[go: up one dir, main page]

RU2586142C1 - Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof - Google Patents

Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2586142C1
RU2586142C1 RU2015112506/13A RU2015112506A RU2586142C1 RU 2586142 C1 RU2586142 C1 RU 2586142C1 RU 2015112506/13 A RU2015112506/13 A RU 2015112506/13A RU 2015112506 A RU2015112506 A RU 2015112506A RU 2586142 C1 RU2586142 C1 RU 2586142C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chemical treatment
plants
drone
service
sprayer
Prior art date
Application number
RU2015112506/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аслан Узеирович Заммоев
Original Assignee
Аслан Узеирович Заммоев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аслан Узеирович Заммоев filed Critical Аслан Узеирович Заммоев
Priority to RU2015112506/13A priority Critical patent/RU2586142C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2586142C1 publication Critical patent/RU2586142C1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/0003—Atomisers or mist blowers
    • A01M7/0014—Field atomisers, e.g. orchard atomisers, self-propelled, drawn or tractor-mounted

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture; machine building.
SUBSTANCE: invention can be used for automated aircraft chemical treatment of plants. Robotic complex for chemical treatment of plants includes at least one drone-sprayer and at least one service ground mobile robot. Drone-sprayer is made in form of small-size automatic drone with vertical takeoff and landing. Drone-sprayer is equipped with spraying equipment, sensors of internal and external environment, computing facilities, facilities of navigation, orientation and communication, a power supply, means for storage of energy carrier and chemical materials, device for connection with service robot. Service ground mobile robot is made in form of movable transport platform. Service robot is equipped with means for storing and transmitting energy carriers, preparing, storing and transmitting chemical materials, platforms for storage and transportation, takeoff and landing of drones-sprayers.
EFFECT: automated plants chemical treatment, higher efficiency, lower costs.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной робототехнике, в частности, может быть использовано в технологии автоматизированной авиационной химической обработки растений.The invention relates to agricultural robotics, in particular, can be used in the technology of automated aviation chemical processing of plants.

Известны различные конструкции беспилотной авиационной техники, успешно используемой в сельском хозяйстве для обработки надземной части растений способом распыления жидкости. Наиболее близким к заявленному изобретению по конструкции и назначению является беспилотный летательный аппарат R-MAX фирмы Yamaha, дополнительно оснащенный навесным опрыскивающим оборудованием и двумя пластиковыми баллонами общей емкостью 16 л [1].There are various designs of unmanned aircraft, successfully used in agriculture for processing the aboveground parts of plants by the method of spraying liquid. The closest to the claimed invention in design and purpose is the Yamaha R-MAX unmanned aerial vehicle, additionally equipped with mounted spraying equipment and two plastic cylinders with a total capacity of 16 l [1].

Недостатком способа использования данного вида авиационной техники в сельском хозяйстве является то, что несмотря на наличие технической возможности автоматизации процесса полета и непосредственной обработки растений остается необходимость в обслуживающем персонале для выполнения множества вспомогательных операций: транспортировки к зоне обработки, приготовления и заправки химическими материалами и топливом, планирование миссии и управление полетом, которые ограничивают рост производительности выполнения технологической операции и не позволяют снизить себестоимость выполняемых работ.The disadvantage of the method of using this type of aircraft in agriculture is that despite the technical feasibility of automating the flight process and direct processing of plants, there remains a need for maintenance personnel to perform many auxiliary operations: transportation to the processing zone, preparation and refueling with chemical materials and fuel, mission planning and flight management, which limit the growth of productivity of technological operations tion and do not allow to reduce the cost of work.

Техническим результатом предлагаемого изобретения являются: автоматизация выполнения химической обработки растений, повышение производительности и снижение себестоимости технологической операции.The technical result of the invention are: automation of the chemical treatment of plants, increasing productivity and reducing the cost of technological operations.

