一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置及方法

本发明涉及农业花粉采集与授粉，具体涉及一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置及方法，该离子气流的整树作物花粉采授一体装置及方法可适用于整树作物的花粉采集与授粉，特别适用于异花授粉作物的花粉采集与授粉。

背景技术：

1、目前作物花粉的采集与授粉主要是通过人工方式，但人工采集花粉和授粉不仅需要耗费大量的劳动力、作业危险性高、作业效率低、生产成本高，而且由于花粉质量轻、花朵分泌的花蜜会黏住花粉，使得花粉采集难度高，难以保证辅助授粉对花粉量的需求，且人工采集花粉无法保证花粉的活性，从而极大地影响了作物的授粉率和授粉效率，影响作物的座果率和作物产量的提高。因此，迫切需要机械代替人工。发明专利cn114793887a（一种花粉采集装置及采集方法），该装置通过抖动取粉罩，使花粉散落至取粉罩中，花粉通过锥形筒状的取粉罩滑动以及过滤筛和过滤网的过滤后进入底部滤筒机构中,滤筒机构通过锥形面以及出粉孔的配合进入载物管内,当取粉罩与花完全贴合后拉动抽气管能够通过负压抽取顶部取粉罩内部的散溢花粉。该装置采集花粉需要人工辅助，仍然存在较大的劳动强度，生产效率不高。发明专利cn109819890a（一种用于喷洒油茶花粉的无人机），该装置通过集料管下的伸缩管和扩张管上设置的进风口让气流喷洒油茶花粉，但是由于是利用气流的方式将软管中的花粉进行喷洒，无法调整喷洒量，会导致花粉的浪费以及授粉不均匀。因此，本发明提出一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置及方法，避免了现有技术存在的花粉采集量小、生产成本高、作业效率低、作业时易损伤花朵、授粉时花粉用量大、授粉不均匀等缺陷，可应用于不同树型作物的花粉采集与授粉，特别适用于异花授粉作物的花粉采集与授粉。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提出一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置及方法，以解决上述背景问题。该基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置及方法创新性地将花粉采集与授粉结合于一体，可应用于不同树型作物的花粉采集与授粉，特别适用于异花授粉作物的花粉采集与授粉，可提高作物采授粉作业效率，降低作业成本，实现花粉采集与授粉的一体化、自动化、高效化。

2、为此，本发明申请提供的技术方案如下：

3、本发明提供一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置，包括离子送风机构、可折叠绝缘旋转罩、采授一体机构和双向风机，相对于垂直方向，双向风机设置在装置最上端，双向风机下方设置有采授一体机构，采授一体机构下方设置有可折叠绝缘旋转罩，可折叠绝缘旋转罩下方设置有离子送风机构。

4、为了方便花粉的传输，实现花粉的高效采集，所述离子送风机构包括离子风机、多通道管、送风管道，所述离子风机与送风管道通过多通道管进行连接，多通道管的管道口、离子风机和送风管道接口处均为螺纹连接。

5、在本发明中，为了实现花粉的高效采集与授粉，所述可折叠绝缘旋转罩包括脚轮、开放式伸缩环、伸缩曲杆、纵向移动轮、罩布和横向移动轮，所述脚轮通过螺栓螺母安装于伸缩曲杆底部，开放式伸缩环与伸缩曲杆末端圆环相扣，伸缩曲杆为一体杆，纵向移动轮安装在伸缩曲杆末端，伸缩曲杆与伸缩曲杆之间均通过伸缩杆固定扣件进行连接与固定，罩布覆盖连接整个伸缩曲杆，通过开放式伸缩环使可折叠绝缘旋转罩形成封闭球体。

6、进一步地，为了实现该装置的便捷性，所述可折叠绝缘旋转罩的两个纵向移动轮分别卡在所述采授一体机构的槽道圆盘的上下槽道中，横向移动轮与槽道圆盘外圆柱表面紧贴相切形成可移动的稳定结构，可折叠绝缘旋转罩通过纵向移动轮和横向移动轮的移动来实现打开与折叠。

7、在本发明中，为了实现花粉的高效采集，所述采授一体机构包括带电筛片、槽道圆盘、法兰盘、过滤收集盒和伸缩收集管，所述带电筛片、槽道圆盘、法兰盘、过滤收集盒按从下往上的顺序依次连接，若干带电筛片并排安装于槽道圆盘正下方，槽道圆盘和过滤收集盒通过法兰盘连接，伸缩收集管水平安装在过滤收集盒一侧，过滤收集盒与所述双向风机中的风机外壳通过螺栓螺母连接。

8、进一步地，为了实现装置采粉和授粉的一体化，所述双向风机包括离心风机、电机和风机外壳，所述离心风机与电机同轴连接，风机外壳与离心风机偏置连接。

9、一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体方法，所述方法包括以下步骤：

10、步骤一：首先将可折叠绝缘旋转罩包裹整株作物；

11、步骤二：采集时，将双向风机调节为吸风模式，离子送风机构从下方吹出带负电荷的气流，同时采授一体机构的带电筛片工作产生正电磁场，通过双向风机的负压将花粉吸入伸缩收集管中；

12、步骤三：授粉时，离子送风机构向整株作物送出带负电荷的气流，使整株作物带负电，同时，将装有花粉的伸缩收集管伸入过滤收集盒中，将双向风机调节为送风模式，双向风机将伸缩收集管中的花粉吹出，吹出的花粉经采授一体机构中带电筛片产生的正电磁场后带上正电，吹向可折叠绝缘旋转罩内，带负电的整株作物吸附带正电的花粉，从而实现授粉。

