CN117730770A - 一种羊草育种用授粉装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种羊草育种用授粉装置，属于农林器械技术领域，包括：至少一个驱动机构设置于水箱的侧边；连杆机构与驱动机构的数量一致，且连杆机构与驱动机构相连接；喷粉机构的数量与连杆机构的数量一致，且喷粉机构与连杆机构相连接；送粉机构与喷粉机构的数量一致，且送粉机构与喷粉机构相连接；移动机构设置于底板的下方；通过在底板上方的水箱，并在水箱上方设置监测机构，实时捕捉羊草两侧的授粉情况，确定符合条件授粉的羊草的精确位置，然后驱动移动机构，移至所需的授粉位置，通过驱动机构驱动连杆机构，进而带动喷粉机构进行精确的移动，并根据羊草花的朝向，控制器还能调节喷粉机构的角度，确保花粉能够直接并准确地喷洒到小花上。

Description

一种羊草育种用授粉装置

技术领域

本发明涉及农林器械技术领域，具体涉及一种羊草育种用授粉装置。

背景技术

羊草，是禾本科赖草属多年生根茎型草本植物，具有产量高、适口性好、营养丰富、饲用价值高等特点，是我国优良的饲草资源。同时，羊草耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐盐碱，抗逆性强，适应性广，亦是我国重要的生态草资源。羊草具有“国之魂宝”之美誉，曾是我国第一个也是唯一一个出口型牧草。为我国东北地区退化草原治理和草地畜牧业发展提供重要饲草供给保障，为推进我国黑土地保护和美丽中国建设进程提供重要生态绿色屏障。

然而，羊草的“三低”问题（抽穗率低、结实率低和发芽率低）直接导致羊草种子产量较低，严重制约羊草栽培草地的发展。其中授粉效率直接影响到羊草结实率，进而影响羊草种子田间产量。此外，羊草花期较短，通常仅有8-12天，加之雨季天气条件的影响，导致羊草全年有效授粉天数很少。因此，如何在此期间实现羊草田间精准授粉，高效结实，且不受外界环境干扰，已成为制约羊草育种及产业发展的关键技术瓶颈，研创新型羊草育种授粉装置与方法迫在眉睫。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种羊草育种用授粉装置，以便花粉能够准确地喷洒到小花上，提高羊草授粉效率和结实率。

本发明是这样实现的：

一种羊草育种用授粉装置，包括：底板、水箱、驱动机构、连杆机构、喷粉机构、送粉机构、湿气机构、移动机构和监测机构；水箱设置于底板上；至少一个驱动机构设置于水箱的侧边；连杆机构与驱动机构的数量一致，且连杆机构与驱动机构相连接；喷粉机构的数量与连杆机构的数量一致，且喷粉机构与连杆机构相连接；送粉机构与喷粉机构的数量一致，且送粉机构与喷粉机构相连接；湿气机构与水箱相连接；移动机构设置于底板的下方；监测机构分别与驱动机构、喷粉机构、送粉机构、湿气机构和移动机构相连接。

另外，本发明提供的上述技术方案中的一种羊草育种用授粉装置还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，驱动机构包括：滑轨、滑块、耳座、固定杆、第一电机和皮带；滑轨固定连接于水箱的侧边；滑块滑动连接于滑轨；耳座固定连接于水箱的外表面；固定杆固定贯穿于耳座；第一电机固定连接于底板，且第一电机与滑轨的位置相对应；皮带的一端通过皮带轮传动连接于第一电机的输出端，皮带的另一端通过皮带轮转动连接于固定杆，且滑块固定连接于皮带。

在上述技术方案中，连杆机构包括：第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；第一连杆的一端铰接于滑块；第二连杆的一端铰接于固定杆，第二连杆的另一端铰接于第一连杆的居中位置；第三连杆的一端铰接于第二连杆的居中位置；第四连杆的一端铰接于第三连杆的另一端，第四连杆的居中位置铰接于第一连杆的另一端。

在上述技术方案中，喷粉机构包括：微型电机、转轴、固定箱和喷头件；微型电机固定连接于第四连杆的另一端；转轴传动连接于微型电机的输出端，且转轴贯穿于第四连杆；固定箱固定套接于转轴；喷头件与固定箱相连接。

