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专利号: 2022111917305
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机,其特征在于:包括无人机平台(13)、固定在无人机平台(13)下方的僵蚜料仓(12)、设置在僵蚜料仓(12)下方匀速转动的空间凸轮(2)、设置在空间凸轮(2)下方的负压机构,所述僵蚜料仓(12)、空间凸轮(2)、负压机构均位于无人机平台(13)下方的壳体(30)内;

所述僵蚜料仓(12)用于容纳僵蚜球(1),所述空间凸轮(2)用于控制从僵蚜料仓(12)掉落至空间凸轮(2)上僵蚜球(1)的数量,所述空间凸轮(2)的外形轮廓为斜切圆柱体,其斜截椭球面与水平底面的夹角为10°,在斜截椭球面的长轴上距离斜截椭球面最低点15毫米处设置圆柱通孔,所述圆柱通孔与僵蚜球出料圆孔(15)同轴安装,所述圆柱通孔的直径小于僵蚜球的直径,并保证僵蚜球(1)露出圆柱通孔部分的体积占僵蚜球总体积的二分之一以上,避免僵蚜球(1)卡死在圆柱通孔中,且圆柱通孔中心点与僵蚜球出料圆孔(15)中心点之间的竖直距离小于僵蚜球(1)的直径,将剩余的僵蚜球(1)堵塞在僵蚜料仓(12)中不能连续滑落;

所述空间凸轮(2)的底部设置有转轴(21),所述转轴(21)的底部通过锥齿轮连接有驱动电机(5),所述空间凸轮(2)在驱动电机(5)的驱动下匀速旋转;

在空间凸轮(2)的一侧还设置有阻挡机构,所述阻挡机构用于使掉落至空间凸轮(2)上的僵蚜球(1)脱落至壳体底部从而掉落至田间,所述负压机构使得空间凸轮(2)内腔保持负压;

所述阻挡机构包括在空间凸轮(2)一侧设置的挡球器基座(23),所述挡球器基座(23)及空间凸轮(2)均安装在机架(24)上,所述机架(24)固定在壳体(30)上,在挡球器基座(23)上竖直设置有挡球器(14),在挡球器(14)的顶部设置有向空间凸轮延伸的挡板(9),且挡板(9)与挡球器(14)铰链连接,并使用在挡球器顶端设置的扭簧(10)将挡板(9)的一端始终压制在空间凸轮(2)的斜截面上,当空间凸轮(2)旋转180°时,被吸附在圆柱通孔中的僵蚜球(1)撞上挡板(9),从圆柱通孔中脱落。

2.根据权利要求1所述的一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机,其特征在于:所述僵蚜料仓(12)为上宽下窄的倒置四棱台壳体结构,在僵蚜料仓(12)侧壁上方设置有僵蚜球进料口(11),所述僵蚜料仓(12)底部设置有僵蚜球出料圆孔(15),所述僵蚜球出料圆孔(15)的直径大于僵蚜球(1)的直径,且保证每次有且仅有一个僵蚜球(1)从僵蚜球出料圆孔(15)滑落。

3.根据权利要求2所述的一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机,其特征在于:所述僵蚜球进料口(11)直径为45毫米,所述僵蚜球进料口(11)使用螺纹盖封闭或打开,所述僵蚜球出料圆孔(15)的直径为16毫米,所述僵蚜球(1)直径为15毫米。

4.根据权利要求1或2所述的一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机,其特征在于:在僵蚜料仓(12)的顶部设置有防止僵蚜球堵塞出料圆孔的搅拌机构,所述搅拌机构包括直流电机(27)、转动轴(29)及安装在转动轴上的螺旋叶片(28),所述直流电机(27)通过连接件安装在僵蚜料仓(12)顶部,所述转动轴(29)与直流电机(27)通过轴套连接,所述螺旋叶片(28)通过轴套过盈装配在转动轴(29)上。

5.根据权利要求1所述的一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机,其特征在于:所述空间凸轮(2)的底面直径为75毫米,为僵蚜球直径的5倍,所述空间凸轮(2)的斜截椭球面最低点距离其底面的高度为30毫米,所述圆柱通孔的直径为10毫米,所述圆柱通孔中心点与僵蚜球出料圆孔中心点之间的竖直距离为14 毫米。

