林业病虫害监测无人机的制作方法

本实用新型涉及林业监测设备领域，具体而言，涉及一种林业病虫害监测无人机。

背景技术：

目前，在林业病虫害防治领域已经广泛应用无人机携带拍摄设备对林区进行航拍从而实现对林木病虫害情况进行勘察。而现有的病虫害监测无人机在监测到发生病虫害的树木时，无法对发生病虫害的树木的位置进行标记。因此，为了在后期对发生病虫害的树木进行防治和处理时，能够方便、快速地找到发生病虫害的树木，一般需要人工采用标记物对发生病虫害的树木进行精确标记。而林区发生病虫害的树木往往数量巨大，人工标记效率较低，影响后续的病虫害防治。

另外，在林业病虫害监测过程中，不同的树木发生病虫害的情况有所不同，需要将发生病虫害的树叶采集回来进行相应的病理实验，从而判断病虫害的情况，进而提出针对性的防治策略。目前采集病虫害树叶的工作主要由人工完成，由于林区树木较高，加之病虫害发生的位置各异，人工采集树叶非常危险且较为繁琐。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种林业病虫害监测无人机，以至少解决现有技术中的病虫害监测无人机在监测到发生病虫害的树木时，采用人工方式对发生病虫害的树木进行精确标记效率较低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种林业病虫害监测无人机，包括：无人机主体；摄像头，设置在无人机主体上，摄像头用于在无人机主体飞行过程中对林区树木进行拍摄；主控制单元，设置在无人机主体内并与摄像头以及终端控制设备连接，主控制单元用于将摄像头拍摄的图像数据回传至终端控制设备以判断林区树木是否发生病虫害，并在确定树木发生病虫害时根据终端控制设备的指令控制无人机主体飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置；定位单元，设置在无人机主体内并与主控制单元连接，定位单元用于在无人机主体飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置时根据终端控制设备的指令进行定位并将定位位置通过主控制单元回传至终端控制设备以对发生病虫害的树木的位置进行一次标记；喷漆标记装置，设置在无人机主体上并与主控制单元连接，喷漆标记装置用于在无人机主体飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置时根据终端控制设备的指令向发生病虫害的树木进行喷漆以对发生病虫害的树木的位置进行二次标记。

进一步地，喷漆标记装置包括：储漆箱，设置在无人机主体的下方，储漆箱用于存放油漆；连接管，连接管的一端与储漆箱的内腔连通；喷头，设置在无人机主体的前方，连接管的另一端与喷头连通；电动泵，设置在连接管上并与主控制单元连接，电动泵用于根据终端控制设备的指令启动以将储漆箱内的油漆通过连接管输送至喷头以喷洒到发生病虫害的树木上。

进一步地，林业病虫害监测无人机还包括：树叶采集装置，设置在无人机主体上并与主控制单元连接，树叶采集装置用于根据终端控制设备的指令采集发生病虫害的树木的树叶样本。

进一步地，树叶采集装置包括：剪切机构，用于将发生病虫害的树木的树叶样本剪下；收纳机构，与剪切机构对应设置，收纳机构用于接收并储存剪切机构剪下的树叶样本。

进一步地，树叶采集装置还包括箱体，箱体的内腔通过隔板分隔为上容纳腔和下容纳腔，剪切机构包括：剪切刀，剪切刀为两个，两个剪切刀沿上容纳腔的宽度方向可相对运动地设置在上容纳腔的前端开口处；驱动臂，驱动臂为两根，两根驱动臂的第一端与两个剪切刀的后端部对应铰接；电动伸缩杆，电动伸缩杆的活塞杆的端部与两根驱动臂的第二端相互铰接，电动伸缩杆的缸体部的端部与上容纳腔的后端壁固定连接；其中，电动伸缩杆与主控制单元连接，电动伸缩杆根据终端控制设备的指令通过活塞杆的伸缩运动驱动两个剪切刀相互闭合以将发生病虫害的树木的树叶样本剪下。

进一步地，上容纳腔的前端开口处的顶壁和底面开设有上下相对的第一滑槽，第一滑槽沿上容纳腔的宽度方向延伸；两个剪切刀的后端部均设置有与第一滑槽匹配的滑动销；其中，滑动销的两端对应可滑动地嵌入上容纳腔前端开口处的两条第一滑槽内以使两个剪切刀沿上容纳腔的宽度方向相对移动。

