CN112882523A - 一种用于植保无人机的环境感知终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于植保无人机的环境感知终端，属于环境感知终端技术领域，其技术方案要点包括底座，内设有控制器的控制箱体、立柱、太阳能电池板和照明装置和通讯基站，所述控制箱体设置于所述底座的顶部，所述立柱设置于所述控制箱体的顶部，所述通讯基站设置于所述立柱的顶部，所述照明装置设置于所述立柱的一侧上端，所述太阳能电池板嵌设在所述立柱的四面上，所述底座上设置有土壤温湿度传感器，所述土壤温湿度传感器的底端延伸至土壤内，所述通讯基站上设置有空气温湿度传感器，本发明可降低设备周围土壤差异，同时增加设备运行过程中的散热效果。

Description

一种用于植保无人机的环境感知终端

技术领域

本发明涉及环境感知终端技术领域，更具体地说，涉及一种用于植保无人机的环境感知终端。

背景技术

目前，植保无人机已经得到了一定的应用，从而大大提高了植保巡查的效率，但是植保无人机无法巡查地面环境参数，因此目前开始出现了一些环境感知终端，其能够在植保无人机巡查经过时及时把采集的地面环境参数上报至无人机，从而携带至远程的控制中心，便于控制中心进一步详细获取各个植保区域的地面环境参数。

根据公布号为CN 210924265 U的一种用于与植保无人机无线组网通信的环境感知终端，该专利公开的感知终端其主要运用了远程数据控制来感知周围环境，同时采用可跟随太阳光的太阳能电池板来为装置充电，但是在实际的运用过程中，由于太阳能电池板倾斜设置，自然而然会对外部雨雪进行阻挡，因此会导致其遮挡的部位与周围环境的土壤温湿度存在较大差异，很容易导致环境监测出现差异，另外整个设备采用了大量的电器设备，因此整体运行过程中会产生大量的热量，仅仅采用风冷散热，效果较差。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于植保无人机的环境感知终端，其优点在于降低设备周围土壤差异，同时增加设备运行过程中的散热效果。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种用于植保无人机的环境感知终端，包括底座，内设有控制器的控制箱体、立柱、太阳能电池板和照明装置和通讯基站，所述控制箱体设置于所述底座的顶部，所述立柱设置于所述控制箱体的顶部，所述通讯基站设置于所述立柱的顶部，所述照明装置设置于所述立柱的一侧上端，所述太阳能电池板嵌设在所述立柱的四面上，所述底座上设置有土壤温湿度传感器，所述土壤温湿度传感器的底端延伸至土壤内，所述通讯基站上设置有空气温湿度传感器；

所述立柱上还设置有与所述照明装置位于同一侧的蓄水装置，且所述蓄水装置位于所述照明装置的下方，所述照明装置和通讯基站上均设置有与蓄水装置相连通的集水部；

所述立柱的四面上均设置有用于清理所述太阳能电池板的清理机构，所述蓄水装置的底部设置有驱动机构，所述驱动机构的四个端头分别延伸至所述清理机构的上方，所述驱动机构用于驱动清理机构沿着太阳能电池板移动。

进一步的，所述底座上设置有若干个通孔，所述通孔的内部螺纹连接有内部中空的螺纹杆，且所述螺纹杆的底端旋进土壤内部，用于将所述底座固定在地面，所述土壤温湿度传感器通过所述螺纹杆上的中空部分深入至土壤内部，且土壤温湿度传感器的长度大于螺纹杆的长度。

进一步的，所述通讯基站包括防护箱体和基站主体，所述防护箱体的内壁还设置有位于所述基站主体上下两侧的分隔板，且所述基站主体、防护箱体以及两个分隔板之间共同形成吸热腔体，所述防护箱体的内壁与上方所述分隔板之间形成进水槽，所述进水槽与吸热腔体相连通，所述防护箱体的底部连通有下水通道，所述下水通道的底端与所述蓄水装置相连通，在雨水天气时，雨水可经过进水槽灌入，并进入到散热管道内部，借此来对基站主体进行散热。

进一步的，所述集水部包括散热管道，所述散热管道设置于所述吸热腔体的内部，所述散热管道的顶端贯穿上方的所述分隔板并与进水槽相连通，所述散热管道的底端依次贯穿下方所述分隔板和防护箱体并与下水通道相连通，且散热管道的底部设置有压力开关。

