CN108377900B - 一种自适应均匀授粉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应均匀授粉装置，包括安装有离心风机的送粉风管和安装在该送粉风管上用于将粉箱内的花粉排入送粉风管内的排粉机构，送粉风管的前端经授粉软管软性连接有花粉喷嘴，送粉风管上设置有摄像机和超声测距传感器，摄像机和超声测距传感器均与ARM控制器相连接；ARM控制器依据摄像机反馈的花朵分布疏密信息电信号控制排粉机构排粉量的多少；ARM控制器依据超声测距传感器反馈的花粉喷嘴与作物间的距离信息电信号控制离心风机的风力大小；送粉风管上安装有受ARM控制器控制通过前后移动带动花粉喷嘴作复杂空间运动实现花粉喷嘴出粉角度自动调节的角度调节机构。本发明操作简单、授粉效率高，并且授粉均匀，能满足大面积授粉作业需求。

Description

一种自适应均匀授粉装置

技术领域

本发明涉及果树的花粉传授装置，特别是能根据环境自动调节的一种授粉装置，具体地说是一种自适应均匀授粉装置。

背景技术

果树需要进行辅助授粉，当前授粉主要采用人工点授或小型机械授粉，人工点授均匀，但作业强度大、效率低，小型机械授粉较人工效率提高，但授粉不均，粉量较难控制，存在浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供能根据种植条件及田间环境，授粉量可控、风力可调、方向可变的一种自适应均匀授粉装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种自适应均匀授粉装置，包括安装有离心风机利用风力输送花粉的送粉风管和安装在该送粉风管上用于将粉箱内的花粉排入送粉风管内的排粉机构，送粉风管的前端经授粉软管软性连接有用于授粉的花粉喷嘴，送粉风管上设置有用于拍摄作物花朵分布疏密信息的摄像机和用于探测花粉喷嘴与作物间距离信息的超声测距传感器，摄像机和超声测距传感器均与内部储有授粉自动控制程序的ARM控制器相连接； ARM控制器依据摄像机反馈的花朵分布疏密信息经内部运算处理后电信号控制排粉机构排粉量的多少，实现授粉装置授粉量的自动调节； ARM控制器依据超声测距传感器反馈的花粉喷嘴与作物间的距离信息经内部运算处理后电信号控制离心风机的风力大小，实现授粉装置授粉风力的自动调节；送粉风管上在靠近前段处安装有受ARM控制器智能控制通过前后移动带动花粉喷嘴作复杂空间运动实现花粉喷嘴出粉角度自动调节的角度调节机构。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的送粉风管由依次相连的第一风管段、锥形过渡段和前管段组成；第一风管段的直径大于前管段的直径，排粉机构安装设置在第一风管段上，角度调节机构设置在前管段上。

上述的第一风管段上固定有安装支架，排粉机构经安装支架固定安装在第一风管段上，排粉机构包括设有电池仓的排粉安装块、排粉电机、减速器和旋转铰笼；排粉安装块固定在安装支架上，该排粉安装块上加工有依次连通的纵向排粉通道、水平排粉通道和纵向排粉口；粉箱螺旋安装在纵向排粉通道上，旋转铰笼转动安装在水平排粉通道内，纵向排粉口安装有用于垂直连通第一风管段的排粉管，排粉电机经减速器驱动旋转铰笼将从粉箱中经纵向排粉通道落入水平排粉通道内的花粉旋转推送至纵向排粉口，花粉由纵向排粉口经排粉管落入送粉风管的第一风管段中；ARM控制器通过控制排粉电机的转速自动调节排粉机构排粉量的多少。

上述的摄像机以及ARM控制器均固定安装在安装支架上，超声测距传感器安装在前管段上，并且摄像机的设置高度高于超声测距传感器的设置高度；安装支架上安装有与ARM控制器相连的开关面板，开关面板上至少设置有启动键和停止键。

