一种松材线虫无人机治理系统

1.本发明涉及松材线虫治理技术领域，特别是涉及一种松材线虫无人机治理系统。


背景技术：

2.松材线虫的防治对于松树林来说至关重要，一旦感染容易导致松树死亡。而目前巡逻松树林主要采用人工，即护林人员在林间行走观察松树状况，费时费力，长时间容易疲劳导致观察漏掉。目前有利用无人机通过对树林颜色分辨来判断是否有松树感染线虫，但这种通常只能发现面积较大或者比较醒目的，对于个别松树感染的无法及时发现。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种能够及时发现并进行治理的松材线虫无人机治理系统。
4.为解决上述问题，本发明提供一种松材线虫无人机治理系统，所述松材线虫无人机治理系统包括林间巡逻单元、防治单元和服务器，所述林间巡逻单元用于在林间进行巡逻，以便于及时发现单个或个别感染松材线虫的松树，所述林间巡逻单元对感染的松树进行拍照，并将照片上传至服务器，同时标记松树所在的位置以及将位置信息发送给服务器，所述防治单元接收服务器发送过来的照片以及位置信息，所述防治单元用于打孔注药。
5.进一步的，所述林间巡逻单元包括机体、防护罩以及除雾机构，所述机体具有巡逻位置模块和摄像头，所述防护罩固定在所述除雾机构上，所述除雾机构固定在所述机体上，所述防护罩将无人机上的摄像头罩设起来，所述除雾机构用于对防护罩进行除雾。
6.进一步的，所述除雾机构包括底座、转动齿、除雾刷、除雾输出齿轮、除雾电机和安装盒，所述除雾电机固定在安装盒内，所述除雾输出齿轮固定在所述除雾电机的输出轴上，所述底座的中部设有安装孔，所述安装孔用于安装防护罩，所述安装孔的四周向下延伸形成安装部，所述转动齿通过轴承固定在安装部上，所述除雾输出齿轮与所述转动齿啮合，所述除雾刷固定在所述转动齿上。
7.进一步的，所述防治单元包括防治箱体、电源、防治通讯模块、防治位置模块、处理器、显示屏、药箱、切换机构、抱夹机构、打孔机构和注药调节机构，所述电源、防治通讯模块、防治位置模块、处理器、药箱和切换机构均设在所述防治箱体内，所述电源用于给各设备供电，所述防治通讯模块、防治位置模块、显示屏、切换机构、打孔机构和注药调节机构均与所述处理器电连接；所述防治通讯模块用于接收服务器发送过来的巡逻标记的位置信息和照片，防治通讯模块将接收到的位置信息和照片发送给处理器，所述防治位置模块将防治位置发送给处理器；所述控制器控制切换机构、打孔机构和注药调节机构启停；所述显示屏用于显示电量、药箱剩余药量、防治位置和巡逻标记的位置，所述打孔机构和注药调节机构均设在所述切换机构上，所述防治箱体上设有基准开口，所述切换机构择一选择打孔机构和注药调节机构与基准开口对齐，所述抱夹机构固定在所述防治箱体顶部，所述显示屏固定在防治箱体的侧壁，所述药箱内设有微型泵，所述微型泵通过管道与所述注药调节机
构连接。
8.进一步的，所述抱夹机构包括夹持臂、夹持转轴、压板、齿条、第一传动齿轮、第二传动齿轮、抱夹弹簧和抱夹箱，两个所述夹持转轴转动设在抱夹箱上，每一所述夹持转轴上固定有第一传动齿轮和夹持臂，所述第二传动齿轮通过转轴设在所述抱夹箱内，所述第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合，所述压板固定在所述齿条上，所述第二传动齿轮与齿条啮合，所述抱夹箱内设有导向柱，所述齿条穿设在导向柱内，所述齿条上螺设有抵接板，所述抱夹弹簧穿设在所述齿条上，所述抱夹弹簧抵接在所述抵接板上抱夹箱上。
9.进一步的，所述齿条包括驱动体和连接体，所述驱动体轴向设有齿，该齿用于与第二传动齿轮啮合，所述连接体用于固定抵接板。
10.进一步的，所述切换机构包括切换电机和切换螺杆，所述切换螺杆固定在所述切换电机的输出轴上，所述打孔机构和注药调节机构螺设在所述切换螺杆上。
11.进一步的，所述打孔机构包括打孔电机、打孔钻、第一推进齿轮、第二推进齿轮、第一推进套、第一推进螺杆、打孔座、滑动支撑组件和打孔支架，所述打孔电机固定在所述打孔座上，所述打孔钻固定在所述打孔电机的输出轴上，所述第一推进齿轮固定在所述打孔钻上，所述第二推进齿轮固定在所述第一推进套上，所述打孔座通过轴承固定在所述第一推进套上，所述第一推进套螺设在所述第一推进螺杆上，所述第一推进螺杆转动设在打孔支架上，所述滑动支撑组件设在所述打孔支架上，所述滑动支撑组件用于支撑打孔支架的上端，所述打孔支架的中部设打孔连接板，所述打孔连接板与所述切割环机构连接，即切换螺杆螺设在打孔连接板上。
