一种应用于山地果林中的多功能果树监测装置

技术领域

本发明涉及种植业果园管理技术领域，具体为一种应用于山地果林中的多功能果树监测装置。

背景技术

现阶段，丰富的山地资源逐渐被人们利用开发，其中果树的广泛种植成为一种利用山地资源获取收益的极佳方式，而在山地果树种植栽培过程中需定期或不定期的对果子的种植情况进行查看，相对于人力去频繁检查具体状况，更多的人选择借助更为现代化的监控装置进行查看，以在家中便可预估何时需对果树进行浇水、除虫等，现有的果树养护的监控设备常常有以下几种缺点：

1.现有的果树养护的监控设备一般都是固定安装式，监测广度不足，不能很好的对周边附近各个方向的果树进行监控，不能满足养护需求；

2.现有的果树养护的监控设备中小巧的、精致的一般适用于室内，而对于山地种植林中则易受刮风、下雨等影响，由于其不防水性、不结实等使其容易受损；

3.现有的果树养护的监控设备常常只有监控功能，有些甚至占地面积大而功能单一，性价比不高，另外，还需时常进行供电与正常运行的维护。

故而提出一种用于果树养护的便于观察周边情况的多功能果树监测装置来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于山地果林中的多功能果树监测装置，能够解决普通监测装置监测空间广度不足，不能很好的对周边各个高低方位的果树进行监控的问题，且整体的防水性、稳定性高，不容易受山地中刮风、下雨的影响，不容易受损。

技术方案

一种应用于山地果林中的多功能果树监测装置，包括设置于两侧的位置对称的起到支撑作用的固定部件下以及固定部件上，所述固定部件上的上侧设置有挡雨装置，两个所述挡雨装置的中间下侧设置有一个舵机组，所述舵机组上设置有一个用于观测的摄像头以及摄像头安置保护外壳，所述舵机组的下侧依次设置有用于带动所述舵机组旋转的上层结构、中层结构以及下层结构，所述下层结构的前后两侧设置有储水箱。

进一步的，所述固定部件上通过T型固定支架孔洞以及螺栓固定设置有T型固定支架，所述T型固定支架上固设有太阳能电池板框架，所述太阳能电池板框架上设置有若干个太阳能电池板，所述太阳能电池板的四角设置有用于实现所述太阳能电池板固定的电池板孔洞，所述固定部件上的上端固设有一个双轴舵机，所述双轴舵机上固设有一个H型结构连接件。

进一步的，所述固定部件下的上表面内设置有若干个孔洞九，所述固定部件上与所述固定部件下通过所述孔洞九以及螺栓固定连接，所述固定部件下的相背的一侧面内设置有储物室，所述储物室上通过鸡嘴铰链铰接有推拉门。

进一步的，所述H型结构连接件的上端通过挡雨装置连接件固设有弧形形状的所述挡雨装置，所述挡雨装置上设置有引水槽，所述引水槽的中间处设置有引流隔水板，所述引水槽的远离所述引流隔水板的一端低于靠近所述引流隔水板的一端，两个所述挡雨装置的相互靠近的一端通过V形镂空结构进行拼接。

进一步的，所述中层结构上设置有U型槽，所述中层结构的下侧固定设置有矩形底板，所述矩形底板设有若干个孔洞三，所述矩形底板上固设有电机外壳，所述电机外壳内设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有联轴器，所述联轴器的上端通过转轴连接有驱动齿轮，所述中层结构上还转动设置有支撑件一、支撑件二以及中心支撑件，所述中心支撑件的上端固定连接有轴承，所述轴承上固定设置有连接轮，所述连接轮的上侧固设有齿轮轮盘，所述支撑件一、所述支撑件二抵接并滑动连接于所述齿轮轮盘，所述驱动齿轮与所述齿轮轮盘的内侧周边齿轮啮合，所述齿轮轮盘的上侧固设有中空固定连接件，所述中空固定连接件上设置有孔洞八，所述舵机组通过所述孔洞八以及螺栓与所述中空固定连接件固定连接，所述电机外壳的侧壁上固设有能够插入到所述U型槽内的镶嵌隔板，所述镶嵌隔板上设置有圆孔四以及圆孔五，所述中层结构以及所述圆孔五内能够插入有圆孔连接杆件对所述电机外壳进行固定，所述圆孔四与所述中层结构上的固定式圆孔连接件通过螺栓进行固定连接，所述电机外壳上还设置有圆孔一、圆孔二、圆孔三，所述圆孔一、所述圆孔二、所述圆孔三能够与空心小室内的孔洞通过螺栓连接固定。

