CN112345289A - 无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置 - Google Patents

无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置 Download PDF

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Abstract

本发明的无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,包括无人机、无人机支架、机械手滑轨,左机械手、右机械手、切断机构、识别系统以及称重系统,无人机包括具有飞行能力的无人机主体、无人机摄像头、采集综合控制模块、电池、无线信号收发装置,无人机支架上固定有称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸,机械手滑轨包括上滑轨、左机械手固定块、右机械手滑块、机械手横移电缸、左连接架和右连接架,左机械手包括左半环体,右机械手包括右半环体,切断机构包括驱动电机、主动轮、刀片丝杆、从动轮、皮带、刀片滑块以及刀片。本发明可以使工作人员直接远程遥控草原植被样方的识别采集称重,极大的降低工作人员行程上的劳动强度。

Description

无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置
技术领域
本发明涉及环境检测的领域,具体涉及无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置。
背景技术
我国的草原生态系统是欧亚大陆温带草原生态系统的重要组成部分。它的主体是东北-内蒙古的温带草原。草原生态系统所处地区的气候大陆性较强、降水量较少,年降水量一般都在250-450毫米,而且变化幅度较大。蒸发量往往都超过降水量。根据自然条件和生态学区系的差异,大致可将我国的草原生态系统分为三个类型:草甸草原、典型草原、荒漠草原。其中以荒漠草原治理难度最大,在我国,荒漠草原主要分布于内蒙古的京二线以西地区,如西苏旗等地。荒漠草原群种由旱生丛生小禾草组成,常混生大量旱生小半灌木。
草原植被样本的采集是草原生态环境检测与修复的重要环节,目前,草原植被样本采集方法依然是采用人工在标定区域内使用铲刀等工具将植物根茎分离,然后将植物进行分类装袋,带回实验室烘干称重。工作量很大。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题,提供一种无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置。
为实现上述技术目的,本发明采取的技术方案为:
无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其中:包括无人机、无人机支架、机械手滑轨,左机械手、右机械手、切断机构、识别系统以及称重系统,其中,
无人机包括具有飞行能力的无人机主体、无人机摄像头、采集综合控制模块、电池、无线信号收发装置,无人机摄像头用于采集草原地面信息,并将信息通过无线信号收发装置发送至远程控制端,远程控制端向无线信号收发装置发送信号,控制无人机主体升降;
无人机支架固定在无人机主体下方,无人机支架上固定有称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸,称重横移电缸的电缸轴水平设置,称重横移电缸的电缸轴前端通过竖直的称重连接杆与称重系统固定连接,称重横移电缸伸缩时,能带动称重系统横移,机械手滑轨升降电缸的电缸轴竖直设置,机械手滑轨升降电缸的电缸轴下端与机械手滑轨固定连接,机械手滑轨升降电缸伸缩时,能带动机械手滑轨、左机械手、右机械手、切断机构和识别系统整体上下移动;
机械手滑轨包括上滑轨、左机械手固定块、右机械手滑块、机械手横移电缸、左连接架和右连接架,左机械手固定块固定在机械手滑轨升降电缸的电缸轴下端,
上滑轨水平设置,左机械手固定块固定在上滑轨上,右机械手滑块滑动设置在上滑轨上,机械手横移电缸一端固定在左机械手固定块上,另一端固定在右机械手滑块上,机械手横移电缸伸缩时,能使右机械手滑块远离或靠近左机械手固定块,左连接架的上端与左机械手固定块固定连接,右连接架的上端与右机械手滑块固定连接,左连接架和右连接架竖直设置;
