[发明专利]一种用于执行农业自动喷洒任务的植保机及其路径规划方法

说明书

一种用于执行农业自动喷洒任务的植保机，其主要包括机架主体、可折叠悬臂机构、起落架、喷洒装置、锂电池组、动力机构和飞行控制系统，喷洒杆植保机对药液的控制是通过遥控器控制接收机信号的有无来实现的，电子开关通过有无电信号控制增压泵的开关。一种用于植保机农田路径规划的方法，其主要分为：1、采用植保机依次获取待作业多边形农田地块的地理坐标，在地面站上生成地块形状。2、对地图上形成的不规则的多边形设计了一种路径规划算法，进而实现农田的自动规划，生成植保机飞行轨迹。本发明机臂可折叠、能够实现自动喷洒任务、提高对各种不规则的地块喷洒精确度。

技术领域

本发明属于农业植保领域，特别涉及一种植保机及植保路径规划方法。

背景技术

植保无人机可实现农药自动定量，精准控制，超低量喷洒作业，具有作业高度低，漂移少、可空中悬停等特点，保证农药的有效利用，可节省农药30％左右，减少农田环境污染，提高农产品的质量安全。

与人工施药相比，植保无人机作业是人工作业的40倍，特别是在大面积、突发病虫害的防治过程中具有不可替代性，可有效缓解由于城镇化发展带来的农村劳动力不足的问题。

植保无人机通过地面遥控进行操作，但是这种传统的手动操作，会因为操作员的失误而造成炸机的危险，为了提高植保作业的安全性，提高植保效率，实现自动喷洒是很有必要的。在实现路径规划上弓字形路径规划或者回字形路径规划都局限于在理论上的研究，并未直接应用于植保机的实际路径规划中。在植保无人机的机械结构上，大多数植保机机械结构固定，在实际运输的过程中会带来很多障碍，面对运输问题有一种多旋翼植保机及横向折叠机臂，它通过采用横向折叠机臂的方式，这样可减少植保机占用的空间，但是空间占用还是比较大，在多植保机运输的时候依然会有很大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机臂可折叠、能够实现自动喷洒任务、提高对各种不规则的地块喷洒精确度的用于执行农业自动喷洒任务的植保机及其路径规划方法。

本发明的植保机包括机架主体、可折叠悬臂机构、起落架、喷洒装置、锂电池组、动力机构和飞行控制系统，其中机架主体包括上、下两块中心板和中心板支撑架，两块中心板的边缘之间通过中心板支撑架连接进行密封，构成一个箱体，防止尘土及药液进入；锂电池组设在上中心板上，起落架与下中心板的底面固连，飞行控制系统设在两块中心板之间的箱体内；

可折叠悬臂机构包括六组结构相同的旋翼臂连接件和旋翼臂，所述动力机构包括无刷直流电机和螺旋桨，其中六组结构相同的旋翼臂连接件沿机架主体圆周均布，旋翼臂的一端通过旋翼臂连接件与机架主体连接，旋翼臂的另一端均设有与其固连的电机座，电机座上设有无刷直流电机，电机座的底部设有电机后盖，方便电机的安装，螺旋桨与无刷直流电机共轴，并通过螺丝固连，使其能够随电机的转动而转动；

所述旋翼臂连接件包括旋翼臂折叠件和旋翼臂安装件，所述旋翼臂安装件包括导向柱，滑动闩，立板架和弹簧，立板架包括两个相同的薄壁板和一个横梁，两个薄壁板的一侧通过横梁连接在一起，为一体化框架结构，两个薄壁板的另一侧分别设有带有通孔的支耳，薄壁板上设有长条槽孔，两长条槽孔内设有可沿长条槽孔滑入锁止缺口的滑动闩，导向柱的一端与滑动闩中部相连，导向柱的另一端穿过立板架横梁中部的通孔，其端部设有堵头，锁止弹簧套在导向柱上，其一端抵在滑动闩上，其另一端抵在立板架横梁上。所述旋翼臂安装件为圆筒状，旋翼臂安装件的一端设有一对带孔的支耳，其另一侧的筒壁上设有相对的通孔，旋翼臂安装件与旋翼臂折叠件的支耳通过销钉连接，旋翼臂折叠件以此为轴进行弯曲，翻转操作，旋翼臂插入旋翼臂安装件通过长螺丝与旋翼臂连接件连接，这样可以增加机体机架的稳固性，在不执行飞行任务的时候可以将旋翼臂放下，大大的节省了空间。

所述旋翼臂和起落架的材料为铝材，质轻且强度高。机架主体和旋翼臂为全碳纤维材料，坚硬且质轻。