进一步的，所述矩形底板的下端固设有矩形底部隔板，所述矩形底部隔板的下侧固设有横截面为H型的固定构造，所述矩形底板的下端抵接有下层部件，所述下层部件的上表面内设置有能够与所述矩形底部隔板吻合适配的外围浅层矩形切除构造，所述外围浅层矩形切除构造的内部设置有深层矩形挖空构造，所述下层部件的内部设置有一个空心挖空构造，所述空心挖空构造插入有一个结构固定连接插件，所述结构固定连接插件的侧面竖板上设有四个连接孔，所述结构固定连接插件设有内部平台剪切构造，所述内部平台剪切构造的中部设有内部柱体挖空构造以及中部切除构造，所述固定构造能够插入所述深层矩形挖空构造并与所述内部柱体挖空构造以及所述中部切除构造镶嵌榫接固定。

进一步的，所述储水箱的一侧设置有出水口，所述储水箱的远离所述下层结构的一侧壁贯穿有通槽，与所述通槽连接的侧壁内设置有侧壁滑槽，所述通槽内插入有滑动连接于所述侧壁滑槽的钢丝网，所述储水箱的远离所述通槽的一侧设置有孔洞五以及孔洞六，所述孔洞五上通过螺栓固定连接有第一固定件，所述孔洞六上通过螺栓固定连接有第二固定件，所述第一固定件上设置有孔洞四，所述第二固定件上设置有孔洞七，所述第一固定件通过所述孔洞四、螺栓以及所述连接孔与所述结构固定连接插件固定连接，所述第二固定件通过所述孔洞七、螺栓以及所述连接孔与所述结构固定连接插件固定连接。

进一步的，所述下层结构包括固设于所述下层部件下侧的结构连接板，所述结构连接板的下侧固定连接有一个星型齿轮固定件，所述结构连接板的下侧还连接有一个底座，所述底座的上表面内设置有与所述星型齿轮固定件适配的星型齿轮状挖空构造，所述星型齿轮固定件的下侧固定连接有位于所述底座下侧的中空圆柱体，所述中空圆柱体贯穿设置有贯穿截切构造，所述底座的下侧设置有两个支撑隔板，所述支撑隔板上贯穿设置有底层部件矩形孔。

进一步的，所述固定部件下的相互靠近的一侧设有矩形孔延伸结构，一个底部长条固定插件依次插入一侧的所述矩形孔延伸结构、一侧的所述底层部件矩形孔、所述贯穿截切构造、另一侧所述底层部件矩形孔、另一侧所述矩形孔延伸结构，所述底部长条固定插件的一端镶嵌连接有位于所述矩形孔延伸结构内的长条固定插件附件，所述底部长条固定插件的一端设有两个孔洞，与所述长条固定插件附件上的两个孔洞十相对应，所述长条固定插件附件的上表面内设有矩形剖切构造，能够插入固定连接件进行固定。

进一步的，所述固定部件下的底部设有底部槽口镂空构造，所述底部槽口镂空构造的上方设有若干个连接孔洞，所述若干个连接孔洞上方与固定隔板用螺栓安装固定，两侧的所述固定隔板之间设有隔板凹槽构造，所述隔板凹槽构造中插入有Z型的隔层隔板，所述隔层隔板的下方为下层隔板，所述隔板上设有直槽口挖空一，所述下层隔板与所述下层结构的所述空心挖空构造衔接。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