左机械手包括左半环体,左半环体左端与左连接架的下端固定连接,左半环体的下部设置有水平的左切槽,
右机械手包括右半环体,右半环体右端与右连接架的下端固定连接,右半环体的下部设置有水平的右切槽,
左半环体右端和右半环体左端能相互对齐合抱形成一完整环体;
切断机构包括驱动电机、主动轮、刀片丝杆、从动轮、皮带、刀片滑块以及刀片,驱动电机固定在右半环体的右端或右连接架下端,驱动电机的转轴与主动轮的轮心连接,刀片丝杆左端定位在右半环体上,且刀片丝杆能相对于右半环体旋转,从动轮轮心固定在刀片丝杆右端,主动轮和从动轮通过皮带传动连接,刀片滑块安装在刀片丝杆上,刀片的右端固定在刀片滑块上,刀片左侧面为锋锐尖面,刀片左端正对着右切槽,
当左半环体与右半环体合抱形成一完整环体,左切槽与右切槽对齐,驱动电机能驱动主动轮旋转,使刀片滑块向左滑动,刀片左移从右切槽横切进入左切槽中,使该完整环体成为一底部由刀片刀身组成的上开口桶体;
识别系统包括横向安装板、白光灯、高光谱相机以及激光雷达,横向安装板安装在右半环体的上部,当左半环体与右半环体合抱形成一完整环体时,横向安装板位于该环体正上方,能遮挡照进环体内侧的阳光,白光灯、高光谱相机以及激光雷达均安装在横向安装板上,
白光灯将环体内空间照亮,使环体内充满亮度一定的光线,高光谱相机采集位于环体内的植被样方的光谱信息,并将该信息通过信号线发送至采集综合控制模块,激光雷达能将激光信号向下射出,并接收经植被样方反射的激光信号,从而得出植被样方的高度及面积,激光雷达将测得的植被样方高度及面积信息通过信号发射器发送至采集综合控制模块,采集综合控制模块通过将获得的植被样方光谱信息与已知的各种植被光谱信息对比,即可获知位于环体内的植被样方属于何种植被,通过环体内的植被样方的高度及面积信息获知植被样方长势状态;
称重系统包括上端开口的收集碗、热干风机、称重秤板以及碗底开合电缸,收集碗与称重连接杆下端固定连接,左半环体、右半环体合抱形成的环体横截面形状与收集碗的横截面形状相适应,热干风机固定在收集碗侧面,能向收集碗内吹风,对位于收集碗内的植被样方烘干,称重秤板固定在收集碗的底板上表面,能对位于收集碗内的植被样方称重,收集碗的底板与收集碗的侧板铰接配合,碗底开合电缸与称重连接杆固定连接,碗底开合电缸的电缸轴与收集碗的底板固定连接,碗底开合电缸伸缩时,能带动收集碗的底板开合。
为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:
上述的采集综合控制模块具备储存单元,采集综合控制模块同时与高光谱相机、激光雷达和称重秤板连接,采集综合控制模块能将环体内的植被样方属于何种植被的信息、环体内的植被样方长势状态以及称重秤板称得的植被样方重量进行储存、归类,然后存储于储存单元中。
上述的采集综合控制模块分别与称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸、机械手横移电缸、驱动电机、白光灯、热干风机以及碗底开合电缸连接,并控制以上结构运作。
上述的采集综合控制模块、称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸、机械手横移电缸、驱动电机、白光灯、热干风机、碗底开合电缸、高光谱相机、激光雷达和称重秤板均与电池连接,并从电池处获得电能。
上述的采集综合控制模块为微型电脑。
上述的刀片上设置有多个土粒穿孔,土粒穿孔上下贯穿刀片的刀身,刀片滑块为震动电机,刀片滑块与采集综合控制模块连接,在采集综合控制模块的控制下运作,刀片滑块与与电池连接,并从电池处获得电能,刀片滑块能带动刀片震动,使位于刀片上的植被样方上的土从土粒穿孔漏下。
本发明具有以下优点:
1、通过无人机直接带着具有草原植被样方识别采集称重一体的装置降落到植被样方采集区域,对植被样方进行采集,可以使工作人员直接远程遥控草原植被样方的识别采集称重,极大的降低工作人员行程上的劳动强度。
2、本发明的装置在通过采集综合控制模块控制左机械手和右机械手合围出一片植被样方,通过切断机构将植被样方切断收集,通过识别系统识别植被样方的种类以及长势状态,通过称重系统对植被样方进行称重,采集综合控制模块将植物种类、长势状态、重量信息进行归类整理,经过若干次采集后,即可获得一个关于该草原的植物种类、长势状态和重量信息的大数据样本,为草原生态治理提供基础信息。