进一步的，所述立柱的四周均开设有嵌设槽，所述太阳能电池板嵌设至所述嵌设槽的内部，且所述清理机构可沿着所述嵌设槽滑动，所述立柱的四周均设置有位于嵌设槽上方的复位机构，且所述复位机构的底端与所述清理机构相连接。

进一步的，所述蓄水装置包括蓄水箱，所述蓄水箱的内壁插接有若干过滤网，且所述蓄水箱的一侧设置有补水口。

进一步的，所述驱动机构包括设置在所述蓄水箱底端的上水泵，所述上水泵的底部连通有四通管，所述四通管的两侧端口以及下方端口均设置有输水管，所述输水管远离所述四通管的一端延伸至所述清理机构的正上方。

进一步的，所述复位机构包括驱动箱，所述驱动箱的内壁可转动的设置有转轴，所述转轴的两端均设置有绕线轮，所述绕线轮的表面缠绕有拉绳，所述拉绳的底端贯穿所述驱动箱并与所述清理机构固定连接，所述驱动箱的内部还设置有作用在所述转轴上的扭簧。

进一步的，所述清理机构包括滑动设置在所述嵌设槽内部的积水壳，所述积水壳靠近太阳能电池板的一端固定连接有吸水棉，所述吸水棉贴在所述太阳能电池板的表面。

进一步的，所述积水壳内部水位在二分之一容积处时其整体重力大于所述扭簧的最大弹力。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过通讯基站与无人机建立联系，并通过土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器来检测土壤湿度和温度以及空气温度和湿度，并将数据传输至控制器，由控制器处理并将数据反馈至无人机处，便于无人机及时将数据传输至控制中心；

（2）本方案通过嵌设在立柱上的太阳能电池板，使其不会再形成遮挡区域，降低遮挡对底座周围土壤的影响，另外在雨水天气时，雨水可经过进水槽灌入，并进入到散热管道内部，借此来对基站主体进行散热，压力开关用于在雨水天气时，散热管道内部水不断增多，水压变大，此时水压会将压力开关压开，从而使水能够经过下水通道流入到蓄水箱中存储，用于后续对太阳能电池板的清理，另外在水流出后，一旦散热管道内部的水压小于预设阈值时，则压力开关关闭，使散热管道内部始终有水，保证其散热效果；

（3）本方案在需要对太阳能电池板表面进行清理时，上水泵运行将蓄水箱内部水通过四通管抽入到输水管的内部，并经过输水管将水喷入到清理机构上，进而通过水的冲击力以及水的重力来驱动清理机构向下运动，从而使清理机构能够对太阳能电池板表面进行清理，清理完毕后，在复位机构的作用下，使清理机构复位，在复位过程中，清理机构同样会对太阳能电池板表面进行清理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1中B处的放大图；

图4为本发明控制箱体的结构示意图；

图5为本发明通讯基站的结构示意图；

图6为图5中D-D处的剖视图；

图7为本发明集水部的结构示意图；

图8为图6中C处的放大图；

图9为本发明照明装置的结构示意图；

图10为实施例1中复位机构的结构示意图；

图11为实施例2中复位机构的结构示意图；

图12为实施例3中复位机构的结构示意图。

图中标号说明：

1、底座；2、立柱；3、太阳能电池板；4、照明装置；5、通讯基站；501、防护箱体；502、基站主体；503、分隔板；504、进水槽；505、下水通道；506、吸热腔体；6、土壤温湿度传感器；7、蓄水装置；701、蓄水箱；702、过滤网；8、集水部；801、散热管道；802、压力开关；9、清理机构；901、积水壳；902、吸水棉；10、驱动机构；1001、上水泵；1002、四通管；1003、输水管；11、控制器；12、空气温湿度传感器；13、螺纹杆；14、嵌设槽；15、复位机构；1501、驱动箱；1502、转轴；1503、绕线轮；1504、拉绳；1505、驱动电机；1506、扭簧；16、可充电型蓄电池；17、充电接口；18、控制箱体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2、图3，本发明实施例中，一种用于植保无人机的环境感知终端，包括底座1，内设有控制器11的控制箱体18、立柱2、太阳能电池板3和照明装置4和通讯基站5，控制箱体18设置于底座1的顶部，立柱2设置于控制箱体18的顶部，通讯基站5设置于立柱2的顶部，照明装置4设置于立柱2的一侧上端，太阳能电池板3嵌设在立柱2的四面上，底座1上设置有土壤温湿度传感器6，土壤温湿度传感器6的底端延伸至土壤内，通讯基站5上设置有空气温湿度传感器12；

