CN119999403A - 一种卫星定位智能控制的不等距播种系统 - Google Patents

Abstract

本说明书多个实施例涉及农业播种技术领域，具体提供一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，包括无人机以及远程控制模块，无人机用于在卫星定位系统定位下进行种子定点投放，远程控制模块用于工作人员在一定范围内对播种模块进行远程操控；无人机包括：卫星导航模块，用于卫星定位系统获取播种模块位置；通信模块，用于与卫星定位系统以及远程控制模块通信；路径规划模块，用于预设无人机飞行路径以及播种点位；飞控模块，用于控制无人机的飞行姿态、高度、速度等参数，播种模块，用于定点播种。既能够将种子发射出去，又不至于破坏种子的包衣，从而实现了对种子进行不等距定点播种，同时还能够减少种子包衣碎裂的风险，提升了播种效果。

Description

一种卫星定位智能控制的不等距播种系统

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及农业播种技术领域，尤其涉及一种卫星定位智能控制的不等距播种系统。

背景技术

农业是保证粮食安全的重要基石，我国是农业大国，近些年随着工业技术的不断发展，农业播种的方式也逐渐机械化、智能化。其中利用卫星定位，根据地形对播种路径进行规划，实现智能化播种，能够提高播种效果，同时也能够节省人工。

在一些山地以及丘陵地区、土壤肥力不均的地块以及进行不同作物混种时，都需要根据实际情况对播种间距进行调整，也就是不等距播种。申请号为2020116152368的中国发明专利公开了一种间距自适应调节的摩擦轮式物料加速装置，通过在加速管两侧安装两个摩擦轮，摩擦轮之间通过弹簧连接，保持与种子之间的摩擦力的同时，能够适应不同大小的种子。

但是，本申请人发现现有技术至少存在以下问题：

对比文件只能够对种子下落进行加速，从而减小风力的影响，对于需要进行不等距播种的情况时，其并不能够实现，并且摩擦轮对直径大小不一的种子压力不同，对于直径较大的种子，容易对其包衣挤压破裂，导致播种成活率低。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，以解决智能播种，提升播种成活率的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，包括：无人机以及远程控制模块，无人机用于在卫星定位系统定位下进行种子定点投放，远程控制模块用于工作人员在一定范围内对播种模块进行远程操控；

无人机包括：

卫星导航模块，用于卫星定位系统获取播种模块位置；

惯性导航模块，用于在卫星信号受到干扰或短暂丢失时，依靠惯性测量单元提供的加速度和角速度信息，维持的定位和姿态稳定；

通信模块，用于与卫星定位系统以及远程控制模块通信；

路径规划模块，用于预设无人机飞行路径以及播种点位；

飞控模块，用于控制无人机的飞行姿态、高度、速度等参数；

播种模块，用于种子的定点投放，包括：机体，机体上开设有存储腔，存储腔顶部设有顶盖，机体周侧还安装有支撑架以及螺旋架，机体底部连接有下料管道，下料管道连接有用于对种子进行分类的分料组件，分料组件下方连接有多个发射组件，发射组件包括发射管，发射管两侧开设有安装口，安装口中安装有摩擦轮，摩擦轮连接有旋转轴，旋转轴连接有摆臂，摆臂连接有连接套，连接套连接有驱动轴，驱动轴连接有安装板，安装板固定安装于发射管上，摆臂还连接有气压组件，用于保持两组摩擦轮与种子之间的挤压力在适当区间。

可选的，所述气压组件包括固定安装于发射管上的气压箱，气压箱底部连接有两组弧形气筒，弧形气筒中开设有弧形的活塞腔，活塞腔中适配安装有活塞弧板，活塞弧板连接有摆臂，两组摆臂初始状态时平行设置，气压箱连接有气压泵，气压泵连接有气压设定单元，用于根据种子包衣直径以及种子包衣耐受压力设定气压箱初始气压。

