CN209171120U - 一种基于无人机的智慧农业授粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无人机的智慧农业授粉装置，包括无人机，无人机上安装有储粉罐，储粉罐的顶部安装有风压机，储粉罐的底部与中空的第一支臂的顶端转动连接，第一支臂与无人机转动连接；第一支臂的外侧固定套装有齿圈，无人机上安装有驱动电机，驱动电机的输出轴向下贯穿无人机并套装有与所述齿圈啮合的齿轮；第一支臂的底端通过转动装置与中空的第二支臂的顶端连接，第二支臂的底端安装有支座，支座上安装有喷头；第一支臂和第二支臂的内部空腔中设置有喷粉软管，喷粉软管的顶端与储粉罐的底部连通，喷粉软管的顶端与喷头连通；本实用新型具有精确授粉、授粉均匀、不浪费花粉、实时监测调节授粉距离、实时监测周边环境的有益效果。

Description

一种基于无人机的智慧农业授粉装置

技术领域

本实用新型属于无人机授粉技术领域，具体涉及一种基于无人机的智慧农业授粉装置。

背景技术

由于无人机的分型速度快、运行区域广，因此在大面积农作物的授粉工作中，无人机得到了越来越多的应用，相比传统采用人工授粉的方式，采用无人机进行农作物授粉的效率得到了明显提高，大大节省了人力。在现有的无人机授粉工作中，一般采用无人机直接携带大量花粉，然后操作人员操控无人机在农作物区域飞行，将花粉进行大面积喷洒实现大面积农作物的高效授粉，虽然这种授粉方式效率较高，但是在需要精确位置进行授粉作业时，就会出现花粉喷洒不均匀、花粉喷洒过量等问题，造成授粉效果不佳和花粉浪费的情况。因此，针对现有的无人机大面积授粉中存在的精确授粉时授粉不均匀、授粉过量的问题，本实用新型公开了一种基于无人机的智慧农业授粉装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于无人机的智慧农业授粉装置，实现在大面积高效授粉的同时，能够进行小面积精确授粉的功能，具有精确授粉、授粉均匀、不浪费花粉的效果。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于无人机的智慧农业授粉装置，包括无人机，所述无人机上安装有储粉罐，所述储粉罐的顶部安装有风压机，储粉罐的底部与中空的第一支臂的顶端转动连接，所述第一支臂向下贯穿无人机并通过轴承与无人机转动连接；所述第一支臂的外侧位于无人机下方的位置固定套装有齿圈，所述无人机上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴向下贯穿无人机并套装有与所述齿圈啮合的齿轮；所述第一支臂的底端通过转动装置与中空的第二支臂的顶端连接，所述第二支臂的底端安装有支座，所述支座上安装有喷头；所述第一支臂和第二支臂的内部空腔中设置有喷粉软管，所述喷粉软管的顶端与储粉罐的底部连通，喷粉软管的顶端与所述喷头连通。

工作原理及使用方法：

采用无人机本体作为承载运输装置，在无人机本体上安装有储粉罐，储粉罐中预先存放有待授粉的花粉，储粉罐的顶端安装并连通有风压机，风压机与控制器连接。储粉罐的底端与第一支臂的顶端转动连接，第一支臂的底端与第二支臂的顶端铰接，且第一支臂与第二支臂的铰接处安装有转动装置用于驱动第二支臂绕着铰接处转动，第二支臂的底端安装有支座，支座上安装有喷头。第一支臂向下贯穿无人机本体并通过轴承与无人机本体转动连接，且第一支臂的外侧位于无人机本体的下方固定套装有齿圈，无人机本体上安装有与控制器连接的驱动电机，驱动电机的输出轴向下贯穿无人机，且输出轴上套装有与齿圈啮合的齿轮。需要进行精确授粉作业时，操作人员控制无人机飞行至需要进行精确授粉的区域，带无人机悬停稳定后，操作人员通过控制器控制驱动电机转动，驱动电机的输出轴上的齿轮带动齿圈转动，进一步带动第一支臂进行转动，第一支臂进而带动第二支臂在横向平面转动一定角度。同时，操作人员可通过控制器控制转动装置工作，转动装置带动第二支臂绕着第二支臂与第一支臂的铰接处在竖向平面的转动一定角度，通过两次转动的相互配合，使第二支臂的底端的支座转动至需要精确授粉的花絮处，将喷头对准需要精确授粉的花絮，此时通过控制器控制风压机工作，风压机向储粉罐内鼓入气流，将储粉罐内的花粉吹入喷粉软管，花粉进一步通过喷粉软管进入喷头并喷出，进行精确位置的授粉。在不需要进行精确授粉时间，则将第一支臂和第二支臂转动至覆盖面积最大的位置，然后即可进行大面积农作物区域快速授粉。

