[發明專利]一種基于無人機和計算機控制的蜜蜂補給及蜂巢檢測系統

有效

• 申請號: 201910352799.3
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110012848B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 鄒丹丹;席桂清;劉仕琪;白宇;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京金王健康科技有限公司
• 主分類號: A01K53/00
• 分類號: A01K53/00;A01K47/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種基于無人機和計算機控制的蜜蜂補給及蜂巢檢測系統，其特征在于：主要包括無人機（2）、懸掛在無人機（2）上的補給箱（3）、蜂箱（7）、設置在蜂箱（7）內的補給架（24）；無人機（2）內設無人機控制系統（75），無人機控制系統（75）基于現有無人機的控制系統進行擴展，并包含無人機通信系統（76）、定位系統、嵌入式網關（77）和控制補給箱（3）內相關電子設備的補給箱控制系統（71）；無人機（2）上設置有導航攝像頭（1）；無人機（2）通過無人機控制系統（75）、無人機通信系統（76）、嵌入式網關（77）與云端控制系統（80）和手持控制器（78）進行通信，由云端控制系統（80）和手持控制器（78）進行控制；補給箱（3）通過無人機（2）底部的懸掛柱（6）懸掛到無人機（2）下方；無人機（2）上的飛行執行機構（79）采用現有機構，且由無人機控制系統（75）控制；無人機（2）下方設置有支架（4）；

補給箱（3）分為存儲腔體（68）和活動腔體（70）兩部分；存儲腔體（68）內設置有存儲花粉的花粉存儲箱（55）、存儲電路板（61）的電子存儲箱（56）、存儲飲水的飲水存儲箱（57）、存儲蜜糖的蜜糖存儲箱（58），花粉存儲箱（55）、飲水存儲箱（57）、蜜糖存儲箱（58）上方設置有分別用于添加花粉、飲水、蜜糖的添料口（81），且添料口（81）分別用花粉蓋（48）、水蓋（49）、蜜糖蓋（50）蓋住；活動腔體（70）內設置有可上下活動的活塞板（69），活塞板（69）通過伸縮桿（67）連接，伸縮桿（67）和伸縮桿（67）的電機一起固定在存儲腔體（68）底部的板子上，伸縮桿（67）的電機通過導線連接到電路板（61）和鋰電池，伸縮桿（67）能帶動活塞板（69）及活塞板（69）上的裝置在活動腔體（70）內上下移動；活塞板（69）上固定設置有送蜜管（43）、送水管（44）、檢測管（45）、送粉管（46）；花粉存儲箱（55）內設置有花粉泵（59），飲水存儲箱（57）內設置有水泵（60），電子存儲箱（56）設置有電路板（61）和鋰電池，蜜糖存儲箱（58）內設置有蜜糖泵（62）；送粉管（46）通過花粉軟管（63）與花粉泵（59）連接，花粉泵（59）能將花粉存儲箱（55）的花粉從送蜜管（43）底端泵出實現花粉補充；送水管（44）通過飲水軟管（64）與水泵（60）連接，水泵（60）能將飲水存儲箱（57）內的飲水從送水管（44）底端泵出實現補水；送蜜管（43）通過蜜糖軟管（66）與蜜糖泵（62）連接，蜜糖泵（62）能將蜜糖存儲箱（58）中的蜜糖從送蜜管（43）底端泵出，實現補充蜜糖；檢測管（45）上設置有微型攝像頭（54）、溫度檢測裝置（51）、濕度檢測裝置（52），檢測管（45）上的微型攝像頭（54）、溫度檢測裝置（51）、濕度檢測裝置（52）通過分導線束（65）連接到電子存儲箱（56）內的電路板（61）和鋰電池上實現供電、控制、數據傳輸；電子存儲箱（56）內的電路板（61）中包含補給箱控制系統（71），補給箱控制系統（71）實現對花粉泵（59）、水泵（60）、蜜糖泵（62）、伸縮桿（67）的控制，同時接收微型攝像頭（54）、溫度檢測裝置（51）、濕度檢測裝置（52）采集的信號；

補給架（24）包含上板（25）、中板（26）、底板（27），及上板（25）上的蜜糖存貯桶（28）、儲水桶（30）、花粉儲存桶（31），上板（25）上設置有供檢測管（45）通過的貫穿孔（29），且中板（26）的長度不應影響檢測管（45）向底板（27）方向延伸；在花粉儲存桶（31）、儲水桶（30）正投影處的中板（26）、底板（27）上均設置有花粉分儲桶（33）、飲水分儲桶（35），且花粉分儲桶（33）設置在花粉儲存桶（31）正投影下方，飲水分儲桶（35）設置在儲水桶（30）正投影下方；底板（27）上在蜜糖存貯桶（28）正投影位置設置有集蜜盒（38）；花粉導管（34）貫穿花粉儲存桶（31）、花粉分儲桶（33）設置，且花粉分儲桶（33）活動設置以保證花粉分儲桶（33）能在花粉導管（34）上上下移動，花粉導管（34）在靠近上板（25）、中板（26）朝下一面處設置有花粉分孔（41）；花粉分儲桶（33）上部敞開，且為能被磁鐵吸引的金屬材質；所述的飲水分儲桶（35）固定設置在中板（26）、底板（27）上，設置飲水導管（37）貫穿飲水分儲桶（35），且飲水導管（37）在飲水分儲桶（35）位置設置有帶有浮球閥（36）的小孔，儲水桶（30）內的水能順著飲水導管（37）從飲水導管（37）上的小孔流到飲水分儲桶（35）內，并通過浮球閥（36）控制飲水分儲桶（35）內的水位；在蜜糖存貯桶（28）下方設置蜜糖導管（39），蜜糖導管（39）底部與集蜜盒（38）底部固定，蜜糖導管（39）設置有分蜜孔（40），由于蜜糖的粘黏性，蜜糖會沿著蜜糖導管（39）內壁緩慢下流，并從蜜糖導管（39）上的分蜜孔（40）流出，分布在整個蜜糖導管（39）外部供蜜蜂食用，設置在蜜糖導管（39）底部的集蜜盒（38）能收集從蜜糖導管（39）上留下的蜜糖供蜜蜂食用；

