一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置

1.本实用新型涉及农业生产装置领域，尤其涉及一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置。


背景技术：

2.再生稻生产技术在我国有悠久历史，随着水稻生产技术发展，中稻再生稻因其省时省工且经济效益明显等优点已成为南方稻区增加单位面积产量和经济收入主要水稻耕作模式之一。施用粒芽肥是提高再生稻产量的主要措施之一，农用无人机可实现低空自主飞行，避免与作物和地表接触，能够灵活避开障碍物，适应复杂的田间环境，在田间作业中优势明显，多旋翼无人机具有自主飞行功能，能够紧贴作物低空飞行，具有地面机器无法比拟的高通过性和稳定性，无人机操控灵活，可以实现航迹规划和自动导航飞行，可在地面机械难以进入的场所进行高效作业。
3.现有的粒芽肥施用以人工撒施为主，辅助以拖拉机、高地隙四轮机械等地面机械，虽然可以实现基本的粒芽肥施用，但是存在人工撒施精准高效的施肥方法，地面机械施肥存在适应性差、操作强度大、对水稻碾压严重等问题，且不适应地形地貌复杂地区作业的问题，从而导致肥料的浪费或不能水稻满足生长需求，因此，本领域技术人员提供了一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，将装置通过将高光谱系统、排肥系统以及飞控系统集于多旋翼无人机机体上，高光谱系统包括高光谱相机，高光谱相机用于获取农田内植株的高光谱数据，高光谱数据包括多个波段的光谱数据，高光谱数据通过高光谱相机经由数据传输接口传输至处理器，数据接收装置可以接收预处理条件信息，预处理条件信息包括水稻品种信息和待喷洒肥料信息，数据接收装置可以预处理条件信息将输入至处理器，预处理条件信息包括水稻品种信息和待喷洒肥料信息，可以在田间植株光谱信息采集的同时实时计算出肥料撒施量，达到节本增效的目的同时减少过量施肥造成的环境污染问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
6.一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，包括无人机外壳，所述无人机外壳底面靠一侧边缘处靠前后两侧边缘位置分别开设有第一滑槽，两个所述第一滑槽内滑动设置有肥料箱，所述肥料箱内表面靠上端位置固定连接有储肥桶，所述储肥桶下端固定连接有排肥器，所述排肥器底面靠前后两侧边缘处均开设有第二滑槽，两个所述第二滑槽内设置有流量控制板，两个所述流量控制板一侧表面中心处均开设有螺纹孔，所述储肥桶两侧相对内表面靠底端边缘处中间位置分别固定连接有电机外壳，两个所述电机外壳内底面中心处分别固定连接有控制电机，两个所述控制电机输出端均固定连接有进步螺杆，两个所述进步螺杆均螺纹设置在螺纹孔内；
7.所述无人机外壳底面中心处嵌入固定设置有处理器，所述处理器底面固定连接有数据接收器，所述数据接收器正面中间位置呈等间距固定设置有多个数据传输接口，所述无人机外壳底面靠一侧边缘处中间位置固定连接有高光谱相机；
8.通过上述技术方案，通过在肥料箱内设置有控制电机和流量控制板，通过电机转动带动进步螺杆转动，实现对两个流量控制板之间的开合，进而实现对肥料流量的控制，确保该装置在施肥时可以实现对肥料的节约，降低生产成本，通过在无人机外壳上设置有高光谱相机和处理器，可以在田间植株光谱信息采集的同时实时计算出肥料撒施量，达到节本增效的目的同时减少过量施肥造成的环境污染问题。
9.进一步地，所述数据传输接口和高光谱相机、处理器之间电性连接；
10.通过上述技术方案，有利于该装置将高光谱相机所采集到的高光谱数据传输至处理器。
11.进一步地，所述处理器和数据接收器之间电性连接；
12.通过上述技术方案，有利于该装置接收预处理条件信息并输入至处理器。
13.进一步地，所述无人机外壳四周外表面中间位置呈等间距固定连接有多个连接件，多个所述连接件一端均固定连接有拆卸式机臂；
14.通过上述技术方案，有利于使用者对该装置进行收纳和整理。
15.进一步地，多个所述拆卸式机臂一端均固定连接有高效电机，多个所述高效电机输出端均固定连接有碳纤桨；
16.通过上述技术方案，有利于降低无人机整体的重量，提升无人机飞行的动力。
17.进一步地，所述无人机外壳上表面活动设置有舱盖；
18.通过上述技术方案，有利于对无人机的内部构造进行保护，降低无人机更换和拆卸蓄电池的难度。
19.进一步地，所述无人机外壳内底面固定连接有蓄电池；
20.通过上述技术方案，有利于为该装置整体提供较为稳定的动力来源。
21.进一步地，所述无人机外壳底面四角处固定连接有起落架；
22.通过上述技术方案，有利于提升无人机起飞和降落时的平稳性，防止无人机在降落过程中受到损伤。
23.本实用新型具有如下有益效果：
