阅读说明：本技术 一种用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机 (Safe and reliable agricultural unmanned aerial vehicle for water-saving irrigation ) 是由 高建文 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机,包括主体、灌溉机构、储水机构和若干飞行机构,储水机构包括水箱、调节板、注水管、漏斗和两个调节组件,灌溉机构包括转动组件、竖管、横管和两个灌溉组件,防护单元包括驱动单元、防护板、两个连接板和两个转动板,该用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机通过储水机构方便调整水箱内的水容量,保证设备的工作效率和续航能力,不仅如此,灌溉机构在作业完成后可调整喷管方向,使得防护板位于喷管的下方,同时转动板转动至与防护板同一平面,利用转动板和防护板在设备着陆时接触地面,防止喷管上的喷头受挤压而损坏,保证设备安全着陆,提高了设备的实用性。(The invention relates to a safe and reliable agricultural unmanned aerial vehicle for water-saving irrigation, which comprises a main body, an irrigation mechanism, a water storage mechanism and a plurality of flight mechanisms, wherein the water storage mechanism comprises a water tank, an adjusting plate, a water injection pipe, a funnel and two adjusting components, the irrigation mechanism comprises a rotating component, a vertical pipe, a horizontal pipe and two irrigation components, a protection unit comprises a driving unit, a protection plate, two connecting plates and two rotating plates, the water storage mechanism is used for conveniently adjusting the water capacity in the water tank, the working efficiency and the cruising ability of equipment are ensured, moreover, the irrigation mechanism can adjust the direction of a spray pipe after the operation is finished, so that the protection plate is positioned below the spray pipe, the rotating plates rotate to the same plane with the protection plate, the rotating plates and the protection plate are utilized to contact the ground when the equipment lands, and spray heads on the spray pipe are prevented from, the safe landing of the equipment is ensured, and the practicability of the equipment is improved.)

一种用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机

技术领域

本发明涉及节水灌溉设备领域，特别涉及一种用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机。

背景技术

节水灌溉设备是指具有节水功能，用于灌溉的机械设备的统称，其种类主要有喷灌式、微灌式和全塑节水灌溉系统(又包括：软管三通阀、低压出地阀、半固定式喷灌与移动式)。在中国广大农村地区逐渐推广节水灌溉设备已经称为现代社会农业的一个主流。同时，为了提高灌溉效率，人们将灌溉设备安装在无人机上，通过操作无人机可对下方农作物进行高效的灌溉，同时减轻农民的工作压力。

现有的农业无人机上，喷头大都固定安装在无人机的下方，在无人机着陆时，喷头容易触碰到地面上的石块或其他坚硬物，使得喷头受到挤压或者碰撞而损坏，不仅如此，现有的农业无人机在进行灌溉前，需要向无人机上的储水设备，比如水箱中添加水源，但是现有的无人机没有相应的水量控制装置，水量添加过多时，容易增加无人机的负载，导致无人机的续航能力减弱，而水量添加过少时，水量又不足以对工作区域内的农作物进行灌溉，在水量使用完毕后，需要人们控制无人机返航向水箱中补充水源，这样就会导致灌溉效率降低，基于上述各种因素，导致现有的农业无人机使用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机，包括主体、灌溉机构、储水机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体的外周，所述灌溉机构和储水机构分别设置在主体的下方和上方，所述主体内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

所述储水机构包括水箱、调节板、注水管、漏斗和两个调节组件，所述水箱固定在主体的上方，所述水箱的上方设有开口，所述调节板的外周与水箱的内壁密封连接，所述调节板的两侧分别通过两个调节组件与水箱内的顶部连接，所述调节板的中心处设有注水孔，所述注水管的底端的外周固定在注水孔的内壁上，所述漏斗固定在注水管的顶端，所述注水管位于开口的内侧；

所述灌溉机构包括转动组件、竖管、横管和两个灌溉组件，所述转动组件与竖管连接，所述竖管的顶端与水箱的底部连通，所述竖管内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述竖管的底端与横管的中心处连通，两个灌溉组件分别与横管的两端连接，所述灌溉组件包括喷管、防护单元和若干喷头，所述横管的外周与喷管的内壁密封连接，所述喷头均匀分布在喷管的下方，所述防护单元位于喷管的上方；

所述防护单元包括驱动单元、防护板、两个连接板和两个转动板，所述驱动单元设置在喷管上，所述驱动单元与转动板传动连接，所述防护板的两端分别通过两个连接板与喷管固定连接，所述转动板与防护板铰接，所述连接板与转动板一一对应。

作为优选，为了改变调节板的高度位置，所述调节组件包括第一电机、驱动杆和调节杆，所述第一电机固定在水箱内的顶部，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与驱动杆传动连接，所述驱动杆通过调节杆与调节板铰接。