立柱2上还设置有与照明装置4位于同一侧的蓄水装置7，且蓄水装置7位于照明装置4的下方，照明装置4和通讯基站5上均设置有与蓄水装置7相连通的集水部8；

立柱2的四面上均设置有用于清理太阳能电池板3的清理机构9，蓄水装置7的底部设置有驱动机构10，驱动机构10的四个端头分别延伸至清理机构9的上方，驱动机构10用于驱动清理机构9沿着太阳能电池板3移动。

请参阅图1，蓄水装置7包括蓄水箱701，蓄水箱701的内壁插接有若干过滤网702，且蓄水箱701的一侧设置有补水口，过滤网702用于对雨水进行过滤，避免水中的杂质影响对太阳能电池板3的清理效果，同时补水口的设置使蓄水箱701内部还可认为补充水源，增加了装置的适用性。

请参阅图4、图5，底座1上设置有若干个通孔，通孔的内部螺纹连接有内部中空的螺纹杆13，且螺纹杆13的底端旋进土壤内部，用于将底座1固定在地面，土壤温湿度传感器6通过螺纹杆13上的中空部分深入至土壤内部，且土壤温湿度传感器6的长度大于螺纹杆13的长度，通孔的设置，使土壤温湿度传感器6能够正常深入到土壤内部。

请参阅图4，控制箱体18的内部还设置有可充电型蓄电池16，其中，土壤温湿度传感器6、空气温湿度传感器12、控制器11和通讯基站5均与可充电型蓄电池16相连接，且可充电式蓄电池16的一侧还设置有用于无人机临时充电的充电接口17，用于为无人机临时充电。

请参阅图5、图6，通讯基站5包括防护箱体501和基站主体502，防护箱体501的内壁还设置有位于基站主体502上下两侧的分隔板503，且基站主体502、防护箱体501以及两个分隔板503之间共同形成吸热腔体506，防护箱体501的内壁与上方分隔板503之间形成进水槽504，进水槽504与吸热腔体506相连通，防护箱体501的底部连通有下水通道505，下水通道505的底端与蓄水装置7相连通，散热腔体503用于后续安装散热管道801，而分隔板503的设置，则用于在收集雨水时，避免雨水与基站主体502直接接触，避免水渗入到人基站主体502内部。

请参阅图6、图7、图8，集水部8包括散热管道801，散热管道801设置于吸热腔体506的内部，散热管道801的顶端贯穿上方的分隔板503并与进水槽504相连通，散热管道801的底端依次贯穿下方分隔板503和防护箱体501并与下水通道505相连通，且散热管道801的底部设置有压力开关802，散热管道801内部积水时，贴付在基站主体502的表面，可用于吸收基站主体502运行时产生的热量，且水的比热较大，吸水效果较好，另外压力开关802用于在雨水天气时，散热管道801内部水不断增多，水压变大，此时水压会将压力开关802压开，从而使水能够经过下水通道505流入到蓄水箱701中存储，用于后续对太阳能电池板3的清理，另外在水流出后，一旦散热管道801内部的水压小于预设阈值时，则压力开关802关闭，使散热管道801内部始终有水，保证其散热效果。

请参阅图7、图9，照明装置4与通讯基站5的结构相同，其区别仅在于将内部的基站主体502替换为灯具主体。

请参阅图2、图3，驱动机构10包括设置在蓄水箱701底端的上水泵1001，上水泵1001的底部连通有四通管1002，四通管1002的两侧端口以及下方端口均设置有输水管1003，输水管1003远离四通管1002的一端延伸至清理机构9的正上方，在需要对太阳能电池板3表面进行清理时，上水泵1001运行将蓄水箱701内部水通过四通管1002抽入到输水管1003的内部，并经过输水管1003将水喷入到清理机构9上，进而通过水的冲击力以及水的重力来驱动清理机构9向下运动，从而使清理机构9能够对太阳能电池板3表面进行清理。