3、本发明的刀片上设置有多个土粒穿孔,刀片滑块为震动电机,当刀片切断植物根茎结合处时,难免会带入部分土壤至刀片上部,通过刀片滑块带动刀片震动,使位于刀片上的植被样方上的土从土粒穿孔漏下,能有效提高植物样本的称重准确度。
4、本发明在称重系统中设置热干风机,能对植物样本吹热干风,防止植物样本上沾有水滴露珠,有效提高植物样本的称重准确度。
附图说明
图1是本发明的结构图;
图2是草原植被样方识别采集称重一体装置未进行采集时的正视图;
图3是图2中左机械手、右机械手、切断机构和称重系统位置状态俯视图;
图4是左机械手、右机械手落地后合围的示意图;
图5是图4中左机械手、右机械手、切断机构和称重系统位置状态俯视图;
图6是刀片切入左右切槽的示意图;
图7是图6中左机械手、右机械手、切断机构和称重系统位置状态俯视图;
图8是左机械手和右机械手采集到植物样方后抬起的示意图;
图9是图8中左机械手、右机械手、切断机构和称重系统位置状态俯视图;
图10是图8中刀片抽出,植物样方掉入收集碗的示意图;
图11是收集碗底部打开,丢弃植物样方的示意图。
图中标记名称:无人机1、无人机主体11、无人机摄像头12、采集综合控制模块13、电池14、无人机支架2、称重横移电缸21、机械手滑轨升降电缸22、称重连接杆23、机械手滑轨3、上滑轨31、左机械手固定块32、右机械手滑块33、机械手横移电缸34、左连接架35、右连接架36、左机械手4、左半环体41、左切槽42、右机械手5、右半环体51、右切槽52、切断机构6、驱动电机61、主动轮62、刀片丝杆63、从动轮64、皮带65、刀片滑块66、刀片67、识别系统7、横向安装板71、白光灯72、高光谱相机73、激光雷达74、称重系统8、收集碗81、热干风机82、称重秤板83、碗底开合电缸84。
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。
无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其中:包括无人机1、无人机支架2、机械手滑轨3,左机械手4、右机械手5、切断机构6、识别系统7以及称重系统8,其中,
无人机1包括具有飞行能力的无人机主体11、无人机摄像头12、采集综合控制模块13、电池14、无线信号收发装置,无人机摄像头12用于采集草原地面信息,并将信息通过无线信号收发装置发送至远程控制端,远程控制端向无线信号收发装置发送信号,控制无人机主体11升降;
无人机支架2固定在无人机主体11下方,无人机支架2上固定有称重横移电缸21、机械手滑轨升降电缸22,称重横移电缸21的电缸轴水平设置,称重横移电缸21的电缸轴前端通过竖直的称重连接杆23与称重系统8固定连接,称重横移电缸21伸缩时,能带动称重系统8横移,机械手滑轨升降电缸22的电缸轴竖直设置,机械手滑轨升降电缸22的电缸轴下端与机械手滑轨3固定连接,机械手滑轨升降电缸22伸缩时,能带动机械手滑轨3、左机械手4、右机械手5、切断机构6和识别系统7整体上下移动;
机械手滑轨3包括上滑轨31、左机械手固定块32、右机械手滑块33、机械手横移电缸34、左连接架35和右连接架36,左机械手固定块32固定在机械手滑轨升降电缸22的电缸轴下端,
上滑轨31水平设置,左机械手固定块32固定在上滑轨31上,右机械手滑块33滑动设置在上滑轨31上,机械手横移电缸34一端固定在左机械手固定块32上,另一端固定在右机械手滑块33上,机械手横移电缸34伸缩时,能使右机械手滑块33远离或靠近左机械手固定块32,左连接架35的上端与左机械手固定块32固定连接,右连接架36的上端与右机械手滑块33固定连接,左连接架35和右连接架36竖直设置;
左机械手4包括左半环体41,左半环体41左端与左连接架35的下端固定连接,左半环体41的下部设置有水平的左切槽42,
右机械手5包括右半环体51,右半环体51右端与右连接架36的下端固定连接,右半环体51的下部设置有水平的右切槽52,
左半环体41右端和右半环体51左端能相互对齐合抱形成一完整环体;
