草原植被样方数据采集无人机制造技术

本实用新型专利技术的草原植被样方数据采集无人机，包括无人机、无人机支架、机械手滑轨，左机械手、右机械手、切断机构、识别系统以及称重系统，无人机包括具有飞行能力的无人机主体、无人机摄像头、采集综合控制模块、电池、无线信号收发装置，无人机支架上固定有称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸，机械手滑轨包括上滑轨、左机械手固定块、右机械手滑块、机械手横移电缸、左连接架和右连接架，左机械手包括左半环体，右机械手包括右半环体，切断机构包括驱动电机、主动轮、刀片丝杆、从动轮、皮带、刀片滑块以及刀片。本实用新型专利技术可以使工作人员直接远程遥控草原植被样方的识别采集称重，极大的降低工作人员行程上的劳动强度。工作人员行程上的劳动强度。工作人员行程上的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
草原植被样方数据采集无人机


[0001]本技术涉及环境检测的领域，具体涉及草原植被样方数据采集无人机。

技术介绍

[0002]我国的草原生态系统是欧亚大陆温带草原生态系统的重要组成部分。它的主体是东北
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内蒙古的温带草原。草原生态系统所处地区的气候大陆性较强、降水量较少，年降水量一般都在250
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450毫米，而且变化幅度较大。蒸发量往往都超过降水量。根据自然条件和生态学区系的差异，大致可将我国的草原生态系统分为三个类型：草甸草原、典型草原、荒漠草原。其中以荒漠草原治理难度最大，在我国，荒漠草原主要分布于内蒙古的京二线以西地区，如西苏旗等地。荒漠草原群种由旱生丛生小禾草组成，常混生大量旱生小半灌木。
[0003]草原植被样本的采集是草原生态环境检测与修复的重要环节，目前，草原植被样本采集方法依然是采用人工在标定区域内使用铲刀等工具将植物根茎分离，然后将植物进行分类装袋，带回实验室烘干称重。工作量很大。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决
技术介绍
中提及的问题，提供一种草原植被样方数据采集无人机。
[0005]为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：
[0006]草原植被样方数据采集无人机，其中：包括无人机、无人机支架、机械手滑轨，左机械手、右机械手、切断机构、识别系统以及称重系统，其中，
[0007]无人机包括具有飞行能力的无人机主体、无人机摄像头、采集综合控制模块、电池、无线信号收发装置，无人机摄像头用于采集草原地面信息，并将信息通过无线信号收发装置发送至远程控制端，远程控制端向无线信号收发装置发送信号，控制无人机主体升降；
[0008]无人机支架固定在无人机主体下方，无人机支架上固定有称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸，称重横移电缸的电缸轴水平设置，称重横移电缸的电缸轴前端通过竖直的称重连接杆与称重系统固定连接，称重横移电缸伸缩时，能带动称重系统横移，机械手滑轨升降电缸的电缸轴竖直设置，机械手滑轨升降电缸的电缸轴下端与机械手滑轨固定连接，机械手滑轨升降电缸伸缩时，能带动机械手滑轨、左机械手、右机械手、切断机构和识别系统整体上下移动；
[0009]机械手滑轨包括上滑轨、左机械手固定块、右机械手滑块、机械手横移电缸、左连接架和右连接架，左机械手固定块固定在机械手滑轨升降电缸的电缸轴下端，
[0010]上滑轨水平设置，左机械手固定块固定在上滑轨上，右机械手滑块滑动设置在上滑轨上，机械手横移电缸一端固定在左机械手固定块上，另一端固定在右机械手滑块上，机械手横移电缸伸缩时，能使右机械手滑块远离或靠近左机械手固定块，左连接架的上端与左机械手固定块固定连接，右连接架的上端与右机械手滑块固定连接，左连接架和右连接架竖直设置；
