CN106946057A - 生物投放器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物投放器，所述生物投放器包括：生物容器存放室，生物容器存放室用于放置生物容器，生物容器用于容纳生物；传送装置，传送装置用于将从生物容器存放室输出的生物容器向生物投放器的投放腔传送；加速装置，加速装置设置于生物投放器的投放腔，加速装置接收传送装置传送来的生物容器，将生物容器加速后向投放腔的投放端传送；以及分离撞击部，分离撞击部设置于投放腔的投放端，经过加速装置加速的生物容器将碰撞分离撞击部，碰撞分离撞击部后的生物容器分解并从投放端脱离生物投放器。本发明的生物投放器能够实现生物容器被可靠地投放。

Description

生物投放器

技术领域

本发明涉及一种生物投放器，特别是涉及一种能够搭载于无人机使用的生物投放器，尤其是该生物为赤眼蜂。

背景技术

在农业生产中,目前对害虫的防治主要有农药防治和生物防治两种。在农药防治中通常使用无人机向植物喷洒化学药液或者播撒粉末药剂等，这种防治虫害的方法存在以下缺点：农药会造成环境污染，危害人体健康，同时农药的利用率低且容易被植物吸收。在食品安全受到共度关注的今天，使用生物防治害虫的方法已经越来越受欢迎且具有显著的社会意义。

目前，主要采用人工将放置有生物的生物容器投放到植物上或植物种植地中来实现生物防治害虫的目的。但是人工投放生物容器的方法，作业效率低，工作强度大；同时考虑到生物防治害虫的防治效果受投放时间的影响，因此，提高投放效率对于防治虫害的效果有极大影响。

近年出现投放器配合飞行器、如无人机使用，与人工投放相比，提高了作业效率，降低了工作强度。但是已有投放器的结构复杂，在实际应用过程中可靠性不高，另外存在一定的出错率，不能高效、准确地完成生物容器的投放。

发明内容

发明要解决的问题

针对前述提及的现有技术中存在的技术问题。本发明提供一种生物投放器，其能够高效、准确、可靠地完成生物容器的投放工作，而且其结构简单、成本低、易于生产制造。

用于解决问题的方案

根据本发明的生物投放器，其包括：生物容器存放室，所述生物容器存放室用于放置生物容器，所述生物容器用于容纳生物；传送装置，所述传送装置用于将从所述生物容器存放室输出的所述生物容器向所述生物投放器的投放腔传送；加速装置，所述加速装置设置于所述生物投放器的投放腔，所述加速装置接收所述传送装置传送来的所述生物容器，将所述生物容器加速后向所述投放腔的投放端传送；以及分离撞击部，所述分离撞击部设置于所述投放腔的投放端，经过所述加速装置加速的所述生物容器将碰撞所述分离撞击部，碰撞所述分离撞击部后的所述生物容器分解并从所述投放端脱离所述生物投放器。

所述传送装置包括螺旋输送机和驱动部，所述驱动部驱动所述螺旋输送机，所述螺旋输送机接收所述生物容器存放室输出的所述生物容器，并将所述生物容器向所述生物投放器的投放腔传送。

所述加速装置包括两个转动装置，所述两个转动装置能相对彼此同步反向旋转，所述两个转动装置之间具有传送间隙，从所述传送装置传送的所述生物容器能进入所述传送间隙，并被所述两个转动装置驱动而加速离开所述传送间隙。

所述加速装置还包括多个阻力摩擦圈，每个所述转动装置的外周上安装有至少一个所述阻力摩擦圈。

所述两个转动装置能够对被其驱动的所述生物容器进行挤压，使得至少一部分所述生物容器在挤压力的作用下发生分解。

所述分离撞击部为板状结构；和/或

从侧面观察时，所述分离撞击部的一端沿水平延伸，另一端向下延伸，两端之间为圆弧状结构。

所述投放端具有向下开放的投放口，碰撞所述分离撞击部后的所述生物容器从所述投放口被向下投放而脱离所述生物投放器。

所述生物容器为由两个半球壳组合而成的球体，所述球体在外力作用下能分解为所述两个半球壳，所述半球壳的半球面设置有生物挡板，所述生物挡板设置有供所述生物离开的孔。

所述生物投放器包括控制装置，其用于控制所述传送装置和所述加速装置两者的传送速度。

所述生物容器存放室由倒置棱台形容器构成。

所述生物容器存放室的侧面设置有加载所述生物容器的通道。

所述传送装置位于所述生物容器存放室的下方。

所述生物投放器能够安装于无人机。

所述生物投放器为赤眼蜂投放器。

此外，根据本发明的一种赤眼蜂投放器，其包括：

壳体，其包括自下而上设置的底座和用于放置人工蜂巢的蜂巢存放室，在所述底座中设置有与所述蜂巢存放室连通的矩形容纳腔以及设置在所述矩形容纳腔两端的第一安装部和第二安装部；