24.1、本实用新型提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，相较于现有的施肥装置，该装置将高光谱系统、排肥系统以及飞控系统集于多旋翼无人机机体上，可以在田间植株光谱信息采集的同时实时计算出肥料撒施量，实现监测和精准施肥同步，达到节本增效的目的同时减少过量施肥造成的环境污染问题。
25.2、本实用新型提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，相较于现有的施肥装置，该装置采用高光谱相机只针对特定品种和特定生长时段的高光谱信息进行采集，将采集到的高光谱数据经过数据预处理模块处理后筛选出最能反映水稻需肥信息的敏感波段的高光谱数据，在保证准确识别的前提下最大程度的减少数据处理量，加快处理速度，提高实时性。
26.3、本实用新型提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，相较于现有的施肥装置，该装置采用低空无人机作为装置的载体，降低了该装置整体的操作难度，
提升了该装置整体的实用性，确保其可以真正应用到日常的农业生产工作中。
附图说明
27.图1为本实用新型提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置的正视示意图；
28.图2为本实用新型提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置的正剖视示意图；
29.图3为本实用新型提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置的侧剖视示意图；
30.图4为本实用新型提出的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置的肥料箱的剖轴测示意图。
31.图例说明：
32.1、舱盖；2、无人机外壳；3、碳纤桨；4、拆卸式机臂；5、连接件；6、起落架；7、高光谱相机；8、数据接收器；9、数据传输接口；10、肥料箱；11、蓄电池；12、电机外壳；13、进步螺杆；14、储肥桶；15、排肥器；16、控制电机；17、流量控制板；18、第一滑槽；19、第二滑槽；20、螺纹孔；21、处理器；22、高效电机。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.参照图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，包括无人机外壳2，无人机外壳2底面靠一侧边缘处靠前后两侧边缘位置分别开设有第一滑槽18，两个第一滑槽18内滑动设置有肥料箱10，肥料箱10内表面靠上端位置固定连接有储肥桶14，储肥桶14下端固定连接有排肥器15，排肥器15底面靠前后两侧边缘处均开设有第二滑槽19，两个第二滑槽19内设置有流量控制板17，有利于提升该装置施肥的精确度，两个流量控制板17一侧表面中心处均开设有螺纹孔20，储肥桶14两侧相对内表面靠底端边缘处中间位置分别固定连接有电机外壳12，两个电机外壳12内底面中心处分别固定连接有控制电机16，两个控制电机16输出端均固定连接有进步螺杆13，两个进步螺杆13均螺纹设置在螺纹孔20内，通过控制电机16转动带动进步螺杆13转动，实现对两个流量控制板17之间的开合，进而实现对肥料流量的控制，确保该装置在施肥时可以实现对肥料的节约，降低生产成本；
35.无人机外壳2底面中心处嵌入固定设置有处理器21，用于处理高光谱相机7和数据接收器8所传输的数据，处理器21底面固定连接有数据接收器8，数据接收器8正面中间位置呈等间距固定设置有多个数据传输接口9，有利于该装置接收预处理条件信息，预处理条件信息包括水稻品种信息和待喷洒肥料信息，无人机外壳2底面靠一侧边缘处中间位置固定连接有高光谱相机7，有利于该装置接收高光谱数据，高光谱数据包括多个波段的光谱数据，在保证准确识别的前提下最大程度的减少数据处理量，加快处理速度，提高实时性。
36.数据传输接口9和高光谱相机7、处理器21之间电性连接，有利于该装置将高光谱相机7所采集到的高光谱数据传输至处理器21，处理器21和数据接收器8之间电性连接，有利于该装置接收预处理条件信息并输入至处理器21，无人机外壳2四周外表面中间位置呈等间距固定连接有多个连接件5，多个连接件5一端均固定连接有拆卸式机臂4，有利于使用者对该装置进行收纳和整理，多个拆卸式机臂4一端均固定连接有高效电机22，多个高效电机22输出端均固定连接有碳纤桨3，有利于降低无人机整体的重量，提升无人机飞行的动力，无人机外壳2上表面活动设置有舱盖1，有利于对无人机的内部构造进行保护，降低无人机更换和拆卸蓄电池11的难度，无人机外壳2内底面固定连接有蓄电池11，有利于为该装置整体提供较为稳定的动力来源，无人机外壳2底面四角处固定连接有起落架6，有利于提升无人机起飞和降落时的平稳性，防止无人机在降落过程中受到损伤。
