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一种树干查虫注药装置及其使用方法

阅读:242发布:2020-05-19

专利汇可以提供一种树干查虫注药装置及其使用方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种树干查虫注药装置及其使用方法,包括升降系统、扫描系统、注射系统;通过360°旋转 图像采集 获取树干表面原始图像,经过WiFi送至主机进行 图像识别 ;当识别到新鲜 虫洞 时,停止旋转和垂直提升;使用十字滑台、施药 推杆 和激光扫描器,实现精准 定位 ;由旋转组件和推线实现注药导头和 导管 的旋转推进虫洞;使用药 泵 从药罐中 抽取 药液注入虫洞深处。与 现有技术 相比,本发明的一种树干查虫注药装置及其使用方法,避免了对机械损伤洞和陈旧性虫洞进行注药,导头进入虫洞深处可直接杀死 害虫 ,在虫洞深处注药提高了药物的利用率,全自动实现树木主干虫洞的自动查找和注药,解决了人工以往低处要弯腰,高出够不着、看不到的缺点。,下面是一种树干查虫注药装置及其使用方法专利的具体信息内容。

1.一种树干查虫注药装置,其特征在于:包括升降系统、扫描系统、注射系统;所述升降系统包括纵向的导轨(20),导轨(20)沿长度方向开设有条形槽,导轨(20)内置丝杠(19),丝杠(19)的杆体上安装有丝杠螺母(22),贯穿条形槽设有连接于丝杠螺母(22)的底板(27);
所述扫描系统位于底板(27)上,扫描系统包括圆弧导轨,圆弧导轨的内壁上设有至少一个同步带电机(26),圆弧导轨上设有相同弧度的旋转环(24),旋转环(24)边缘具有与同步带电机(26)输出端齿轮啮合的同步带(25),所述旋转环(24)上还设有WIFI摄像头(29);所述注射系统位于旋转环(24)上,注射系统包括施药底板架(12a),施药底板架(12a)上设有主动推线轮(6a)和被动推线轮(6b),主动推线轮(6a)和被动推线轮(6b)之间夹持有注药导管(8),注药导管(8)的注射一端为注药孔(2),注药孔(2)上安装有导头(1)和激光扫描器(3);
注药导管(8)的另一端外接药(14),药泵(14)连通药罐(16)。
2.根据权利要求1所述的一种树干查虫注药装置,其特征在于:所述丝杠(19)端部设有提升电机(18);所述底板(27)上设有控制主机(28),控制主机(28)控制提升电机(18)和同步带电机(26);WIFI摄像头(29)线路连接控制主机(28)。
3.根据权利要求1所述的一种树干查虫注药装置,其特征在于:所述圆弧导轨和旋转环(24)均为优弧。
4.根据权利要求1所述的一种树干查虫注药装置,其特征在于:所述旋转环(24)上设有十字滑台组件(13),分为x轴滑台板(13a)和y轴滑台板(13b),y轴滑台板(13b)固定于旋转环(24),x轴滑台板(13a)与施药底板架(12a)连接。
5.根据权利要求4所述的一种树干查虫注药装置,其特征在于:所述x轴滑台板(13a)与施药底板架(12a)之间设有旋转组件(11c),所述注药导管(8)经过旋转组件(11c),位于旋转组件(11c)内的注药导管(8)截为两段。
6.根据权利要求1所述的一种树干查虫注药装置,其特征在于:所述注药导管(8)上靠近激光扫描器(3)的位置设有施药推杆(4),施药推杆(4)侧部具有用于驱动的推杆电机(5)。
7.根据权利要求6所述的一种树干查虫注药装置,其特征在于:所述施药底板架(12a)上还设有注药导管存储器(10),注药导管存储器(10)上具有引导器(9),引导器(9)朝向施药推杆(4),所述注药导管(8)盘绕于引导器(9)内,并从引导器(9)牵出至主动推线轮(6a)和被动推线轮(6b)之间。
8.根据上述权利要求1-8中任意一项所述的一种树干查虫注药装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,通过WIFI摄像头(29)旋转采集获取树干表面原始图像,图像信号传送至控制主机(28)进行图像识别
步骤二,当识别到新鲜虫洞时,丝杠(19)停止旋转,底板(27)停止垂直提升,实现对虫洞的粗定位
步骤三,使用十字滑台(13)、施药推杆(4)和激光扫描器(3),实现对虫洞的精准定位;
步骤四,由旋转组件(11c)带动导头(1)旋转推进虫洞,注药导管(8)由主动推线轮(6a)和被动推线轮(6b)同步送进虫洞;
步骤五,使用药泵(14)从药罐(16)中抽取药液注入虫洞深处。

说明书全文

一种树干查虫注药装置及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种树干查虫注药装置及其使用方法,属于环保技术领域。

背景技术

[0002] 实时准确地识别出林木病害虫害是有效开展病情、虫情防治 工作的重要前提。目前,我国林业病害虫的诊断方法主要是依靠 人工识别,主观因素大,实时性差。而且林业专家较少,林业养 护工人病虫害知识又相对缺乏,因此亟需一种利用信息技术实现 树干图像的采集、智能分析、处理、病虫害识别,能够正确直观 地显示出树木生长、发育、健康状况、受害程度以及病虫害原因 等方面的信息,辅助园林专家指导园林工人进行树木种植养护和 病虫害防治的病害虫智能识别工具。