所述无人机在专利号为“CN205787903U”，专利名称为“农业无人机”的专利中已经公开，且本实用新型的技术改进点不在无人机，因此无人机的具体工作原理及使用方法在此不再赘述。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述无人机上安装有若干个储粉罐，所述储粉罐的底部通过电磁阀与喷粉软管的顶端连通。

根据无人机的大小及授粉农作物区域的大小，在无人机上设置的储粉罐的数量可为一个或若干个，每一个储粉罐的底部通过电磁阀与喷粉软管的顶端连通，电磁阀与控制器连接，在需要进行授粉作业时，控制器控制电磁阀开启，便于花粉从储粉罐进入喷粉软管，不需要进行授粉作业时，电磁阀在控制器的控制下关闭，避免花粉漏出。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述储粉罐的底部开口处设置有朝向电磁阀向下倾斜的导向面。

为了避免花粉在储粉罐的底部堆积，进而造成堵塞，因此在储粉罐的底部开口处设置有朝向电磁阀向下倾斜的导向面，储粉罐内的花粉通过导向面可顺利下滑，有效避免花粉的堆积。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述支座上靠近喷头的一侧安装有距离传感器，所述支座的底部安装有第一摄像装置。

支座上靠近喷头的一侧安装有距离传感器，距离传感器用于检测授粉时间，喷头到农作物花絮的距离，距离传感器将检测到的距离反馈至控制器，并通过控制器反馈至控制终端进行显示；支座的底部安装有第一摄像装置，第一摄像装置的摄像头可灵活万象转动，对可对喷头处的授粉情况及周围情况进行拍摄并将拍摄到的视频通过控制器传送至控制终端进行显示。操作人员通过监控距离传感器反馈的距离信息及第一摄像装置反馈的视频，即可直观得知喷头与花絮之间的位置关系，进而进一步调节喷头与花絮之间的位置，保证手缝更加均匀。

所述距离传感器的型号为：TF02，其工作原理及使用方法在此不再赘述。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述无人机的底部的两侧均安装有第二摄像装置。

无人机的底部的两侧安装的第二摄像装置用于辅助第一摄像装置监控周边环境，第二摄像装置将拍摄到的视频通过控制器发送至控制终端进行显示，操作人员通过第二摄像装置反馈的视频能直观观察无人机周边环境，避免无人机与周边障碍物撞击。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述储粉罐的内部上侧设置有滤网。

等风压机箱储粉罐内部鼓入气流时，可能会将外部空气中的灰尘、颗粒物等杂质一同吹入储粉罐中，进而对花粉进行污染。为了避免花粉被污染，延长花粉的储藏时间，因此在储粉罐的内部的上侧设置有滤网，风压机鼓入的气流首先经过滤网的过滤，将气流中的杂质进行过滤，有效避免花粉被污染。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述转动装置为RV减速转向机。

RV减速转向机具有转向精度高、扭矩较大的优点，因此采用RV减速转向机作为转动装置能够精确控制第二支臂的转动角度。

所述RV减速转向机为常规现有技术，其工作原理及使用方法在此不再赘述。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过在无人机上安装储粉罐，在储粉罐的顶部安装有风压机，通过风压机箱储粉罐内鼓入空气吹动花粉；在储粉罐的底部转动连接有中空的第一支臂的顶端，且第一支臂向下贯穿无人机并通过轴承与无人机转动连接；在第一支臂的外侧位于无人机下方的位置固定套装有齿圈，在无人机上安装有驱动电机，且驱动电机的输出轴向下贯穿无人机并套装有与所述齿圈啮合的齿轮，通过驱动电机带动齿轮及齿圈转动，实现第一支臂的横向平面转动；在第一支臂的底端通过转动装置铰接有中空的第二支臂的顶端，转动装置带动第二支臂进行竖向平面的转动；在第二支臂的底端安装有支座，在支座上安装有喷头；在第一支臂和第二支臂的内部空腔中设置有喷粉软管，且喷粉软管的顶端与储粉罐的底部连通，喷粉软管的顶端与所述喷头连通，通过第一支臂和第二支臂的转动实现支座和喷头的位置调节，实现喷粉位置的调节；本实用新型具有可进行精确授粉、授粉均匀、不浪费花粉的有益效果；