作为优选，为了避免水箱中进灰，所述开口的内侧设有滤网，所述滤网的形状为环形，所述滤网的外周固定在开口的内壁上，所述注水管的外周与滤网的内壁密封连接。

作为优选，为了保护水箱内的水源，所述水箱的上方设有遮挡单元，所述遮挡单元包括挡板、横杆、竖杆、固定环和凸板，所述挡板盖设在漏斗上，所述盖板与竖杆的顶端铰接，所述竖杆的底端与凸板固定连接，所述固定环固定在水箱上，所述固定环套设在竖杆上，所述竖杆的上部通过横杆与注水管固定连接。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述挡板为光伏板。

作为优选，为了实现设备的飞行功能，所述飞行机构包括伸缩单元和螺旋桨，所述螺旋桨与PLC电连接。

作为优选，为了调节螺旋桨与主体的距离，所述伸缩单元包括气缸，所述气缸的缸体固定在主体上，所述气缸的气杆与螺旋桨连接，所述气缸与PLC电连接。

作为优选，为了带动喷管转动，所述转动组件包括第二电机和两个转动单元，所述第二电机固定在竖管内，所述第二电机位于两个转动单元之间，所述转动单元与灌溉组件一一对应，所述转动单元包括转轴、第一齿轮、第二齿轮和密封口，所述密封口设置在竖管上，所述转轴的外周与密封口的内壁密封连接，所述第二电机通过转轴与第一齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮同轴固定在喷管上。

作为优选，为了加强保护功能，所述驱动单元包括第三电机和两个传动单元，所述第三电机固定在喷管上，所述第三电机与PLC电连接，所述传动单元与转动板一一对应，所述传动单元包括丝杆、套管和支杆，所述第三电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述套管通过支杆与转动板铰接，所述连接板套设在套管上。

作为优选，为了便于设备平稳着陆并方便喷管稳定转动，所述主体的底端的外周设有支撑罩，所述支撑罩的形状为喇叭形，所述喷管的远离横管的一端设有限位管和限位杆，所述限位管固定在喷管上，所述限位杆的一端固定在支撑罩的内壁上，所述限位杆的另一端设置在限位管内。

本发明的有益效果是，该用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机通过储水机构方便调整水箱内的水容量，保证设备的工作效率和续航能力，不仅如此，灌溉机构在作业完成后可调整喷管方向，使得防护板位于喷管的下方，同时转动板转动至与防护板同一平面，利用转动板和防护板在设备着陆时接触地面，防止喷管上的喷头受挤压而损坏，保证设备安全着陆，提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机的结构示意图；

图2是本发明的用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机的储水机构的结构示意图；

图3是本发明的用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机的灌溉组件的结构示意图；

图4是图1的A部放大图；

图中：1.主体，2.水箱，3.调节板，4.注水管，5.漏斗，6.竖管，7.横管，8.喷管，9.喷头，10.防护板，11.连接板，12.转动板，13.第一电机，14.驱动杆，15.调节杆，16.滤网，17.挡板，18.横杆，19.竖杆，20.固定环，21.凸板，22.螺旋桨，23.气缸，24.第二电机，25.转轴，26.第一齿轮，27.第二齿轮，28.第三电机，29.丝杆，30.套管，31.支杆，32.支撑罩，33.限位管，34.限位杆。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机，包括主体1、灌溉机构、储水机构和若干飞行机构，所述飞行机构周向均匀分布在主体1的外周，所述灌溉机构和储水机构分别设置在主体1的下方和上方，所述主体1内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

用户在使用该农业无人机时，可通过储水机构向设备添加灌溉所用的合适的水量后，通过手机、电脑等遥控装置向主体1发送无线信号，由主体1内的天线接收无线信号后，将信号内容传递给PLC，而后PLC控制飞行机构启动，带动主体1在空中飘浮飞行时，控制主体1下方的灌溉机构启动，对农作物进行灌溉作业。

如图2所示，所述储水机构包括水箱2、调节板3、注水管4、漏斗5和两个调节组件，所述水箱2固定在主体1的上方，所述水箱2的上方设有开口，所述调节板3的外周与水箱2的内壁密封连接，所述调节板3的两侧分别通过两个调节组件与水箱2内的顶部连接，所述调节板3的中心处设有注水孔，所述注水管4的底端的外周固定在注水孔的内壁上，所述漏斗5固定在注水管4的顶端，所述注水管4位于开口的内侧；

