[发明专利]一种基于无人机和计算机控制的蜜蜂补给及蜂巢检测系统

摘要

本发明涉及一种基于无人机和计算机控制的蜜蜂补给及蜂巢检测系统，属于计算机远程控制、无人机、农业技术领域，尤其是涉及智能农业领域。其在蜂箱内设置补给架，补给架上设置有蜜糖存贮桶、储水桶、花粉储存桶和供检测管通过的贯穿孔，无人机上悬挂有补给箱，通过补给箱上的装置向补给架上的相关装置内进行自动补充花粉、蜜糖、饮水，并采集蜂箱内的图像传送到云端，该系统中无人机悬挂补给箱与蜂箱内的补给架紧密配合，不但实现了无人自动补给水、蜜糖、花粉，而且在节约成本的情况采集蜂箱内的湿度、温度、影像传送到云端，尤其是补给架巧妙设置实现了蜂箱内多点补给；花粉补给的各个装置紧密配合，实现多点补给，且花粉不会乱吹影响蜂群。

主权项

1.一种基于无人机和计算机控制的蜜蜂补给及蜂巢检测系统，其特征在于：主要包括无人机（2）、悬挂在无人机（2）上的补给箱（3）、蜂箱（7）、设置在蜂箱（7）内的补给架（24）；无人机（2）内设无人机控制系统（75），无人机控制系统（75）基于现有无人机的控制系统进行扩展，并包含无人机通信系统（76）、定位系统、嵌入式网关（77）和控制补给箱（3）内相关电子设备的补给箱控制系统（71）；无人机（2）上设置有导航摄像头（1）；无人机（2）通过无人机控制系统（75）、无人机通信系统（76）、嵌入式网关（77）与云端控制系统（80）和手持控制器（78）进行通信，由云端控制系统（80）和手持控制器（78）进行控制；补给箱（3）通过无人机（2）底部的悬挂柱（6）悬挂到无人机（2）下方；无人机（2）上的飞行执行机构（79）采用现有机构，且由无人机控制系统（75）控制；无人机（2）下方设置有支架（4）；补给箱（3）分为存储腔体（68）和活动腔体（70）两部分；存储腔体（68）内设置有存储花粉的花粉存储箱（55）、存储电路板（61）的电子存储箱（56）、存储饮水的饮水存储箱（57）、存储蜜糖的蜜糖存储箱（58），花粉存储箱（55）、饮水存储箱（57）、蜜糖存储箱（58）上方设置有分别用于添加花粉、饮水、蜜糖的添料口（81），且添料口（81）分别用花粉盖（48）、水盖（49）、蜜糖盖（50）盖住；活动腔体（70）内设置有可上下活动的活塞板（69），活塞板（69）通过伸缩杆（67）连接，伸缩杆（67）和伸缩杆（67）的电机一起固定在存储腔体（68）底部的板子上，伸缩杆（67）的电机通过导线连接到电路板（61）和锂电池，伸缩杆（67）能带动活塞板（69）及活塞板（69）上的装置在活动腔体（70）内上下移动；活塞板（69）上固定设置有送蜜管（43）、送水管（44）、检测管（45）、送粉管（46）；花粉存储箱（55）内设置有花粉泵（59），饮水存储箱（57）内设置有水泵（60），电子存储箱（56）设置有电路板（61）和锂电池，蜜糖存储箱（58）内设置有蜜糖泵（62）；送粉管（46）通过花粉软管（63）与花粉泵（59）连接，花粉泵（59）能将花粉存储箱（55）的花粉从送蜜管（43）底端泵出实现花粉补充；送水管（44）通过饮水软管（64）与水泵（60）连接，水泵（60）能将饮水存储箱（57）内的饮水从送水管（44）底端泵出实现补水；送蜜管（43）通过蜜糖软管（66）与蜜糖泵（62）连接，蜜糖泵（62）能将蜜糖存储箱（58）中的蜜糖从送蜜管（43）底端泵出，实现补充蜜糖；检测管（45）上设置有微型摄像头（54）、温度检测装置（51）、湿度检测装置（52），检测管（45）上的微型摄像头（54）、温度检测装置（51）、湿度检测装置（52）通过分导线束（65）连接到电子存储箱（56）内的电路板（61）和锂电池上实现供电、控制、数据传输；电子存储箱（56）内的电路板（61）中包含补给箱控制系统（71），补给箱控制系统（71）实现对花粉泵（59）、水泵（60）、蜜糖泵（62）、伸缩杆（67）的控制，同时接收微型摄像头（54）、温度检测装置（51）、湿度检测装置（52）采集的信号；补给架（24）包含上板（25）、中板（26）、底板（27），及上板（25）上的蜜糖存贮桶（28）、储水桶（30）、花粉储存桶（31），上板（25）上设置有供检测管（45）通过的贯穿孔（29），且中板（26）的长度不应影响检测管（45）向底板（27）方向延伸；在花粉储存桶（31）、储水桶（30）正投影处的中板（26）、底板（27）上均设置有花粉分储桶（33）、饮水分储桶（35），且花粉分储桶（33）设置在花粉储存桶（31）正投影下方，饮水分储桶（35）设置在储水桶（30）正投影下方；底板（27）上在蜜糖存贮桶（28）正投影位置设置有集蜜盒（38）；花粉导管（34）贯穿花粉储存桶（31）、花粉分储桶（33）设置，且花粉分储桶（33）活动设置以保证花粉分储桶（33）能在花粉导管（34）上上下移动，花粉导管（34）在靠近上板（25）、中板（26）朝下一面处设置有花粉分孔（41）；花粉分储桶（33）上部敞开，且为能被磁铁吸引