CN209806913U - 一种茶园微波杀虫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种茶园微波杀虫装置，涉及驱虫技术领域，本实用新型包括无人机，该无人机安装有摄像头和带控制电路板的控制箱，无人机的底部安装有至少一微波发生器，并配设有使微波发生器左右转动的伺服电机，控制电路板与摄像头和伺服电机相连接，由控制电路板根据摄像头提供的影像调整微波发生器的朝向。本实用新型的有益效果：本实用新型通过控制电路板对摄像头对影像进行处理分析，定位出茶行的所在位置。控制电路板再控制伺服电机将微波发生器指向茶行，并发射微波进行杀虫，做到无农药且自动化的无公害环保杀虫，并且可以确保微波准确地朝茶行的茶树上定向发射，避免因微波偏位而无法达到杀虫的目的。

Description

一种茶园微波杀虫装置

技术领域

本实用新型涉及驱虫技术领域，更具体地说是指一种茶园微波杀虫装置。

背景技术

茶树害虫严重影响茶叶的生长，目前对茶叶害虫的防治很大程度上采用喷洒农药的方法，从而造成农药残留，严重影响茶叶的质量，对人体健康产生潜在的危害。如何采取更有效的办法实现对茶叶害虫的非农药性的灭杀，是目前国内、外十分关注和迫切要解决的课题。

通过大量科研资料收集、科技查新和对国内福建武夷山、福建安溪、四川蒙山、安徽黄山、浙江杭州等茶产地实地调研，以及在以色列、德国、俄罗斯等国际合作科研院所专题考察和技术交流了解，利用微波技术杀虫灭菌在国外受到高度重视和广泛应用。虽然目前微波技术杀虫灭菌技术已在药材、食品杀虫灭菌方面应用较多，但大都是对附着在非活体的物体中或土壤中的虫进行杀灭,目前还没有一种专门针对茶园茶树的微波杀虫设备。

发明内容

本实用新型提供的一种茶园微波杀虫装置，其目的在于解决采用喷洒农药的方法，容易造成农药残留，严重影响茶叶等问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种茶园微波杀虫装置,包括无人机、摄像头、微波发生器、伺服电机以及控制箱，所述摄像头朝前下方倾斜地设置于所述无人机的前端，所述无人机的底部可活动地安装有至少一所述微波发生器，并配设有使微波发生器左右摆动的所述伺服电机，无人机的底部还安装有带控制电路板的控制箱，所述控制电路板与摄像头和伺服电机相连接，由控制电路板根据摄像头提供的影像调整微波发生器的朝向。

进一步，所述无人机的左右两端均水平延伸设置有一安装板，所述安装板的底部通过枢接座配合销轴可活动地安装有所述微波发生器，所述安装板的底部还固定安装有所述伺服电机，该伺服电机的输出轴设有蜗杆，所述销轴设有与蜗杆相联动的蜗轮。

进一步，所述控制电路板包括驱动模块和图像处理分析模块，其中图像处理模块用于对摄像头的实时影像进行处理分析，定位出茶行所处位置；驱动模块用于根据图像处理模块定位出的茶行所处位置，控制伺服电机调整微波发生器的朝向，使微波发生器的发射方向指向茶行所处位置。

进一步，所述控制电路板与所述无人机自身的控制器相通讯；图像处理模块用于对摄像头的实时影像进行处理分析，定位出相邻两茶行之间的沟道所处位置，所述无人机自身的控制器根据图像处理模块提供的信息控制无人机沿沟道飞行。

进一步，所述微波发生器的发射端口设有一喇叭状筒体。

进一步，所述摄像头为红外线摄像头。

和现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

其一、本实用新型包括无人机，该无人机安装有摄像头和带控制电路板的控制箱，无人机的底部安装有至少一微波发生器，并配设有使微波发生器左右转动的伺服电机，控制电路板与摄像头和伺服电机相连接，由控制电路板根据摄像头提供的影像调整微波发生器的朝向。本实用新型通过控制电路板对摄像头对影像进行处理分析，定位出茶行的所在位置。控制电路板再控制伺服电机将微波发生器指向茶行，并发射微波进行杀虫，做到无农药且自动化的无公害环保杀虫，并且可以确保微波准确地朝茶行的茶树上定向发射，避免因微波偏位而无法达到杀虫的目的。