一、利用Arduino等单片机开发板控制双轴舵机的固定角度转动，即可实现两侧挡雨装置的正常打开和关闭，在一般工作状态下，挡雨装置处于打开状态，两侧的挡雨装置同时敞开至水平位置，由Arduino开发板设定程序实现机械臂控制高低位升降，在机械臂的顶部固定安装有一个摄像头保护外壳，里面装有微型摄像头，借助由舵机组构成的机械臂的上下方位的移动可以实现对果树不同高度位置的观测，驱动齿轮还能够带动与之衔接的齿轮转盘的转动，实现了水平360度转动，并且可顺、逆时针自由转动指定角度，便实现了监测果园周边一圈的不同高度位置的种植情况，可以方便工作人员线上平台监控观察并进行方位调控；

二、安装在两侧固定部件上上面的太阳能电池板充当起电路的供电方式之一，可以在晴天时，太阳能电池板即可持续吸收太阳能并转化为电能续存，充分利用了太阳能，提高了节能环保效益，减少了蓄电池充电的次数，另外，在雨天时，装置的中层结构上安装有雨滴传感器，当监测到雨滴达到一定强度时，Arduino开发板便会执行预设的指令，实现机械臂复位，并让两侧挡雨装置缓慢关上，处于一个挡雨的密闭状态，该挡雨装置的设计可以有效的阻挡下雨对电路的损坏，工作人员也不用担心因临时忘记覆盖遮雨处理而造成监控部位结构的损坏；

三、挡雨装置上部设有引水槽，呈微倾斜构造设计，两侧安装有储水箱，在雨天时，可将雨水引入储水箱中，储水箱上安装有钢丝网，可以有效阻隔掉落的树枝树叶或其他垃圾等，钢丝网插在储水箱两侧的通槽中，钢丝网可沿储水箱的侧壁滑槽水平向外推拉，在储水箱的另一侧设有一个出水口，必要时可用此储水箱里收集的水进行果树的栽培或其他作业用途；

四、固定部件下的背面各有一个较大的储物室，可以储放各种作业用具，方便工作人员的取用，储物室外安装有推拉门，可以在必要时将门关上并上锁，这样的方式为工作人员在日常工作中提供了很大的便利同时也使本发明有很高的实用性；

五、出于方便拆卸与组装的初衷，多处结构采用榫卯结构，可在不借助工具的情况下拆卸组装重要部件，并且整体具有一定的稳固性和抗风击打能力，可以很好的应用于露天环境，可以自主的应对晴天和雨天环境，工作人员也可以通过蓝牙连接对其进行远程操作，给工作人员带来很大的便捷性。