螺旋传送装置，其包括螺旋驱动轴和与所述螺旋驱动轴连接的传动步进电机，所述传动步进电机安装于所述第一安装部，所述螺旋驱动轴位于所述矩形容纳腔内；

加速装置，其安装于所述第二安装部，并且包括两个外转子驱动电机和围绕安装于所述外转子电机外周的阻力摩擦圈，所述加速装置能够使得所述人工蜂巢从所述螺旋传送装置经由两个所述阻力摩擦圈之间实现挤压和加速；

分离撞击板，其沿所述第二安装部的上盖板向外延伸的同时向下弯曲。

所述人工蜂巢为由两个半球壳组合而成的球体，所述半球壳的半球面设置有蜂巢挡板，在由所述蜂巢挡板与所述半球壳封闭的空间内装有赤眼蜂蜂卵体，所述蜂巢挡板上设置有多个尺寸大于赤眼蜂幼虫而小于所述蜂卵体的孔。

在所述加速装置中，两个所述外转子驱动电机在水平方向上沿与所述螺旋驱动轴轴线垂直的方向布置，并且所述螺旋驱动轴的轴头靠近两个所述外转子电机的安装间隙的中央，并且两个所述外转子驱动电机的转动方向设置为：

从所述蜂巢存放室上方观察，所述外转子驱动电机靠近所述螺旋驱动轴轴线侧的转动方向的切线方向为沿所述螺旋驱动轴指向所述分离撞击板的方向，

并且所述安装间隙小于所述人工蜂巢的直径。

所述蜂巢存放室为内壁光滑的倒置棱台形容器结构。

在所述壳体中，在所述蜂巢存放室与所述底座之间设置有沿所述蜂巢存放室侧壁竖直向下延伸的过渡部，所述过渡部内部贯通所述蜂巢存放室和所述矩形容纳腔。

所述壳体设置为由沿与所述螺旋驱动轴轴线平行的方向竖直分开的两个半壳体组合而成，或者所述壳体设置为由上下分开的壳体部和底板组合而成。

在所述壳体的上部设置有用于将所述赤眼蜂投放器悬挂于无人机的安装件，在所述安装件上设置有多个悬挂构件。

在所述蜂巢存放室的侧壁上设置有用于加载所述人工蜂巢的加载通道。

所述赤眼蜂投放器还包括用于对所述螺旋输送装置和所述分离加速装置进行速度和开关的控制的电子调速器。

发明的效果

本发明的生物投放器结构简单、容易操作、方便维修、生产制造成本低。尤其是，根据本发明的生物投放器悬挂于无人机下方，可实现生物容器被可靠地投放。

附图说明

图1为本发明的生物投放器的总体结构示意图；

图2为本发明的生物投放器的总体结构的透明视图；

图3为本发明的生物投放器沿图2中面A切开后的第一半壳体100a的示意图；

图4为本发明的生物投放器沿图2中面A切开后的第二半壳体100b的示意图；

图5为本发明的生物投放器的加速装置的结构示意图；

图6为本发明的生物投放器中的人工蜂巢的结构示意图；

图7为本发明的生物投放器的工作流程系统框图；

图8位本发明生物投放器安装到无人机的结构示意图；

图9为本发明的生物投放器实际作业效果图。

附图标记说明

100(100a，100b)-壳体；110-安装件；111-悬挂构件；120-加载通道；130-生物容器存放室；140-底座；141-第一安装部；142-第二安装部；142a-上盖板；142b-下盖板；143-腔体；144-腔部；144a-开口侧；150-矩形容纳腔；160-壳体连接部；170-矩形过渡部；200-螺旋传送装置；210-螺旋驱动轴；220-传动步进电机；300-加速装置；310a-外转子电机；310b-外转子电机；320-阻力摩擦橡胶圈；400-分离撞击板；500-生物容器(人工蜂巢)；510-半球壳；520-挡板；530-孔。