切断机构6包括驱动电机61、主动轮62、刀片丝杆63、从动轮64、皮带65、刀片滑块66以及刀片67,驱动电机61固定在右半环体51的右端或右连接架36下端,驱动电机61的转轴与主动轮62的轮心连接,刀片丝杆63左端定位在右半环体51上,且刀片丝杆63能相对于右半环体51旋转,从动轮64轮心固定在刀片丝杆63右端,主动轮62和从动轮64通过皮带65传动连接,刀片滑块66安装在刀片丝杆63上,刀片67的右端固定在刀片滑块66上,刀片67左侧面为锋锐尖面,刀片67左端正对着右切槽52,
当左半环体41与右半环体51合抱形成一完整环体,左切槽42与右切槽52对齐,驱动电机61能驱动主动轮62旋转,使刀片滑块66向左滑动,刀片67左移从右切槽52横切进入左切槽42中,使该完整环体成为一底部由刀片67刀身组成的上开口桶体;
识别系统7包括横向安装板71、白光灯72、高光谱相机73以及激光雷达74,横向安装板71安装在右半环体51的上部,当左半环体41与右半环体51合抱形成一完整环体时,横向安装板71位于该环体正上方,能遮挡照进环体内侧的阳光,白光灯72、高光谱相机73以及激光雷达74均安装在横向安装板71上,
白光灯72将环体内空间照亮,使环体内充满亮度一定的光线,高光谱相机73采集位于环体内的植被样方的光谱信息,并将该信息通过信号线发送至采集综合控制模块13,激光雷达74能将激光信号向下射出,并接收经植被样方反射的激光信号,从而得出植被样方的高度及面积,激光雷达74将测得的植被样方高度及面积信息通过信号发射器发送至采集综合控制模块13,采集综合控制模块13通过将获得的植被样方光谱信息与已知的各种植被光谱信息对比,即可获知位于环体内的植被样方属于何种植被,通过环体内的植被样方的高度及面积信息获知植被样方长势状态;
称重系统8包括上端开口的收集碗81、热干风机82、称重秤板83以及碗底开合电缸84,收集碗81与称重连接杆23下端固定连接,左半环体41、右半环体51合抱形成的环体横截面形状与收集碗81的横截面形状相适应,热干风机82固定在收集碗81侧面,能向收集碗81内吹风,对位于收集碗81内的植被样方烘干,称重秤板83固定在收集碗81的底板上表面,能对位于收集碗81内的植被样方称重,收集碗81的底板与收集碗81的侧板铰接配合,碗底开合电缸84与称重连接杆23固定连接,碗底开合电缸84的电缸轴与收集碗81的底板固定连接,碗底开合电缸84伸缩时,能带动收集碗81的底板开合。
实施例中,采集综合控制模块13具备储存单元,采集综合控制模块13同时与高光谱相机73、激光雷达74和称重秤板83连接,采集综合控制模块13能将环体内的植被样方属于何种植被的信息、环体内的植被样方长势状态以及称重秤板83称得的植被样方重量进行储存、归类,然后存储于储存单元中。
实施例中,采集综合控制模块13分别与称重横移电缸21、机械手滑轨升降电缸22、机械手横移电缸34、驱动电机61、白光灯72、热干风机82以及碗底开合电缸84连接,并控制以上结构运作。
实施例中,采集综合控制模块13、称重横移电缸21、机械手滑轨升降电缸22、机械手横移电缸34、驱动电机61、白光灯72、热干风机82、碗底开合电缸84、高光谱相机73、激光雷达74和称重秤板83均与电池14连接,并从电池14处获得电能。
实施例中,采集综合控制模块13为微型电脑。
实施例中,刀片67上设置有多个土粒穿孔,土粒穿孔上下贯穿刀片67的刀身,刀片滑块66为震动电机,刀片滑块66与采集综合控制模块13连接,在采集综合控制模块13的控制下运作,刀片滑块66与与电池14连接,并从电池14处获得电能,刀片滑块66能带动刀片67震动,使位于刀片67上的植被样方上的土从土粒穿孔漏下。
本发明的使用方法如下:工作人员在草原植被样本采集工作中,可以直接在办公室不用外出,在办公室控制无人机进行草原植被样本采集工作。
遥控无人机1,依靠无人机摄像头12寻找草原植被样方采集区域,确定采集区域后,降下无人机,开启草原植被样方识别采集称重一体式工作,此时操作完全由采集综合控制模块13控制。
如图2-3所示,无人机1落在地面上,机械手滑轨升降电缸22下移机械手滑轨3,使左机械手4和右机械手5同步下降,接近地面;
如图4-5所示,机械手横移电缸34运作,将右机械手滑块33滑向左机械手固定块32,从而使整个右机械手5左移,左半环体41和右半环体51对接,合抱形成一完整环体,左切槽42与右切槽52对齐;此时位于环体中的植物样本为待采集样本;