在上述技术方案中，喷头件包括：锥形罩和弧形喷头面；锥形罩固定连接于固定箱；弧形喷头面固定连接于锥形罩的内壁。

在上述技术方案中，送粉机构包括：传送箱、第一输粉管、装粉箱、锥形管、第二输粉管、鼓风机和第一阀体，传送箱设置于水箱的上方；第一输粉管与传送箱相连通；装粉箱设置于第一输粉管远离传送箱一侧；锥形管与传送箱相连通；第二输粉管的一端连通于锥形管，第二输粉管的另一端连通于固定箱；鼓风机设置于传送箱与装粉箱之间，且鼓风机连通于传送箱；第一阀体设置于第一输粉管上。

在上述技术方案中，湿气机构包括：输水管、球形喷头和第二阀体；输水管与水箱相连通；球形喷头设置于输水管上；第二阀体设置于输水管上。

在上述技术方案中，移动机构包括：减震柱、驱动轮、第二电机和转向轮；两个减震柱对称设置于底板的下方；两个驱动轮分别设置于两个减震柱的下方；第二电机固定连接于底板上；转向轮传动连接于第二电机的输出端。

在上述技术方案中，监测机构包括：摄像机、湿度传感器和控制器；摄像机设置于装粉箱上；湿度传感器设置于装粉箱上；控制器分别与第一电机、微型电机、第二电机、湿度传感器和摄像机相连接。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、通过在底板上方的水箱，并在水箱上方配备了一套精密的监测机构，能够实时捕捉羊草两侧的授粉情况，通过高清摄像头捕获的图像信息被传送至中央控制器进行分析处理，以确定符合条件授粉的羊草的精确位置，通过控制器驱动移动机构，能够灵活地移至所需的授粉位置，此外，控制器控制驱动机构，使其驱动连杆机构，进而带动喷粉机构进行精确的移动，并根据羊草花的朝向，控制器还能调节喷粉机构的角度，确保花粉能够直接并准确地喷洒到花朵上，因在水箱两侧设置多组驱动机构、连杆机构、喷粉机构和送粉机构，根据使用需求，可以单独控制一组机构进行移动，也可以同时控制多组机构同时进行移动，提高装置的灵活性，通过这种方式，系统不仅确保了高效率的授粉，还大大降低了花粉的浪费，为现代农业和园艺提供了一种高效、精准的授粉解决方案。

2、为了创造最佳授粉环境，设置了湿气机构，当监测到羊草周围的湿度未达到理想授粉水平时，湿气机构会自动启动，增加空气湿度，以满足羊草授粉的最佳环境条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种羊草育种用授粉装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种羊草育种用授粉装置的整体结构示意图；

图3为本发明一种羊草育种用授粉装置的驱动机构和连杆机构示意图；

图4为本发明一种羊草育种用授粉装置的送粉机构示意图；

图5为图4中A处结构放大图。

图中：100、底板；110、水箱；200、驱动机构；210、滑轨；220、滑块；230、耳座；240、固定杆；250、第一电机；260、皮带；300、连杆机构；310、第一连杆；320、第二连杆；330、第三连杆；340、第四连杆；400、喷粉机构；410、微型电机；420、转轴；430、固定箱；440、喷头件；441、锥形罩；442、弧形喷头面；500、送粉机构；510、传送箱；520、第一输粉管；530、装粉箱；540、锥形管；550、第二输粉管；560、鼓风机；570、第一阀体；600、湿气机构；610、输水管；620、球形喷头；630、第二阀体；700、移动机构；710、减震柱；720、驱动轮；730、第二电机；740、转向轮；810、摄像机。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

一种羊草育种用授粉装置，如图1-5所示，包括：底板100、水箱110、驱动机构200、连杆机构300、喷粉机构400、送粉机构500、湿气机构600、移动机构700和监测机构；水箱110设置于底板100上；至少一个驱动机构200设置于水箱110的侧边；连杆机构300与驱动机构200的数量一致，且连杆机构300与驱动机构200相连接；喷粉机构400的数量与连杆机构300的数量一致，且喷粉机构400与连杆机构300相连接；送粉机构500与喷粉机构400的数量一致，且送粉机构500与喷粉机构400相连接；湿气机构600与水箱110相连接；移动机构700设置于底板100的下方；监测机构分别与驱动机构200、喷粉机构400、送粉机构500、湿气机构600和移动机构700相连接。