Указанный технический результат достигается робототехническим комплексом устройств (фиг. 1), который включает в себя, по крайней мере, хотя бы один дрон-опрыскиватель 1, выполненный в виде малогабаритного автоматического беспилотного летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой, например многовинтового летательного аппарата - мультикоптера, и оснащенного опрыскивающим оборудованием 2, и, по крайней мере, хотя бы один сервисный наземный мобильный робот 3, оснащенный средствами для приготовления и заправки химических материалов и обеспечения энергией дронов-опрыскивателей 4, площадками 5 для их хранения и транспортировки, взлета и посадки, а также устройствами сопряжения 6 сервисного робота и дрона-опрыскивателя, предназначенных для их периодического соединения между собой и обмена энергией и химическими материалами. Дроны-опрыскиватели и сервисные роботы оснащены сенсорами внутренней и внешней среды, вычислительными средствами, средствами навигации, ориентации и связи. Дополнительно комплекс может связываться с внешним управляющим вычислительным устройством 7.The specified technical result is achieved by a robotic complex of devices (Fig. 1), which includes at least one drone sprayer 1, made in the form of a small-sized automatic unmanned aerial vehicle with vertical take-off and landing, for example, a multi-rotor aircraft - multicopter , and equipped with spraying equipment 2, and at least one service ground mobile robot 3, equipped with means for preparing and refueling chemical materials and providing energy drones sprayers 4, platforms 5 for storage and transport, take-off and landing, as well as service robot coupling devices 6 and the drone sprayer designed for periodic interconnect and exchange of energy and chemicals. Spray drones and service robots are equipped with sensors of the internal and external environment, computing tools, navigation, orientation and communication. Additionally, the complex can communicate with an external control computing device 7.

Система управления робототехническим комплексом может быть исполнена в централизованном и децентрализованном варианте.The control system of the robotic complex can be implemented in a centralized and decentralized version.

Робототехнический комплекс может быть исполнен в варианте, в котором сервисный робот в процессе работы комплекса остается неподвижным и является стационарной базой для дронов-опрыскивателей.The robotic complex can be implemented in the version in which the service robot remains stationary during the operation of the complex and is a stationary base for spray drones.

Обслуживание робототехнического комплекса сводится к обеспечению материальными и энергетическими средствами сервисных роботов.Maintenance of the robotic complex is reduced to providing material and energy means for service robots.

Робототехнический комплекс работает следующим образом.Robotic complex operates as follows.

Снаряженные необходимым количеством энергии и химических материалов сервисный робот 3 с базируемыми на нем дронами-опрыскивателями 1 устанавливается в исходную позицию 8 в окрестности обрабатываемого участка с растениями - рабочей зоны 9 (Фиг. 2). Перед началом полета сервисный робот 3 автоматически приготавливает химические материалы, а дроны-опрыскиватели 1, взаимодействуя с ним автоматически, пополняют запасы энергии и химических материалов.Equipped with the required amount of energy and chemical materials, the service robot 3 with the spray drones 1 based on it is installed in the initial position 8 in the vicinity of the treated area with plants - working area 9 (Fig. 2). Before the flight starts, a service robot 3 automatically prepares chemical materials, and spray drones 1, interacting with it automatically, replenish energy and chemical materials.

Робототехнический комплекс, получив задание от внешней управляющей системы, которое как минимум содержит описание целевых задач (координаты границ обработки, режимы обработки и т.п.), автоматически рассчитывает траекторию перемещения сервисного робота 10 относительно площади, предназначенной для его перемещения в окрестности рабочей зоны 9 - сервисной зоны 11, делит рабочую зону 9 на доступное количество дронов-опрыскивателей 1 и рассчитывает их траектории полета 12 в разрешенном и доступном для их движения воздушном пространстве - оперативной зоне 13, покрывающем рабочую 9 и сервисную 11 зоны.The robotics complex, having received a task from an external control system, which at least contains a description of the target tasks (coordinates of processing boundaries, processing modes, etc.), automatically calculates the trajectory of the service robot 10 relative to the area intended for its movement in the vicinity of the working area 9 - service area 11, divides the working area 9 into the available number of spray drones 1 and calculates their flight paths 12 in the airspace allowed and accessible for their movement - operational hydrochloric zone 13 covering the work 9 and 11 service area.

Дроны-опрыскиватели 1 по рассчитанным траекториям 12 облетают рабочую зону 9 и выполняют опрыскивающим оборудованием 2 химическую обработку растений. Одновременно они автоматически ведут контроль имеющихся на борту запасов энергии и химических материалов и по мере истощения пополняют их, осуществляя автоматическое взаимодействие с сервисным роботом 3.Drones-sprayers 1 along the calculated trajectories 12 fly around the working area 9 and carry out chemical treatment of plants with spraying equipment 2. At the same time, they automatically monitor the energy and chemical materials on board and replenish them as they are depleted, automatically interacting with the service robot 3.