进一步地，上容纳腔的两个相对的侧壁分别开设有第二滑槽，第二滑槽沿电动伸缩杆的活塞杆的伸缩方向延伸；剪切机构还包括：连接块，连接块固定设置在电动伸缩杆的活塞杆的端部，电动伸缩杆的活塞杆的端部通过连接块与两根驱动臂的第二端相互铰接；滑动稳定杆，滑动稳定杆的中部与连接块固定连接，滑动稳定杆的两端可滑动地嵌入两条第二滑槽内以跟随电动伸缩杆的活塞杆同步运动。

进一步地，收纳机构包括：收集盒，沿电动伸缩杆的活塞杆的伸缩方向可滑动地设置在下容纳腔以从下容纳腔伸出或退回至下容纳腔；其中，收集盒从下容纳腔伸出时位于两个剪切刀的下方；连接块与收集盒驱动连接，电动伸缩杆驱动两个剪切刀相互闭合时同步驱动收集盒从下容纳腔伸出以接收并储存剪下的树叶样本。

进一步地，隔板开设有将上容纳腔和下容纳腔连通的开孔；收纳机构还包括：定滑轮，设置在开孔处；拉绳，拉绳的一端与连接块连接，拉绳的另一端绕过定滑轮与收集盒的后端部连接；其中，电动伸缩杆的活塞杆回缩运动时驱动两个剪切刀相互闭合并通过拉绳同步驱动收集盒从下容纳腔伸出。

进一步地，收纳机构还包括：弹簧，设置在下容纳腔的后端，弹簧的一端与下容纳腔的后端壁连接，弹簧的另一端与收集盒的后端部连接；其中，电动伸缩杆驱动收集盒从下容纳腔伸出时将弹簧拉长；电动伸缩杆的活塞杆伸长运动驱动两个剪切刀相互分离时，收集盒在弹簧的弹力作用下自动退回至下容纳腔。

应用本实用新型技术方案的林业病虫害监测无人机，包括无人机主体、摄像头、主控制单元、定位单元以及喷漆标记装置；摄像头设置在无人机主体上，摄像头用于在无人机主体飞行过程中对林区树木进行拍摄；主控制单元和定位单元均设置在无人机主体内，主控制单元与摄像头以及终端控制设备连接，主控制单元用于将摄像头拍摄的图像数据回传至终端控制设备以判断林区树木是否发生病虫害，并在确定树木发生病虫害时根据终端控制设备的指令控制无人机主体飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置；定位单元与主控制单元连接，定位单元用于在无人机主体飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置时根据终端控制设备的指令进行定位并将定位位置通过主控制单元回传至终端控制设备以对发生病虫害的树木的位置进行一次标记；喷漆标记装置设置在无人机主体上并与主控制单元连接，喷漆标记装置用于在无人机主体飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置时根据终端控制设备的指令向发生病虫害的树木进行喷漆以对发生病虫害的树木的位置进行二次标记。从而在监测到发生病虫害的树木时，可以通过定位单元对发生病虫害的树木的大概位置进行标记，并通过喷漆标记装置对发生病虫害的树木进行精确标记以形成明显的标识，进而在后期对发生病虫害的树木进行防治和处理时，能够方便、快速地找到发生病虫害的树木。解决了现有技术中的病虫害监测无人机在监测到发生病虫害的树木时，采用人工方式对发生病虫害的树木进行精确标记效率较低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例可选的一种林业病虫害监测无人机的立体结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例可选的一种林业病虫害监测无人机的控制系统结构结构框图。

图3是根据本实用新型实施例可选的一种林业病虫害监测无人机的树叶采集装置的剪切机构的结构示意图；以及

图4是根据本实用新型实施例可选的一种林业病虫害监测无人机的树叶采集装置的纵剖面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、无人机主体；20、摄像头；30、主控制单元；40、定位单元；50、喷漆标记装置；51、储漆箱；52、连接管；53、喷头；54、电动泵；60、树叶采集装置；61、剪切机构；611、剪切刀；612、驱动臂；613、电动伸缩杆；614、滑动销；615、连接块；616、滑动稳定杆；62、收纳机构；621、收集盒；622、定滑轮；623、拉绳；624、弹簧；63、箱体；64、隔板；65、第一滑槽；66、第二滑槽；70、终端控制设备；80、旋翼；90、连接臂；91、第一连接臂；92、第二连接臂；100、太阳能板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

