4);

所述臂架(4)在所述系留缆(3)的控制和引导下,使得所述插头(24)插入所述插座(43),使得所述无人机(2)能够降落于所述臂架(4),也使得所述插头(24)与所述插座(43)分离,使得所述无人机(2)从所述臂架(4)起飞,确保安全可靠;

所述机械手(5)夹持所述无人机(2),扶正失稳的无人机(2),辅助所述无人机(2)降落于所述臂架(4);所述机械手(5)能够扶正歪倒的无人车(1),辅助所述无人车(1)的移动。

2.按照权利要求1所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述无人车(1)还包含底盘和车头,至少带有控制箱(11)、固定电池(12)、电池护栏、可换电池(121)、药箱支架、药箱(13)、药泵(14)和收放线装置(15),在所述底盘上侧的后部安装车厢,在所述底盘上侧的前部安装车头;

所述车头为箱体结构,在内上部固定安装控制箱(11),在内下部固定安装固定电池(12);

所述车厢为平扁形的箱体结构,至少包含底板;所述车厢在其底板上安装臂架(4)、机械手(5)、电池护栏、药箱支架、药泵(14)和收放线装置(15);

所述控制箱(11)为箱体结构,在其内部固定安装电路板;所述电路板与所述数字农业系统无线通信,从所述数字农业系统至少获取喷药作业任务、喷药区域信息和调度指令,并向所述数字农业系统上传位置数据、服务请求和状态信息;

所述固定电池(12)作为备用电源,为所述无人车(1)和无人机(2)供电;

所述可换电池(121)作为主电源,为所述无人车(1)和无人机(2)供电;

所述可换电池(121)通过所述电池护栏,卡固在所述车厢的底板上,便于快速更换;

所述药箱(13)容纳农药,通过所述药箱支架,卡固在所述车厢的底板上,便于快速更换;

所述药泵(14)通过管道分别与所述药箱(13)和收放线装置(15)连接,抽取农药,经过系留缆(3)为所述无人机(2)输送农药;

所述收放线装置(15)卷绕所述系留缆(3),在所述控制箱(11)的控制下,收放所述系留缆(3),控制所述系留缆(3)的松弛和张紧程度,控制并引导所述无人机(2)。

3.按照权利要求2所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述无人车(1)还带有支撑板(17);

所述支撑板(17)为带有曲面的板形结构,通过所述曲面贴合并支撑所述无人机(2),使得所述无人机(2)能够安全收放于所述车厢的内部;

所述支撑板(17)通过弹簧铰链安装在所述车厢的内侧,能够被收起和放平。

4.按照权利要求1所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述无人机(2)还包含机身(21)、起落架(22)、旋翼(23)和基座(25);

所述机身(21)为箱体形结构,在内部固定安装主板;

所述主板使得所述无人机(2)与所述无人车(1)能够通信,自主决策,规划飞行航线,并导航;

所述起落架(22)与所述机身(21)的下表面固定连接,位于所述喷头(27)的左右两侧,能够保护所述喷头(27),使得所述无人机(2)能够降落于地面;

所述旋翼(23)与所述机身(21)铰接,能够被所述机械手(5)夹持,折叠于所述机身(21)的左右两侧,也能够展开,并调节相对于所述机身(21)的位置和距离,减少所述无人机(2)的飞行控制难度,提高飞行稳定性;

所述基座(25)为箱体结构,在内部使得所述系留缆(3)分别与所述机身(21)的主板和喷头(27)连接,位于所述机身(21)后部的下侧,将所述插头(24)固定于所述机身(21)后部的下侧,使得所述喷头(27)固定于所述机身(21)的下方。

5.按照权利要求4所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述无人机(2)还包含备用电池(26);

所述机身(21)在内部,还固定安装电池插槽;

所述电池插槽有两个,分别位于所述机身(21)的前部和后部;

所述备用电池(26)插入所述机身(21)前部的电池插槽中,能够平衡所述插头(24)、基座(25)、系留缆(3)和农药的重量,使得所述旋翼(23)受力均衡而稳定,减少所述无人机(2)的飞行控制难度,提高飞行稳定性。

6.按照权利要求1所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述臂架(4)包含支座、支臂和支架,通过所述支座安装于所述车厢;

所述支臂和支架都带有空心结构,通过所述空心结构穿过所述系留缆(3),以支撑并引导所述系留缆(3);

所述支臂连接所述支座和支架,能够相对于所述车厢旋转和升降;

所述支架带有插座(43)。

7.按照权利要求6所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述插座(43)为带有轴向通孔的杆状结构,一端与所述支架固定连接,在另一端为自由端,并在所述自由端形成插孔,使得所述系留缆(3)穿出所述臂架(4);

所述插孔为沿着轴向的内孔,使得所述插头(24)能够插入所述插座(43)。

8.按照权利要求4所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述机械手(5)安装于所述车厢,能够收放于所述车厢内,能够相对所述车厢运动,夹持所述无人机(2)的旋翼(23),折叠、打开并调节所述旋翼(23);

所述机械手(5)夹持所述起落架(22),扶正失稳的无人机(2),辅助所述无人机(2)降落于所述臂架(4)。

9.按照权利要求1或2所述的针对规模化种植农作物的无人机精准喷药系统,其特征在于:所述服务车携带可换电池(121)、药箱(13)、水箱、配药装置、农药商品和维修工具;

所述服务车安装服务软件,通过所述服务软件与所述数字农业系统和无人车(1)无线通信;

所述服务车为所述无人车(1)更换其可换电池(121)和药箱(13),提供维修保养服务,也能够载运所述无人车(1)、维修设备和维修人员。