Сервисный робот 3 по рассчитанной траектории осуществляет свое перемещение относительно сервисной зоны 11.The service robot 3 along the calculated trajectory performs its movement relative to the service zone 11.

В процессе работы робототехнического комплекса автоматически ведется учет координат границ обработанных участков рабочей зоны 9 и пересчитываются траектории движения всех устройств робототехнического комплекса для достижения наибольшей эффективности выполнения технологической операции химической обработки растений.In the process of operation of the robotic complex, the coordinates of the boundaries of the processed sections of the working area 9 are automatically recorded and the trajectories of the movements of all the devices of the robotic complex are recalculated to achieve the greatest efficiency of the technological operation of chemical treatment of plants.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа и комплекса устройств для химической обработки растений, позволяющих максимально механизировать и автоматизировать технологический процесс опрыскивания надземных частей растений.The technical problem to which the invention is directed is the creation of a method and a set of devices for chemical treatment of plants, allowing to mechanize and automate the technological process of spraying aerial parts of plants as much as possible.

Указанная задача решается тем, что химическая обработка растений осуществляется способом, предусмотренным для автоматизированного робототехнического комплекса, состоящего из дронов-опрыскивателей и наземных сервисных роботов. Их совместная работа позволяет в автоматическом режиме с высокой производительностью выполнять технологическую операцию химической обработки растений и значительно снижать производственные затраты. Это обусловлено проявлением нескольких технических эффектов заявленного комплекса устройств:This problem is solved by the fact that the chemical treatment of plants is carried out in the manner prescribed for an automated robotic complex consisting of spraying drones and ground service robots. Their joint work allows in an automatic mode with high productivity to carry out the technological operation of chemical treatment of plants and significantly reduce production costs. This is due to the manifestation of several technical effects of the claimed device complex:

1. Наличие устройств сопряжения сервисного робота и дрона-опрыскивателя, а также автоматического процесса взаимодействия, предусматривающего их соединение между собой, пополнение запаса энергии и химических материалов дрона-опрыскивателя, позволяют исключить обслуживающий персонал.1. The presence of the interface devices of the service robot and the sprayer drone, as well as the automatic interaction process, which provides for their connection with each other, replenishment of the energy and chemical materials of the sprayer drone, allow service personnel to be excluded.

2. Автоматическое распределение площади рабочей зоны между дронами-опрыскивателями позволяет оптимизировать процесс обработки и повысить производительность.2. The automatic distribution of the working area between the spray drones allows you to optimize the processing process and increase productivity.

3. Непрерывный автоматический расчет траекторий движения всех устройств робототехнического комплекса способствует повышению производительности химической обработки растений.3. Continuous automatic calculation of the motion paths of all devices of the robotic complex helps to increase the productivity of chemical treatment of plants.

4. Использование в комплексе множества малогабаритных дронов-опрыскивателей позволяет при той же производительности снизить их общую стоимость, по сравнению с традиционной авиационной техникой, что существенно сказывается на снижении себестоимости химической обработки растений.4. The use of a large number of small-sized spraying drones in the complex allows for the same performance to reduce their total cost, compared with traditional aviation technology, which significantly affects the reduction in the cost of chemical treatment of plants.

Источники информации:Information sources:

1. http://rmax.yamaha-motor.com.au/1.http: //rmax.yamaha-motor.com.au/

Claims (3)