根据本实用新型实施例的林业病虫害监测无人机，如图1和图2所示，包括无人机主体10、摄像头20、主控制单元30、定位单元40以及喷漆标记装置50；摄像头20设置在无人机主体10上，摄像头20用于在无人机主体10飞行过程中对林区树木进行拍摄；主控制单元30和定位单元40均设置在无人机主体10内，主控制单元30与摄像头20以及终端控制设备70连接，主控制单元30用于将摄像头20拍摄的图像数据回传至终端控制设备70以判断林区树木是否发生病虫害，并在确定树木发生病虫害时根据终端控制设备70的指令控制无人机主体10飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置；定位单元40与主控制单元30连接，定位单元40用于在无人机主体10飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置时根据终端控制设备70的指令进行定位并将定位位置通过主控制单元30回传至终端控制设备70以对发生病虫害的树木的位置进行一次标记；喷漆标记装置50设置在无人机主体10上并与主控制单元30连接，喷漆标记装置50用于在无人机主体10飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置时根据终端控制设备70的指令向发生病虫害的树木进行喷漆以对发生病虫害的树木的位置进行二次标记。从而在监测到发生病虫害的树木时，可以通过定位单元40对发生病虫害的树木的大概位置进行标记，并通过喷漆标记装置50对发生病虫害的树木进行精确标记以形成明显的标识，进而在后期对发生病虫害的树木进行防治和处理时，能够方便、快速地找到发生病虫害的树木。解决了现有技术中的病虫害监测无人机在监测到发生病虫害的树木时，采用人工方式对发生病虫害的树木进行精确标记效率较低的问题。

具体实施时，主控制单元30内部设置有通信模块，主控制单元30通过通信模块与终端控制设备70之间进行通信；终端控制设备70为手持式无人机控制器，可以实时显示摄像头20的拍摄画面。如图1和图2所示，喷漆标记装置50包括储漆箱51、连接管52、喷头53以及电动泵54，储漆箱51设置在无人机主体10的下方，储漆箱51用于存放油漆；连接管52的一端与储漆箱51的内腔连通；喷头53设置在无人机主体10的前方，连接管52的另一端与喷头53连通；电动泵54设置在连接管52上并与主控制单元30连接；可选地，喷头53的喷漆方向与摄像头20的拍摄方向相同。无人机主体10飞行至与发生病虫害的树木小于预设距离的位置时，操作人员根据主控制单元30向终端控制设备70实时回传的拍摄画面确定树木病虫害的发生位置，确定好标记位置后，通过终端控制设备70远程启动电动泵54工作，电动泵54根据终端控制设备70的指令启动以将储漆箱51内的油漆通过连接管52输送至喷头53从而喷洒到发生病虫害的树木上进行标记。油漆的颜色需要选择与树木枝叶反差较大的颜色，从而便于后期识别。

另外，为了方便将发生病虫害的树木的树叶采集回来以便后期进行相应的病理实验，进而判断病虫害的情况。进一步地，林业病虫害监测无人机还包括树叶采集装置60，树叶采集装置60设置在无人机主体10上并与主控制单元30连接，树叶采集装置60用于根据终端控制设备70的指令采集发生病虫害的树木的树叶样本。

具体地，如图1所示，树叶采集装置60包括剪切机构61和收纳机构62，剪切机构61用于将发生病虫害的树木的树叶样本剪下；收纳机构62与剪切机构61对应设置，收纳机构62用于接收并储存剪切机构61剪下的树叶样本。

