一种长航时多旋翼无人机农业植保方法.pdf

一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，涉及无人机农业植保。使用基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置，设有电源、通电导轨、通电导轨支杆、导电滑块、轻质柔软导线和多旋翼无人机。对植保作业区进行测量；根据作业区面积设计通电导轨支杆分布位置；安装通电导轨支杆、通电导轨和导电滑块；接通电源和无人机，实施农业植保作业。通过轻质柔软导线的拉拽作用可拉动导电滑块沿导轨滑动，导电滑块上的导电片与导轨上的导电芯线在滑动过程中始终处于摩擦接触状态，保证导电滑块与通电导轨的芯线导电畅通。多旋翼无人机可以在农业植保作业区域实现长航时作业，在自身无需携带电源的情况下无人机可以提高有效载荷，实现对植保作业区的大范围覆盖。

权利要求书
1.  一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，其特征在于使用基于悬挂系留系统的长航时 多旋翼无人机装置，所述基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置设有电源、通电导轨、 通电导轨支杆、导电滑块、轻质柔软导线和多旋翼无人机；通电导轨支杆分布于作业区域四 周，通电导轨由通电导轨支杆支撑于作业区域上空，通电导轨的横截面采用倒三角形，通电 导轨内设有两条导电芯线，通电导轨除导电芯线为导体外，其余倒三角部分为绝缘体；导电 滑块套置于通电导轨上，导电滑块设有导电末端、导电片和滑块绝缘部分，所述导电末端与 导电片连通；所述电源通过导线与通电导轨的末端连接，电源与通电导轨中的导电芯线、轻 质柔软导线和多旋翼无人机组成闭合回路；
所述方法的具体步骤如下：
1)对植保作业区进行测量；
2)根据作业区面积设计通电导轨支杆分布位置；
3)安装通电导轨支杆、通电导轨和导电滑块；
4)接通电源和无人机，实施农业植保作业。

2.  如权利要求1所述一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，其特征在于所述电源采用 地面电源。

3.  如权利要求1所述一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，其特征在于所述通电导轨 支杆的高度为3～4m。

4.  如权利要求1所述一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，其特征在于所述通电导轨 的结构形式为直线段和圆弧过渡段交替组成。

5.  如权利要求1所述一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，其特征在于在步骤1)中， 所述对植保作业区进行测量的具体方法为：确定测量内容为植保区域面积和几何形态，对植 保区域进行测量。

6.  如权利要求5所述一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，其特征在于所述植保区域 以地势变化较小，土地平整和近似矩形为植保区域。

7.  如权利要求1所述一种长航时多旋翼无人机农业植保方法，其特征在于在步骤2)中， 所述根据作业区面积设计通电导轨支杆分布位置的具体方法为：根据植保区域面积设计通电 导轨支杆分布位置，所述植保区域采用近似矩形确定植保区域面积，以轻质柔软导线的长度 为半径在近似矩形的四个角画圆，圆圈代表当导电滑块位于四个角区极限位置时能够覆盖的 范围，连接四个圆圈的圆心即可确定通电导轨支杆在四个角区的极限位置，最后以首位相接 的U型导轨覆盖植保区域。