1. Робототехнический комплекс для химической обработки растений, включающий в себя, по крайней мере, хотя бы один дрон-опрыскиватель, выполненный в виде малогабаритного автоматического беспилотного летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой, например многовинтового летательного аппарата - мультикоптера, и, по крайней мере, хотя бы один сервисный наземный мобильный робот, отличающийся тем, что дрон-опрыскиватель дополнительно оснащен опрыскивающим оборудованием, сенсорами внутренней и внешней среды, вычислительными средствами, средствами навигации, ориентации и связи, энергоустановкой и средствами для хранения носителя энергии и химических материалов, устройством сопряжения с сервисным роботом, а сервисный робот, выполненный в виде подвижной транспортной платформы, оснащенный теми же средствами, дополнительно снабжен средствами для хранения и передачи носителей энергии, приготовления, хранения и передачи химических материалов, площадками для хранения и транспортировки, взлета и посадки дронов-опрыскивателей.1. Robotic complex for chemical treatment of plants, including at least one drone sprayer made in the form of a small automatic unmanned aerial vehicle with vertical take-off and landing, for example a multi-rotor aircraft - multicopter, and at least , at least one service ground-based mobile robot, characterized in that the drone sprayer is additionally equipped with spraying equipment, sensors of the internal and external environment, computing devices by you, navigation, orientation and communication means, an energy installation and means for storing energy carriers and chemical materials, a device for interfacing with a service robot, and a service robot made in the form of a moving transport platform equipped with the same means is additionally equipped with means for storing and transferring carriers energy, preparation, storage and transfer of chemical materials, platforms for storage and transportation, take-off and landing of spray drones. 2. Способ автоматизированной авиационной химической обработки растений, включающий выполнение технологических операций химической обработки растений, отличающийся тем, что выполнение авиационной химической обработки растений осуществляют робототехническим комплексом устройств по п. 1.2. The method of automated aviation chemical treatment of plants, including the execution of technological operations of chemical treatment of plants, characterized in that the implementation of aviation chemical treatment of plants is carried out by a robotic complex of devices according to claim 1. 3. Способ автоматизированной авиационной химической обработки растений по п. 2, отличающийся тем, что сервисный робот в процессе работы комплекса остается неподвижным. 3. The method of automated aviation chemical treatment of plants according to claim 2, characterized in that the service robot remains stationary during the operation of the complex.
RU2015112506/13A 2015-04-06 2015-04-06 Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof RU2586142C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112506/13A RU2586142C1 (en) 2015-04-06 2015-04-06 Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112506/13A RU2586142C1 (en) 2015-04-06 2015-04-06 Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2586142C1 true RU2586142C1 (en) 2016-06-10

Family

ID=56115284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112506/13A RU2586142C1 (en) 2015-04-06 2015-04-06 Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2586142C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637663C1 (en) * 2016-08-01 2017-12-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" Method of aviation laser treatment of plants in vegetation period
CN107810676A (en) * 2017-11-07 2018-03-20 太仓红码软件技术有限公司 A kind of intelligent environment repair system and its control method based on vegetation plantation
RU179386U1 (en) * 2017-08-09 2018-05-11 Общество с ограниченной ответственностью "АГРОДРОНГРУПП" (ООО "АГРОДРОНГРУПП") Unmanned aerial vehicle for the processing of plants
WO2019031993A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "АгроДронГрупп" Unmanned aerial vehicle for treating plants
CN109552789A (en) * 2018-10-30 2019-04-02 深圳市卓派自动化技术有限公司 Unmanned plane transfer robot, storage system and transfer method, Maintenance and Repair system and method
RU2712710C2 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Vehicle with a sprayer
RU2720020C1 (en) * 2016-11-08 2020-04-23 Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд Method and apparatus for controlling unmanned aerial vehicle for protecting plants
RU2750543C1 (en) * 2020-11-17 2021-06-29 Константин Георгиевич Анимица Complex with automatically flying sprinklers and sprayers for irrigation and chemical treatment of agricultural crops (automatically flying expanders of the coverage of the area of irrigation and chemical treatment of agricultural crops for agricultural machinery)
RU2800212C1 (en) * 2022-11-24 2023-07-19 Общество с ограниченной ответственностью "Системы Точного Земледелия" Automated system for introducing consumables during field agricultural works
US20240292827A1 (en) * 2023-03-02 2024-09-05 Deere & Company Agricultural distribution vehicle and method of use thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000198495A (en) * 1999-01-11 2000-07-18 Yanmar Agricult Equip Co Ltd Control device for radio-controlled helicopter
RU2342284C2 (en) * 2007-01-26 2008-12-27 Сергей Юрьевич Козьяков Complex for aviation chemical works
RU2401684C1 (en) * 2009-07-13 2010-10-20 Олег Федорович Булычев Autonomous self-propelled fire complex

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000198495A (en) * 1999-01-11 2000-07-18 Yanmar Agricult Equip Co Ltd Control device for radio-controlled helicopter
RU2342284C2 (en) * 2007-01-26 2008-12-27 Сергей Юрьевич Козьяков Complex for aviation chemical works
RU2401684C1 (en) * 2009-07-13 2010-10-20 Олег Федорович Булычев Autonomous self-propelled fire complex