12.进一步的，所述注药调节机构包括注药推进电机、注药管、推进板、第二推进套、第二推进螺杆、滑动支撑组件和注药支架，所述注药推进电机固定在注药支架上，所述第二推进螺杆转动设在所述注药支架上并与注药推进电机的输出轴固定，所述第二推进套螺设在所述第二推进螺杆上，所述推进板通过轴承设在所述第二推进套上，所述注药支架上设有第二导向轨道，所述推进板滑动设在第二导向轨道上，确保所述推进板不会跟随第二推进套转动只会跟随第二推进套移动。
13.进一步的，所述滑动支撑组件包括滑动支架和滚轮，所述滚轮通过轴转动设在滑动支架上，所述滑动之间固定在所述注药支架上。
14.本发明松材线虫无人机治理系统利用林间巡逻单元能够及时发现单个感染松材线虫的松树，发现后能够根据标识对周围是松树进行加固防治，有效避免松材线虫感染面积扩大，且采用机械巡逻和打孔注药，操作方便，效率高。
附图说明
15.图1是本发明松材线虫无人机治理系统的控制原理图。
16.图2是林间巡逻单元的结构示意图。
17.图3是除雾机构的结构示意图。
18.图4是防治单元的结构示意图。
19.图5是防治单元的内部结构示意图。
20.图6是抱夹机构的结构示意图。
21.图7是抱夹机构抱夹在松树上的结构示意图。
22.图8是打孔机构的结构示意图。
23.图9是a的局部放大图。
24.图10是注药机构的结构示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作进一步说明。
26.如图1所示，本发明松材线虫无人机治理系统的较佳实施方式包括林间巡逻单元100、防治单元200和服务器3，所述林间巡逻单元100用于在林间进行巡逻，以便于及时发现单个或个别感染松材线虫的松树，所述林间巡逻单元对感染的松树进行拍照，并将照片上传至服务器3，同时标记松树所在的位置以及将位置信息发送给服务器3。所述防治单元200接收服务器3发送过来的照片以及位置信息，护林人员根据位置信息和照片找到感染的松树，利用防治单元200对周边未感染的松树进行打孔注药进行预防。
27.如图2和图3所示，所述林间巡逻单元100采用微型无人机，便于在松树间穿插。所述微型无人机包括机体11、防护罩12以及除雾机构13。所述机体11具有巡逻位置模块111、摄像头112和巡逻通讯模块113，所述巡逻位置模块111可采用gps模块或北斗定位模块，也可采用两者的结合以提高定位精度，所述防护罩12固定在所述除雾机构13上，所述除雾机构13固定在所述机体11上。所述防护罩12将无人机上的摄像头112罩设起来，以保护摄像头112，所述除雾机构13用于对防护罩12进行除雾，由于在林间穿插，在早晚温差较大时早上和傍晚容易在防护罩12上起雾，导致实现模糊，通过除雾机构13保障视线良好。
28.所述除雾机构13包括底座131、转动齿132、除雾刷133、除雾输出齿轮134、除雾电机135和安装盒136，所述除雾电机135固定在安装盒136内，所述除雾输出齿轮134固定在所述除雾电机135的输出轴上，所述底座131的中部设有安装孔，所述安装孔用于安装防护罩12，所述安装孔的四周向下延伸形成安装部，所述转动齿132通过轴承固定在安装部上，所述除雾输出齿轮134与所述转动齿132啮合，所述除雾刷133固定在所述转动齿132上。所述除雾电机135驱动除雾输出齿轮134转动，所述除雾输出齿轮134带动所述转动齿132在底座131上转动，所述转动齿132带动所述除雾刷133绕防护罩12转动，除雾刷133将防护罩12的雾水刮除掉，从而保障了摄像头112视线清晰良好。