具体实施方式

本发明的生物投放器包括前述的生物容器存放室、传送装置、加速装置、分离撞击部。以下参考附图，对本发明的生物投放器进行详细的描述和说明。

参照图1至图5，本发明的生物投放器包括壳体100、螺旋传送装置200、加速装置300和分离撞击板400。在本实施方式中，传送装置为螺旋传送装置200，分离撞击部为分离撞击板400。壳体100用于放置生物容器500和安装螺旋传送装置200以及加速装置300。

壳体100的上部设置为生物容器存放室130。本实施方式中的生物容器存放室130为例如内壁光滑的倒置四棱台形容器结构。壳体100的下部设置有底座140，在底座140中设置有与生物容器存放室130连通的矩形容纳腔150以及设置在矩形容纳腔150两侧的用于安装螺旋传送装置200的第一安装部141和用于安装加速装置300的第二安装部142。在生物容器存放室130与底座140之间形成有沿倒置四棱台形容器结构底边向下竖直延伸的矩形过渡部170，矩形过渡部170内部贯通生物容器存放室130和矩形容纳腔150。在底座140中，位于矩形容纳腔150一侧的第一安装部141设置为具有腔体143的矩形体；位于矩形容纳腔150另一侧的第二安装部142设置为与矩形容纳腔150连通的腔部144，该腔部144远离矩形容纳腔150的一侧为开口侧144a。被加速装置300加速后的生物容器500通过开口侧144a向分离撞击板400撞击而分解。

参考图2和图3，螺旋传送装置200包括驱动部和螺旋输送机。其中，驱动部为传动步进电机220，螺旋输送机为螺旋驱动轴210。螺旋驱动轴210位于矩形容纳腔150中，传动步进电机220安装于第一安装部141的腔体143中，并且与螺旋驱动轴210连接，用于驱动螺旋驱动轴210转动以向加速装置300输送生物容器500。在本实施方式中，所述螺旋驱动轴优选地为螺旋拱球驱动轴。

参考图1至图3以及图5，加速装置300安装于第二安装部142。加速装置300包括两个转动装置，所述两个转动装置能相对彼此同步反向旋转，所述两个转动装置之间具有传送间隙，从所述传送装置传送的所述生物容器能进入所述传送间隙，并被所述两个转动装置驱动而加速离开所述传送间隙。其中，两个转动装置优选地为两个外转子电机310a和310b。两个外转子电机310a和310b安装在水平方向并且与螺旋驱动轴210的轴线垂直的面上，螺旋驱动轴210的轴头端靠近两个外转子电机310a和310b的安装间隙的大致中央位置。在这里，两个外转子电机310a和310b的安装间隙设定为小于生物容器500。如图5所示，在本实施方式中，外转子电机310a安装于腔部144的下盖板142b，外转子电机310b安装于腔部144的上盖板142a(图5中省略上盖板142a)。

加速装置还包括多个阻力摩擦圈，每个所述转动装置的外周上安装有至少一个所述阻力摩擦圈。在本实施例中，在两个外转子电机310a和310b的外周上均围绕安装有阻力摩擦橡胶圈320，并且两个外转子电机310a和310b的外周的阻力摩擦橡胶圈320处于相同水平高度。两个外转子电机310a和310b的转动方向设置为：如图5所示，从生物容器存放室130的上方向下观察时，外转子电机310a的转向为顺时针方向，外转子电机310b的转向为逆时针方向，由于阻力摩擦橡胶圈320的作用，即能够实现将螺旋传送装置200的螺旋驱动轴210传送过来的生物容器500带动进入两个外转子电机310a和310b的安装间隙，然后通过加速装置300对生物容器500进行挤压和加速，使得生物容器500经过安装间隙后以更快的速度向前运动。在生物容器500通过加速装置300后，由于两个外转子电机310a和310b外周的挤压作用，优选地，至少部分生物容器500已发生分解。

参考图1至图4，根据本发明的生物投放器的分离撞击板400，从侧面观察时，分离撞击板400的一端水平延伸并连接到第二安装部142，另一端向下延伸，两端之间为90度圆弧状结构。该分离撞击板400的作用为，当生物容器500被加速装置300加速后向分离撞击板400方向飞出，由于生物容器500以较高的速度飞出，因此其会以较大的冲击力撞击分离撞击板400。未分解的生物容器500进一步分解。