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637663C1 (en) * 2016-08-01 2017-12-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" Method of aviation laser treatment of plants in vegetation period
RU2720020C1 (en) * 2016-11-08 2020-04-23 Гуанчжоу Иксэркрафт Текнолоджи Ко., Лтд Method and apparatus for controlling unmanned aerial vehicle for protecting plants
WO2019031993A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Общество с ограниченной ответственностью "АгроДронГрупп" Unmanned aerial vehicle for treating plants
RU179386U1 (en) * 2017-08-09 2018-05-11 Общество с ограниченной ответственностью "АГРОДРОНГРУПП" (ООО "АГРОДРОНГРУПП") Unmanned aerial vehicle for the processing of plants
CN107810676A (en) * 2017-11-07 2018-03-20 太仓红码软件技术有限公司 A kind of intelligent environment repair system and its control method based on vegetation plantation
CN107810676B (en) * 2017-11-07 2020-05-15 龙建路桥股份有限公司 Intelligent environment restoration system based on vegetation planting and control method thereof
RU2712710C2 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Vehicle with a sprayer
CN109552789A (en) * 2018-10-30 2019-04-02 深圳市卓派自动化技术有限公司 Unmanned plane transfer robot, storage system and transfer method, Maintenance and Repair system and method
RU2750543C1 (en) * 2020-11-17 2021-06-29 Константин Георгиевич Анимица Complex with automatically flying sprinklers and sprayers for irrigation and chemical treatment of agricultural crops (automatically flying expanders of the coverage of the area of irrigation and chemical treatment of agricultural crops for agricultural machinery)
WO2022108489A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-27 Константин Георгиевич АНИМИЦА Automatically flying sprayer connectable to ground vehicles
RU2800212C1 (en) * 2022-11-24 2023-07-19 Общество с ограниченной ответственностью "Системы Точного Земледелия" Automated system for introducing consumables during field agricultural works
US20240292827A1 (en) * 2023-03-02 2024-09-05 Deere & Company Agricultural distribution vehicle and method of use thereof
EP4449862A1 (en) * 2023-03-02 2024-10-23 Deere & Company Method and arrangement for operating an agricultural distribution vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2586142C1 (en) Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof
US9382003B2 (en) Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs
CN105223964B (en) A kind of control system for UAV Formation Flight
CN109508041A (en) Plant protection drone group system and plant protection method
CN105278546A (en) Agricultural plant protection unmanned aerial vehicle planting control system
US20180074520A1 (en) Formation flight path coordination of unmanned aerial vehicles
CL2018000999A1 (en) System of autonomous equipment transportable and / or installable on site that allow multiplicity of construction tasks; uav equipment (unmanned aerial vehicle), removable attachment devices that are fixed to work, robot arm and tools to perform complex tasks. method of supply of power charge, continuous fluids and safe supply cable in flight and ground. software, artificial intelligence and devices.
CN108541683A (en) A kind of unmanned plane pesticide spraying system based on convolutional neural networks chip
CN110162103A (en) A kind of unmanned plane independently cooperates with transportation system and method with intelligent vehicle group
CN205455559U (en) Automatic spray formula agricultural unmanned aerial vehicle
CN109814597A (en) The control method of concentrating type plant protection drone control system
CN205121347U (en) Agricultural plant protection unmanned aerial vehicle scatters control system
Yuan et al. Multi-UAVs formation flight control based on leader-follower pattern
CN104494830B (en) A kind of pesticide application method
Borikar et al. Application of drone systems for spraying pesticides in advanced agriculture: a review
CN106371457A (en) Operation method and device for plant protection unmanned aerial vehicle
CN107444644A (en) A kind of unmanned plane movement supply platform and unmanned plane for orchard operation
CN106681400A (en) Quantity-varying spraying system applicable to unmanned aerial vehicle
CN115657724A (en) Manned and unmanned aircraft cooperative formation form transformation system and method
WO2022201031A1 (en) Method for delivering liquid by ejecting a continuous jet and system for implementing said method
KR20200094937A (en) Conveying system using unmanned aerial vehicle and operation method thereof
CN102923306A (en) Wide pesticide spraying unmanned aerial vehicle (UAV) with two UAV bodies
CN207380555U (en) Towards the autonomous UAV system for carrying task
CN206869895U (en) High accuracy positioning self-navigation agricultural robot based on RTK technologies
CN111142563A (en) Cluster plant protection unmanned aerial vehicle operation control method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200407

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210517