一种全自动加油农用无人机及其起降平台以及全自动加油、加药方法

摘要

本发明涉及一种全自动加油农用无人机，以及工作效率高、操作方便的农用无人机起降平台，包括无人机机身、螺旋桨臂、螺旋桨臂上都设有螺旋桨及螺旋桨驱动电机；机身上设有供应螺旋桨驱动电机的电池与充电装置；机身上设有发电机及油箱，发电通过充电装置向电池充电；机身底部设有进油管、油泵与油箱连接；机身上设有机脚，机脚下端设有滚轮；起降平台下部设有加油箱，加油箱设有与进油管配合的加油口；本发明无人机精准停放在起降平台上，从而实现全自动加油与加药。无人机工作过程简单可靠，工作效率高，能够保障无人机精准降落，其降落误差能够控制到1厘米之内。

说明书

技术领域

本发明涉及一种农用无人机，特别是一种全自动加油的农用无人机以及起降平台、以及一种全自动加油、加药方法。

背景技术

近年来，对农作物进行农药喷洒、施肥或者农作物大面积播种，越来越多采用无人机完成。农用无人机作业模式既能节约了大量劳动力、大幅降低种植成本，也能减少作业意外事故。农用无人机配合GPS定位技术以及编程控制技术，几乎能做到自动化作业，与传统人工作业模式或者传统飞机播种与喷洒工作模式比较，是一种先进的工作模式。但是，现有的农用无人机普遍存在携带动力能源不足的技术缺陷。

现有的农用无人机，采用机体携带充电电池作为飞行动力来源，当电池即将耗尽时自动飞回到起降平台更换电池。如中国专利CN208897345U公开的《一种农用无人机更换电池及加药的设备》，在实践中，该专利解决方案存在设备工作条件要求高、精准度低、工作过程比较烦琐、换电池时间过长、工作效率不高的缺点。

另外，由于GPS定位精度不高、以及风力、气压不稳定的户外飞行环境等原因，现有的无人机在降落时，总是无法精准地降落到指定的位置，误差通常达到10—30厘米，由于降落位置不准确，导致现有的农用无人机在自动加水或者自动加油方面难以实现。这是现有技术目前未能解决的技术缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工作效率高、操作方便的全自动加油农用无人机及起降平台；本发明的另一目的是提供一种农用无人机的加油方法；本发明还有一目的是提供一种农用无人机加药方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种全自动加油农用无人机及起降平台，包括无人机机身与起降平台，所述机身上连接若干螺旋浆臂，所述每支螺旋浆臂上都设有螺旋浆及螺旋浆驱动电机，所述机身上设有供应螺旋浆驱动电机的电池与充电装置；其特征是：所述无人机机身上设有发电机和油箱，所述发电机通过所述充电装置向所述电池充电；所述无人机机身底部设有加油口、加油管与加油泵，所述加油口通过加油管与所述油箱连接，所述加油泵配合加油口与加油管加油；所述无人机机身上设有机脚，所述机脚下端设有滚轮；所述起降平台上设有与机脚对应且数量相同的圆凹形降落脚位，所述降落脚位的圆凹形锥度为0.5至80度；所述起降平台下部设有加油整套装置，所述加油整套装置包括电机、电机驱动可伸缩的加油管，所述加油管管口对应所述无人机加油口，所述加油管伸缩插入无人机加油口。

进一步地，所述无人机机身上设有药水箱、加药水泵、加药口与加药管道，所述加药口通过加药管道与所述药水箱连接，所述加药水泵配合加药口与加药管道加药水；所述起降平台上设有加药水整套装置，所述加药水整套装置包括电机、电机驱动可伸缩的加药管伸缩，所述加药水管管口对应所述无人机加药口，所述加药管伸缩插入无人机加药口。