可选的，所述气压设定单元，用于根据种子直径设定气压箱初始气压包括：

用于读取种子包衣直径以及种子包衣的耐受压力；

根据种子直径计算摆臂摆动角度；

根据摆臂摆动角度计算活塞腔被挤压的体积；

根据种子包衣的耐受压力计算活塞弧板端面承受压力；

根据活塞弧板端面承受压力以及活塞弧板顶面的面积，计算得到气压箱在活塞腔被挤压后的临界压力；

根据活塞腔被挤压后的临界压力以及活塞腔被挤压的体积，计算气压箱的初始气压。

可选的，所述分料组件包括分料环，分料环中开设有分料仓，分料仓的底面上设有多个分料口，分料口底部连接有进料口，进料口侧壁上开设有出口，出口连接有软管，软管呈弧形，软管与发射管连接，所述进料口中设有可上下移动的活动板，活动板用于控制活动板与分料口之间的距离，使分料口与活动板之间的进料口中只能容纳一颗种子，所述分料组件还连接有飞控模块，用于控制无人机摇晃机身，在重力作用下驱动种子沿着分料仓移动并落入进料口中。

可选的，所述活动板底部连接有顶杆，顶杆外部套设有顶筒，顶筒与气压箱一体成型，顶杆与气压箱内部之间连接有复位弹簧，所述气压设定单元用于控制气压箱的内部气压，从而调节活动板在进料口中的位置。

可选的，所述气压设定单元用于控制气压箱对混装的种子进行分类上料，包括：

根据其中某一类种子的直径以及发出的发射管，控制气压箱的气压，调节与该发射管连接的进料口中的活动板位置，并关闭其他发射管；

调节已上料进料口中活动板的位置，使种子进入发射管中；

驱动已上料进料口中的活动板对分料口封闭；

重复上述动作进行其他类种子的分类上料。

可选的，所述分料口两侧设有限位凸起，限位凸起用于限制种子在进料口中堆叠。

可选的，所述机体底部连接有主体支架，主体支架连接有多组旋转关节，旋转关节端部连接有转动套，转动套内部套设有转动轴，转动轴两端连接有固定座，固定座与发射管固定连接，转动轴还动力连接有转动电机。

可选的，所述摩擦轮外周套设有摩擦气囊。

可选的，所述下料管道中设有截断阀，截断阀电性连接有重力计，重力计安装于存储腔中，用于监测存储腔中种子重量变化。

从上面所述可以看出，本说明书多个实施例提供的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，通过无人机在卫星定位系统的定位下进行工作，通过路径规划模块对无人机的飞行路径进行规划，并提前规划好播种点位，在无人机到达指定点位时，播种模块进行播种，种子存放于存储腔中，对不同的种子分别进行播种时，其包衣直径大小不一，改变气压组件的初始气压，则可以控制两组摩擦轮与种子之间的挤压力，使种子与摩擦轮之间的挤压力在适当大小，既能够将种子发射出去，又不至于破坏种子的包衣，从而实现了对种子进行不等距定点播种，同时还能够减少种子包衣碎裂的风险，提升了播种效果。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的模块示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的结构示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的结构示意图一；

图4为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的爆炸示意图；

图5为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的局部示意图一；

图6为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的局部示意图二；

图7为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的发射装置示意图一；

图8为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的发射装置示意图二；

图9为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的发射装置示意图三；

图10为本说明书一个或多个实施例一种卫星定位智能控制的不等距播种系统的发射装置工作状态示意图。

其中：

101、机体；102、顶盖；103、支撑架；104、螺旋架；105、存储腔；106、下料管道；107、主体支架；201、分料环；202、分料仓；203、分料口；204、限位凸起；301、发射组件；302、进料口；303、软管；304、发射管；305、连接套；306、安装板；307、驱动轴；308、摆臂；309、摩擦轮；310、活塞弧板；311、弧形气筒；312、活塞腔；313、气压箱；314、旋转轴；315、顶杆；316、活动板；317、固定座；318、转动轴；319、转动套；320、旋转关节。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本说明书一个或多个实施例提供一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，如图1至图10所示，包括无人机以及远程控制模块，无人机用于在卫星定位系统定位下进行种子定点投放，远程控制模块用于工作人员在一定范围内对播种模块进行远程操控；