说明书一种长航时多旋翼无人机农业植保方法
技术领域
本发明涉及无人机农业植保，尤其是涉及一种长航时多旋翼无人机农业植保方法。
背景技术
目前，无人机已经广泛应用于农业植保领域，为农作物提供农药喷洒及空中定点巡查等 服务。旋翼类无人机在农业植保领域的应用较为广泛，进一步细分又可以分为单旋翼和多旋 翼农业植保无人机。单旋翼农业植保无人机通常采用航空燃油动力的发动机，起飞时同时携 带无人机燃料和农业植保化学制剂，在有限的飞行时间内完成农业植保任务。多旋翼农业植 保无人机常采用电机为旋翼提供扭矩，起飞时需要携带大容量电池和农业植保化学制剂，飞 行时间和农作物有效植保范围受到所携带电池容量的限制。
当前农业植保无人机发展面临的主要技术壁垒是如何提高无人机的农业植保化学制剂的 携带重量以及增加无人机的飞行时长，研发长航时农业植保无人机将有利于无人机在农业植 保领域的大规模推广和广泛使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长航时多旋翼无人机农业植保方法。
本发明使用基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置，所述基于悬挂系留系统的长 航时多旋翼无人机装置设有电源、通电导轨、通电导轨支杆、导电滑块、轻质柔软导线和多 旋翼无人机；通电导轨支杆根据作业区域的形状和地理位置分布于作业区域四周，通电导轨 支杆的分布根据多旋翼无人机的飞行覆盖范围，设置尽量少的通电导轨支杆保证多旋翼无人 机能够将作业区域全部覆盖，通电导轨支杆的高度由作业区域内耕种作物高度决定，通常情 况下通电导轨支杆的高度为3～4m；通电导轨由通电导轨支杆支撑于作业区域上空，通电导 轨的结构形式为直线段和圆弧过渡段交替组成，通电导轨的横截面可采用倒三角形，通电导 轨内设有两条导电芯线，通电导轨除导电芯线为导体外，其余倒三角部分为绝缘体；导电滑 块套置于通电导轨上，导电滑块设有导电末端、导电片和滑块绝缘部分，所述导电末端与导 电片连通；所述电源通过导线与通电导轨的末端连接，电源与通电导轨中的导电芯线、轻质 柔软导线和多旋翼无人机组成闭合回路；所述电源采用地面电源。
本发明的具体步骤如下：
1)对植保作业区进行测量；
2)根据作业区面积设计通电导轨支杆分布位置；
3)安装通电导轨支杆、通电导轨和导电滑块；
4)接通电源和无人机，实施农业植保作业。
在步骤1)中，所述对植保作业区进行测量的具体方法可为：确定测量内容为植保区域 面积和几何形态，对植保区域进行测量；所述植保区域以地势变化较小，土地平整和近似矩 形为优选的植保区域。
在步骤2)中，所述根据作业区面积设计通电导轨支杆分布位置的具体方法可为：根据 植保区域面积设计通电导轨支杆分布位置，所述植保区域采用近似矩形确定植保区域面积， 以轻质柔软导线的长度为半径在近似矩形的四个角画圆，圆圈代表当导电滑块位于四个角区 极限位置时能够覆盖的范围，连接四个圆圈的圆心即可确定通电导轨支杆在四个角区的极限 位置，最后以首位相接的U型导轨覆盖植保区域。
本发明的工作原理为：将常规多旋翼农业植保无人机自身携带电源取消，在农业植保无 人机作业区域根据地形架设通电导轨，用轻质柔软导线将无人机与通电导轨连接，从无人机 地面起飞开始，无人机动力源由地面大容量电源经通电导轨和轻质柔软导线传输提供。长航 时多旋翼无人机系统主要应用于飞行范围相对固定且近地飞行的作业场所，取消自身携带的 电源后无人机有效载荷增加，同时利用地面大容量电源持续不断地为无人机供电极大地提高 了无人机的续航时间。
本发明的多旋翼无人机在空中作业时，通过轻质柔软导线的拉拽作用可拉动导电滑块沿 导轨滑动，导电滑块上的导电片与导轨上的导电芯线在滑动过程中始终处于摩擦接触状态， 保证导电滑块与通电导轨的芯线导电畅通。所述多旋翼无人机与常规多旋翼无人机相比自身 不携带电源，通过轻质柔软导线与导电滑块上的导电末端连接，最终由地面大容量电源提供 电力实现长航时飞行。
多旋翼无人机可以在农业植保作业区域实现长航时作业，在自身无需携带电源的情况下 无人机可以提高有效载荷，实现对植保作业区的大范围覆盖。
附图说明
图1为基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置的结构组成示意图；
图2为基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置的结构组成俯视图；
图3为基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置的通电导轨与导电滑块示意图；
图4为基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置的通电导轨与导电滑块剖视图；
图5为长航时多旋翼无人机植保覆盖区域示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1～5所示，本发明采用基于悬挂系留系统的长航时多旋翼无人机装置，基于悬挂系 留系统的长航时多旋翼无人机装置设有电源1、通电导轨2、通电导轨支杆3、导电滑块5、 轻质柔软导线6和多旋翼无人机7。
通电导轨支杆3根据作业区域4的形状和地理位置分布于作业区域4四周，通电导轨支 杆3的分布根据多旋翼无人机7的飞行覆盖范围，设置尽量少的通电导轨支杆3保证多旋翼 无人机7能够将作业区域4全部覆盖，通电导轨支杆3的高度由作业区域4内耕种作物高度 决定，通常情况下通电导轨支杆3的高度为3～4m；通电导轨2由通电导轨支杆3支撑于作 业区域4上空，通电导轨2的结构形式为直线段和圆弧过渡段交替组成，通电导轨2的横截 面可采用倒三角形，通电导轨2内设有两条导电芯线10，通电导轨2除导电芯线10为导体 外，其余倒三角部分为绝缘体；导电滑块5套置于通电导轨2上，导电滑块5设有导电末端 8、导电片9和滑块绝缘部分，所述导电末端8与导电片9连通；所述电源1通过导线与通电 导轨2的末端连接，电源1与通电导轨2中的导电芯线10、轻质柔软导线6和多旋翼无人机 7组成闭合回路。所述电源1采用地面电源。
多旋翼无人机7携带农业植保化学制剂由起飞后可以悬停于植保作业区上空，可在轻质 柔软导线6的长度范围内根据飞行指令水平飞行，上升，下降以及农业植保化学制剂喷洒。 当多旋翼无人机7需要在超出轻质柔软导线6长度范围作业时，通过控制多旋翼无人机7沿 导轨方向飞行拉动轻质柔软导线6并最终拉拽导电滑块5沿导轨滑动。
在一次飞行任务中，多旋翼无人机7携带农业植保化学制剂由地面起飞后沿着通电导轨 路径顺序对植保区域实施作业，待植保区域被覆盖完全或者化学制剂喷洒完后降落至地面。
本发明长航时多旋翼无人机农业植保方法，包括以下步骤：
1、对植保作业区进行测量。测量内容为植保区域面积和几何形态，以地势变化较小，土 地平整和近似矩形为该方法实施的优选植保区域。
2、根据作业区面积设计通电导轨支杆分布位置。以图5所示植保区域为例说明通电导轨 支杆分布位置的确定方法，图5中近似矩形的虚线框12为步骤1中确定的植保区域面积，以 轻质柔软导线6的长度为半径在近似矩形虚线框12四个角画圆圈11，虚线圆圈11代表当导 电滑块5位于四个角区极限位置时能够覆盖的范围。连接四个圆的圆心即可确定通电导轨支 杆3在四个角区的极限位置，最后以首位相接的U型导轨覆盖植保区域。
3、安装通电导轨支杆、通电导轨和导电滑块；
4、接通电源和无人机，实施农业植保作业。