发明内容

[0003] 针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种树干查虫注药装置及其使用方法,该 装置以常见的树木病虫害为研究对象,建立基于新鲜虫洞图像识别系统,实现病虫害高效、 实时、准确识别与防治。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
[0005] 一种树干查虫注药装置,包括升降系统、扫描系统、注射系统;所述升降系统包括纵向 的导轨,导轨沿长度方向开设有条形槽,导轨内置丝杠,丝杠的杆体上安装有丝杠螺母,贯 穿条形槽设有连接于丝杠螺母的底板;所述扫描系统位于底板上,扫描系统包括圆弧导轨, 圆弧导轨的内壁上设有至少一个同步带电机,圆弧导轨上设有相同弧度的旋转环,旋转环边 缘具有与同步带电机输出端齿轮啮合的同步带,所述旋转环上还设有WIFI摄像头;所述注 射系统位于旋转环上,注射系统包括施药底板架,施药底板架上设有主动推线轮和被动推线 轮,主动推线轮和被动推线轮之间夹持有注药导管,注药导管的注射一端为注药孔,注药孔 上安装有导头和激光扫描器;注药导管的另一端外接药,药泵连通药罐。
[0006] 作为更进一步的优选方案,所述丝杠端部设有提升电机;所述底板上设有控制主机,控 制主机控制提升电机和同步带电机;WIFI摄像头线路连接控制主机。
[0007] 作为更进一步的优选方案,所述圆弧导轨和旋转环均为优弧。
[0008] 作为更进一步的优选方案,所述旋转环上设有十字滑台组件,分为x轴滑台板和y轴滑 台板,y轴滑台板固定于旋转环,x轴滑台板与施药底板架连接。
[0009] 作为更进一步的优选方案,所述x轴滑台板与施药底板架之间设有旋转组件,所述注药 导管经过旋转组件,位于旋转组件内的注药导管截为两段。
[0010] 作为更进一步的优选方案,所述注药导管上靠近激光扫描器的位置设有施药推杆,施药 推杆侧部具有用于驱动的推杆电机。
[0011] 作为更进一步的优选方案,所述施药底板架上还设有注药导管存储器,注药导管存储器 上具有引导器,引导器朝向施药推杆,所述注药导管盘绕于引导器内,并从引导器牵出至主 动推线轮和被动推线轮之间。
[0012] 一种树干查虫注药装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0013] 步骤一,通过WIFI摄像头旋转采集获取树干表面原始图像,图像信号传送至控制主机 进行图像识别;
[0014] 步骤二,当识别到新鲜虫洞时,丝杠停止旋转,底板停止垂直提升,实现对虫洞的粗定 位;
[0015] 步骤三,使用十字滑台、施药推杆和激光扫描器,实现对虫洞的精准定位
[0016] 步骤四,由旋转组件带动导头旋转推进虫洞,注药导管由主动推线轮和被动推线轮同步 送进虫洞;
[0017] 步骤五,使用药泵从药罐中抽取药液注入虫洞深处。
[0018] 与现有技术相比,本发明的优势在于:避免了对机械损伤洞和陈旧性虫洞进行注药,导 头进入虫洞深处可直接杀死害虫,在虫洞深处注药提高了药物的利用率,全自动实现树木主 干虫洞的自动查找和注药,解决了人工以往低处要弯腰,高出够不着、看不到的缺点。附图说明
[0019] 图1为本发明图像智能识别与注药系统方案;
[0020] 图2为升降系统结构示意图;
[0021] 图3为扫描系统结构示意图;
[0022] 图4为注射系统结构示意图;
[0023] 图5为注药导管传送示意图;
[0024] 图6为旋转组件结构示意图。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。
[0026] 一种树干查虫注药装置,原理如图1所示,包括360°旋转图像采集、树木食干性虫害 图谱、新鲜虫洞图像识别、旋转环控制、十字滑台控制和注药控制。
[0027] 控制主机28控制三个同步带电机26旋转,带动同步带25使旋转环24作顺时针旋转, 控制主机28控制提升电机18带动丝杆19旋转,使得丝杆19上的丝杆螺母22随着丝杆19 顺时针旋转下降,逆时针旋转上升,带动底板27提升;
[0028] 丝杆螺母22的上下部各设有一个滑21,以提高丝杆螺母22的稳定性
[0029] 导轨20底部根据需要安装滚轮23。
[0030] 底板27的提升进而使底板27上的旋转环24提升,将树干置于旋转环24内,沿树干周 向旋转运动,WiFi摄像头29放置在旋转环24上,由旋转环24带动顺时针旋转,扫描树干 表面,WiFi摄像头29通过WiFi将扫描的树干表面图像传输至控制主机28,当控制主机28 根据食干性虫害图谱和树干表面图像识别到新鲜虫洞时,控制主机28控制同步带电机26 停止,初步寻径确定虫洞的大概位置,两个方向的定位误差小于10mm实现虫洞的粗定位;