13、综上所述，本发明申请与现有技术相比所具有以下有益效果：

14、本发明通过脚轮、槽道圆盘与纵向移动轮和横向移动轮连接，可实现可折叠绝缘旋转罩环形旋转开合，从而对整棵作物进行覆盖包裹；再通过装置下方离子送风机构的离子风机吹出负离子气流，使得整棵作物花粉携带负离子电荷，并随气流向上运动；可通过调节装置上方采授一体机构的带电筛片产生正电磁场吸附带负离子的花粉，从而实现花粉的定向运动；将双向风机调成吸风模式，可将花粉吸入伸缩收集管中，伸缩收集管横向移动进入过滤收集盒中，完成花粉的收集；将双向风机调成送风模式，风机吹出的风将过滤收集盒中的花粉（也可以是从另一棵作物上收集的花粉，实现异花授粉）从上方吹出，吹出的花粉经采授一体机构中带电筛片产生的正电磁场后带上正电，吹向可折叠绝缘旋转罩内作物的花朵上，实现作物授粉作业。本发明创新地采用离子风场和正电磁场，使带负离子的花粉产生定向运动，通过双向风机，实现花粉采集和授粉一体化，本发明作业效率高、功能性强，可应用于各种不同树型作物的花粉采集与授粉。

技术特征：

1.一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置，其特征在于，包括离子送风机构（1）、可折叠绝缘旋转罩（2）、采授一体机构（3）和双向风机（4），相对于垂直方向，双向风机（4）设置在装置最上端，双向风机（4）下方设置有采授一体机构（3），采授一体机构（3）下方设置有可折叠绝缘旋转罩（2），可折叠绝缘旋转罩（2）下方设置有离子送风机构（1）。

2.如权利要求1所述的基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置，其特征是：所述离子送风机构（1）包括离子风机（101）、多通道管（102）、送风管道（103），所述离子风机（101）与送风管道（103）通过多通道管（102）进行连接，多通道管（102）的管道口、离子风机（101）和送风管道（103）接口处均为螺纹连接。

3.如权利要求2所述的基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置，其特征是：所述可折叠绝缘旋转罩（2）包括脚轮（201）、开放式伸缩环（202）、伸缩曲杆（203）、纵向移动轮（204）、罩布（205）和横向移动轮（206），所述脚轮（201）通过螺栓螺母安装于伸缩曲杆（203）底部，开放式伸缩环（202）与伸缩曲杆（203）末端圆环相扣，伸缩曲杆（203）为一体杆，纵向移动轮（204）安装在伸缩曲杆（203）末端，伸缩曲杆（203）与伸缩曲杆（203）之间均通过伸缩杆固定扣件进行连接与固定，罩布（205）覆盖连接整个伸缩曲杆（203），通过开放式伸缩环（202）使可折叠绝缘旋转罩（2）形成封闭球体。

4.如权利要求3所述的基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置，其特征是：所述可折叠绝缘旋转罩（2）的两个纵向移动轮（204）分别卡在所述采授一体机构（3）的槽道圆盘（302）的上下槽道中，横向移动轮（206）与槽道圆盘（302）外圆柱表面紧贴相切形成可移动的稳定结构，可折叠绝缘旋转罩（2）通过纵向移动轮（204）和横向移动轮（206）的移动来实现打开与折叠。

5.如权利要求4所述的基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置，其特征是：所述采授一体机构（3）包括带电筛片（301）、槽道圆盘（302）、法兰盘（303）、过滤收集盒（304）和伸缩收集管（305），所述带电筛片（301）、槽道圆盘（302）、法兰盘（303）、过滤收集盒（304）按从下往上的顺序依次连接，若干带电筛片（301）并排安装于槽道圆盘（302）正下方，槽道圆盘（302）和过滤收集盒（304）通过法兰盘（303）连接，伸缩收集管（305）水平安装在过滤收集盒（304）一侧，过滤收集盒（304）与所述双向风机（4）中的风机外壳（403）通过螺栓螺母连接。

6.如权利要求5所述的基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置，其特征是：所述双向风机（4）包括离心风机（401）、电机（402）和风机外壳（403），所述离心风机（401）与电机（402）同轴连接，风机外壳（403）与离心风机（401）偏置连接。

7.一种采用如权利要求1~6所述的基于离子气流的整树作物花粉采授一体方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于离子气流的整树作物花粉采授一体装置及方法。包括：离子送风机构、可折叠绝缘旋转罩、采授一体机构和双向风机。方法包括步骤如下：（1）首先将可折叠绝缘旋转罩包裹整株作物；（2）采集时，将双向风机调节为吸风模式，离子送风机构从下方吹出带负电荷的气流，同时采授一体机构的带电筛片工作产生正电磁场，通过双向风机的负压将花粉吸入采授一体机构的伸缩收集管中；（3）授粉时，离子送风机构向整株作物送出带负电荷的气流，使整株作物带负电，同时，将装有花粉的伸缩收集管伸入过滤收集盒中，再将双向风机调节为送风模式，双向风机将伸缩收集管中的花粉吹向可折叠绝缘旋转罩内的整株作物，吹出的花粉经采授一体机构的正电磁场后带上正电，带负电的整株作物吸附带正电的花粉，从而实现授粉。本发明可应用于不同树型作物的花粉采集与授粉，特别适用于异花授粉作物的花粉采集与授粉，可提高作物采授粉作业效率，降低作业成本，实现花粉采集与授粉的一体化、自动化、高效化。

技术研发人员：胡淑芬,李忠英,罗克,林玉琴,邓勇杰,刘木华,赖曲芳,赵洋,胡坚文,张露,胡冬南
受保护的技术使用者：江西农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16