上述的角度调节机构由轨道装置、滑块、步进电机、丝杆和连杆组成；轨道装置固定在前管段上，步进电机设置在轨道装置的后端，丝杆转动安装在轨道装置中并与步进电机的动力输出轴相连接，滑块螺旋安装在丝杆上并能在丝杆的旋转驱动下沿轨道装置导向前后移动，连杆的后端固定安装在滑块上并随滑块同步移动，该连杆的前端与花粉喷嘴相铰链；步进电机与ARM控制器控制电路相连接。

上述的前管段上安装在四个角度调节机构，四个角度调节机构在前管段上周向相距90度，花粉喷嘴上加工有环形顶板，环形顶板上等弧度焊接有四个球铰碗，连杆的前端焊接有与该球铰碗铰链配合的球头铰。

与现有的技术相比，本发明的自适应均匀授粉装置安装有内部储有授粉自动控制程序的ARM控制器以及摄像机和超声测距传感器，ARM控制器为授粉装置的核心控制单元，ARM控制器能根据摄像机反馈的花朵分布疏密信息经内部运算处理后电信号控制排粉机构排粉量的多少，实现授粉装置授粉量的自动调节； ARM控制器能依据超声测距传感器反馈的花粉喷嘴与作物间的距离信息经内部运算处理后电信号控制离心风机的风力大小，实现授粉装置授粉风力的自动调节；ARM控制器还能通过摄像机拍摄的花朵密度经内部运算处理后电信号控制角度调节机构伸缩，从而实现花粉喷嘴的出粉口角度的任意调节。

本发明操作简单、授粉效率高，并且授粉均匀，能满足大面积授粉作业需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中排粉机构的剖视结构图；

图3为本发明角度调节机构的装配示意图；

图4为本发明送粉风管的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

其中的附图标记为：摄像机A、超声测距传感器B、ARM控制器C、开关面板D、离心风机1、送粉风管2、第一风管段21、锥形过渡段22、前管段23、排粉机构3、电池仓3a、纵向排粉通道3b、水平排粉通道3c、纵向排粉口3d、安装块31、排粉电机32、减速器33、旋转铰笼34、排粉管35、粉箱4、授粉软管5、花粉喷嘴6、环形顶板61、球铰碗62、角度调节机构7、轨道装置71、滑块72、步进电机73、丝杆74、连杆75、球头铰76、安装支架8。

如图1至图4所示，本发明的一种自适应均匀授粉装置，包括安装有离心风机1利用风力输送花粉的送粉风管2和安装在该送粉风管2上用于将粉箱4内的花粉排入送粉风管2内的排粉机构3，送粉风管2的前端通过授粉软管5软性连接有用于授粉的花粉喷嘴6。花粉喷嘴6通过授粉软管5连接，这样就可以使花粉喷嘴6能根据需要上下左右地调整花粉喷嘴6出粉口的出粉方向。送粉风管2上设置有用于拍摄作物花朵分布疏密信息的摄像机A和用于探测花粉喷嘴6与作物间距离信息的超声测距传感器B，摄像机A和超声测距传感器B均与内部储有授粉自动控制程序的ARM控制器C相连接。ARM控制器C是自适应均匀授粉装置的核心处理单元，负责程序的运算和处理。在授粉操作过程中，ARM控制器C能依据摄像机A反馈的花朵分布疏密信息经内部运算处理后电信号控制排粉机构3排粉量的多少，从而实现本授粉装置授粉量的自动调节。 ARM控制器C还能依据超声测距传感器B反馈的花粉喷嘴6与作物间的距离信息经内部运算处理后电信号控制离心风机1的风力大小，从而实现本授粉装置授粉风力的自动调节。本发明在送粉风管2的前段处还安装有角度调节机构7，ARM控制器C还能通过摄像机A拍摄的花朵分布疏密度经内部运算处理后，电信号智能控制角度调节机构7通过前后伸缩移动，带动花粉喷嘴6作复杂空间运动，从而实现花粉喷嘴6出粉口角度的任意调节，即实现花粉喷嘴6出粉角度自动调节。