其二、本实用新型中，控制电路板与无人机自身的控制器相通讯。图像处理模块用于对摄像头的实时影像进行处理分析，定位出相邻两茶行之间的沟道所处位置，然后无人机自身的控制器根据图像处理模块提供的信息控制无人机沿沟道飞行。可以确保无人机始终处于沟道的正上方，并沿沟道飞行。这样，处于无人机左右两侧的微波发生器才能一一对应的沟道左右两侧的茶行，对茶行中的茶树进行微波杀虫，工作人员无需通过遥控器控制无人机的飞行方向，实现全自动杀虫作业。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。

参照图1，一种茶园微波杀虫装置,包括无人机1、摄像头2、微波发生器3、伺服电机4以及控制箱5。其中， 摄像头2朝前下方倾斜地设置于无人机1的前端。无人机1的底部可活动地安装有至少一微波发生器3，并配设有使微波发生器3左右摆动的伺服电机4。作为优选方案：无人机1的前端设有两个摄像头2。

参照图1，具体地，无人机1的左右两端均水平延伸设置有一安装板6，安装板6可通过螺栓可拆卸地安装于无人机1。微波发生器2通过枢接座71配合销轴72可活动地安装于安装板6的底部，安装板6的底部还固定安装有伺服电机4。而伺服电机4的输出轴设有蜗杆，销轴72设有与蜗杆相联动的蜗轮。通过蜗杆和蜗轮使伺服电机4可以左右摆动的调节微波发生器2的朝向。

参照图1，无人机1的底部还安装有带控制电路板51的控制箱5，该控制电路板5与摄像头2和伺服电机4相连接，由控制电路板5根据摄像头提供的影像调整微波发生器3的朝向。

参照图1，具体地，控制电路板51包括驱动模块512和图像处理分析模块511。其中，图像处理模块511用于对摄像头2的实时影像进行处理分析，定位出茶行所处位置。驱动模块512用于根据图像处理模块511定位出的茶行所处位置，控制伺服电机4调整微波发生器3的朝向，使微波发生器3的发射方向指向茶行所处位置。此外，控制电路板51与无人机自身1的控制器（图中未画出）相通讯；图像处理模块511用于对摄像头2的实时影像进行处理分析，定位出相邻两茶行之间的沟道所处位置。无人机1自身的控制器根据图像处理模块511提供的信息控制无人机1沿沟道飞行。茶行由一颗颗茶树排列种植而形成，相邻两茶行之间会留有蓄水以及供人通行的沟道，这些都是现有茶园普遍的特点。

参照图1,定位茶行和沟道所处位置的原理大致为：在无人机1飞行时，摄像头2实时获取部分茶园的影像，由于茶行和沟道在高度和颜色上有明显差别，图像处理模块511根据这些差别对影像进行区域划分，同时结合两个摄像头2，采用三维定位技术对影像的不同区域（茶行和沟道）的进行三维标记定位，而微波发生器3的初始朝向已事先以射线（射线以微波发生器3的旋转支点为原点且竖直朝下）的方式定位标记好，图像处理模块511计算分析，推算出需要朝哪个方向转动多少角度才可以将微波发生器3（即射线）旋转指向茶行（即划分出的区域）的中心线位置上，据此换算出伺服电机3的旋转圈数和旋转角度,驱动模块512再根据具体的旋转角度及旋转方向控制伺服电机3,调整微波发生器3至指定朝向。上述工作原理涉及到的影像处理技术、三维定位技术以及伺服电机的数控技术等均为现有技术, 且不属于本申请的创新点和保护点，本领域技术人员可以根据现有技术进行实施，在此不再赘述。