通过在底板100上方设置有水箱110，并在水箱110上方配备了一套精密的监测机构，能够实时捕捉羊草两侧的授粉情况，通过高清摄像头捕获的图像信息被传送至中央控制器进行分析处理，以确定符合条件授粉的羊草的精确位置，然后通过控制器驱动移动机构700，能够灵活地移至所需的授粉位置，此外，控制器控制驱动机构200，使其驱动连杆机构300，进而带动喷粉机构400可以进行精确的移动，并根据羊草花的朝向，控制器还能调节喷粉机构400的角度，确保花粉能够直接并准确地喷洒到花朵上，通过这种方式，系统不仅确保了高效率的授粉，还大大降低了花粉的浪费，为现代农业和园艺提供了一种高效、精准的授粉解决方案；为了创造最佳授粉环境，还设置了湿气机构600，当监测到羊草周围的湿度未达到理想授粉水平时，湿气机构600会自动启动，增加空气湿度，以满足羊草授粉的最佳环境条件。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，驱动机构200包括：滑轨210、滑块220、耳座230、固定杆240、第一电机250和皮带260；滑轨210固定连接于水箱110的侧边；滑块220滑动连接于滑轨210；耳座230固定连接于水箱110的外表面；固定杆240固定贯穿于耳座230；第一电机250固定连接于底板100，且第一电机250与滑轨210的位置相对应；皮带260的一端通过皮带轮传动连接于第一电机250的输出端，皮带260的另一端通过皮带轮转动连接于固定杆240，且滑块220固定连接于皮带260。

通过启动第一电机250带动皮带260进行转动，进而带动滑块220沿滑轨210进行上下移动，从而带动连杆机构300进行运动，推动喷粉机构400移动到指定位置。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，连杆机构300包括：第一连杆310、第二连杆320、第三连杆330和第四连杆340；第一连杆310的一端铰接于滑块220；第二连杆320的一端铰接于固定杆240，第二连杆320的另一端铰接于第一连杆310的居中位置；第三连杆330的一端铰接于第二连杆320的居中位置；第四连杆340的一端铰接于第三连杆330的另一端，第四连杆340的居中位置铰接于第一连杆310的另一端。

通过第一连杆310的一端铰接于滑块220上，这样滑块220在滑轨210上的移动可以直接转化为第一连杆310的运动，第二连杆320的一端铰接于固定杆240上，另一端与第一连杆310的居中位置铰接，这种设计使得第一连杆310和第二连杆320可以形成一个四边形的连杆系统，确保动力的有效传递和转换，然后第三连杆330的一端与第二连杆320的居中位置铰接，从而第二连杆320的运动可以通过第三连杆330进一步传递；第四连杆340的一端则铰接于第三连杆330的另一端，第四连杆340的居中位置与第一连杆310的另一端铰接，这种铰接方式使得第四连杆340可以有效地跟随第一、二、三连杆的运动，从而驱动喷粉机构400可以精确移动到所需授粉花朵的位置,使得喷粉机构400能够按照特定的路径和速度移动，实现精准的授粉。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，喷粉机构400包括：微型电机410、转轴420、固定箱430和喷头件440；微型电机410固定连接于第四连杆340的另一端；转轴420传动连接于微型电机410的输出端，且转轴420贯穿于第四连杆340；固定箱430固定套接于转轴420；喷头件440与固定箱430相连接。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，喷头件440包括：锥形罩441和弧形喷头面442；锥形罩441固定连接于固定箱430；弧形喷头面442固定连接于锥形罩441的内壁。

通过启动微型电机410,驱动转轴420进行旋转，进而带动固定箱430和由锥形罩441和弧形喷头面442组成的喷头进行运动，进而可以根据羊草花的朝向调节喷头的旋转方向，进而能够精确控制粉末的喷洒量和喷洒方向，确保授粉的均匀性和有效性，通过将喷头的外表面设置为锥形罩441优化粉末的流动路径，提高喷洒效率，将喷头的喷出花粉的一侧设置为弧形的，且固定连接于锥形罩441的内壁，避免锥形罩441罩在花朵上时，对花朵造成伤害，且此设计的喷头将花朵完全笼罩在锥形罩441内，实现精准的授粉，并减少粉末的浪费。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，送粉机构500包括：传送箱510、第一输粉管520、装粉箱530、锥形管540、第二输粉管550和鼓风机560，传送箱510设置于水箱110的上方；第一输粉管520与传送箱510相连通；装粉箱530设置于第一输粉管520远离传送箱510一侧；锥形管540与传送箱510相连通；第二输粉管550的一端连通于锥形管540，第二输粉管550的另一端连通于固定箱430；第二输粉管550为软管，可以随连杆机构300的运动进行拉伸；鼓风机560设置于传送箱510与装粉箱530之间，且鼓风机560连通于传送箱510；第一阀体570设置于第一输粉管520上。