的金属材质；所述的饮水分储桶（35）固定设置在中板（26）、底板（27）上，设置饮水导管（37）贯穿饮水分储桶（35），且饮水导管（37）在饮水分储桶（35）位置设置有带有浮球阀（36）的小孔，储水桶（30）内的水能顺着饮水导管（37）从饮水导管（37）上的小孔流到饮水分储桶（35）内，并通过浮球阀（36）控制饮水分储桶（35）内的水位；在蜜糖存贮桶（28）下方设置蜜糖导管（39），蜜糖导管（39）底部与集蜜盒（38）底部固定，蜜糖导管（39）设置有分蜜孔（40），由于蜜糖的粘黏性，蜜糖会沿着蜜糖导管（39）内壁缓慢下流，并从蜜糖导管（39）上的分蜜孔（40）流出，分布在整个蜜糖导管（39）外部供蜜蜂食用，设置在蜜糖导管（39）底部的集蜜盒（38）能收集从蜜糖导管（39）上留下的蜜糖供蜜蜂食用；所述的悬挂柱（6）内部中空，其内设置有总导线束（47），总导线束（47）将电子存储箱（56）内的电路板（61）与无人机控制系统（75）实现电连接，实现数据的传输、控制，且补给箱控制系统（71）受无人机控制系统（75）控制；总导线束（47）将电子存储箱（56）内的锂电池与无人机（2）内的锂电池实现并连，实现共同供电、共同充电；所述的补给架（24）放置在蜂箱（7）内，箱盖（8）盖在蜂箱（7）上方，蜂箱（7）上设置有蜜糖添加口（16）、水添加口（17）、检测装置探入口（18）、花粉添加口（21）；补给架（24）上的花粉储存桶（31）上顶面正对花粉添加口（21），且贴紧箱盖（8）上的花粉添加口（21）；补给架（24）上的储水桶（30）的上顶面正对箱盖（8）上的水添加口（17），且贴紧箱盖（8）上的水添加口（17）；补给架（24）上的贯穿孔（29）正对箱盖（8）上检测装置探入口（18）；补给架（24）上的蜜糖存贮桶（28）正对箱盖（8）上的蜜糖添加口（16），且贴紧箱盖（8）上的蜜糖添加口（16）；所述的箱盖（8）上设置有活动板（10）和固定板（82），固定板（82）上设置有电磁铁（20）、活动板（10）上设置有永磁体（11），且电磁铁（20）和永磁体（11）相对设置，电磁铁（20）工作情况下电磁铁（20）与永磁体（11）相对端的磁极相同；固定板（82）上设置有T型滑杆（13）和滑柱（19），滑柱（19）上套有弹簧（15），活动板（10）上设置有T型滑槽（22）和滑孔（23）；T型滑杆（13）插入T型滑槽（22）和滑孔（23），滑柱（19）套有弹簧（15）后插入滑孔（23），让活动板（10）固定在固定板（82）上，且确保活动板（10）能沿着T型滑杆（13）和滑柱（19）滑动；箱盖（8）内设置有蜂箱控制系统（74），电磁铁（20）与蜂箱控制系统（74）连接，并由蜂箱控制系统（74）控制；电磁铁（20）未工作的状态下，弹簧（15）处于正常状态将活动板（10）拉紧并贴紧固定板（82），电磁铁（20）工作状态下，由于磁铁与永磁体（11）相对端的磁极相同将活动板（10）向外推开，此时弹簧（15）处于拉伸状态；箱盖（8）内还设置有蜂箱通信系统（84），蜂箱通信系统（84）与蜂箱控制系统（74）连接并受蜂箱控制系统（74）控制，且蜂箱通信系统（84）与补给箱控制系统（71）上的补给箱通信系统（83）进行信息互传；由于补给箱控制系统（71）与无人机控制系统（75）连接，无人机控制系统（75）能够与蜂箱控制系统（74）协调工作，并通过电磁铁（20）、无人机（2）上的飞行执行机构（79）、导航摄像头（1）、微型摄像头（54）协调配合让无人机（2）准确停到箱盖（8）上，且确保补给箱（3）上的送蜜管（43）插入箱盖（8）上的蜜糖添加口（16）、送水管（44）插入箱盖（8）上的水添加口（17）、检测管（45）插入箱盖（8）上的检测装置探入口（18）、送粉管（46）插入箱盖（8）上的花粉添加口（21）；所述的箱盖（8）上还设置有通气孔（14），通气孔（14）处设置有滤网，滤网的滤孔小于花粉直径；所述的花粉储存桶（31）上设置有柔性可升缩的通气管（85）；通气管（85）的一端连接通气孔（14），另一端联通花粉储存桶（31）；所述的送粉管（46）上设置有密封罩（53），密封罩（53）内设置有强磁铁；当送粉管（46）插入花粉添加口（21）后，送粉管（46）底端落入花粉储存桶（31）内，花粉泵（59）将花粉泵（59）入花粉储存，由于密封罩（53）内强磁铁作用，能被磁铁吸引的花粉分储桶（33）向上顺着花粉导管（34）移动到花粉分孔（41）处，且花粉分储桶（33）上沿贴紧上板（25）或中板（26）朝下面，防止花粉吹到蜂箱（7）内，在此过程中花粉从花粉导管（34）上的花粉分孔（41）进入花粉分储桶（33），通气管（85）和通气孔（14）保证了花粉储存桶（31）、花粉分储桶（33）内气压平衡；当送粉管（46）从花粉添加口（21）拔出后，花粉分储桶（33）由于没有受到密封罩（53）内强磁铁作用，其顺着花粉导管（34）下滑落到中板（26）或底板（27）上，其内存放的花粉供蜜蜂采食。