6.根据权利要求1所述的一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机,其特征在于:所述锥齿轮包括在转轴(21)底部设置的从动锥齿轮(3)以及与从动锥齿轮(3)垂直设置的主动锥齿轮(4),所述驱动电机(5)连接有调速器(20),转速调节范围为8转/分钟至120转/分钟,僵蚜球投放的时间间隔由驱动电机(5)的转速所决定,而僵蚜球被投放至田间的空间位置则由驱动电机(5)的转速与无人机的巡航飞行路径(16)和速度共同决定。

7.根据权利要求1所述的一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机,其特征在于:所述负压机构包括微型真空泵(8)、气管(7)和气罩(6),通过微型真空泵(8)对气罩(6)抽气,使得气罩(6)内部气压小于大气压,从而对僵蚜球(1)产生负压吸力,将僵蚜球(1)吸附在圆柱通孔中,所述气罩(6)安装于空间凸轮(2)下方且气罩(6)顶部安装橡胶裙边(25),使用钢丝绳将橡胶裙边(25)紧箍在空间凸轮(2)的圆柱面上,调整钢丝绳的松紧度,使得空间凸轮(2)自由旋转的同时保证负压室具有一定的气密性。

8.根据权利要求1 7任意一项所述的一种防治小麦蚜虫的蚜茧蜂僵蚜投放无人机的使~

用方法,其特征在于:主要包括以下步骤:

步骤1、通过人工田间巡视或遥感技术获取作业地块的蚜虫虫害信息,根据蚜虫为害的严重程度,制定少量、中量、大量三种不同的蚜茧蜂僵蚜投放方案,从而设定不同投放方案中僵蚜球的投放数量,可得相邻两条无人机巡航飞行路径之间的横向距离以及相邻两个被相继被投放至田间的僵蚜球之间的距离,通过无人机的地面站软件规划对应的无人机飞行路径(16),设定无人机不同的巡航飞行速度v,并相应地调节驱动电机(5)的转速p;

步骤2、从僵蚜料仓(12)上方的僵蚜球进料口(11)加入僵蚜球(1),僵蚜球(1)数量满足投放方案要求;

步骤3、为直流电机(27)供电,使螺旋叶片(28)匀速旋转,搅动僵蚜球(1)防止其堵塞僵蚜球出料圆孔(15);

步骤4、为微型真空泵(8)供电,向气罩(6)持续提供吸力;

步骤5、根据蚜茧蜂僵蚜的投放方案,设定空间凸轮(2)的转速,并为驱动电机(5)供电,驱动电机(5)供电后,通过锥齿轮传动带动空间凸轮(2)连续旋转;当空间凸轮(2)的圆柱通孔转动至与僵蚜球出料圆孔(15)同轴位置时,僵蚜球(1)在搅拌机构作用力及负压吸力共同作用下,滑落到所述的圆柱通孔中;

步骤6、由于僵蚜球(1)露出圆柱通孔的体积占总体积的二分之一以上,导致落入圆柱通孔中的僵蚜球(1)顶端与僵蚜球出料圆孔(15)之间的距离远小于僵蚜球(1)的直径,从而将剩余的僵蚜球(1)堵塞在僵蚜料仓(12)中使其不能连续滑落;

步骤7、随着空间凸轮(2)匀速转动,其斜截面与僵蚜球出料圆孔(15)之间的距离逐渐减小,僵蚜球(1)始终被堵塞在僵蚜料仓(12)中,直至空间凸轮旋转180°,其斜截面与僵蚜料仓出料圆孔(15)之间的距离减小至2毫米,之后距离逐渐增大;此时,被吸附在圆柱通孔中的僵蚜球(1)撞上挡板(9),从圆柱通孔中脱落至壳体底部的僵蚜球投放口(26)从而掉落至田间;

步骤8、当空间凸轮(2)旋转360°,圆柱通孔与僵蚜料仓出料圆孔(15)再次同轴,僵蚜球(1)在搅拌机构作用力及负压吸力共同作用下,再次滑落到圆柱通孔中,使得空间凸轮(2)每转动一周有且仅有一个僵蚜球被投放至田间。