无人机包括：

卫星导航模块，用于卫星定位系统获取播种模块位置；

惯性导航模块，用于在卫星信号受到干扰或短暂丢失时，依靠惯性测量单元提供的加速度和角速度信息，维持的定位和姿态稳定；

通信模块，用于与卫星定位系统以及远程控制模块通信；

路径规划模块，用于预设无人机飞行路径以及播种点位；

飞控模块，用于控制无人机的飞行姿态、高度、速度等参数；

播种模块，用于种子的定点投放，包括：机体101，机体101上开设有存储腔105，存储腔105顶部设有顶盖102，机体101周侧还安装有支撑架103以及螺旋架104，机体101底部连接有下料管道106，下料管道106连接有用于对种子进行分类的分料组件，分料组件下方连接有多个发射组件301，发射组件301包括发射管304，发射管304两侧开设有安装口，安装口中安装有摩擦轮309，摩擦轮309连接有旋转轴314，旋转轴314连接有摆臂308，摆臂308连接有连接套305，连接套305连接有驱动轴307，驱动轴307连接有安装板306，安装板306固定安装于发射管304上，摆臂308还连接有气压组件，用于保持两组摩擦轮309与种子之间的挤压力在适当区间。

在进行种子播种时，通过无人机在卫星定位系统的定位下进行工作，通过路径规划模块对无人机的飞行路径进行规划，并提前规划好播种点位，在无人机到达指定点位时，播种模块进行播种，种子存放于存储腔105中，对不同的种子分别进行播种时，其包衣直径大小不一，改变气压组件的初始气压，则可以控制两组摩擦轮309与种子之间的挤压力，使种子与摩擦轮309之间的挤压力在适当大小，既能够将种子发射出去，又不至于破坏种子的包衣，从而实现了对种子进行不等距定点播种，同时还能够减少种子包衣碎裂的风险，提升了播种效果。

在一些可选的具体实施例中，如图7至图10所示，所述气压组件包括固定安装于发射管304上的气压箱313，气压箱313底部连接有两组弧形气筒311，弧形气筒311中开设有弧形的活塞腔312，活塞腔312中适配安装有活塞弧板310，活塞弧板310连接有摆臂308，两组摆臂308初始状态时平行设置，气压箱313连接有气压泵，气压泵连接有气压设定单元，用于根据种子包衣直径以及种子包衣耐受压力设定气压箱313初始气压。

在一些可选的具体实施例中，所述气压设定单元，用于根据种子直径设定气压箱313初始气压包括：

用于读取种子包衣直径以及种子包衣的耐受压力；

根据种子直径计算摆臂308摆动角度；

根据摆臂308摆动角度计算活塞腔312被挤压的体积；

根据种子包衣的耐受压力计算活塞弧板310端面承受压力；

根据活塞弧板310端面承受压力以及活塞弧板310顶面的面积，计算得到气压箱313在活塞腔312被挤压后的临界压力；

根据活塞腔312被挤压后的临界压力以及活塞腔312被挤压的体积，计算气压箱313的初始气压。

在进行种子发射时，输入种子包衣的直径以及种子包衣的耐受压力，气压设定单元即可自动设置气压箱313中的初始压力，使种子包衣能够以最大的摩擦力发射出去的同时，减小种子包衣的碎裂风险。

在一些可选的具体实施例中，如图4至图10所示，所述分料组件包括分料环201，分料环201中开设有分料仓202，分料仓202的底面上设有多个分料口203，分料口203底部连接有进料口302，进料口302侧壁上开设有出口，出口连接有软管303，软管303呈弧形，软管303与发射管304连接，所述进料口302中设有可上下移动的活动板316，活动板316用于控制活动板316与分料口203之间的距离，使分料口203与活动板316之间的进料口302中只能容纳一颗种子，所述分料组件还连接有飞控模块，用于控制无人机摇晃机身，在重力作用下驱动种子沿着分料仓202移动并落入进料口302中。使用时，分料环201中容纳一定量的种子，种子之间不堆积，在分料时，通过飞控模块控制无人机做摇晃机身的动作，种子在重力作用下沿着环形的分料仓202滚动，滚动过程中进入至进料口302中，由于活动板316使分料口203与活动板316之间的进料口302中只能容纳一颗种子，则被分料口203填入种子后，其他种子则会从其上方滚动过去，直至将所有的进料口302填满，而后活动板316向下移动，种子自出口进入软管303并最终进入发射管304中。