本发明的生物投放器的投放端具有向下开放的投放口，碰撞所述分离撞击部后的所述生物容器从所述投放口被向下投放而脱离所述生物投放器。

在本实施方式中，优选地，在生物容器存放室130的倒置棱台形容器结构的上棱边的相对的两个棱边上设置有横跨该两个棱边的用于将生物投放器悬挂于无人机的安装件110，安装件110可以设置为一个或者多个，在每一安装件110上设置有一个或多个悬挂构件111。更优选地，在壳体100中，在生物容器存放室130的倒置四棱台形容器结构的一侧壁上设置有加载通道120，该加载通道120设置为与侧壁形成一定角度向容器外侧倾斜，并且加载通道120的边缘与生物容器存放室130的上边缘平齐。设置该通道的目的在于，当该生物投放器安装到无人机后，可以通过加载通道120向生物容器存放室130内加载生物容器500，而且再次加入生物容器500时，不需要将生物投放器拆下，便可直接加载生物容器500，方便易操作。

如图3和图4所示，对于壳体100的具体结构，可进一步优选地设置为沿图示中的A面切开的两个半壳体结构，即第一半壳体100a和第二半壳体100b，这种壳体的构造既便于壳体100的加工，同时也便于螺旋传送装置200和加速装置300的安装，同样地，壳体100也可以设置为上下分体结构，即设置为由壳体部和底板组合而成，只要是便于壳体100的加工和螺旋传送装置200和加速装置300的安装，该壳体也可以具有其他成型结构。而对于生物容器存放室130不限于上述形状，只要是便于存放生物容器500，并且可以通过该容器将生物容器500汇集到矩形容纳腔150即可。

同样地，对于分离撞击板400，也可以设置为与壳体100一样的两个半壳体，并且分离撞击板400的半壳体结构可以与相对应的壳体100的半壳体结构一体成型。在壳体100设置为分体结构时，两个半壳体在相对应的部位设置有壳体连接部160，壳体连接部160可以根据需要设置为多个，对于壳体连接部160的结构没有特别地限定，只要能够将两个半壳体牢固地结合在一起即可。

优选地，生物容器500可以是一种装有赤眼蜂蜂卵体的人工蜂巢500，其具体结构如图6所示，人工蜂巢500为由两个半球壳510扣合而成的球形，每一半球壳510的半球面部设置有挡板520。两个半球壳510之间设置有连接线。在由挡板520封闭的半球壳510内装有蜂卵体(图中未示出)，蜂卵体包括赤眼蜂卵，挡板520上设置有多个孔530。所述孔530能供生物离开生物容器。优选地，孔530的尺寸小于蜂卵体，而大于赤眼蜂幼虫体，以便于蜂卵体在发育成幼虫之前不会从挡板520中的孔530掉出。待蜂卵体中的蜂卵发育成幼虫后从挡板520上的孔530爬出，从而实现赤眼蜂预防害虫的目的。在这里，对于孔530的具体尺寸和形状没有特别地限定，只要其能够满足既防止蜂卵体掉出，又能够允许赤眼蜂幼虫爬出即可。

优选地，人工蜂巢500的外径优选大于等于40mm，两个外转子电机310a和310b的安装间隙相应优选为小于40mm，进一步优选为36mm至38mm，以便于在人工蜂巢500经过安装间隙时受到一定的挤压和加速。

优选地，根据本发明的生物投放器还可包括用于对螺旋传送装置200和加速装置300进行速度和开关控制的电子调速器(图中未示出)。

对于本实施方式中的与螺旋传送装置200和加速装置300连接的电源控制系统可以设置为独立的电源，也可以接入无人机电路系统。

参考图1至图6及图7的本发明的生物投放器的工作流程系统框图，以赤眼蜂为例，本发明的生物投放器的工作过程及原理为：将生物投放器通过安装件110悬挂在无人机下方，将生物容器、例如人工蜂巢500通过加载通道120装入生物容器存放室130。无人机启动进入工作区后，电源控制系统控制传送装置、例如螺旋传送装置200及加速装置300开启，驱动部、例如传动步进电机220带动螺旋驱动轴210开始转动，生物容器、例如人工蜂巢500由螺旋驱动轴210送入到加速装置300。由于加速装置、例如两个外转子电机310a和310b上的阻力摩擦橡胶圈320的摩擦阻力作用，人工蜂巢500被带入两个外转子电机310a和310b之间的安装间隙，进行挤压和加速。加速后的人工蜂巢500的至少部分例如50％已经完成分离。由于经过安装间隙的人工蜂巢500具有较高的速度，使得生物容器、例如人工蜂巢500以较大的冲击力撞击分离撞击部、例如分离撞击板400，从而完成所有生物容器、例如人工蜂巢500的分离。