（2）本实用新型通过在支座靠近喷头的一侧安装距离传感器，在支座的底部安装第一摄像装置，实现了对喷头和花絮之间的距离监测和视频拍摄，使操作人员直观清晰地观察喷头与花絮之间的位置关系，进而控制并调节喷头与花絮之间的距离；通过在无人机的下方的两侧安装第二摄像装置，实现对周边环境的监测；本实用新型具有授粉距离实时监测反馈、授粉距离灵活可调、有效避免无人机与障碍物碰撞的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为电磁阀的安装示意图；

图3为距离传感器和第一摄像装置的安装示意图；

图4为第二摄像装置的安装示意图；

图5为滤网的安装示意图。

其中：1-储粉罐；2-风压机；3-驱动电机；4-支座；5-喷头；6-喷粉软管；7-转动装置；8-电磁阀；01-第一支臂；02-第二支臂；001-第一摄像装置；002-第二摄像装置；003-滤网；004-距离传感器；11-齿圈；12-齿轮。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种基于无人机的智慧农业授粉装置，如图1所示，包括无人机，所述无人机上安装有储粉罐1，所述储粉罐1的顶部安装有风压机2，储粉罐1的底部与中空的第一支臂01的顶端转动连接，所述第一支臂01向下贯穿无人机并通过轴承与无人机转动连接；所述第一支臂01的外侧位于无人机下方的位置固定套装有齿圈11，所述无人机上安装有驱动电机3，所述驱动电机3的输出轴向下贯穿无人机并套装有与所述齿圈11啮合的齿轮12；所述第一支臂01的底端通过转动装置7与中空的第二支臂02的顶端连接，所述第二支臂02的底端安装有支座4，所述支座4上安装有喷头5；所述第一支臂01和第二支臂02的内部空腔中设置有喷粉软管6，所述喷粉软管6的顶端与储粉罐1的底部连通，喷粉软管6的顶端与所述喷头5连通。

采用无人机作为承载运输装置，无人机的中央为安装座，无人机的安装座上安装有储粉罐1，储粉罐1的顶部和底部均设置有开口，储粉罐1的顶部安装有风压机2，风压机2的出风口与储粉罐1的顶部开口连通。储粉管2的底部开口处转动安装有第一支臂01的顶端，第一支臂01的底端铰接有第二支臂02的顶端，第二支臂02的底端安装有支座4，支座4上安装有喷头5。且第一支臂01和第二支臂02均为中空的管状结构，第一支臂01与第二支臂02的铰接处安装有用于驱动第二支臂02转动的转动装置7。第一支臂01和第二支臂02的内部空腔中设置有喷粉软管6，喷粉软管6采用高韧性可伸缩的橡胶材料制备，喷粉软管6能够伴随第一支臂01级第二支臂02的转动而相应形变。需要进行授粉时，操作人员将无人机飞行至待精确授粉的花絮处进行悬停，然后通过控制器控制驱动电机3带动输出轴上的齿轮12转动，齿轮12带动齿圈11转动，进而带动第一支臂01进行横向平面的转动，即第一支臂01带动第二支臂02和支座4进行横向平面的转动，进行支座4在横向平面内的位置调节，使支座4在横向平面内靠近待授粉花絮。横向调节完成后，通过控制器控制转动装置7带动第二支臂02绕着铰接处进行竖向平面内的转动，进而带动支座4在竖向平面内转动，使支座4在竖向平面内靠近待授粉的花絮。通过横向及竖向的调节，使支座4上的喷头5尽可能靠近待授粉的花絮，然后通过控制器控制风压机2工作，风压机2将外部空气鼓入储粉罐1，将储粉罐1中的花粉通过喷粉软管6吹向喷头5，并从哦嗯头5的喷口喷出，进行花絮的精确授粉。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图1和图2所示，所述无人机上安装有若干个储粉罐1，所述储粉罐1的底部通过电磁阀8与喷粉软管6的顶端连通。

根据无人机的大小及待授粉的农作物区域大小，可在无人机上设置一个或多个储粉罐1，每个储粉罐1的底部均转动安装有第一支臂01，并通过第一支臂01连接有第二支臂02和支座4，通过控制器分别控制各第一支臂01的横向平面转动和各第二支臂02的竖向平面转动，即可在同时对多出待授粉花絮进行授粉作业。同时，在储粉罐1的底部与喷粉软管6的顶端之间设置有电磁阀8，进行授粉时，电磁阀8在控制器的控制下开启，花粉可从储粉罐1顺利进入喷粉软管6。不进行授粉时，电磁阀8在控制器的控制下关闭，避免花粉从储粉罐1中洒落。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图2所示，所述储粉罐1的底部开口处设置有朝向电磁阀8向下倾斜的导向面。