进一步地，如图1和图3所示，树叶采集装置60还包括箱体63，箱体63的内腔通过隔板64分隔为上容纳腔和下容纳腔，剪切机构61包括剪切刀611、驱动臂612、电动伸缩杆613、滑动销614、连接块615以及滑动稳定杆616；上容纳腔的前端开口处的顶壁和底面开设有上下相对的第一滑槽65，第一滑槽65沿上容纳腔的宽度方向延伸；剪切刀611为两个，两个剪切刀611的后端部均设置有与第一滑槽65匹配的滑动销614，滑动销614沿剪切刀611的厚度方向穿过剪切刀611的后端部并固定连接，滑动销614的两端对应可滑动地嵌入上容纳腔前端开口处的两条第一滑槽65内从而使两个剪切刀611能够沿上容纳腔的宽度方向相对滑动；驱动臂612为两根，两根驱动臂612的第一端与两个剪切刀611的后端部对应铰接；连接块615固定设置在电动伸缩杆613的活塞杆的端部，电动伸缩杆613的活塞杆的端部通过连接块615与两根驱动臂612的第二端相互铰接，电动伸缩杆613的缸体部的端部与上容纳腔的后端壁固定连接；上容纳腔的两个相对的侧壁分别开设有第二滑槽66，第二滑槽66沿电动伸缩杆613的活塞杆的伸缩方向延伸；滑动稳定杆616沿横向穿过连接块615并与连接块615固定连接，滑动稳定杆616的两端可滑动地嵌入两条第二滑槽66内；电动伸缩杆613与主控制单元30连接，需要采集树叶样本时，操作人员终端控制设备70控制无人机主体10的位置和角度从而控制两个剪切刀611的位置和角度，两个剪切刀611位于摄像头20的上方，通过摄像头20回传的画面可以实时观察两个剪切刀611和树叶之间的角度和位置，当树叶位于两个剪切刀611时，通过终端控制设备70向电动伸缩杆613发送动作指令，电动伸缩杆613的活塞杆向后回缩从而通过两根驱动臂612驱动两个剪切刀611相互靠近运动并相互闭合从而将发生病虫害的树木的树叶样本剪下。可选地，剪切刀611包括刀把部、连接板和刀片，滑动销614设置在剪切刀611的刀把部，两个剪切刀611的刀把部通过滑动销614对应可滑动地嵌入上容纳腔前端开口处的两条第一滑槽65内使两个剪切刀611能够沿上容纳腔的宽度方向相对滑动；连接板的一端与刀把部固定连接，连接板的另一端为自由端，刀片固定安装在连接板上，电动伸缩杆613驱动两个剪切刀611相互靠近运动通过两个刀片将发生病虫害的树木的树叶样本剪下。

由于电动伸缩杆613的伸缩运动行程较大，滑动稳定杆616在此过程中跟随电动伸缩杆613的活塞杆同步运动对电动伸缩杆613的活塞杆起到稳定和支撑作用，从而使两个剪切刀611的动作更加顺畅。

如图1和图4所示收纳机构62包括收集盒621、定滑轮622以及拉绳623，收集盒621沿电动伸缩杆613的活塞杆的伸缩方向可滑动地设置在下容纳腔以从下容纳腔伸出或退回至下容纳腔；收集盒621从下容纳腔伸出时位于两个剪切刀611的下方，两个剪切刀611剪下的树叶样本正好落在收集盒内进行储存。

具体地，隔板64开设有将上容纳腔和下容纳腔连通的开孔，定滑轮622安装在开孔处，拉绳623的一端与连接块615连接，拉绳623的另一端绕过定滑轮622与收集盒621的后端部连接；电动伸缩杆613的活塞杆回缩运动时驱动两个剪切刀611相互闭合将发生病虫害的树木的树叶样本剪下，同时通过拉绳623同步驱动收集盒621从下容纳腔伸出，伸出的收集盒621正好接住剪下的树叶样本。

进一步地，收纳机构62还包括弹簧624，弹簧624设置在下容纳腔的后端，弹簧624的一端与下容纳腔的后端壁连接，弹簧624的另一端与收集盒621的后端部连接；电动伸缩杆613驱动收集盒621从下容纳腔伸出过程中将弹簧624拉长；树叶样本剪掉后，电动伸缩杆613的活塞杆伸长驱动两个剪切刀611相互分离，此时，拉绳623失去牵拉力，收集盒621在弹簧624的弹力作用下自动退回至下容纳腔将收集的树叶样本保存，避免无人机主体10飞行过程中，采集的树叶样本散落。

进一步地，如图1所示，根据本实用新型实施例的林业病虫害监测无人机还包括旋翼80和连接臂90，旋翼80和连接臂90均为多个，多个旋翼80通过多个连接臂90与无人机主体10对应连接。可选地，连接臂90包括第一连接臂91和第二连接臂92，第一连接臂91和第二连接臂92通过阻尼轴相互连接从而可以在一定范围内转动以调节旋翼80的角度。

进一步地，本实用新型实施例的林业病虫害监测无人机还包括太阳能板100，太阳能板100能够利用太阳能向设置在无人机主体10内蓄电池进行充电，从而增加无人机的续航里程。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。