储水机构中，用户可向漏斗5中加水，水流通过注水管4注入到水箱2内的底部，为了精确控制向水箱2中添加的灌溉水量，用户可通过手机、电脑等装置向天线发送指令，由天线接收指令后将信号传递给PLC，PLC控制水箱2内顶部的调节组件启动，带动调节板3进行升降移动，调节板3的外周与水箱2的内壁保持固定连接，通过改变调节板3的高度位置，从而改变水箱2内可容纳的水量，而后用户通过漏斗5和注水管4向水箱2内注水，使得水流充满水箱2内的调节板3的下方，避免水箱2内添加水流不足而使得设备需要返航，降低灌溉效率，同时也避免了水箱2内添加水流过多而造成无人机负载过重降低续航能力，通过调整调节板3的位置，调节水箱2可容纳的水量，便于向水箱2内添加合适的水量，保证设备续航能力和灌溉效率，从而提高了设备的实用性。

如图3-4所示，所述灌溉机构包括转动组件、竖管6、横管7和两个灌溉组件，所述转动组件与竖管6连接，所述竖管6的顶端与水箱2的底部连通，所述竖管6内设有阀门，所述阀门与PLC电连接，所述竖管6的底端与横管7的中心处连通，两个灌溉组件分别与横管7的两端连接，所述灌溉组件包括喷管8、防护单元和若干喷头9，所述横管7的外周与喷管8的内壁密封连接，所述喷头9均匀分布在喷管8的下方，所述防护单元位于喷管8的上方；

所述防护单元包括驱动单元、防护板10、两个连接板11和两个转动板12，所述驱动单元设置在喷管8上，所述驱动单元与转动板12传动连接，所述防护板10的两端分别通过两个连接板11与喷管8固定连接，所述转动板12与防护板10铰接，所述连接板11与转动板12一一对应。

在进行灌溉时，PLC控制竖管6内的阀门打开，使得水箱2内的水流通过竖管6进入到横管7中，由于横管7的两端的外周分别与两个灌溉组件中喷管8的内壁保持密封连接，进而使得水流进入到喷管8内，水流通过喷头9向下喷洒水雾，对下方的农作物进行灌溉。当灌溉完成后，为了避免无人机着陆时喷头9与地面的坚硬物质挤压碰撞而损坏，PLC控制转动组件启动，带动两个灌溉组件中的喷管8绕着自身的轴线同时转动半个圆周，使得喷头9转动至喷管8的上方，而防护板10转动至喷管8的下方，此时喷管8上的驱动单元启动，带动防护板10两端的转动板12向下转动至与防护板10同一平面，使得无人机着陆时，由转动板12和防护板10接触地面，避免喷头9与地面的坚硬物挤压碰撞而损坏，保证设备安全可靠降落，进而提高了设备的实用性。

如图2所示，所述调节组件包括第一电机13、驱动杆14和调节杆15，所述第一电机13固定在水箱2内的顶部，所述第一电机13与PLC电连接，所述第一电机13与驱动杆14传动连接，所述驱动杆14通过调节杆15与调节板3铰接。

PLC控制第一电机13启动，带动驱动杆14转动，驱动杆14通过从动杆作用在调节板3上，带动调节板3在水箱2内沿着水箱2的内壁进行升降移动。

作为优选，为了避免水箱2中进灰，所述开口的内侧设有滤网16，所述滤网16的形状为环形，所述滤网16的外周固定在开口的内壁上，所述注水管4的外周与滤网16的内壁密封连接。

利用环形的滤网16可对进入水箱2内的空气进行过滤除尘，防止灰尘进入到水箱2内，影响调节板3外周与水箱2内壁之间的密封性。

如图1所示，所述水箱2的上方设有遮挡单元，所述遮挡单元包括挡板17、横杆18、竖杆19、固定环20和凸板21，所述挡板17盖设在漏斗5上，所述盖板与竖杆19的顶端铰接，所述竖杆19的底端与凸板21固定连接，所述固定环20固定在水箱2上，所述固定环20套设在竖杆19上，所述竖杆19的上部通过横杆18与注水管4固定连接。

遮挡单元中，通过铰接在竖杆19顶端的挡板17覆盖在漏斗5上，可对漏斗5进行遮挡，防止外部杂物通过漏斗5进入到注水管4和水箱2内部，在调节组件带动调节板3升降移动过程中，注水管4的高度位置发生变化，使得注水管4通过横杆18带动竖杆19沿着固定环20轴线移动，从而带动挡板17升降移动，利用凸板21防止竖杆19脱离固定环20。

作为优选，为了加强设备的续航能力，所述挡板17为光伏板。挡板17采用光伏板制成后，设备在晴天进行灌溉作业时，可利用挡板17进行光伏发电，供设备飞行使用，从而加强了设备的续航能力。