当需要授粉时，打开第一阀体570，花粉从装粉箱530流到传送箱510内，传送箱510的底部为弧形设计，且其弧度与锥形管540的弧度一致，然后启动鼓风机560，进而鼓风机560将花粉送到固定箱430内，并从喷头喷出，鼓风机560的作用是确保粉末在第二输粉管550中顺畅流动，避免堵塞，同时保持粉末的均匀度，从而确保喷粉机构400能够高效、均匀地执行喷粉任务。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，湿气机构600包括：输水管610、球形喷头620和第二阀体630；输水管610与水箱110相连通；球形喷头620设置于输水管610上；第二阀体630设置于输水管610上。

当湿度传感器检测周围环境的湿度未达到理想授粉水平时，启动第二阀体630，水箱110内的水从输水管610输出，从球形喷头620喷出，进而可以增加空气湿度，以满足羊草授粉的最佳环境条件。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，移动机构700包括：减震柱710、驱动轮720、第二电机730和转向轮740；两个减震柱710对称设置于底板100的下方；两个驱动轮720分别设置于两个减震柱710的下方；第二电机730固定连接于底板100上；转向轮740传动连接于第二电机730的输出端。

两个减震柱710对称设置于底板100的下方，用以吸收运动过程中产生的震动，提升装置的稳定性和操作舒适性；两个驱动轮720分别设置于两个减震柱710的下方，用于负责装置的前进、后退，驱动轮720的工作原理为成熟技术，在此不做赘述；然后通过启动第二电机730，驱动转向轮740进行转动，用于装置的方向调整和转向。

在本发明的实施例中，如图1-5所示，监测机构包括：摄像机810、湿度传感器和控制器；摄像机810设置于装粉箱530上；湿度传感器设置于装粉箱530上；控制器分别与第一电机250、微型电机410、第二电机730、湿度传感器和摄像机810相连接。

通过设置的摄像机810，能够实时捕捉羊草两侧的授粉情况，并将捕获的图像信息被传送至控制器进行分析处理；通过设置湿度传感器（图中未显示），可以检测周围环境的湿度是否达到理想授粉水平时；通过设控制器（图中未显示）分别与第一电机250、微型电机410、第二电机730、湿度传感器和摄像机810相连接，协调各个部件的操作，优化整个授粉过程。

实施过程：使用时，先启动驱动轮720，使整个装置进行前进，打开摄像机810，进行捕捉羊草两侧的授粉情况，通过摄像头捕获的图像信息被传送至控制器进行分析处理，以确定符合条件授粉的羊草的精确位置，然后通过控制器启动第二电机730，驱动转向轮740转到所需授粉花朵的方向，然后驱动轮720带动整个装置移动到指定位置，然后控制器启动第一电机250，驱动带动皮带260进行转动，进而带动滑块220沿滑轨210进行上下移动，因第一连杆310铰接于滑块220，所以滑块220的上下运动直接转化为第一连杆310的运动，进而推动第二、三、四连杆进行运动，从而驱动喷头可以能够按照特定的路径和速度移动，精确移动到所需授粉花朵的位置，然后根据羊草花的朝向，控制器启动微型电机410，驱动喷头朝向花朵的方向，将整个花朵罩在锥形罩441内，然后再通过控制器分别启动第一阀体570和鼓风机560，花粉从装粉箱530流到传送箱510内，进而鼓风机560将花粉送到固定箱430内，并从喷头喷出，因在水箱110两侧分别设置有多个喷头，根据使用需求，可以单独控制喷头的伸出方向和长度，也可以同时进行控制，提高装置的灵活性，不仅确保了高效率的授粉，还大大降低了花粉的浪费，同时，当湿度传感器检测周围环境的湿度未达到理想授粉水平时，启动第二阀体630，水箱110内的水从输水管610输出，从球形喷头620喷出，进而可以增加空气湿度，以满足羊草授粉的最佳环境条件。