如图6-7所示,驱动电机61驱动主动轮62旋转,使刀片滑块66向左滑动,刀片67左移从右切槽52横切进入左切槽42中,将环体中的植物样本切断,植物样本位于刀片67上方,刀片滑块66带动刀片67震动,使刀片67上的土粒从刀片67上的土粒穿孔掉落,白光灯72向植物样本照射白光,高光谱相机73和激光雷达74分别采集植物样本的光谱信息和高度及面积信息,采集综合控制模块13将获得的植被样方光谱信息与已知的各种植被光谱信息对比,即可获知位于环体内的植被样方属于何种植被,通过环体内的植被样方的高度及面积信息获知植被样方长势状态;
如图8-9所示,机械手滑轨升降电缸22上移机械手滑轨3,使左机械手4和右机械手5同步上升,称重横移电缸21横移称重系统8,使收集碗81位于刀片67的正下方,同时与左半环体41和右半环体51对齐;
如图10所示,驱动电机61驱动主动轮62反转,使刀片滑块66向右滑动,刀片67从左半环体41和右半环体51组成的环体中退出,植物样本掉落至收集碗81中,热干风机82启动,烘干植物样本,称重秤板83对植物样本称重,将重量信息发送至采集综合控制模块13;
如图11所示,无人机1起飞,飞向下一处草原植被样方采集区域,此时,碗底开合电缸84运作,打开收集碗81底部,丢弃植物样本,各结构回归图1所示状态。
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。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其特征是:包括无人机(1)、无人机支架(2)、机械手滑轨(3),左机械手(4)、右机械手(5)、切断机构(6)、识别系统(7)以及称重系统(8),其中,
无人机(1)包括具有飞行能力的无人机主体(11)、无人机摄像头(12)、采集综合控制模块(13)、电池(14)、无线信号收发装置,所述的无人机摄像头(12)用于采集草原地面信息,并将信息通过无线信号收发装置发送至远程控制端,远程控制端向无线信号收发装置发送信号,控制无人机主体(11)升降;
所述的无人机支架(2)固定在无人机主体(11)下方,无人机支架(2)上固定有称重横移电缸(21)和机械手滑轨升降电缸(22),所述的称重横移电缸(21)的电缸轴水平设置,称重横移电缸(21)的电缸轴前端通过竖直的称重连接杆(23)与称重系统(8)固定连接,称重横移电缸(21)伸缩时,能带动称重系统(8)横移,所述的机械手滑轨升降电缸(22)的电缸轴竖直设置,所述的机械手滑轨升降电缸(22)的电缸轴下端与机械手滑轨(3)固定连接,机械手滑轨升降电缸(22)伸缩时,能带动机械手滑轨(3)、左机械手(4)、右机械手(5)、切断机构(6)和识别系统(7)整体上下移动;
所述的机械手滑轨(3)包括上滑轨(31)、左机械手固定块(32)、右机械手滑块(33)、机械手横移电缸(34)、左连接架(35)和右连接架(36),所述的左机械手固定块(32)固定在机械手滑轨升降电缸(22)的电缸轴下端,
上滑轨(31)水平设置,左机械手固定块(32)固定在上滑轨(31)上,右机械手滑块(33)滑动设置在上滑轨(31)上,机械手横移电缸(34)一端固定在左机械手固定块(32)上,另一端固定在右机械手滑块(33)上,机械手横移电缸(34)伸缩时,能使右机械手滑块(33)远离或靠近左机械手固定块(32),所述的左连接架(35)的上端与左机械手固定块(32)固定连接,右连接架(36)的上端与右机械手滑块(33)固定连接,所述的左连接架(35)和右连接架(36)竖直设置;
所述的左机械手(4)包括左半环体(41),左半环体(41)左端与左连接架(35)的下端固定连接,所述的左半环体(41)的下部设置有水平的左切槽(42),
所述的右机械手(5)包括右半环体(51),右半环体(51)右端与右连接架(36)的下端固定连接,所述的右半环体(51)的下部设置有水平的右切槽(52),
所述的左半环体(41)右端和右半环体(51)左端能相互对齐合抱形成一完整环体;
所述的切断机构(6)包括驱动电机(61)、主动轮(62)、刀片丝杆(63)、从动轮(64)、皮带(65)、刀片滑块(66)以及刀片(67),所述的驱动电机(61)固定在右半环体(51)的右端或右连接架(36)下端,驱动电机(61)的转轴与主动轮(62)的轮心连接,所述的刀片丝杆(63)左端定位在右半环体(51)上,且刀片丝杆(63)能相对于右半环体(51)旋转,所述的从动轮(64)轮心固定在刀片丝杆(63)右端,主动轮(62)和从动轮(64)通过皮带(65)传动连接,所述的刀片滑块(66)安装在刀片丝杆(63)上,刀片(67)的右端固定在刀片滑块(66)上,刀片(67)左侧面为锋锐尖面,所述的刀片(67)左端正对着右切槽(52),