附图说明

图1为本发明一种应用于山地果林中的多功能果树监测装置的整体结构示意图；

图2为上层结构、中层结构、下层结构以及固定部件下的结构示意图；

图3为挡雨装置以及固定部件上、固定部件下的结构示意图；

图4为图3中A处部位的结构示意图；

图5为上层结构的结构示意图；

图6为图5中B处部位的结构示意图；

图7为上层结构的结构示意图；

图8为下层结构的结构示意图；

图9为图8中C处部位的结构固定连接插件及固定构造插入下层结构的结构示意图；

图10为结构固定连接插件与固定构造榫接结构示意图；

图11为中层结构的结构示意图；

图12为图10中D处部位的结构示意图；

图13为底座的结构示意图；

图14为储水箱的结构示意图；

图15为固定部件下的结构示意图；

图16为图14中E处部位的结构示意图；

图17为底部长条固定插件的连接示意图。

附图标记：1、H型结构连接件；2、固定部件上；3、挡雨装置；4、中层结构；5、储水箱；6、上层结构；7、固定隔板；8、固定部件下；9、摄像头安置保护外壳；10、下层结构；；12、太阳能电池板；13、太阳能电池板框架；14、T型固定支架；15、隔层隔板；18、电池板孔洞；19、T型固定支架孔洞；21、固定孔洞；22、U型槽；23、圆孔一；24、圆孔二；25、圆孔三；26、圆孔四；27、圆孔五；28、空心小室；29、矩形剖切构造；31、引水槽；32、引流隔水板；33、挡雨装置连接件；34、V型镂空结构；35、中空圆柱体；36、贯穿截切构造；37、空心挖空构造；38、固定连接件；39、结构连接板；41、电机外壳；42、镶嵌隔板；43、固定式圆孔连接件；44、固定构造；45、矩形底部隔板；46、孔洞三；47、矩形底板；48、圆孔连接杆件；49、轴承；51、第一固定件；52、孔洞四；53、孔洞五；54、第二固定件；55、钢丝网；56、出水口；57、孔洞六；58、孔洞七；59、侧壁滑槽；60、齿轮转盘；61、中空固定连接件；62、孔洞八；63、支撑件一；64、中心支撑件；65、联轴器；66、驱动电机；67、连接轮；68、驱动齿轮；69、支撑件二；71、底层部件矩形孔；72、结构固定连接插件；73、连接孔；75、下层部件；76、外围浅层矩形切除构造；77、内围深层矩形挖空构造；78、底座；79、通槽；80、支撑隔板；81、推拉门；82、孔洞九；84、隔板凹槽构造；85、下层隔板；86、直槽口挖空一；87、矩形孔延伸结构；88、底部槽口镂空构造；89、连接孔洞；91、储物室；92、底部长条固定插件；93、长条固定插件附件；94、星型齿轮固定件；95、鸡嘴铰链；97、内部平台剪切构造；98、内部柱体挖空构造；99、孔洞；100、中部切除构造；101、星型齿轮状挖空构造；102、孔洞十；103、双轴舵机；104、舵机组。

具体实施方式

为更好地说明阐述本发明内容，下面结合附图和实施实例进行展开说明：

有图1-图17所示，本发明公开了一种应用于山地果林中的多功能果树监测装置，包括设置于两侧的位置对称的起到支撑作用的固定部件下8以及固定部件上2，所述固定部件上2的上侧设置有挡雨装置3，两个所述挡雨装置3的中间下侧设置有一个舵机组104，所述舵机组104上设置有一个用于观测的摄像头以及摄像头安置保护外壳9，所述舵机组104的下侧依次设置有用于带动所述舵机组104旋转的上层结构6、中层结构4以及下层结构10，所述下层结构10的前后两侧设置有储水箱5。

进一步的，所述固定部件上2通过T型固定支架孔洞19以及螺栓固定设置有T型固定支架14，所述T型固定支架14上固设有太阳能电池板框架13，所述太阳能电池板框架13上设置有若干个太阳能电池板12，所述太阳能电池板12的四角设置有用于实现所述太阳能电池板12固定的电池板孔洞18，所述固定部件上2的上端固设有一个双轴舵机103，所述双轴舵机103上固设有一个H型结构连接件1。

进一步的，所述固定部件下8的上表面内设置有若干个孔洞九82，所述固定部件上2与所述固定部件下8通过所述孔洞九82以及螺栓固定连接，所述固定部件下8的相背的一侧面内设置有储物室91，所述储物室91上通过鸡嘴铰链95铰接有推拉门81。

进一步的，所述H型结构连接件1的上端通过挡雨装置连接件33固设有弧形形状的所述挡雨装置3，所述挡雨装置3上设置有引水槽31，所述引水槽31的中间处设置有引流隔水板32，所述引水槽31的远离所述引流隔水板32的一端低于靠近所述引流隔水板32的一端，两个所述挡雨装置3的相互靠近的一端通过V形镂空结构34进行拼接。

进一步的，所述中层结构4上设置有U型槽22，所述中层结构4的下侧固定设置有矩形底板47，所述矩形底板47设有若干个孔洞三46，所述矩形底板47上固设有电机外壳41，所述电机外壳41内设置有驱动电机66，所述驱动电机66的输出轴上连接有联轴器65，所述联轴器65的上端通过转轴连接有驱动齿轮68，所述中层结构4上还转动设置有支撑件一63、支撑件二69以及中心支撑件64，所述中心支撑件64的上端固定连接有轴承49，所述轴承49上固定设置有连接轮67，所述连接轮67的上侧固设有齿轮轮盘60，所述支撑件一63、所述支撑件二69抵接并滑动连接于所述齿轮轮盘60，所述驱动齿轮68与所述齿轮轮盘60的内侧周边齿轮啮合，所述齿轮轮盘60的上侧固设有中空固定连接件61，所述中空固定连接件61上设置有孔洞八62，所述舵机组104通过所述孔洞八62以及螺栓与所述中空固定连接件61固定连接，所述电机外壳41的侧壁上固设有能够插入到所述U型槽22内的镶嵌隔板42，所述镶嵌隔板42上设置有圆孔四26以及圆孔五27，所述中层结构4以及所述圆孔五27内能够插入有圆孔连接杆件48对所述电机外壳41进行固定，所述圆孔四26与所述中层结构4上的固定式圆孔连接件43通过螺栓进行固定连接，所述电机外壳41上还设置有圆孔一23、圆孔二24、圆孔三25，所述圆孔一23、所述圆孔二24、所述圆孔三25能够与空心小室28内的固定孔洞(21)通过螺栓连接固定。

