播撒装置帽檐底角确定方法、播撒装置及其无人机

技术领域

本申请涉及无人机领域，并且更具体地，涉及一种播撒装置帽檐底角确定方法、播撒装置及其无人机。

背景技术

在现代农业生产中，经常需要颗粒或者粉末形态例如种子、肥料等物料的播撒，随着农业现代化以及精准农业不断发展，农用机械的发展为农业现代化提供了极大便利。可以通过在无人机上搭载播撒系统，在如水稻播种，施肥等场景，为农业现代化提供了高效、便捷的作业方法。

目前，无人机的播撒系统在播撒物料时，主要是将物料颗粒通过离心甩盘水平甩出，物料被甩盘甩出做抛物运动。甩出物的出射速度和角度往往导致幅宽过大，物料稀疏，导致播撒效果不佳。

发明内容

本申请提供一种播撒装置帽檐底角确定方法、播撒装置及其无人机，通过设置与播撒盘面呈一定角度的帽檐，从而可以限制物料的出射角度，减小幅宽，增加密度，提高播撒效果。

第一方面，提供了一种播撒装置帽檐角度确定方法，播撒装置包括播撒盘，用于在转动平面旋转将导入的物料通过离心力甩出；帽檐，设置在所述播撒盘上方，形状为空心圆台，该方法包括：根据播撒盘的旋转角速度ω、半径Rs和物料掉落在播撒盘上的落点与播散盘圆心的距离r确定物料离开播散盘的出射速度V和物料出射速度方向与所述播撒盘切向的夹角α：

V

根据物料出射速度方向与播撒盘切向的夹角α、半径Rs和物料在帽檐的反弹点与播撒盘的圆心的距离Rm确定物料撞击帽檐的速度方向与帽檐面法线在水平面上投影的夹角β：

根据物料的播撒高度H、播撒幅度R

根据夹角

第二方面，提供了一种播撒装置，该装置包括：物料仓，用于存储物料，物料通过与物料仓连接的下料单元导出物料仓；播撒盘，位于下料单元下方，用于在转动平面旋转将下料单元导入的物料通过离心力甩出；驱动装置，与播撒盘连接，用于驱动所撒盘旋转；帽檐，设置在播撒盘上方，形状为空心圆台，用于反弹甩出的物料使得物料的播幅为R

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，播撒盘上设置有凸起的导流条，导流条在播撒盘上均匀分布。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，装置还包括调节单元，调节单元用于调节帽檐的内侧面与水平面的夹角θ。

第三方面，提供了一种无人机，该无人机包括：机身，用于提供飞行动力和控制飞行；支架，设置在机身下方；与所述支架连接的如第二方面及其实现方式中提供的播撒装置。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，播撒盘上设置有凸起的导流条，导流条在播撒盘上均匀分布。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，装置还包括调节单元，调节单元用于调节帽檐的内侧面与水平面的夹角θ。

根据本申请的方案，可以限制物料的出射角度，减小幅宽，增加密度，提高播撒效果。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种播撒装置示意图。

图2是本申请实施例提供的帽檐和播撒盘结构示意图。

图3是本申请实施例提供的一种确定帽檐底角的方法流程示意图。

图4是本申请实施例提供的物料播撒分析示意图。

图5是本申请实施例提供的物料反弹分析示意图。

图6是本申请实施例提供的物料抛物线分析示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

下文示出的本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其他单元。

在本申请实施例中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明，被描述为“示例性地”或者“例如”的实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。

图1是本申请实施例提供的一种播撒装置100示意图。

如图1所示，该播撒装置至少包括：

物料仓110，用于存储物料。

应理解地，该物料可以是种子，肥料，饲料或农药等固体颗粒，本申请对此不做限定。

本申请实施例对物料仓110的形状、大小和材料不做限定。

下料单元120，与物料仓110连接，物料仓110中的物料通过下料单元120导出所述物料仓。

应理解地，在一些实施例中，下料单元可以与物料仓为一体设置，下料单元也可以作为单独部件设置在物料仓下方。但物料都会通过下料单元导出物料仓，本申请实施例对下料单元的具体设置方式不做限定。

在一些实施例中，下料单元内可以设置有调节阀，调节阀用于调节物料通过的数量和速度。

如图2所示，播撒盘130，位于下料单元120下方，可在转动平面旋转，用于将下料单元导入的物料通过离心力甩出。

播撒盘130上设置有凸起的导流条，导流条在所述播撒盘上均匀分布。

示例性地，导流条可以是直条状凸起，沿播撒盘的圆半径设置，并且围绕圆心均匀分布。

又示例性地，导流条可以是弯曲的条状凸起，围绕播撒盘圆心呈中心对称分布。

驱动装置140与播撒盘130连接，驱动播撒盘130旋转。

应理解地，驱动装置可以设置在播撒盘上方或者下方，通过传动结构连接播撒盘，本申请对驱动装置的设置位置和方式不做限定。

播撒盘转动产生离心力，将落在播撒盘上的固体颗粒状物料以离心的方式甩出播撒盘，由于物料本身的重力、离心力、播撒盘对颗粒向上的反作用力和导流条的支撑力以使得播撒盘内的固态物料在离心力的作用下甩出。