需要说明的是，第一电机250、微型电机410、鼓风机560、第一阀体570、第二阀体630、第二电机730、摄像机810、控制器和湿度传感器的具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，故不再详细赘述。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，包括：

底板；

水箱，所述水箱设置于所述底板上；

驱动机构，至少一个所述驱动机构设置于所述水箱的侧边；

连杆机构，所述连杆机构与所述驱动机构的数量一致，且所述连杆机构与所述驱动机构相连接；

喷粉机构，所述喷粉机构的数量与所述连杆机构的数量一致，且所述喷粉机构与所述连杆机构相连接；

送粉机构，所述送粉机构与所述喷粉机构的数量一致，且所述送粉机构与所述喷粉机构相连接；

湿气机构，所述湿气机构与所述水箱相连接；

移动机构，所述移动机构设置于所述底板的下方；

监测机构，所述监测机构分别与所述驱动机构、所述喷粉机构、送粉机构、湿气机构和移动机构相连接。

2.根据权利要求1所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

滑轨，所述滑轨固定连接于所述水箱的侧边；

滑块，所述滑块滑动连接于所述滑轨；

耳座，所述耳座固定连接于所述水箱的外表面；

固定杆，所述固定杆固定贯穿于所述耳座；

第一电机，所述第一电机固定连接于所述底板，且所述第一电机与所述滑轨的位置相对应；

皮带，所述皮带的一端通过皮带轮传动连接于所述第一电机的输出端，所述皮带的另一端通过皮带轮转动连接于所述固定杆，且所述滑块固定连接于所述皮带。

3.根据权利要求2所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述连杆机构包括：

第一连杆，所述第一连杆的一端铰接于所述滑块；

第二连杆，所述第二连杆的一端铰接于所述固定杆，所述第二连杆的另一端铰接于所述第一连杆的居中位置；

第三连杆，所述第三连杆的一端铰接于所述第二连杆的居中位置；

第四连杆，所述第四连杆的一端铰接于所述第三连杆的另一端，所述第四连杆的居中位置铰接于所述第一连杆的另一端。

4.根据权利要求3所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述喷粉机构包括：

微型电机，所述微型电机固定连接于所述第四连杆的另一端；

转轴，所述转轴传动连接于所述微型电机的输出端，且所述转轴贯穿于所述第四连杆；

固定箱，所述固定箱固定套接于所述转轴；

喷头件，所述喷头件与所述固定箱相连接。

5.根据权利要求4所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述喷头件包括：

锥形罩，所述锥形罩固定连接于所述固定箱；

弧形喷头面，所述弧形喷头面固定连接于所述锥形罩的内壁。

6.根据权利要求4所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述送粉机构包括：

传送箱，所述传送箱设置于所述水箱的上方；

第一输粉管，所述第一输粉管与所述传送箱相连通；

装粉箱，所述装粉箱设置于所述第一输粉管远离所述传送箱一侧；

锥形管，所述锥形管与所述传送箱相连通；

第二输粉管，所述第二输粉管的一端连通于所述锥形管，所述第二输粉管的另一端连通于所述固定箱；

鼓风机，所述鼓风机设置于所述传送箱与所述装粉箱之间，且所述鼓风机连通于所述传送箱；

第一阀体，所述第一阀体设置于所述第一输粉管上。

7.根据权利要求1所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述湿气机构包括：

输水管，所述输水管与所述水箱相连通；

球形喷头，所述球形喷头设置于所述输水管上；

第二阀体，所述第二阀体设置于所述输水管上。

8.根据权利要求1所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述移动机构包括：

减震柱，两个所述减震柱对称设置于所述底板的下方；

驱动轮，两个所述驱动轮分别设置于两个所述减震柱的下方；

第二电机，所述第二电机固定连接于所述底板上；

转向轮，所述转向轮传动连接于所述第二电机的输出端。

9.根据权利要求1所述的一种羊草育种用授粉装置，其特征在于，所述监测机构包括：

摄像机，所述摄像机设置于所述装粉箱上；

湿度传感器，所述湿度传感器设置于所述装粉箱上；

控制器，所述控制器分别与所述第一电机、所述微型电机、第二电机、湿度传感器和摄像机相连接。