若储粉罐1的底部为平面，则可能出现储粉罐1内的花粉在底部平面上堆积的情况，进而造成花粉堵塞。为了避免花粉在储粉罐1的底部堆积，因此在储粉罐1的底部开口处设置有朝向电磁阀8向下倾斜的导向面，导向面的倾斜角度在30°至45°左右，花粉通过导向面即可顺利滑落至电磁阀8处，有效防止花粉堆积。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图3所示，所述支座4上靠近喷头5的一侧安装有距离传感器004，所述支座4的底部安装有第一摄像装置001。

在进行授粉作业时，由于地形等限制，操作人员不可能人为观察喷头5与花絮之间的位置关系。因此在支座4上靠近喷头5的一侧安装有距离传感器004，通过距离传感器004检测喷头至花絮之间的距离，距离传感器004将检测到的距离数据通过控制器反馈至控制终端显示；同时，在支座4的底部安装有第一摄像装置001，第一摄像装置001为高清万象摄像头，能够进行多角度灵活转动拍摄。第一摄像装置001拍摄喷头5与花絮之间的动态视频及周边环境，并将拍摄的视频通过控制器发送至控制终端进行显示，操作人员通过距离传感器004反馈的距离信息和第一摄像装置001反馈的视频即可清晰直观的观察喷头5与花絮之间的距离，避免距离过近导致授粉量过多和授粉不均匀，也避免距离过远导致花粉浪费，有效保证授粉效果和授粉均匀度。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图4所示，所述无人机的底部的两侧均安装有第二摄像装置002。

无人机的底部的两侧还安装有辅助第一摄像装置001的第二摄像装置002，第二摄像装置002在授粉时对周边环境进行监控，避免无人机在飞行过程中与周边障碍物撞击。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，如图5所示，所述储粉罐1的内部上侧设置有滤网003。

风压机2将外部空气鼓入储粉罐1时，同时可能将外部空气中的杂质一同鼓入储粉罐1，进而污染储粉罐1内部的花粉，因此在储粉罐1的内部的上侧设置有滤网003，滤网003包括杂质过滤层和水分吸收层，杂质过滤层将鼓入空气中的杂质过滤除去，水分吸收层游侠吸收鼓入空气中的水粉，有效避免花粉受潮，延长花粉的保存时间。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上做进一步优化，所述转动装置7为RV减速转向机。

因为RV减速转向机具备扭矩大、转向精度高、结构紧凑体积小巧的优点，因此采用RV减速转向机作为转动装置7，用于驱动第二支臂02转动。RV减速转向机的转轴与第二支臂02的铰接轴连接，带动铰接轴转动，进而带动第二支臂02转动。

本实施例的其他部分与上述实施例1-6同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于无人机的智慧农业授粉装置，包括无人机，其特征在于，所述无人机上安装有储粉罐（1），所述储粉罐（1）的顶部安装有风压机（2），储粉罐（1）的底部与中空的第一支臂（01）的顶端转动连接，所述第一支臂（01）向下贯穿无人机并通过轴承与无人机转动连接；所述第一支臂（01）的外侧位于无人机下方的位置固定套装有齿圈（11），所述无人机上安装有驱动电机（3），所述驱动电机（3）的输出轴向下贯穿无人机并套装有与所述齿圈（11）啮合的齿轮（12）；所述第一支臂（01）的底端通过转动装置（7）与中空的第二支臂（02）的顶端连接，所述第二支臂（02）的底端安装有支座（4），所述支座（4）上安装有喷头（5）；所述第一支臂（01）和第二支臂（02）的内部空腔中设置有喷粉软管（6），所述喷粉软管（6）的顶端与储粉罐（1）的底部连通，喷粉软管（6）的顶端与所述喷头（5）连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的智慧农业授粉装置，其特征在于，所述无人机上安装有若干个储粉罐（1），所述储粉罐（1）的底部通过电磁阀（8）与喷粉软管（6）的顶端连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的智慧农业授粉装置，其特征在于，所述储粉罐（1）的底部开口处设置有朝向电磁阀（8）向下倾斜的导向面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于无人机的智慧农业授粉装置，其特征在于，所述支座（4）上靠近喷头（5）的一侧安装有距离传感器（004），所述支座（4）的底部安装有第一摄像装置（001）。

5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的智慧农业授粉装置，其特征在于，所述无人机的底部的两侧均安装有第二摄像装置（002）。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的智慧农业授粉装置，其特征在于，所述储粉罐（1）的内部上侧设置有滤网（003）。

7.根据权利要求1所述的一种基于无人机的智慧农业授粉装置，其特征在于，所述转动装置（7）为RV减速转向机。