所述的懸掛柱（6）內部中空，其內設置有總導線束（47），總導線束（47）將電子存儲箱（56）內的電路板（61）與無人機控制系統（75）實現電連接，實現數據的傳輸、控制，且補給箱控制系統（71）受無人機控制系統（75）控制；總導線束（47）將電子存儲箱（56）內的鋰電池與無人機（2）內的鋰電池實現并連，實現共同供電、共同充電；

所述的補給架（24）放置在蜂箱（7）內，箱蓋（8）蓋在蜂箱（7）上方，蜂箱（7）上設置有蜜糖添加口（16）、水添加口（17）、檢測裝置探入口（18）、花粉添加口（21）；補給架（24）上的花粉儲存桶（31）上頂面正對花粉添加口（21），且貼緊箱蓋（8）上的花粉添加口（21）；補給架（24）上的儲水桶（30）的上頂面正對箱蓋（8）上的水添加口（17），且貼緊箱蓋（8）上的水添加口（17）；補給架（24）上的貫穿孔（29）正對箱蓋（8）上檢測裝置探入口（18）；補給架（24）上的蜜糖存貯桶（28）正對箱蓋（8）上的蜜糖添加口（16），且貼緊箱蓋（8）上的蜜糖添加口（16）；所述的箱蓋（8）上設置有活動板（10）和固定板（82），固定板（82）上設置有電磁鐵（20）、活動板（10）上設置有永磁體（11），且電磁鐵（20）和永磁體（11）相對設置，電磁鐵（20）工作情況下電磁鐵（20）與永磁體（11）相對端的磁極相同；固定板（82）上設置有T型滑桿（13）和滑柱（19），滑柱（19）上套有彈簧（15），活動板（10）上設置有T型滑槽（22）和滑孔（23）；T型滑桿（13）插入T型滑槽（22）和滑孔（23），滑柱（19）套有彈簧（15）后插入滑孔（23），讓活動板（10）固定在固定板（82）上，且確保活動板（10）能沿著T型滑桿（13）和滑柱（19）滑動；箱蓋（8）內設置有蜂箱控制系統（74），電磁鐵（20）與蜂箱控制系統（74）連接，并由蜂箱控制系統（74）控制；電磁鐵（20）未工作的狀態下，彈簧（15）處于正常狀態將活動板（10）拉緊并貼緊固定板（82），電磁鐵（20）工作狀態下，由于磁鐵與永磁體（11）相對端的磁極相同將活動板（10）向外推開，此時彈簧（15）處于拉伸狀態；箱蓋（8）內還設置有蜂箱通信系統（84），蜂箱通信系統（84）與蜂箱控制系統（74）連接并受蜂箱控制系統（74）控制，且蜂箱通信系統（84）與補給箱控制系統（71）上的補給箱通信系統（83）進行信息互傳；由于補給箱控制系統（71）與無人機控制系統（75）連接，無人機控制系統（75）能夠與蜂箱控制系統（74）協調工作，并通過電磁鐵（20）、無人機（2）上的飛行執行機構（79）、導航攝像頭（1）、微型攝像頭（54）協調配合讓無人機（2）準確停到箱蓋（8）上，且確保補給箱（3）上的送蜜管（43）插入箱蓋（8）上的蜜糖添加口（16）、送水管（44）插入箱蓋（8）上的水添加口（17）、檢測管（45）插入箱蓋（8）上的檢測裝置探入口（18）、送粉管（46）插入箱蓋（8）上的花粉添加口（21）；

所述的箱蓋（8）上還設置有通氣孔（14），通氣孔（14）處設置有濾網，濾網的濾孔小于花粉直徑；所述的花粉儲存桶（31）上設置有柔性可升縮的通氣管（85）；通氣管（85）的一端連接通氣孔（14），另一端聯通花粉儲存桶（31）；所述的送粉管（46）上設置有密封罩（53），密封罩（53）內設置有強磁鐵；當送粉管（46）插入花粉添加口（21）后，送粉管（46）底端落入花粉儲存桶（31）內，花粉泵（59）將花粉泵（59）入花粉儲存，由于密封罩（53）內強磁鐵作用，能被磁鐵吸引的花粉分儲桶（33）向上順著花粉導管（34）移動到花粉分孔（41）處，且花粉分儲桶（33）上沿貼緊上板（25）或中板（26）朝下面，防止花粉吹到蜂箱（7）內，在此過程中花粉從花粉導管（34）上的花粉分孔（41）進入花粉分儲桶（33），通氣管（85）和通氣孔（14）保證了花粉儲存桶（31）、花粉分儲桶（33）內氣壓平衡；當送粉管（46）從花粉添加口（21）拔出后，花粉分儲桶（33）由于沒有受到密封罩（53）內強磁鐵作用，其順著花粉導管（34）下滑落到中板（26）或底板（27）上，其內存放的花粉供蜜蜂采食。