在一些可选的具体实施例中，如图6至图10所示，所述活动板316底部连接有顶杆315，顶杆315外部套设有顶筒，顶筒与气压箱313一体成型，顶杆315与气压箱313内部之间连接有复位弹簧，所述气压设定单元用于控制气压箱313的内部气压，从而调节活动板316在进料口302中的位置。

在一些可选的具体实施例中，所述气压设定单元用于控制气压箱313对混装的种子进行分类上料，包括：

根据其中某一类种子的直径以及发出的发射管304，控制气压箱313的气压，调节与该发射管304连接的进料口302中的活动板316位置，并关闭其他发射管304；

调节已上料进料口302中活动板316的位置，使种子进入发射管304中；

驱动已上料进料口302中的活动板316对分料口203封闭；

重复上述动作进行其他类种子的分类上料。

在进行不等距播种时，常常会出现混种的情况，此时，通过气压设定单元依次改变发射管304所对应的气压箱313的气压，控制分料口203的关闭与开启，从而对不同种类的种子指定上料至不同的发射管304中，提升混种的精确性，提升播种效果。

在一些可选的具体实施例中，如图5所示，所述分料口203两侧设有限位凸起204，限位凸起204用于限制种子在进料口302中堆叠。

在一些可选的具体实施例中，如图2至图8所示，所述机体101底部连接有主体支架107，主体支架107连接有多组旋转关节320，旋转关节320端部连接有转动套319，转动套319内部套设有转动轴318，转动轴318两端连接有固定座317，固定座317与发射管304固定连接，转动轴318还动力连接有转动电机。用于控制发射管304的发射朝向。

在一些可选的具体实施例中，如图2至图10所示，所述摩擦轮309外周套设有摩擦气囊。进一步保护种子的同时，提升摩擦力。

在一些可选的具体实施例中，所述下料管道106中设有截断阀，截断阀电性连接有重力计，重力计安装于存储腔105中，用于监测存储腔105中种子重量变化。通过重力计监测存储腔105中种子重量变化，从而控制截断阀对下料管道106进行关闭，避免分料仓202中物料堆叠。

本发明的工作原理：在进行种子播种时，通过无人机在卫星定位系统的定位下进行工作，通过路径规划模块对无人机的飞行路径进行规划，并提前规划好播种点位，在无人机到达指定点位时，播种模块进行播种，种子存放于存储腔105中，对不同的种子分别进行播种时，其包衣直径大小不一，改变气压组件的初始气压，则可以控制两组摩擦轮309与种子之间的挤压力，使种子与摩擦轮309之间的挤压力在适当大小，既能够将种子发射出去，又不至于破坏种子的包衣，从而实现了对种子进行不等距定点播种，同时还能够减少种子包衣碎裂的风险，提升了播种效果。

在进行不等距播种时，常常会出现混种的情况，此时，通过气压设定单元依次改变发射管304所对应的气压箱313的气压，控制分料口203的关闭与开启，从而对不同种类的种子指定上料至不同的发射管304中，提升混种的精确性，提升播种效果。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路（IC）芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的（即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内）。在阐述了具体细节（例如，电路）以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，包括：无人机以及远程控制模块，无人机用于在卫星定位系统定位下进行种子定点投放，远程控制模块用于工作人员在一定范围内对播种模块进行远程操控；

无人机包括：

卫星导航模块，用于卫星定位系统获取播种模块位置；

惯性导航模块，用于在卫星信号受到干扰或短暂丢失时，依靠惯性测量单元提供的加速度和角速度信息，维持的定位和姿态稳定；

通信模块，用于与卫星定位系统以及远程控制模块通信；

路径规划模块，用于预设无人机飞行路径以及播种点位；

飞控模块，用于控制无人机的飞行姿态、高度、速度等参数；

播种模块，用于种子的定点投放，包括：机体（101），机体（101）上开设有存储腔（105），存储腔（105）顶部设有顶盖（102），机体（101）周侧还安装有支撑架（103）以及螺旋架（104），机体（101）底部连接有下料管道（106），下料管道（106）连接有用于对种子进行分类的分料组件，分料组件下方连接有多个发射组件（301），发射组件（301）包括发射管（304），发射管（304）两侧开设有安装口，安装口中安装有摩擦轮（309），摩擦轮（309）连接有旋转轴（314），旋转轴（314）连接有摆臂（308），摆臂（308）连接有连接套（305），连接套（305）连接有驱动轴（307），驱动轴（307）连接有安装板（306），安装板（306）固定安装于发射管（304）上，摆臂（308）还连接有气压组件，用于保持两组摩擦轮（309）与种子之间的挤压力在适当区间。