当左半环体(41)与右半环体(51)合抱形成一完整环体,左切槽(42)与右切槽(52)对齐,驱动电机(61)能驱动主动轮(62)旋转,使刀片滑块(66)向左滑动,刀片(67)左移从右切槽(52)横切进入左切槽(42)中,使该完整环体成为一底部由刀片(67)刀身组成的上开口桶体;
所述的识别系统(7)包括横向安装板(71)、白光灯(72)、高光谱相机(73)以及激光雷达(74),所述的横向安装板(71)安装在右半环体(51)的上部,当左半环体(41)与右半环体(51)合抱形成一完整环体时,所述的横向安装板(71)位于该环体正上方,能遮挡照进环体内侧的阳光,所述的白光灯(72)、高光谱相机(73)以及激光雷达(74)均安装在横向安装板(71)上,
白光灯(72)将环体内空间照亮,使环体内充满亮度一定的光线,所述的高光谱相机(73)采集位于环体内的植被样方的光谱信息,并将该信息通过信号线发送至采集综合控制模块(13),所述的激光雷达(74)能将激光信号向下射出,并接收经植被样方反射的激光信号,从而得出植被样方的高度及面积,所述的激光雷达(74)将测得的植被样方高度及面积信息通过信号发射器发送至采集综合控制模块(13),采集综合控制模块(13)通过将获得的植被样方光谱信息与已知的各种植被光谱信息对比,即可获知位于环体内的植被样方属于何种植被,通过环体内的植被样方的高度及面积信息获知植被样方长势状态;
称重系统(8)包括上端开口的收集碗(81)、热干风机(82)、称重秤板(83)以及碗底开合电缸(84),所述的收集碗(81)与称重连接杆(23)下端固定连接,左半环体(41)、右半环体(51)合抱形成的环体横截面形状与收集碗(81)的横截面形状相适应,所述的热干风机(82)固定在收集碗(81)侧面,能向收集碗(81)内吹风,对位于收集碗(81)内的植被样方烘干,所述的称重秤板(83)固定在收集碗(81)的底板上表面,能对位于收集碗(81)内的植被样方称重,所述的收集碗(81)的底板与收集碗(81)的侧板铰接配合,碗底开合电缸(84)与称重连接杆(23)固定连接,碗底开合电缸(84)的电缸轴与收集碗(81)的底板固定连接,所述的碗底开合电缸(84)伸缩时,能带动收集碗(81)的底板开合。
2.根据权利要求1所述的无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其特征是:所述的采集综合控制模块(13)具备储存单元,所述的采集综合控制模块(13)同时与高光谱相机(73)、激光雷达(74)和称重秤板(83)连接,所述的采集综合控制模块(13)能将环体内的植被样方属于何种植被的信息、环体内的植被样方长势状态以及称重秤板(83)称得的植被样方重量进行储存、归类,然后存储于储存单元中。
3.根据权利要求2所述的无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其特征是:所述的采集综合控制模块(13)分别与称重横移电缸(21)、机械手滑轨升降电缸(22)、机械手横移电缸(34)、驱动电机(61)、白光灯(72)、热干风机(82)以及碗底开合电缸(84)连接,并控制以上结构运作。
4.根据权利要求3所述的无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其特征是:所述的采集综合控制模块(13)、称重横移电缸(21)、机械手滑轨升降电缸(22)、机械手横移电缸(34)、驱动电机(61)、白光灯(72)、热干风机(82)、碗底开合电缸(84)、高光谱相机(73)、激光雷达(74)和称重秤板(83)均与电池(14)连接,并从电池(14)处获得电能。
5.根据权利要求4所述的无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其特征是:所述的采集综合控制模块(13)为微型电脑。