37.工作原理：该装置通过将高光谱系统、排肥系统以及飞控系统集于多旋翼无人机机体上，高光谱系统包括高光谱相机7，高光谱相机7用于获取农田内植株的高光谱数据，高光谱数据包括多个波段的光谱数据，高光谱数据通过高光谱相机7经由数据传输接口9传输至处理器21，数据接收器8可以接收预处理条件信息，预处理条件信息包括水稻品种信息和待喷洒肥料信息，数据接收器8可以预处理条件信息将输入至处理器21，预处理条件信息包括水稻品种信息和待喷洒肥料信息，可以在田间植株光谱信息采集的同时实时计算出肥料撒施量，进而控制流量控制板17的开合大小，实现监测和精准施肥同步。
38.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，包括无人机外壳(2)，其特征在于：所述无人机外壳(2)底面靠一侧边缘处靠前后两侧边缘位置分别开设有第一滑槽(18)，两个所述第一滑槽(18)内滑动设置有肥料箱(10)，所述肥料箱(10)内表面靠上端位置固定连接有储肥桶(14)，所述储肥桶(14)下端固定连接有排肥器(15)，所述排肥器(15)底面靠前后两侧边缘处均开设有第二滑槽(19)，两个所述第二滑槽(19)内设置有流量控制板(17)，两个所述流量控制板(17)一侧表面中心处均开设有螺纹孔(20)，所述储肥桶(14)两侧相对内表面靠底端边缘处中间位置分别固定连接有电机外壳(12)，两个所述电机外壳(12)内底面中心处分别固定连接有控制电机(16)，两个所述控制电机(16)输出端均固定连接有进步螺杆(13)，两个所述进步螺杆(13)均螺纹设置在螺纹孔(20)内；所述无人机外壳(2)底面中心处嵌入固定设置有处理器(21)，所述处理器(21)底面固定连接有数据接收器(8)，所述数据接收器(8)正面中间位置呈等间距固定设置有多个数据传输接口(9)，所述无人机外壳(2)底面靠一侧边缘处中间位置固定连接有高光谱相机(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，其特征在于：所述数据传输接口(9)和高光谱相机(7)、处理器(21)之间电性连接。3.根据权利要求1所述的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，其特征在于：所述处理器(21)和数据接收器(8)之间电性连接。4.根据权利要求1所述的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，其特征在于：所述无人机外壳(2)四周外表面中间位置呈等间距固定连接有多个连接件(5)，多个所述连接件(5)一端均固定连接有拆卸式机臂(4)。5.根据权利要求4所述的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，其特征在于：多个所述拆卸式机臂(4)一端均固定连接有高效电机(22)，多个所述高效电机(22)输出端均固定连接有碳纤桨(3)。6.根据权利要求1所述的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，其特征在于：所述无人机外壳(2)上表面活动设置有舱盖(1)。7.根据权利要求1所述的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，其特征在于：所述无人机外壳(2)内底面固定连接有蓄电池(11)。8.根据权利要求1所述的一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，其特征在于；所述无人机外壳(2)底面四角处固定连接有起落架(6)。

技术总结
本实用新型涉及农业生产装置领域，公开了一种基于低空无人机的再生稻粒芽肥变量施用装置，包括无人机外壳，所述无人机外壳底面靠一侧边缘处靠前后两侧边缘位置分别开设有第一滑槽，两个所述第一滑槽内滑动设置有肥料箱，所述肥料箱内表面靠上端位置固定连接有储肥桶，所述储肥桶下端固定连接有排肥器，所述排肥器底面靠前后两侧边缘处均开设有第二滑槽，两个所述第二滑槽内设置有流量控制板，两个所述流量控制板一侧表面中心处均开设有螺纹孔。本实用新型中，通过在肥料箱内设置有控制电机和流量控制板，通过电机转动带动进步螺杆转动，实现对两个流量控制板之间的开合，确保该装置在施肥时可以实现对肥料的节约，降低生产成本。生产成本。生产成本。


技术研发人员：张林 刘茂 周兴兵 郭晓艺 蒋鹏 徐富贤 朱永川 熊洪 陈琳
受保护的技术使用者：四川省农业科学院水稻高粱研究所
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/5/24