进一步的，所述矩形底板47的下端固设有矩形底部隔板45，所述矩形底部隔板45的下侧固设有横截面为H型的固定构造44，所述矩形底板47的下端抵接有下层部件75，所述下层部件75的上表面内设置有能够与所述矩形底部隔板45吻合适配的外围浅层矩形切除构造76，所述外围浅层矩形切除构造76的内部设置有深层矩形挖空构造77，所述下层部件75的内部设置有一个空心挖空构造37，所述空心挖空构造37插入有一个结构固定连接插件72，所述结构固定连接插件72的侧面竖板上设有四个连接孔73，所述结构固定连接插件72设有内部平台剪切构造97，所述内部平台剪切构造97的中部设有内部柱体挖空构造98以及中部切除构造100，所述固定构造44能够插入所述深层矩形挖空构造77并与所述内部柱体挖空构造98以及所述中部切除构造100镶嵌榫接固定。

进一步的，所述储水箱5的一侧设置有出水口56，所述储水箱5的远离所述下层结构10的一侧壁贯穿有通槽79，与所述通槽79连接的侧壁内设置有侧壁滑槽59，所述通槽79内插入有滑动连接于所述侧壁滑槽59的钢丝网55，所述储水箱5的远离所述通槽79的一侧设置有孔洞五53以及孔洞六57，所述孔洞五53上通过螺栓固定连接有第一固定件51，所述孔洞六57上通过螺栓固定连接有第二固定件54，所述第一固定件51上设置有孔洞四52，所述第二固定件54上设置有孔洞七58，所述第一固定件51通过所述孔洞四52、螺栓以及所述连接孔73与所述结构固定连接插件72固定连接，所述第二固定件54通过所述孔洞七58、螺栓以及所述连接孔73与所述结构固定连接插件72固定连接。

进一步的，所述下层结构10包括固设于所述下层部件75下侧的结构连接板39，所述结构连接板39的下侧固定连接有一个星型齿轮固定件94，所述结构连接板39的下侧还连接有一个底座78，所述底座78的上表面内设置有与所述星型齿轮固定件94适配的星型齿轮状挖空构造101，所述星型齿轮固定件94的下侧固定连接有位于所述底座78下侧的中空圆柱体35，所述中空圆柱体35贯穿设置有贯穿截切构造36，所述底座78的下侧设置有两个支撑隔板80，所述支撑隔板80上贯穿设置有底层部件矩形孔71。

进一步的，所述固定部件下8的相互靠近的一侧设有矩形孔延伸结构87，一个底部长条固定插件92依次插入一侧的所述矩形孔延伸结构87、一侧的所述底层部件矩形孔71、所述贯穿截切构造36、另一侧所述底层部件矩形孔71、另一侧所述矩形孔延伸结构87，所述底部长条固定插件92的一端镶嵌连接有位于所述矩形孔延伸结构87内的长条固定插件附件93，所述底部长条固定插件92的一端设有两个孔洞(99)，与所述长条固定插件附件93上的两个孔洞十102相对应，所述长条固定插件附件93的上表面内设有矩形剖切构造29，能够插入固定连接件38进行固定。