进一步地，所述无人机机身上所设的加油口与加药口为喇叭形单向进料口。

进一步地，所述机脚数量为1—20只，对应的降落脚位为1—20个。

进一步地，所述起降平台的边沿设有可折叠的降落平板。

进一步地，所述起降平台、以及加油整套装置与加药整套装置设于货车的货厢上。

进一步地，所述机脚数量为4只，对应的降落脚位为4个。

一种全自动加油农用无人机的加油方法，包括如下步骤：

步骤一：无人机停放在自动加油平台上经检查后自动加油，加满后按原设定进行作业；无人机作业过程中，当油箱中燃料即将耗尽时，无人机飞返航降落在起飞原点平台上；

步骤二：无人机垂直降落并接近起降平台，机脚落入到对应的圆凹形降落位，当机脚没准确降落到精准位置时，机脚仍落入到圆凹形降落脚位之中，由于降落位的锥度，配合机脚端的滚轮，以及无人机的自重，无人机会精准滑落到指定降落位；

步骤三：当无人机自动精准停放到指定位置，机身进油管就能精准对应起降平台的加油箱接入口。根据设定的工作程序，加油管通过加油口进入加油箱接入口时油泵工作进行加油，当机身油箱加满时油泵停止加油、无人机自动起飞执行喷洒作业和设定工作任务，从而完成全自动加油工作。

一种全自动加油农用无人机的加水方法，包括如下步骤：

步骤一：无人机作业过程中，当检测到水药箱的水药即将用完时，根据设定的工作程序，无人机飞返航降落前原点起飞的平台上；

步骤二：无人机垂直降落并接近起降平台，机脚落入到对应的圆凹形降落位，当机脚没准确降落到精准位置时，机脚仍落入到圆凹形降落脚位之中，由于降落位的锥度，配合机脚端的滚轮，以及无人机的自重，无人机会精准滑落到指定降落位；

步骤三：当无人机精准停放到指定位置，平台伸缩加水药管头对接入飞机水药箱的加药喇叭口，电机驱动使加药管头向上升通过加水药口伸入药水箱接口、水泵向飞机下方水药箱泵入水药，当飞机药水箱加满时通过传感器指令水泵停止工作，指令电机驱机使加药管头向下运去缩回，无人机重新起飞执行既定喷洒工作任务，从而完成全自动加药工作循环。

本发明能够使农用无人机精准停放在起降平台上，使其加油及加药时，能够使加油口、加药口与起降平台的油箱口、水箱口精准对应，从而实现全自动加油与加药。与现有技术比较，工作方式比自动换电池的无人机工作过程简单可靠，工作效率高，能够保障无人机精准降落，其降落误差能够控制到1厘米之内。

附图说明

图1为本发明农用无人机结构示意图。

图2为本发明起降平台结构示意图。

图3为本发明起降平台降落脚位结构示意图。

具体实施方式

参照图1所示，一种全自动加油农用无人机，机身1为本发明无人机的主体，在机身1上连接起到各个功能的组成部件，包括机身1上连接的螺旋浆臂2，螺旋浆臂2的数量根据设计需要而定，通常情况下为四至十支螺旋浆臂。在每一支螺旋浆臂2上都设有螺旋浆21，并设有驱动螺旋浆21工作的驱动电机22，从而保证无人机的正常飞行，螺旋浆臂上还设有喷洒装置(图中未示出)。在机身上1还设有供应螺旋浆工作的驱动电机的电池3，同时设有电池3的充电装置31；机身1上设有发电机4及向其供油的油箱41，发电机4发电工作，通过充电装置向电池3充电，充电装置31控制与协调整个充电工作，保障电池3稳定地向螺旋桨驱动电机及其他用电装置的供电，从而保障正常工作。

