中国农业大学何雄奎获国家专利权
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龙图腾网获悉中国农业大学申请的专利一种手持式电动果树授粉器和授粉方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117243110B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311183678.3,技术领域涉及:A01H1/02;该发明授权一种手持式电动果树授粉器和授粉方法是由何雄奎;姜赛珂;刘理民;齐鹏;韩冷;黄战;李扬帆设计研发完成,并于2023-09-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种手持式电动果树授粉器和授粉方法在说明书摘要公布了:本发明属于植物授粉装置技术领域,具体涉及一种手持式电动果树授粉器和授粉方法,所述手持式电动果树授粉器包括:深度相机1、横向振动马达2、横向振动马达盖3、电磁阀4、电磁阀盖5、密封圈6、滤网7、滤网连接件8、绒毛刷连接件9、绒毛刷10、纵向振动马达盖11、纵向振动马达12、粉腔盖13、粉腔14、弹性杆15、螺钉16、多节臂手杆17和智能控制器18;本发明携带方便,操作简单;在非工作状态电磁阀关闭,减少花粉浪费;基于昆虫蜜蜂授粉原理,通过绒毛刷和高频振动使花粉带静电,提高授粉成功率,降低对花序的损伤。
本发明授权一种手持式电动果树授粉器和授粉方法在权利要求书中公布了:1.一种采用手持式电动果树授粉器的授粉方法,所述手持式电动果树授粉器包括:深度相机1、横向振动马达2、横向振动马达盖3、电磁阀4、电磁阀盖5、密封圈6、滤网7、滤网连接件8、绒毛刷连接件9、绒毛刷10、纵向振动马达盖11、纵向振动马达12、粉腔盖13、粉腔14、弹性杆15、螺钉16、多节臂手杆17和智能控制器18; 所述粉腔14内部呈漏斗状,用于存储花粉; 所述深度相机1安装于粉腔14的侧面,能够通过拍摄照片实时采集果树花序信息; 多个横向振动马达2均匀安装于粉腔14的侧面;所述横向振动马达盖3设置在横向振动马达2的外部; 所述电磁阀4安装于粉腔14的内部,通过PWM控制实时控制花粉的输出; 所述电磁阀盖5设置在电磁阀4的外部,电磁阀盖5通过过盈配合安装于粉腔14内部; 所述粉腔盖13位于粉腔14的上部; 所述纵向振动马达12安装于粉腔盖13的顶部中央位置; 所述纵向振动马达盖11设置在纵向振动马达12的上部; 所述密封圈6和滤网7自上而下顺序安装于粉腔14和滤网连接件8之间;所述滤网连接件8和粉腔14的底部连接; 所述绒毛刷连接件9与滤网连接件8连接;绒毛刷连接件9内部均匀分布多个第一通孔和第二通孔,其中所述第一通孔的下部安装绒毛刷10的绒毛,花粉能够通过所述第二通孔均匀附着到绒毛刷10的绒毛上; 所述弹性杆15的内端通过螺钉安装于粉腔14上,弹性杆15的外端通过螺钉16与多节臂手杆17的内端连接; 所述多节臂手杆17的内部安装锂电池;所述智能控制器18安装于多节臂手杆17的外端把柄上;其特征在于:包括如下步骤: S1、按下拍照按钮1802,深度相机1对所授花序进行拍照; S2、深度相机1拍摄的照片通过USB通信传输给智能控制器18; S3、智能控制器18通过智能控制算法计算出花粉用量Q及作业时间T; S3.1、智能控制器18首先基于实时目标检测算法YOLO识别出照片中的花蕊,进一步计算出每个花蕊的大小并通过长L、宽W的线框框出; S3.2、取每个框的中心点代替所框花蕊,通过Welzl's算法将照片中的多个花蕊中心拟合在一个直径为d的圆内,使每个花蕊中心都包含于所述直径为d的圆内; S3.3、计算每个线框的外接圆直径dki: 则每个花蕊的平均直径 公式1和公式2中,dki为外接圆直径,单位为m;L为线框的长,单位为m;W为线框的宽,单位为m;为每个花蕊的平均直径,单位为m;n为所识别出的花蕊的个数; S3.4、计算出授粉区域直径D: 公式3中,D为授粉区域直径,单位为m;为每个花蕊的平均直径,单位为m;d为包含所有花蕊中心的拟合圆的最小直径,单位为m; S3.5、授粉器输出的花粉分散成一个区域,其中有效的区域称作授粉作业区域,对该区域取内接圆,内接圆的直径即为授粉器授粉作业区域内接圆直径Ds;如果授粉区域直径D大于授粉器授粉作业区域内接圆直径Ds,则智能控制器18触动报警模式并提示将手持式电动果树授粉器向下移动,直至授粉区域直径D小于授粉器授粉作业区域内接圆直径Ds; S3.6、如果授粉区域直径D小于授粉器授粉作业区域内接圆直径Ds,则智能控制器18提示作业,然后通过实时目标检测算法YOLOYouOnlyLookOnce识别图中的花朵,进一步计算出每个花朵的大小并通过线框框出,进一步对这些框进行合并,并计算出总面积S; S3.7、计算出该花序的花粉用量Q及作业时间T: Q=u×S公式4 公式4和公式5中,Q为花粉用量,单位为毫克;μ为授粉用量相关系数,通过计算单位面积单层果树花粉的重量,即可求出不同果树的授粉用量相关系数μ;S为待授粉区域总面积,单位为cm2;T为作业时间,单位为秒;γ为授粉时间相关系数,通过计算授粉器单位时间内纵向振动马达振动频率为1Hz时的花粉用量,即可求出不同果树的授粉时间相关系数γ;F为纵向振动马达振动频率,单位为Hz; S4、通过PWM控制电磁阀4将所需花粉传输到滤网7上; S5、按下授粉按钮1803,根据该花序的花粉用量Q及作业时间T进行授粉作业; S5.1、纵向振动马达12启动,使花粉通过滤网7附着在绒毛刷10上,进一步附着到花蕊柱头上; S5.2、同时,横向振动马达2启动,使花粉均匀散落到绒毛刷10上,同时通过高频振动使绒毛刷10产生静电,进一步使花粉有力附着到花蕊柱头上。
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