[0031] 精准定位机构包括十字滑台13、激光扫描器3、施药推杆4,激光扫描器3与导头1安 装在施药推杆4前端,施药推杆4的后端固定在施药底板架12a上,施药底板架12a通过旋 转组件11c安装在x轴滑台板13a上,y轴滑台板13b安装在旋转环24上,粗定位结束后, 旋转环24停止,施药推杆4推送导头1和激光扫描器3向目标虫洞运动,同时主动推线轮 6a和被动推线轮6b旋转向外同步放注药导管8,激光扫描器3不断扫描,判断导头1偏离 虫洞的方位和距离,通过x轴滑台板13a、y轴滑台板13b和施药推杆4控制空间三个坐标 方向的微调,从而寻径到虫洞口,此时旋转组件11c启动,带动施药底板架12a旋转,进而 带动导头1旋转,同时主动推线轮6a、被动推线轮6b旋转向外同步放注药导管8,导头1 旋转进入虫洞,伸进虫洞深处注药,可实现挤压和毒杀蛀虫,当导头1遇到大阻时,主动 推线轮6a电机电流增大,即可停止推送注药导管8,此时即可注药;
[0032] 注药导管存储器10是用来存储收起状态的注药导管,注药导管螺旋盘绕在注药导管存 储器10内部,其中一端从螺旋盘绕注药导管的圆心部位引出连接旋转接头11a,另一端从 最外圈经引导器9输出,当从引导器拉出注药导管时,整个螺旋盘绕注药导管旋转,在中心 的旋转接头11a可保持内部的注药导管即可跟着旋转又可保持药液通畅,支架12b用于固定 注药导管存储器10在施药底板架12a上,弯管11b连接旋转组件11c引出来接注药导管, 旋转接头11d用于解决旋转组件11c旋转运行时一端旋转,另一端静止的输药液连接;也就 是说,注药导管存储器10内注药导管8是螺旋盘绕在内部,由内部的螺旋板簧收紧,注药 导管8一端螺旋盘绕的最外端由引导器9引导至推线轮,另一端由螺旋盘绕的中心引出由旋 转接头至外部。
[0033] 激光扫描器3位于施药推杆4的最前端上部,导头1位于激光扫描器3下方,施药推杆 4的中心前端;导头1后部连接注药导管8,注药导管8经施药推杆4内部中心至注药导管 存储器10,注药孔2位于导头1的后部,连接注药导管8之前的凹环内,注药导管8为硬 质材料。
[0034] 位于旋转组件11c内的注药导管截为两段,一端连接旋转接头11a,由旋转接头11a连 接被动齿轮中心管孔,再由弯管连接另一端注药导管8,旋转接头11a与被动齿轮是可以旋 转运动连接;
[0035] 具体的说,旋转组件11c包括注药导管8的弯管11b、内置于施药底板架12a的前轴支 架11c1和中轴支架11c2、被动齿轮11c3、旋转电机11c5、位于旋转电机11c5动力输出端 的主动齿轮11c4、后轴支架11c6以及旋转接头11d,弯管11b穿过施药底板架12a,从施 药底板架12a端部穿出,在施药底板架12a内由前轴支架11c1和中轴支架11c2支撑固定, 弯管11b穿出施药底板架12a的部分贯穿被动齿轮11c3,最后接入后轴支架11c6,旋转接 头11d也接入后轴支架11c6,与弯管11b相互对接,但并不连接,施药底板架12a与被动 齿轮11c3为一个整体,旋转电机11c5启动,主动齿轮11c4带动被动齿轮11c3转动,形成 施药底板架
12a整体转动,药液从旋转接头11d输送至弯管11b。
[0036] 药物剂量控制任务由药泵14完成,药泵14通过吸药管15抽取药罐16中的农药实现药 物的定量注射,吸药管15位于药罐16中的端部设有过滤器17。
[0037] 施药底板架12a的另一面具有主动齿轮7a和被动齿轮7b,主动齿轮7a通过中心轴 连接主动推线轮6a,被动齿轮7b通过中心轴连接被动推线轮6b,主动齿轮7a和被动齿 轮7b相互啮合,主动齿轮7a有电机驱动转动。
[0038] 新鲜虫洞识别是通过树木食干性虫害图谱、洞口树瘤、虫粪等特征识别新旧虫洞以及机 械损伤,排除旧虫洞和机械损伤。
[0039] 使用旋转组件,实现了注药导头导管螺旋推进,解决了直接推进助力大,可直接钻开虫 粪,抵达虫洞深处。
[0040] 上述树干查虫注药装置的使用方法,包括以下步骤:
[0041] 步骤1,通过360°旋转图像采集获取树干表面原始图像,经过WiFi送至主机进行图 像识别;步骤2,当识别到新鲜虫洞时,停止旋转和垂直提升,实现粗定位;步骤3,使用 十字滑台、施药推杆和激光扫描器,实现精准定位;步骤4,由旋转组件和推线实现注药导 头和导管的旋转推进虫洞;步骤5,使用药泵从药罐中抽取药液注入虫洞深处。
[0042] 以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于 限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进 等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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