如图1至图3所示，在机身1底部设有加油口42、加油管43与加油泵，加油口42通过加油管43与所述油箱41连接。加油泵配合加油口与加油管加油，无人机机身1上设有机脚6，所述机脚6下端设有滚轮61；起降平台8上设有与机脚对应且数量相同的圆凹形降落脚位81，降落脚位81的圆凹形锥度为0.5至80度。发明人经过了多次实验，降落脚位81的圆凹形锥度在0.5至80度之间均可以实现无人机自动滑落到指定的精准位置，从而实现无人机的加油口能够与起降平台上的加油管82精准对接。起降平台8下部设有加油整套装置，所述加油整套装置包括电机、电机驱动可伸缩的加油管，加油管管口对应无人机加油口42，加油管82伸缩插入无人机加油口42。无人机机身上设有药水箱71、加药水泵、加药口72与加药管道73，加药口72通过加药管道73与所述药水箱71连接，加药水泵配合加药口72与加药管道73添加药水至药水箱71；起降平台8上设有加药水整套装置，加药水整套装置包括电机、电机驱动可伸缩的加药管伸缩84，加药水管管口对应所述无人机加药口72，加药管伸缩插入无人机加药口72。无人机机身1上所设的加油口42与加药口72为喇叭形单向进料口，通过单向模式，能向无人机进行加油或者加药，而保障燃油或者药水不会逆向从无人机身上的油箱或者药水箱71中漏出。无人机机脚6的数量为1—20只，所对应的降落脚位为1—20个。其最佳的方案为机脚6的数量为4只，所对应的降落脚位为4个。起降平台的边沿设有可折叠的降落平板83，当无人机垂直降落无精准停在降落脚位4时，其他的部分机脚6落在降落平板83上，无人机此时由于有降落平板83的垫脚，而使无人机不会降落在平台之外，而是会由于自身重力下降调整之外再准确地滑入到降落脚位，从而使无人机精准降落到指定的位置。

本发明的起降平台、以及加油整套装置与加药整套装置整个降落相关的设备可设于货车的货厢上，使整套全自动加油农用喷洒无人机使用起来更为方便，货车开往指定的位置，再打开货厢即可进行无人机农事作业，作业过程中无人机自动加油加药，当作业完成之后再回到货车车厢上的起降平台之上，货车关上货厢后即可开离作业现场，是更为方便的具体实施方式。

本发明还包括了全自动加油农用无人机的加油方法，包括如下步骤：

步骤一：无人机停放在自动加油平台上经检查后自动加油，加满后按原设定进行作业；无人机作业过程中，当油箱中燃料即将耗尽时，无人机飞返航降落在起飞原点平台上；

步骤二：无人机垂直降落并接近起降平台，机脚落入到对应的圆凹形降落位，当机脚没准确降落到精准位置时，机脚仍落入到圆凹形降落脚位之中，由于降落位的锥度，配合机脚端的滚轮，以及无人机的自重，无人机会精准滑落到指定降落位；

步骤三：当无人机自动精准停放到指定位置，机身进油管就能精准对应起降平台的加油箱接入口。根据设定的工作程序，加油管通过加油口进入加油箱接入口时油泵工作进行加油，当机身油箱加满时油泵停止加油、无人机自动起飞执行喷洒作业和设定工作任务，从而完成全自动加油工作。

一种全自动加油农用无人机的加水方法，包括如下步骤：

步骤一：无人机作业过程中，当检测到水药箱的水药即将用完时，根据设定的工作程序，无人机飞返航降落前原点起飞的平台上；

步骤二：无人机垂直降落并接近起降平台，机脚落入到对应的圆凹形降落位，当机脚没准确降落到精准位置时，机脚仍落入到圆凹形降落脚位之中，由于降落位的锥度，配合机脚端的滚轮，以及无人机的自重，无人机会精准滑落到指定降落位；

步骤三：当无人机精准停放到指定位置，平台伸缩加水药管头对接入飞机水药箱的加药喇叭口，电机驱动使加药管头向上升通过加水药口伸入药水箱接口、水泵向飞机下方水药箱泵入水药，当飞机药水箱加满时通过传感器指令水泵停止工作，指令电机驱机使加药管头向下运去缩回，无人机重新起飞执行既定喷洒工作任务，从而完成全自动加药工作循环。