请参阅图2、图10，，立柱2的四周均开设有嵌设槽14，太阳能电池板3嵌设至嵌设槽14的内部，且清理机构9可沿着嵌设槽14滑动，立柱2的四周均设置有位于嵌设槽14上方的复位机构15，且复位机构15的底端与清理机构9相连接，复位机构15包括驱动箱1501，驱动箱1501的内壁可转动的设置有转轴1502，转轴1502的两端均设置有绕线轮1503，绕线轮1503的表面缠绕有拉绳1504，拉绳1504的底端贯穿驱动箱1501并与清理机构9固定连接，驱动箱1501的内部还设置有作用在转轴1502上的扭簧1506，且在积水壳901内部水位少于二分之一容积时，扭簧1506会驱动转轴1502转动，进而使绕线轮1503收卷拉绳1504，从而可带动积水壳901复位，且在复位过程中，吸水棉902同样会对太阳能电池板3表面进行清理。

请参阅图2、图3，清理机构9包括滑动设置在嵌设槽14内部的积水壳901，积水壳901靠近太阳能电池板3的一端固定连接有吸水棉902，吸水棉902贴在太阳能电池板3的表面，在积水壳901沿着竖直方向移动时，吸水棉902能够贴在太阳能电池板3上移动，配合水的冲洗，使太阳能电池板3始终保持整洁，降低灰尘对太阳能电池板3的影响。

积水壳901内部水位在二分之一容积处时其整体重力大于扭簧1506的最大弹力，使积水壳901内部在积水超过二分之一容积时，积水壳901能够在重力的作用下向下移动，进而可使吸水棉902能够移动，达到对太阳能电池板3表面清理的效果。

进一步的，嵌设槽14的内壁两侧均开设有滑槽，积水壳901的两侧均通过滑轮滑配在嵌设槽14内部，该设计旨在对积水壳901进行限位，同时积水壳901与嵌设槽14之间不接触，通过滑轮在滑槽内部滑动，起到了降低摩擦的作用，进而降低摩擦对积水壳901移动的阻碍。

本发明的工作原理是：通过通讯基站5与无人机建立联系，并通过土壤温湿度传感器6、空气温湿度传感器12来检测土壤湿度和温度以及空气温度和湿度，并将数据传输至控制器11，由控制器11处理并将数据反馈至无人机处，便于无人机及时将数据传输至控制中心，同时通过嵌设在立柱2上的太阳能电池板3，使其不会再形成遮挡区域，降低遮挡对底座周围土壤的影响，另外在雨水天气时，雨水可经过进水槽504灌入，并进入到散热管道801内部，借此来对基站主体502进行散热，压力开关802用于在雨水天气时，散热管道801内部水不断增多，水压变大，此时水压会将压力开关802压开，从而使水能够经过下水通道505流入到蓄水箱701中存储，用于后续对太阳能电池板3的清理，另外在水流出后，一旦散热管道801内部的水压小于预设阈值时，则压力开关802关闭，使散热管道801内部始终有水，保证其散热效果；

在需要对太阳能电池板3表面进行清理时，上水泵1001运行将蓄水箱701内部水通过四通管1002抽入到输水管1003的内部，并经过输水管1003将水喷入到清理机构9上，进而通过水的冲击力以及水的重力来驱动清理机构9向下运动，从而使清理机构9能够对太阳能电池板3表面进行清理，清理完毕后，在复位机构15的作用下，使清理机构9复位，在复位过程中，清理机构9同样会对太阳能电池板3表面进行清理。

实施例2

请参阅图11，在实施例1的基础上，做进一步的改进，其与实施例1的区别仅在于：

取消了扭簧1506的设置，并在驱动箱1501的内部设置用于驱动转轴1502转动的驱动电机1505。

本实施例中，采用驱动电机1505替代扭簧1506，可避免出现积水壳901卡死或无法复位的情况，在出现该类情况时，可通过驱动电机1505带动转轴1502转动，借此来使拉绳1504收卷，从而使积水壳901复位。

实施例3

请参阅图12，在实施例1的基础上，做进一步的改进，其与实施例1的区别仅在于：

在驱动箱1501内部设置用于驱动转轴1502转动的驱动电机1505，其中，驱动电机1505未启动状态下处于可转动模式。

本实施例中，驱动电机1505处于可转动状态，降低其对积水壳901的影响，且在出现卡死或无法复位状态时，启动驱动电机1505运行，使其带动拉绳1504收卷，同样能够使积水壳901复位。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于植保无人机的环境感知终端，包括底座（1），内设有控制器（11）的控制箱体（18）、立柱（2）、太阳能电池板（3）和照明装置（4）和通讯基站（5），所述控制箱体（18）设置于所述底座（1）的顶部，所述立柱（2）设置于所述控制箱体（18）的顶部，所述通讯基站（5）设置于所述立柱（2）的顶部，所述照明装置（4）设置于所述立柱（2）的一侧上端，所述太阳能电池板（3）嵌设在所述立柱（2）的四面上，其特征在于：