[0011]左机械手包括左半环体，左半环体左端与左连接架的下端固定连接，左半环体的下部设置有水平的左切槽,
[0012]右机械手包括右半环体，右半环体右端与右连接架的下端固定连接，右半环体的下部设置有水平的右切槽,
[0013]左半环体右端和右半环体左端能相互对齐合抱形成一完整环体；
[0014]切断机构包括驱动电机、主动轮、刀片丝杆、从动轮、皮带、刀片滑块以及刀片，驱动电机固定在右半环体的右端或右连接架下端，驱动电机的转轴与主动轮的轮心连接，刀片丝杆左端定位在右半环体上，且刀片丝杆能相对于右半环体旋转，从动轮轮心固定在刀片丝杆右端，主动轮和从动轮通过皮带传动连接，刀片滑块安装在刀片丝杆上，刀片的右端固定在刀片滑块上，刀片左侧面为锋锐尖面，刀片左端正对着右切槽，
[0015]当左半环体与右半环体合抱形成一完整环体，左切槽与右切槽对齐，驱动电机能驱动主动轮旋转，使刀片滑块向左滑动，刀片左移从右切槽横切进入左切槽中，使该完整环体成为一底部由刀片刀身组成的上开口桶体；
[0016]识别系统包括横向安装板、白光灯、高光谱相机以及激光雷达，横向安装板安装在右半环体的上部，当左半环体与右半环体合抱形成一完整环体时，横向安装板位于该环体正上方，能遮挡照进环体内侧的阳光，白光灯、高光谱相机以及激光雷达均安装在横向安装板上，
[0017]白光灯将环体内空间照亮，使环体内充满亮度一定的光线，高光谱相机采集位于环体内的植被样方的光谱信息，并将该信息通过信号线发送至采集综合控制模块，激光雷达能将激光信号向下射出，并接收经植被样方反射的激光信号，从而得出植被样方的高度及面积，激光雷达将测得的植被样方高度及面积信息通过信号发射器发送至采集综合控制模块，采集综合控制模块通过将获得的植被样方光谱信息与已知的各种植被光谱信息对比，即可获知位于环体内的植被样方属于何种植被，通过环体内的植被样方的高度及面积信息获知植被样方长势状态；
[0018]称重系统包括上端开口的收集碗、热干风机、称重秤板以及碗底开合电缸，收集碗与称重连接杆下端固定连接，左半环体、右半环体合抱形成的环体横截面形状与收集碗的横截面形状相适应，热干风机固定在收集碗侧面，能向收集碗内吹风，对位于收集碗内的植被样方烘干，称重秤板固定在收集碗的底板上表面，能对位于收集碗内的植被样方称重，收集碗的底板与收集碗的侧板铰接配合，碗底开合电缸与称重连接杆固定连接，碗底开合电缸的电缸轴与收集碗的底板固定连接，碗底开合电缸伸缩时，能带动收集碗的底板开合。
[0019]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0020]上述的采集综合控制模块具备储存单元，采集综合控制模块同时与高光谱相机、激光雷达和称重秤板连接，采集综合控制模块能将环体内的植被样方属于何种植被的信息、环体内的植被样方长势状态以及称重秤板称得的植被样方重量进行储存、归类，然后存储于储存单元中。
[0021]上述的采集综合控制模块分别与称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸、机械手横移电缸、驱动电机、白光灯、热干风机以及碗底开合电缸连接，并控制以上结构运作。
[0022]上述的采集综合控制模块、称重横移电缸、机械手滑轨升降电缸、机械手横移电缸、驱动电机、白光灯、热干风机、碗底开合电缸、高光谱相机、激光雷达和称重秤板均与电
池连接，并从电池处获得电能。
[0023]上述的采集综合控制模块为微型电脑。
[0024]上述的刀片上设置有多个土粒穿孔，土粒穿孔上下贯穿刀片的刀身，刀片滑块为震动电机，刀片滑块与采集综合控制模块连接，在采集综合控制模块的控制下运作，刀片滑块与电池连接，并从电池处获得电能，刀片滑块能带动刀片震动，使位于刀片上的植被样方上的土从土粒穿孔漏下。
[0025]本技术具有以下优点：
[0026]1、通过无人机直接带着具有草原植被样方识别采集称重一体的装置降落到植被样方采集区域，对植被样方进行采集，可以使工作人员直接远程遥控草原植被样方的识别采集称重，极大的降低工作人员行程上的劳动强度。