参照图1，作为优选方案，为了让微波集中朝一定区域发射，微波发生器3的发射端口设有一喇叭状筒体8。此外，摄像头2为红外线摄像头，即便是在夜间本产品也可以正常作业。

基于微波技术的杀虫机理，即主要基于微波的加热效应。微波是一种高频电磁波，其频率在300 MHz—30 GHz，波长为1 mm-1 nm之间，微波由微波发生器产生，通常在磁控管上加高压电场以后就产生微波能量辐射出来。由电能置换为电磁波，在空间传播。微波对许多有机物具有很强的穿透能力，可直接作用于物体内部。

微波本身不产生热，它只有通过物体内部作用，尤其是极性分子的作用才产生热效应。物质是由分子和原子组成的。而多数的分子是呈电中性，当它们被电离后可带电极化。极化后的分子形成正、负两极，在电场的作用下会定向排列，就如磁性金属在磁场中形成有序排列一样。水分子是极性分子，因为在水分子中，氧的电负性很高，共用电子强烈的偏向于氧的一边，而使氢原子显示出相当大的电正性，即氢原子上带有部分正电荷，而在氧原子上带有部分正电荷。但因氧的电负性很高，正负电荷中心不对称，在由两个氢原子和一个氧原子形成一个水分子的结构中，H-O-H连续健上形成104.5。的V型夹角。在一般情况下，由于分子热运动的结果使其趋向于最大混乱状态，分子的排列杂乱无章，对外不显出极性。但在外部电场的作用下，极性分子将形成有序的排列。因为微波是高频电场，其方向在正负之间频繁摆动，引起电场中的极性分子随之剧烈摆动。比如频率为2450 MHz的微波电场，以每秒24.5亿次速度来回震荡，处在电场中的水分子也跟着以每秒24.5亿次的频率产生共振。导致分子间的激烈碰撞和摩擦，于是产生大量的热，使物体的温度升高。所以含水量越多的物体对微波的感应就越强烈。水是一切生物包括植物和动物的生命活动基础，任何生物体内都含有一定的水分，脱水就会导致生物的休克或死亡，因此害虫对微波的感应非常强烈。微波使害虫致死的主要原因有二：一是高温使害虫体内脱水而死；二是高温使虫体蛋白质变性而死。微波的这种杀虫作用使害虫无法对其作出选择或避让，因此不存在抗性遗传问题，是一种彻底的杀虫方法。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种茶园微波杀虫装置,其特征在于：包括无人机、摄像头、微波发生器、伺服电机以及控制箱，所述摄像头朝前下方倾斜地设置于所述无人机的前端，所述无人机的底部可活动地安装有至少一所述微波发生器，并配设有使微波发生器左右摆动的所述伺服电机，所述无人机的底部安装有内设控制电路板的控制箱，所述控制电路板与摄像头和伺服电机相连接，由控制电路板根据摄像头提供的影像调整微波发生器的朝向。

2.根据权利要求1所述的一种茶园微波杀虫装置，其特征在于：所述无人机的左右两端均水平延伸设置有一安装板，所述安装板的底部通过枢接座配合销轴可活动地安装有所述微波发生器，所述安装板的底部还固定安装有所述伺服电机，该伺服电机的输出轴设有蜗杆，所述销轴设有与蜗杆相联动的蜗轮。

3.根据权利要求1或2所述的一种茶园微波杀虫装置，其特征在于：所述控制电路板包括驱动模块和图像处理分析模块，其中图像处理模块用于对摄像头的实时影像进行处理分析，定位出茶行所处位置；驱动模块用于根据图像处理模块定位出的茶行所处位置，控制伺服电机调整微波发生器的朝向，使微波发生器的发射方向指向茶行所处位置。

4.根据权利要求3所述的一种茶园微波杀虫装置，其特征在于：所述控制电路板与所述无人机自身的控制器相通讯；图像处理模块用于对摄像头的实时影像进行处理分析，定位出相邻两茶行之间的沟道所处位置，所述无人机自身的控制器根据图像处理模块提供的信息控制无人机沿沟道飞行。

5.根据权利要求1或2所述的一种茶园微波杀虫装置，其特征在于：所述微波发生器的发射端口设有一喇叭状筒体。

6.根据权利要求1或2所述的一种茶园微波杀虫装置，其特征在于：所述摄像头为红外线摄像头。