实施例中，由图4可以看出，本发明的送粉风管2由依次相连的第一风管段21、锥形过渡段22和前管段23组成；第一风管段21的直径大于前管段23的直径，排粉机构3安装设置在第一风管段21上，角度调节机构7设置在前管段23上。

实施例中，第一风管段21上固定有安装支架8，排粉机构3经安装支架8固定安装在第一风管段21上。排粉机构3包括设有电池仓3a的排粉安装块31、排粉电机32、减速器33和旋转铰笼34；排粉安装块31固定在安装支架8上，该排粉安装块31上加工有依次连通的纵向排粉通道3b、水平排粉通道3c和纵向排粉口3d。本发明的粉箱4的箱口制有螺纹，粉箱4螺旋安装在纵向排粉通道3b的上端口上，旋转铰笼34能转动地安装在水平排粉通道3c内，纵向排粉口3d安装有用于垂直连通第一风管段21的排粉管35。排粉电机32用于为排粉提供动力，排粉电机32通过减速器33驱动旋转铰笼34旋转，粉箱4中的花粉能在自重的作用下经纵向排粉通道3b落入水平排粉通道3c内，排粉电机32驱动旋转铰笼34将从粉箱4中掉落的花粉旋转推送至纵向排粉口3d，花粉再由纵向排粉口3d经排粉管35落入送粉风管2的第一风管段21中；再由第一风管段21内流动的风将花粉向前吹送经花粉喷嘴6喷出。ARM控制器C通过控制排粉电机32的转速自动调节排粉机构3排粉量的多少。

实施例中，如图1所示，摄像机A以及ARM控制器C均固定安装在安装支架8上，超声测距传感器B安装在前管段23上，并且摄像机A的设置高度高于超声测距传感器B的设置高度；安装支架8上安装有与ARM控制器C相连的开关面板D，开关面板D上至少设置有启动键和停止键。

实施例中，如图3所示，角度调节机构7由轨道装置71、滑块72、步进电机73、丝杆74和连杆75组成；轨道装置71固定在前管段23上，步进电机73设置在轨道装置71的后端，丝杆74转动安装在轨道装置71中并与步进电机73的动力输出轴相连接，滑块72螺旋安装在丝杆74上并能在丝杆74的旋转驱动下沿轨道装置71导向前后移动，连杆75的后端固定安装在滑块72上并随滑块72同步移动，该连杆75的前端与花粉喷嘴6相铰链；步进电机73与ARM控制器C控制电路相连接，通过ARM控制器C控制步进电机73的正反转来控制连杆75的前进伸出或后退收缩，花粉喷嘴6的出粉口出粉方向的调节。

实施例中，前管段23上安装在四个角度调节机构7，四个角度调节机构7在前管段23上周向相距90度设置，花粉喷嘴6上加工有环形顶板61，环形顶板61上等弧度焊接有四个球铰碗62，连杆75的前端焊接有与该球铰碗62铰链配合的球头铰76。ARM控制器C根据摄像机A拍摄的花朵分布疏密度经内部运算处理后，电信号控制每个角度调节机构7中的步进电机73，使每个步进电机73的旋转方向和速度不同，从而使花粉喷嘴6能作出复杂的空间运动，达到花粉喷嘴6出粉口任意角度调节的目的。

本发明用于果树授粉，能根据不同的种植条件及田间环境，授粉量可控，风力可调，方向可变。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种自适应均匀授粉装置，包括安装有离心风机(1)利用风力输送花粉的送粉风管(2)和安装在该送粉风管(2)上用于将粉箱(4)内的花粉排入送粉风管(2)内的排粉机构(3)，其特征是：所述的送粉风管(2)的前端经授粉软管(5)软性连接有用于授粉的花粉喷嘴(6)，所述的送粉风管(2)上设置有用于拍摄作物花朵分布疏密信息的摄像机(A)和用于探测花粉喷嘴(6)与作物间距离信息的超声测距传感器(B)，所述的摄像机(A)和超声测距传感器(B)均与内部储有授粉自动控制程序的ARM控制器(C)相连接；所述的ARM控制器(C)依据摄像机(A)反馈的花朵分布疏密信息经内部运算处理后电信号控制排粉机构(3)排粉量的多少，实现授粉装置授粉量的自动调节；所述的ARM控制器(C)依据超声测距传感器(B)反馈的花粉喷嘴(6)与作物间的距离信息经内部运算处理后电信号控制离心风机(1)的风力大小，实现授粉装置授粉风力的自动调节；所述的送粉风管(2)上在靠近前段处安装有受ARM控制器(C)智能控制通过前后移动带动花粉喷嘴(6)作复杂空间运动实现花粉喷嘴(6)出粉角度自动调节的角度调节机构(7)；