6.根据权利要求5所述的无人机式草原植被样方识别采集称重一体装置,其特征是:所述的刀片(67)上设置有多个土粒穿孔,所述的土粒穿孔上下贯穿刀片(67)的刀身,所述的刀片滑块(66)为震动电机,所述的刀片滑块(66)与采集综合控制模块(13)连接,在采集综合控制模块(13)的控制下运作,刀片滑块(66)与与电池(14)连接,并从电池(14)处获得电能,所述的刀片滑块(66)能带动刀片(67)震动,使位于刀片(67)上的植被样方上的土从土粒穿孔漏下。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113237698A (zh) * 2021-06-25 2021-08-10 辽宁工程技术大学 一种用于大数据处理的数据采集装置
CN113984429B (zh) * 2021-10-19 2023-06-02 兰州大学 一种草地样方地上生物量自动切割器
CN116331541A (zh) * 2023-03-30 2023-06-27 生态环境部南京环境科学研究所 一种基于无人机遥感快速评估人工放牧强度的装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106741841A (zh) * 2017-01-25 2017-05-31 东莞产权交易中心 一种植保无人机
CN108168930A (zh) * 2018-01-04 2018-06-15 温州市九成建设工程有限公司 一种基于建设的土壤采样监测系统及方法
CN109738453A (zh) * 2019-02-25 2019-05-10 黄鹏 无人机航拍监控视频图像处理装置及图像处理方法
CN109878732A (zh) * 2019-02-18 2019-06-14 中国地质环境监测院 取样无人机
CN210310901U (zh) * 2019-02-18 2020-04-14 中国地质环境监测院 取样无人机
CN211292116U (zh) * 2019-11-26 2020-08-18 中山市利诚环保咨询有限公司 便于远程采集水样设备
CN211893652U (zh) * 2020-04-14 2020-11-10 吴发云 一种无人机多角度多光谱的植被光谱信息采集装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106741841A (zh) * 2017-01-25 2017-05-31 东莞产权交易中心 一种植保无人机
CN108168930A (zh) * 2018-01-04 2018-06-15 温州市九成建设工程有限公司 一种基于建设的土壤采样监测系统及方法
CN109878732A (zh) * 2019-02-18 2019-06-14 中国地质环境监测院 取样无人机
CN210310901U (zh) * 2019-02-18 2020-04-14 中国地质环境监测院 取样无人机
CN109738453A (zh) * 2019-02-25 2019-05-10 黄鹏 无人机航拍监控视频图像处理装置及图像处理方法
CN211292116U (zh) * 2019-11-26 2020-08-18 中山市利诚环保咨询有限公司 便于远程采集水样设备
CN211893652U (zh) * 2020-04-14 2020-11-10 吴发云 一种无人机多角度多光谱的植被光谱信息采集装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113237698A (zh) * 2021-06-25 2021-08-10 辽宁工程技术大学 一种用于大数据处理的数据采集装置
CN113984429B (zh) * 2021-10-19 2023-06-02 兰州大学 一种草地样方地上生物量自动切割器
CN116331541A (zh) * 2023-03-30 2023-06-27 生态环境部南京环境科学研究所 一种基于无人机遥感快速评估人工放牧强度的装置及方法
CN116331541B (zh) * 2023-03-30 2024-01-26 生态环境部南京环境科学研究所 一种基于无人机遥感快速评估人工放牧强度的装置及方法

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