在上述工作过程中，能够通过控制装置、例如电子调速器(图中未示)控制传送装置、例如螺旋传送装置200和加速装置300的速度，以满足实际作业需求。分离后的生物容器、人工蜂巢500为至少一根线连接的两个半球壳510，其自由降落后悬挂在玉米或其他植物的植株上。生物、例如赤眼蜂蜂卵变成幼虫后从生物容器、例如人工蜂巢的挡板520的孔530爬出，寻找防治或寄生对象，从而实现防治害虫的目的。

参考图8和图9，本发明的生物投放器例如悬挂于无人机下方，其整体结构简单、容易操作、方便维修更换，而且由于其体积小、质量轻，适合与无人机搭载配套使用。

本发明的生物投放器，在生物容器存放室130的下方设置有矩形容纳腔150，螺旋驱动轴210安装于矩形容纳腔150内，由传动步进电机220带动螺旋驱动轴210完成生物容器500的输送，通过电子调速器控制螺旋传送装置200和加速装置300的速度和开关，使得生物容器的投放均匀、可靠、无遗漏。

尽管在上述示例性的实施方式中，外转子电机310a安装在腔部144的下盖板142b，外转子电机310b安装在腔部144的上盖板142a，但是应当理解为，本发明对于外转子电机310a和310b的安装方式没有特别限定，只要确保加速装置300能够使得生物容器500从螺旋传送装置200经由加速装置300实现挤压和加速即可。

尽管在上述示例性的实施方式中，本发明的生物投放器中围绕安装于外转子电机310a和310b的阻力摩擦圈为橡胶材质，但是应当理解为本发明中的阻力摩擦圈也可以选用摩擦系数大的其他材质，例如塑料等。

尽管在上述示例性的实施方式中，本发明的生物投放器中只设置有一组螺旋传送装置200和加速装置300，但是应当理解为本发明的生物投放器能够同时包括两组或多组螺旋传送装置200和加速装置300，以提高工作效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物投放器，其特征在于，其包括：

生物容器存放室，所述生物容器存放室用于放置生物容器，所述生物容器用于容纳生物；

传送装置，所述传送装置用于将从所述生物容器存放室输出的所述生物容器向所述生物投放器的投放腔传送；

加速装置，所述加速装置设置于所述生物投放器的投放腔，所述加速装置接收所述传送装置传送来的所述生物容器，将所述生物容器加速后向所述投放腔的投放端传送；以及

分离撞击部，所述分离撞击部设置于所述投放腔的投放端，经过所述加速装置加速的所述生物容器将碰撞所述分离撞击部，碰撞所述分离撞击部后的所述生物容器分解并从所述投放端脱离所述生物投放器。

2.根据权利要求1所述的生物投放器，其特征在于，所述传送装置包括螺旋输送机和驱动部，所述驱动部驱动所述螺旋输送机，所述螺旋输送机接收所述生物容器存放室输出的所述生物容器，并将所述生物容器向所述生物投放器的投放腔传送。

3.根据权利要求1所述的生物投放器，其特征在于，所述加速装置包括两个转动装置，所述两个转动装置能相对彼此同步反向旋转，所述两个转动装置之间具有传送间隙，从所述传送装置传送的所述生物容器能进入所述传送间隙，并被所述两个转动装置驱动而加速离开所述传送间隙。

4.根据权利要求3所述的生物投放器，其特征在于，所述加速装置还包括多个阻力摩擦圈，每个所述转动装置的外周上安装有至少一个所述阻力摩擦圈。

5.根据权利要求3或4所述的生物投放器，其特征在于，所述两个转动装置能够对被其驱动的所述生物容器进行挤压，使得至少一部分所述生物容器在挤压力的作用下发生分解。

6.根据权利要求1所述的生物投放器，其特征在于，所述分离撞击部为板状结构；和/或

从侧面观察时，所述分离撞击部的一端沿水平延伸，另一端向下延伸，两端之间为圆弧状结构。

7.根据权利要求1所述的生物投放器，其特征在于，所述投放端具有向下开放的投放口，碰撞所述分离撞击部后的所述生物容器从所述投放口被向下投放而脱离所述生物投放器。

8.根据权利要求1所述的生物投放器，其特征在于，所述生物投放器包括控制装置，其用于控制所述传送装置和所述加速装置两者的传送速度。

9.根据权利要求1-4、6-8中任一项所述的生物投放器，其特征在于，所述生物投放器能够安装于无人机。

10.根据权利要求1-4、6-8中任一项所述的生物投放器，其特征在于，所述生物投放器为赤眼蜂投放器。