29.如图4和图5所示，所述防治单元200包括防治箱体21、电源221、防治通讯模块222、防治位置模块223、处理器224、显示屏23、药箱24、切换机构25、抱夹机构26、打孔机构27和注药调节机构28，所述电源221、防治通讯模块222、防治位置模块223、处理器224和切换机构25均设在所述防治箱体21内。所述电源221用于给各设备供电，所述防治通讯模块222、防治位置模块223、显示屏23、切换机构25、打孔机构27和注药调节机构28均与所述处理器224电连接；所述防治通讯模块222用于接收服务器3发送过来的巡逻标记的位置信息和照片，防治通讯模块222将接收到的位置信息和照片发送给处理器224，所述防治位置模块223将防治位置发送给处理器224；所述控制器控制切换机构25、打孔机构27和注药调节机构28启停；所述显示屏23用于显示电量、药箱24剩余药量、防治位置和巡逻标记的位置。所述打孔机构27和注药调节机构28均设在所述切换机构25上，所述防治箱体21上设有基准开口211，所述切换机构25择一选择打孔机构27和注药调节机构28与基准开口211对齐，即需要打孔时将打孔机构27与基准开口211对齐，需要注药时将注药调节机构28与基准开口211对齐。
所述抱夹机构26固定在所述防治箱体21顶部，所述显示屏23固定在防治箱体21的侧壁，并靠近护林人员一侧，便于护林人员观看。护林人员根据巡逻标记的位置信息和照片找到感染的松树后，利用抱夹机构26将整个防治单元200固定在松树上，然后控制器启动打孔机构27对松树进行打孔，打孔完成后控制器启动切换机构25以调整打孔机构27和注药调节机构28的位置，使注药调节机构28与基准开口211对齐，然后控制器启动注药调节机构28对松树进行注药，从而完成对周边的松树进行防治。所述防治箱21的外壁上设有把手211，便于拿取防治单元。
30.如图6和图7所示，所述抱夹机构26包括夹持臂261、夹持转轴262、压板263、齿条264、第一传动齿轮265、第二传动齿轮266、抱夹弹簧267和抱夹箱268。所述夹持转轴262转动设在抱夹箱268上，所述夹持转轴262为两个对称分布在抱夹箱268上。每一所述夹持转轴262上固定有第一传动齿轮265和两个夹持臂261，所述夹持臂261的数量可根据实际需求增加或减少，所述第一传动齿轮265位于两个所述夹持臂261之间。所述第二传动齿轮266通过转轴设在所述抱夹箱268内，所述第二传动齿轮266与第一传动齿轮265啮合。所述压板263固定在所述齿条264上，所述第二传动齿轮266与齿条264啮合，所述抱夹箱268内设有导向柱269，所述导向柱269内设有导向孔，所述齿条264穿设在导向孔内，所述导向柱269用于确保齿条264在移动过程中能够保持平稳，使抱夹机构26运行平稳，所述齿条264上螺设有抵接板2643。所述抱夹弹簧267穿设在所述齿条264上，所述抱夹弹簧267的一端抵接在所述抵接板2643上，所述抱夹弹簧267的另一端抵接在抱夹箱268的内壁上。所述齿条264驱动两个第二传动齿轮266转动，所述第二传动齿轮266带动第一齿轮转动，所述第一齿轮转动带动夹持转轴262转动，所述夹持转轴262转动带动夹持臂261转动，从而抱夹在目标松树上或从目标松树上取下。
31.所述齿条264包括驱动体2641和连接体2642，所述驱动体2641轴向设有齿，该齿用于与第二传动齿轮266啮合，所述连接体2642上设有螺纹，所述螺纹用于固定抵接板，所述连接体2642与抵接板为可拆卸的连接，便于组装。
32.所述切换机构25包括切换电机251和切换螺杆252，所述切换螺杆252固定在所述切换电机251的输出轴上，所述打孔机构27和注药调节机构28螺设在所述切换螺杆252上。所述切换电机251转动带动切换螺杆252转动，所述切换螺杆252转动带动打孔机构27和注药调节机构28沿着切换螺杆252移动。
33.如图8和图9所示，所述打孔机构27包括打孔电机271、打孔钻272、第一推进齿轮273、第二推进齿轮274、第一推进套275、第一推进螺杆276、打孔座278、滑动支撑组件279和打孔支架270，所述打孔电机271固定在所述打孔座278上，所述打孔钻272固定在所述打孔电机271的输出轴上，所述第一推进齿轮273固定在所述打孔钻272上，所述第二推进齿轮274固定在所述第一推进套275上，所述打孔座278通过轴承固定在所述第一推进套275上，所述第一推进套275螺设在所述第一推进螺杆276上，所述第一推进螺杆276转动设在打孔支架270上，所述滑动支撑组件279设在所述打孔支架270上，所述滑动支撑组件279用于支撑打孔支架270的上端，所述打孔支架270的中部设打孔连接板2701，所述打孔连接板2701与所述切割环机构连接，即切换螺杆252螺设在打孔连接板2701上。所述打孔支架270上设有第一导向轨道2702，所述打孔座278滑动设在第一导向轨道2702上，确保打孔座278不会跟随第一推进套275转动只会跟随第一推进套275移动。所述打孔电机271驱动打孔钻272转