2.根据权利要求1所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述气压组件包括固定安装于发射管（304）上的气压箱（313），气压箱（313）底部连接有两组弧形气筒（311），弧形气筒（311）中开设有弧形的活塞腔（312），活塞腔（312）中适配安装有活塞弧板（310），活塞弧板（310）连接有摆臂（308），两组摆臂（308）初始状态时平行设置，气压箱（313）连接有气压泵，气压泵连接有气压设定单元，用于根据种子包衣直径以及种子包衣耐受压力设定气压箱（313）初始气压。

3.根据权利要求2所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述气压设定单元，用于根据种子直径设定气压箱（313）初始气压包括：

用于读取种子包衣直径以及种子包衣的耐受压力；

根据种子直径计算摆臂（308）摆动角度；

根据摆臂（308）摆动角度计算活塞腔（312）被挤压的体积；

根据种子包衣的耐受压力计算活塞弧板（310）端面承受压力；

根据活塞弧板（310）端面承受压力以及活塞弧板（310）顶面的面积，计算得到气压箱（313）在活塞腔（312）被挤压后的临界压力；

根据活塞腔（312）被挤压后的临界压力以及活塞腔（312）被挤压的体积，计算气压箱（313）的初始气压。

4.根据权利要求2所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述分料组件包括分料环（201），分料环（201）中开设有分料仓（202），分料仓（202）的底面上设有多个分料口（203），分料口（203）底部连接有进料口（302），进料口（302）侧壁上开设有出口，出口连接有软管（303），软管（303）呈弧形，软管（303）与发射管（304）连接，所述进料口（302）中设有可上下移动的活动板（316），活动板（316）用于控制活动板（316）与分料口（203）之间的距离，使分料口（203）与活动板（316）之间的进料口（302）中只能容纳一颗种子，所述分料组件还连接有飞控模块，用于控制无人机摇晃机身，在重力作用下驱动种子沿着分料仓（202）移动并落入进料口（302）中。

5.根据权利要求4所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述活动板（316）底部连接有顶杆（315），顶杆（315）外部套设有顶筒，顶筒与气压箱（313）一体成型，顶杆（315）与气压箱（313）内部之间连接有复位弹簧，所述气压设定单元用于控制气压箱（313）的内部气压，从而调节活动板（316）在进料口（302）中的位置。

6.根据权利要求5所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述气压设定单元用于控制气压箱（313）对混装的种子进行分类上料，包括：

根据其中某一类种子的直径以及发出的发射管（304），控制气压箱（313）的气压，调节与该发射管（304）连接的进料口（302）中的活动板（316）位置，并关闭其他发射管（304）；

调节已上料进料口（302）中活动板（316）的位置，使种子进入发射管（304）中；

驱动已上料进料口（302）中的活动板（316）对分料口（203）封闭；

重复上述动作进行其他类种子的分类上料。

7.根据权利要求4所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述分料口（203）两侧设有限位凸起（204），限位凸起（204）用于限制种子在进料口（302）中堆叠。

8.根据权利要求1所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述机体（101）底部连接有主体支架（107），主体支架（107）连接有多组旋转关节（320），旋转关节（320）端部连接有转动套（319），转动套（319）内部套设有转动轴（318），转动轴（318）两端连接有固定座（317），固定座（317）与发射管（304）固定连接，转动轴（318）还动力连接有转动电机。

9.根据权利要求1所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述摩擦轮（309）外周套设有摩擦气囊。

10.根据权利要求1所述的一种卫星定位智能控制的不等距播种系统，其特征在于，所述下料管道（106）中设有截断阀，截断阀电性连接有重力计，重力计安装于存储腔（105）中，用于监测存储腔（105）中种子重量变化。