所述的送粉风管(2)由依次相连的第一风管段(21)、锥形过渡段(22)和前管段(23)组成；所述的第一风管段(21)的直径大于前管段(23)的直径，所述的排粉机构(3)安装设置在第一风管段(21)上，所述的角度调节机构(7)设置在前管段(23)上；

所述的第一风管段(21)上固定有安装支架(8)，所述的排粉机构(3)经安装支架(8)固定安装在第一风管段(21)上，所述的排粉机构(3)包括设有电池仓(3a)的排粉安装块(31)、排粉电机(32)、减速器(33)和旋转铰笼(34)；所述的排粉安装块(31)固定在安装支架(8)上，该排粉安装块(31)上加工有依次连通的纵向排粉通道(3b)、水平排粉通道(3c)和纵向排粉口(3d)；所述的粉箱(4)螺旋安装在纵向排粉通道(3b)上，所述的旋转铰笼(34)转动安装在水平排粉通道(3c)内，所述的纵向排粉口(3d)安装有用于垂直连通第一风管段(21)的排粉管(35)，排粉电机(32)通过减速器(33)驱动旋转铰笼(34)旋转，粉箱(4)中的花粉能在自重的作用下经纵向排粉通道(3b)落入水平排粉通道(3c)内，排粉电机(32)驱动旋转铰笼(34)将从粉箱(4)中掉落的花粉旋转推送至纵向排粉口(3d)；花粉再由纵向排粉口(3d)经排粉管(35)落入送粉风管(2)的第一风管段(21)中；再由第一风管段(21)内流动的风将花粉向前吹送经花粉喷嘴(6)喷出；所述的ARM控制器(C)通过控制排粉电机(32)的转速自动调节排粉机构(3)排粉量的多少；

所述的角度调节机构(7)由轨道装置(71)、滑块(72)、步进电机(73)、丝杆(74)和连杆(75)组成；所述的轨道装置(71)固定在前管段(23)上，所述的步进电机(73)设置在轨道装置(71)的后端，所述的丝杆(74)转动安装在轨道装置(71)中并与步进电机(73)的动力输出轴相连接，所述的滑块(72)螺旋安装在丝杆(74)上并能在丝杆(74)的旋转驱动下沿轨道装置(71)导向前后移动，所述的连杆(75)的后端固定安装在滑块(72)上并随滑块(72)同步移动，该连杆(75)的前端与花粉喷嘴(6)相铰链；所述的步进电机(73)与ARM控制器(C)控制电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种自适应均匀授粉装置，其特征是：所述的摄像机(A)以及ARM控制器(C)均固定安装在安装支架(8)上，所述的超声测距传感器(B)安装在前管段(23)上，并且所述的摄像机(A)的设置高度高于超声测距传感器(B)的设置高度；所述的安装支架(8)上安装有与ARM控制器(C)相连的开关面板(D)，所述的开关面板(D)上至少设置有启动键和停止键。

3.根据权利要求2所述的一种自适应均匀授粉装置，其特征是：所述的前管段(23)上安装在四个角度调节机构(7)，四个所述的角度调节机构(7)在前管段(23)上周向相距90度，所述的花粉喷嘴(6)上加工有环形顶板(61)，所述的环形顶板(61)上等弧度焊接有四个球铰碗(62)，所述的连杆(75)的前端焊接有与该球铰碗(62)铰链配合的球头铰(76)。

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