动，所述打孔转转动带动第一推进齿轮273转动，所述第一推进齿轮273带动第二推进齿轮274转动，所述第二推进齿轮274转动带动第一推进套275转动，所述第一推进套275转动的同时沿着第一推进螺杆276移动，第一推进套275移动的同时带动打孔座278移动，所述打孔座278移动带动打孔电机271移动，从而保障了第一推进齿轮273始终能够与第二推进齿轮274啮合，同时将打孔钻272深入松树内进行钻孔或转孔完成后收回至防治箱体21内。将打孔电机271通过打孔座278固定在所述第一推进套275上，能够有效减小打孔机构27的体积，从而减小了打孔机构27的占用空间，更方便整个设备小型化设计。
34.所述滑动支撑组件279包括滑动支架2791和滚轮2792，所述滚轮2792通过轴转动设在滑动支架2791上，所述滑动之间固定在所述注药支架287上。利用滚轮2792做支撑，便于移动时减小摩擦。
35.如图10所示，所述注药调节机构28包括注药推进电机281、注药管282、推进板283、第二推进套284、第二推进螺杆285、滑动支撑组件279和注药支架287，所述注药推进电机281固定在注药支架287上，所述第二推进螺杆285的一端与注药推进电机281的输出轴固定，所述第二推进螺杆285的另一端转动设在所述注药支架287上，所述第二推进套284螺设在所述第二推进螺杆285上。所述推进板283通过轴承设在所述第二推进套284上，所述注药支架287上设有第二导向轨道288，所述推进板283滑动设在第二导向轨道288上，确保所述推进板283不会跟随第二推进套284转动只会跟随第二推进套284移动。所述滑动支撑组件279设在所述注药支架287上，所述滑动支撑组件279用于支撑注药支架287的上端，所述注药支架287的中部设注药连接板2871，所述注药连接板2871与所述切换机构26连接，即切换螺杆252螺设在注药连接板2871上。所述注药推进电机281驱动第二推进螺杆285转动，所述第二推进螺杆285带动第二推进套284沿着第二推进螺杆285移动，所述第二推进套284移动带动推进板283移动，所述推进板283移动带动注药管282移动，从而将注药管282出从防治箱体21伸出或从松树上的孔收回至防治箱体21内。
36.所述滑动支撑组件279包括滑动支架2791和滚轮2792，所述滚轮2792通过轴转动设在滑动支架2791上，所述滑动之间固定在所述注药支架287上。利用滚轮2792做支撑，便于移动时减小摩擦。
37.所述药箱24内设有微型泵241，所述微型泵241通过管道242与所述注药管282连接，需要注药时，微型泵将药箱24内的药液泵入注药管282，药液从注药管282流入钻好的孔中。
38.打孔注药时，先用所述切换电机251转动带打动切换螺杆252转动，使打孔机构27对准基准开口211；然后启动打孔机构27，即打孔电机271转动带动打孔钻272沿着第一推进螺杆276移动的同时打孔钻272转动，从而实现打孔，打孔深度符合要求后，打孔电机271反向转动，将打孔钻272复位。其次，再用切换电机251带动切换螺杆252转动，使注药调节机构28对齐基准开口211；然后启动注药调节机构28，即注药推进电机281转动带动注药管282移动至孔内，然后微型泵将药液泵入孔内，泵入足够量的药液后，注药推进电机281带动注药管282复位只防治箱体21内，如此完成打孔和注药。只需一个设备即可完成打孔和注药，使用方便。
39.以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本
发明的专利保护范围之内。