进一步的，所述固定部件下8的底部设有底部槽口镂空构造88，所述底部槽口镂空构造88的上方设有若干个连接孔洞89，所述若干个连接孔洞89上方与固定隔板7用螺栓安装固定，两侧的所述固定隔板7之间设有隔板凹槽构造84，所述隔板凹槽构造84中插入有Z型的隔层隔板15，所述隔层隔板15的下方为下层隔板85，所述下层隔板85上设有直槽口挖空一86，所述下层隔板85可插入所述下层结构10的所述空心挖空构造37。

在具体实施过程中，

第一步：本发明的应用功能的实现由预设的程序指令控制，本发明能够与手机等电子通讯产品无线连接，通过app界面可以实现远程监控并对操作指令进行设置；

第二步：挡雨装置3固定在双轴舵机103上，与手机无线连接后可通过指令按钮控制两侧挡雨装置3的正常打开和关闭，在一般工作状态下，挡雨装置3处于打开状态，两侧的挡雨装置3同时敞开至水平位置，再借助操作指令按钮控制，实现由舵机组104构成的机械臂结构可高低位自由升降，机械臂顶部的微型摄像头，借助机械臂的上下位置的移动可以实现对果树不同高度位置层的观测，机械臂的底座固定在齿轮转盘60上，通过驱动电机66按照一定转速转动，带动固驱动齿轮68转动，驱动齿轮68与齿轮转盘60的内测周边齿轮相啮合，从而带动与之衔接的齿轮转盘60的转动，从而带动机械臂以及微型摄像头转动，实现微型摄像头的观测视角的周向调整；

其中，驱动电机66安装在所述中层结构4的侧边，而中层结构4上的中心支撑件64上装有一个轴承49，轴承49可与齿轮转盘60中央的连接轮67相嵌套固定，所述中层结构4上设有圆盘支撑件63、中心支撑件64、圆盘支撑件二69，共同起承载支撑齿轮转盘60的平稳运转的作用，此设计可避免电机承重过载以及提高机械能的转化效率；

实现了空间不同方位的灵活变动，可监测果园周边一圈的不同高度位置的种植情况，将检测到的图像数据上传至平台后，可以方便工作人员线上平台监控观察并进行方位调控；

本发明在固定部件上2上安装有两个太阳能电池板12充当电路的供电方式之一，在晴天时，太阳能电池板12即可持续吸收太阳能并转化为电能续存，充分利用了太阳能，提高了节能环保效益，减少了蓄电池充电的次数，另外，在雨天时，通过中层结构4上安装的雨滴传感器，当监测到雨滴达到一定强度时，装置中的Arduino开发板便会执行预设的指令，实现机械臂复位，并让两侧挡雨装置3缓慢关上，自动处于一个挡雨的密闭状态，此外，所设计的固定隔板7、隔层隔板15和下层隔板85可构成模组线路的密闭空间，挡雨装置3的设计方便组装拆卸，且可以有效的阻挡下雨对装置电路的损坏，工作人员也不用担心因临时忘记覆盖遮雨处理而造成监控部分结构的损坏；

挡雨装置3上部设有引水槽31，呈微倾斜构造设计，两侧安装有储水箱5，在雨天时，可将雨水引入储水箱5中，储水箱5上安装有钢丝网55，可以有效阻隔树枝树叶或其他垃圾等，钢丝网55插在储水箱5两侧的通槽79中，钢丝网55可沿储水箱5的侧壁滑槽59水平向外推拉，在储水箱5的另一侧设有一个出水口56，必要时可用此储水箱5里收集的水进行果树的栽培或其他作业用途；

本发明在牢固可靠的同时为便于方便组装拆卸，设计了多处榫卯结构，如中层结构4和下层结构10之间采用结构固定连接插件72的插入进行榫接固定，还有下层结构10与固定部件下8之间采用底部长条固定插件92依次插入固定部件下8的矩形孔延伸结构87、底座78上的支撑隔板80上的底层部件矩形孔71以及下层部件75的贯穿截切构造36，与长条固定插件附件93榫接的方式加以固定；

在固定部件下8的背面各有一个较大的储物室91，可以储放各种作业用具，方便工作人员的取用，储物室91外安装有推拉门81，可以在必要时将门关上并上锁，这样的方式为工作人员在日常工作中提供了很大便利的同时也使本装置有很高的实用性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明技术方案进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。