作为优选，为了实现设备的飞行功能，所述飞行机构包括伸缩单元和螺旋桨22，所述螺旋桨22与PLC电连接。

PLC可控制飞行机构启动，通过伸缩单元带动螺旋桨22进行水平方向移动，在进行飞行时，PLC控制伸缩单元带动螺旋桨22远离主体1移动，同时螺旋桨22通过电动机控制进行旋转，产生向下的气流，支撑设备飞行的同时，由于利用伸缩单元带动螺旋桨22远离主体1移动，从而减小了螺旋叶旋转时产生的气流对喷头9喷出的雾滴的作用影响，在无人机着陆后，PLC控制伸缩单元带动螺旋桨22靠近主体1移动，减小设备的体型，方便无人机储藏搬运。

作为优选，为了调节螺旋桨22与主体1的距离，所述伸缩单元包括气缸23，所述气缸23的缸体固定在主体1上，所述气缸23的气杆与螺旋桨22连接，所述气缸23与PLC电连接。PLC控制气缸23启动，调节气缸23的缸体内的空气量，带动气缸23的气杆移动，从而实现了螺旋桨22和主体1之间的距离调节。

如图4所示，所述转动组件包括第二电机24和两个转动单元，所述第二电机24固定在竖管6内，所述第二电机24位于两个转动单元之间，所述转动单元与灌溉组件一一对应，所述转动单元包括转轴25、第一齿轮26、第二齿轮27和密封口，所述密封口设置在竖管6上，所述转轴25的外周与密封口的内壁密封连接，所述第二电机24通过转轴25与第一齿轮26传动连接，所述第一齿轮26与第二齿轮27啮合，所述第二齿轮27同轴固定在喷管8上。

PLC控制第二电机24启动，带动两侧的转动单元中的转轴25转动，使得第一齿轮26发生转动，第一齿轮26作用在与之啮合的第二齿轮27上，使得第二齿轮27发生转动，由于第二齿轮27同轴固定在喷管8上，使得喷管8绕着自身轴线进行转动。

如图3所示，所述驱动单元包括第三电机28和两个传动单元，所述第三电机28固定在喷管8上，所述第三电机28与PLC电连接，所述传动单元与转动板12一一对应，所述传动单元包括丝杆29、套管30和支杆31，所述第三电机28与丝杆29的一端传动连接，所述丝杆29的另一端设置在套管30内，所述套管30的与丝杆29的连接处设有与丝杆29匹配的螺纹，所述套管30通过支杆31与转动板12铰接，所述连接板11套设在套管30上。

PLC控制第三电机28启动，可带动两侧的传动单元中的丝杆29旋转，丝杆29通过螺纹作用在套管30上，使得套管30沿着丝杆29的轴线进行平移，套管30平移时，通过支杆31作用在转动板12上，带动转动板12进行转动，当转动板12位于喷管8的下方后，将转动板12转动至与防护板10位于同一平面，通过防护板10和转动板12同时与地面接触，保护喷管8上的喷头9，避免喷头9受到地面坚硬物的挤压碰撞损坏，当设备进行灌溉作业时，将转动板12靠近连接板11转动，方便喷管8绕自身轴线转动，将防护板10转动至喷管8的上方。

作为优选，为了便于设备平稳着陆并方便喷管8稳定转动，所述主体1的底端的外周设有支撑罩32，所述支撑罩32的形状为喇叭形，所述喷管8的远离横管7的一端设有限位管33和限位杆34，所述限位管33固定在喷管8上，所述限位杆34的一端固定在支撑罩32的内壁上，所述限位杆34的另一端设置在限位管33内。利用支撑罩32方便设备着陆时，支撑罩32的底部与地面接触，便于设备平稳着陆，同时支撑罩32的内壁上，通过固定位置的限位杆34固定了限位管33的转动轴线，由于限位管33与喷管8固定连接，便于喷管8的稳定转动。

该农业无人机中，通过调节组件可带动调节板3在水箱2内进行升降移动，调节水箱2内的水容量，方便用户向水箱2中添加合适的水量，在不影响设备续航能力的同时保证了设备的灌溉效率，不仅如此，在灌溉完成后，通过转动组件可带动喷管8转动，使得喷头9位于喷管8的上方，同时驱动单元作用在防护板10两端的转动板12上，使得转动板12转动至与防护板10同一平面，利用转动板12和防护板10与地面接触，防止喷管8上的喷头9受挤压碰撞而损坏，进而保证设备安全可靠着陆，从而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于节水灌溉的安全可靠的农业无人机通过储水机构方便调整水箱2内的水容量，保证设备的工作效率和续航能力，不仅如此，灌溉机构在作业完成后可调整喷管8方向，使得防护板10位于喷管8的下方，同时转动板12转动至与防护板10同一平面，利用转动板12和防护板10在设备着陆时接触地面，防止喷管8上的喷头9受挤压而损坏，保证设备安全着陆，提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。