[0027]2、本技术的装置在通过采集综合控制模块控制左机械手和右机械手合围出一片植被样方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.草原植被样方数据采集无人机，其特征是：包括无人机(1)、无人机支架(2)、机械手滑轨(3)，左机械手(4)、右机械手(5)、切断机构(6)、识别系统(7)以及称重系统(8)，其中，无人机(1)包括具有飞行能力的无人机主体(11)、无人机摄像头(12)、采集综合控制模块(13)、电池(14)、无线信号收发装置，所述的无人机摄像头(12)用于采集草原地面信息，并将信息通过无线信号收发装置发送至远程控制端，远程控制端向无线信号收发装置发送信号，控制无人机主体(11)升降；所述的无人机支架(2)固定在无人机主体(11)下方，无人机支架(2)上固定有称重横移电缸(21)和机械手滑轨升降电缸(22)，所述的称重横移电缸(21)的电缸轴水平设置，称重横移电缸(21)的电缸轴前端通过竖直的称重连接杆(23)与称重系统(8)固定连接，称重横移电缸(21)伸缩时，能带动称重系统(8)横移，所述的机械手滑轨升降电缸(22)的电缸轴竖直设置，所述的机械手滑轨升降电缸(22)的电缸轴下端与机械手滑轨(3)固定连接，机械手滑轨升降电缸(22)伸缩时，能带动机械手滑轨(3)、左机械手(4)、右机械手(5)、切断机构(6)和识别系统(7)整体上下移动；所述的机械手滑轨(3)包括上滑轨(31)、左机械手固定块(32)、右机械手滑块(33)、机械手横移电缸(34)、左连接架(35)和右连接架(36)，所述的左机械手固定块(32)固定在机械手滑轨升降电缸(22)的电缸轴下端，上滑轨(31)水平设置，左机械手固定块(32)固定在上滑轨(31)上，右机械手滑块(33)滑动设置在上滑轨(31)上，机械手横移电缸(34)一端固定在左机械手固定块(32)上，另一端固定在右机械手滑块(33)上，机械手横移电缸(34)伸缩时，能使右机械手滑块(33)远离或靠近左机械手固定块(32)，所述的左连接架(35)的上端与左机械手固定块(32)固定连接，右连接架(36)的上端与右机械手滑块(33)固定连接，所述的左连接架(35)和右连接架(36)竖直设置；所述的左机械手(4)包括左半环体(41)，左半环体(41)左端与左连接架(35)的下端固定连接，所述的左半环体(41)的下部设置有水平的左切槽(42),所述的右机械手(5)包括右半环体(51)，右半环体(51)右端与右连接架(36)的下端固定连接，所述的右半环体(51)的下部设置有水平的右切槽(52),所述的左半环体(41)右端和右半环体(51)左端能相互对齐合抱形成一完整环体；所述的切断机构(6)包括驱动电机(61)、主动轮(62)、刀片丝杆(63)、从动轮(64)、皮带(65)、刀片滑块(66)以及刀片(67)，所述的驱动电机(61)固定在右半环体(51)的右端或右连接架(36)下端，驱动电机(61)的转轴与主动轮(62)的轮心连接，所述的刀片丝杆(63)左端定位在右半环体(51)上，且刀片丝杆(63)能相对于右半环体(51)旋转，所述的从动轮(64)轮心固定在刀片丝杆(63)右端，主动轮(62)和从动轮(64)通过皮带(65)传动连接，所述的刀片滑块(66)安装在刀片丝杆(63)上，刀片(67)的右端固定在刀片滑块(66)上，刀片(67)左侧面为锋锐尖面，所述的刀片(67)左端正对着右切槽(52)，当左半环体(41)与右半环体(51)合抱形成一完整环体，左切槽(42)与右切槽(52)对齐，驱动电机(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹秉帅，张孝飞，张爱国，顾羊羊，严岩，李文静，杜薇，单楠，徐德琳，敖文，庞博，窦华山，王文林，邹长新，苏家康，姚世浩，刘波，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：新型
国别省市：