所述底座（1）上设置有土壤温湿度传感器（6），所述土壤温湿度传感器（6）的底端延伸至土壤内，所述通讯基站（5）上设置有空气温湿度传感器（12）；

所述立柱（2）上还设置有与所述照明装置（4）位于同一侧的蓄水装置（7），且所述蓄水装置（7）位于所述照明装置（4）的下方，所述照明装置（4）和通讯基站（5）上均设置有与蓄水装置（7）相连通的集水部（8）；

所述立柱（2）的四面上均设置有用于清理所述太阳能电池板（3）的清理机构（9），所述蓄水装置（7）的底部设置有驱动机构（10），所述驱动机构（10）的四个端头分别延伸至所述清理机构（9）的上方，所述驱动机构（10）用于驱动清理机构（9）沿着太阳能电池板（3）移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述底座（1）上设置有若干个通孔，所述通孔的内部螺纹连接有内部中空的螺纹杆（13），且所述螺纹杆（13）的底端旋进土壤内部，用于将所述底座（1）固定在地面，所述土壤温湿度传感器（6）通过所述螺纹杆（13）上的中空部分深入至土壤内部，且土壤温湿度传感器（6）的长度大于螺纹杆（13）的长度。

3.根据权利要求1所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述通讯基站（5）包括防护箱体（501）和基站主体（502），所述防护箱体（501）的内壁还设置有位于所述基站主体（502）上下两侧的分隔板（503），且所述基站主体（502）、防护箱体（501）以及两个分隔板（503）之间共同形成吸热腔体（506），所述防护箱体（501）的内壁与上方所述分隔板（503）之间形成进水槽（504），所述进水槽（504）与吸热腔体（506）相连通，所述防护箱体（501）的底部连通有下水通道（505），所述下水通道（505）的底端与所述蓄水装置（7）相连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述集水部（8）包括散热管道（801），所述散热管道（801）设置于所述吸热腔体（506）的内部，所述散热管道（801）的顶端贯穿上方的所述分隔板（503）并与进水槽（504）相连通，所述散热管道（801）的底端依次贯穿下方所述分隔板（503）和防护箱体（501）并与下水通道（505）相连通，且散热管道（801）的底部设置有压力开关（802）。

5.根据权利要求1所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述立柱（2）的四周均开设有嵌设槽（14），所述太阳能电池板（3）嵌设至所述嵌设槽（14）的内部，且所述清理机构（9）可沿着所述嵌设槽（14）滑动，所述立柱（2）的四周均设置有位于嵌设槽（14）上方的复位机构（15），且所述复位机构（15）的底端与所述清理机构（9）相连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述蓄水装置（7）包括蓄水箱（701），所述蓄水箱（701）的内壁插接有若干过滤网（702），且所述蓄水箱（701）的一侧设置有补水口。

7.根据权利要求6所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述驱动机构（10）包括设置在所述蓄水箱（701）底端的上水泵（1001），所述上水泵（1001）的底部连通有四通管（1002），所述四通管（1002）的两侧端口以及下方端口均设置有输水管（1003），所述输水管（1003）远离所述四通管（1002）的一端延伸至所述清理机构（9）的正上方。

8.根据权利要求5所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述复位机构（15）包括驱动箱（1501），所述驱动箱（1501）的内壁可转动的设置有转轴（1502），所述转轴（1502）的两端均设置有绕线轮（1503），所述绕线轮（1503）的表面缠绕有拉绳（1504），所述拉绳（1504）的底端贯穿所述驱动箱（1501）并与所述清理机构（9）固定连接，所述驱动箱（1501）的内部还设置有作用在所述转轴（1502）上的扭簧（1506）。

9.根据权利要求5所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述清理机构（9）包括滑动设置在所述嵌设槽（14）内部的积水壳（901），所述积水壳（901）靠近太阳能电池板（3）的一端固定连接有吸水棉（902），所述吸水棉（902）贴在所述太阳能电池板（3）的表面。

10.根据权利要求9所述的一种用于植保无人机的环境感知终端，其特征在于：所述积水壳（901）内部水位在二分之一容积处时其整体重力大于所述扭簧（1506）的最大弹力。

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