示例性地，对于播撒盘130的材料不做限定，本领域技术人员可以根据实际需要来选择或设计。在一些实施方式中，播撒盘130的整体形状可以呈圆盘状，并且整个播撒盘130可以为金属材料制成。在另一些实施方式中，播撒盘130也可以为塑料材料制成。

应理解地，物料被播撒盘甩出做抛物运动，物料的出射速度和角度往往导致物料幅宽过大，物料稀疏，因此本申请提出了一种播撒装置，通过在播撒器上增加帽檐来限制出射角度，减小幅宽，增加播撒密度。

帽檐150，设置在播撒盘130上方，形状为空心圆台，用于反弹甩出的物料使得物料的播幅为R

帽檐的安装方式可以是卡接在支架上、或是通过螺栓连接在支架上、或是通过铰链连接在支架上，或是其他连接方式，本申请对此不做限定。

应理解地，在本申请的实施例中，帽檐也可以称为挡板、反射板等，本申请对此不作限定。

根据上述方式安装帽檐后，适用于播撒器的播幅比较稳定的情况下，如果播幅需要频繁调整，这种帽檐的效果可能会受到影响。

当播幅R

帽檐的底角θ可以根据需要进行调整，一般来说，如果要减小播幅，可以将帽檐底角调整为更大的角度，从而限制播撒盘播撒物料的范围。如果要增加播幅，可以将帽檐底角调整为更小的角度，从而扩大播撒盘播撒物料的范围。

本申请对于调节单元的设置方式和设置位置不做限定。

根据本申请提供的实施例，通过设置与播撒盘面呈一定角度的帽檐，从而可以限制物料的出射角度，减小播撒幅宽，增加播撒密度，提高播撒效果。

如图3所示，本申请实施例提供了一种确定帽檐底角的方法200。

方法200至少包括以下步骤：

S210，计算物料离开播撒盘的出射速度V和方向。

如图4所示，物料掉落在播撒盘上后，受播撒盘牵动做圆周运动，离开播撒盘时运动速度可分解为切向速度Vt和径向速度Vr，和切向的夹角为α。

播撒盘的旋转角速度为ω，半径为R

V

如图4所示，径向速度在非惯性系中进行分析。物料在播撒盘沿导流条做径向运动。在圆周的切向，物料受到科氏力F

物料离开所述播撒盘的出射速度V为：

S220，计算物料撞击帽檐的速度方向与帽檐面法线在水平面上投影的夹角β：

如图5所示，物料飞出甩盘后向帽檐飞行，并撞击帽檐，撞击点的半径为R

S230，根据需要的播幅R

物料的播幅是物料在帽檐上反弹点到物料落地的水平距离。

如图6所示，当物料从帽檐上反弹后，将进行抛物运动，初速度为V，和水平面的夹角为

令重力加速度为g，假设物料为球形，其直径为d，密度为ρ，则其在25℃，标准大气压下的空气阻力系数

S240，根据夹角

物料撞击到帽檐并反弹，不考虑物料反弹过程中的能量损失，则反射速度等于入射速度

通过上述方法200来确定帽檐内侧面与水平面的夹角θ，可以限制物料的出射角度，减小幅宽，增加密度，提高播撒效果；同时通过控制帽檐角度可以灵活调控需要的播幅。

本申请实施例提供了一种无人机。

应理解地，该无人机可以为旋翼无人飞行器、固定翼无人飞行器、无人直升机或者固定翼-旋翼混合的无人飞行器等。其中，旋翼无人飞行器包括多旋翼无人飞行器。多旋翼无人飞行器包括二旋翼无人飞行器、四旋翼无人飞行器、六旋翼无人飞行器、八旋翼无人飞行器、十旋翼无人飞行器或者十二旋翼无人飞行器等。无人机还可以与控制终端进行无线通信或者有线通信，从而通过控制终端对无人机进行操纵。

该无人机包括机身，用于提供飞行动力和控制飞行。

支架，设置在机身下方。

应理解地，机身为该无人机的结构载体，用于安装飞控主板等控制器件以及电池等零件，从而可以提供飞行的动力，并控制飞行方向、角度和高度。同时，用于支撑无人机起降的支架可以通过螺钉紧固连接在机身的下部。支架可以为固定式脚架，在无人机飞行作业过程中处于打开状态，以便随时着陆降落。支架上也可以固定安装无人机所需的其他配件。本申请对无人机机身和支架的设置不做限定。

播撒装置，连接在支架上。

应理解地，该播撒装置即为上述实施例中的播撒装置，可以参考上文中的描述，此处不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

应理解地，不同实施例可以独立使用，或者基于某些内在或外在联系结合使用，实施例中不同的实现方式可以独立或结合使用。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。