一种基于无人机的生态修复分区喷洒装置及其喷洒方法

本发明属于地质灾害修复，具体涉及一种基于无人机的生态修复分区喷洒装置及其喷洒方法。

背景技术：

1、地表水土流失，滑坡，崩塌等自然灾害，给人们的生命财产造成了巨大损失，要在消除地质灾害隐患的基础上，实现地质灾害区的生态恢复。

2、目前一些发生在地域偏远的灾害修复工程难以开展，为解决地质灾害发生地偏远、施工人员难以到达、危险系数较大的问题，目前仍需更科学高效的治理方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种基于无人机的生态修复分区喷洒装置及其喷洒方法，解决了偏远地区的生态修复工程实施难度高、施工人员难以到达、危险系数较大的问题。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：提供一种基于无人机的生态修复分区喷洒装置及其喷洒方法，包括无人机本体，无人机本体两侧底端设置有支撑腿，无人机本体包括扫描机构及喷洒机构，喷洒机构设置于支撑腿中部，其包括喷洒箱，喷洒箱内部设置有隔板，隔板上方设置有储水腔，其下方设置有旋转驱动箱，旋转驱动箱内部设置有旋转驱动组件及转动管，转动管与旋转驱动组件连接，其底端延伸至旋转驱动箱外部并连接有喷头机构；喷头机构上设置有扫描机构，扫描机构包括多组传感器组件。

3、采用上述技术方案的有益效果为：通过无人机的扫描机构可识别地质灾害区岩性、圈定滑坡范围及分析灾害区植被生长态势；通过多种传感器组件组成的扫描机构可对地质灾害区域进行扫描，并依据扫描结果对地质灾害类型进行分类，利于基于无人机的生态修复分区喷洒装置对不同的分区进行指定喷洒，有效提高了治理效率及治理效果。

4、待修复分区及治理路径确定完成之后，无人机飞回出发点装载所需的修复浆液，修复浆液可暂时存储于喷洒箱的储水腔中，由喷头机构向修复区域进行直接喷洒，也可通过旋转驱动组件带动喷头机构转动喷洒，使喷头机构在离心力作用下，具有更广的喷洒范围，提高了喷洒效率；通过在无人机上设置扫描机构、喷洒机构及喷头机构，利于对地域偏远处的地质灾害发生地实施灾害修复作业，降低了施工人员的施工危险系数，且该喷洒装置还可依据不同的地质灾害类型进行不同的分区修复工作，大大提高了修复效率及治理效果，降低了施工人员的施工难度及危险系数。

5、进一步地，传感器组件包括多光谱相机、热红外传感器和激光雷达遥感。

6、采用上述技术方案的有益效果为：多光谱相机可识别地质灾害区岩性、圈定滑坡范围及分析灾害区植被生长态势；热红外传感器及激光雷达遥感可获取灾害区地形特征，构建灾害区三维地质模型，分析崩塌区岩体结构特征，即节理结构面参数特征以及植被高度等，通过多光谱相机、热红外传感器及激光雷达遥感的配合使用，能针对不同的地质灾害类型进行分区生态修复，大大提高了灾害修复的治理效率及治理效果。

7、进一步地，旋转驱动组件包括驱动电机，驱动电机设置于旋转驱动箱内壁顶端，其输出端设置有主动齿轮，主动齿轮啮合连接有从动齿轮，从动齿轮设置于转动管的外部。

8、采用上述技术方案的有益效果为：通过驱动电机，当驱动电机转动时可带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从而使从动齿轮带动转动管转动，达到使与转动管连接的喷头机构转动的目的，可以扩大喷头机构的喷洒范围，提高喷洒效率。

9、进一步地，隔板的下端设置有电动推杆，电动推杆的伸缩段与旋转驱动箱连接。

10、采用上述技术方案的有益效果为：电动推杆可在喷洒时将喷头机构延伸至无人机支撑腿以下，避免支撑腿阻挡喷头机构而影响喷洒范围及效率。

11、进一步地，储水腔内设置有抽水组件，抽水组件包括高压水泵及与高压水泵连接的柔性管，柔性管通过管道转动接头与转动管连接。

12、采用上述技术方案的有益效果为：储水腔可用于储存喷洒所需的浆液，高压水泵可在喷洒时提供压力，利于浆液经柔性管及转动管喷出，可适应无人机飞行高度不高及没有大量浆液喷施需求的喷洒作业。

13、进一步地，高压水泵一侧设置有外抽水管及内抽水管，内抽水管设置于储水腔内部，外抽水管延伸至喷洒箱外部。

14、采用上述技术方案的有益效果为：外抽水管可外接水源，当需要长时间喷洒作业时，可通过外抽水管外接长水管进行抽水喷洒；当喷洒作业时间较短时，可直接通过内抽水管从储水腔中抽取浆液喷洒；通过在储水腔上设置内抽水管及外抽水管，可使喷洒装置既可自身储水喷洒，也可外接水源喷洒，提高了该喷洒装置的实用性。

15、进一步地，外抽水管上设置有第一电磁阀，内抽水管上设置有第二电磁阀。

16、采用上述技术方案的有益效果为：第一电磁阀可控制外抽水管的启闭，第二电磁阀可控制内抽水管的启闭，能适应不同的喷洒需求。

17、进一步地，喷头机构包括锥形喷头及圆形喷头。

18、采用上述技术方案的有益效果为：锥形喷头适用于需采用微生物膜、micp技术治理岩质边坡的崩塌，或需使用离子固化剂提高滑坡稳定性等的低浓度浆液，而圆形喷头适用于需使用植物生态基材治理水土流失或者水泥浆修复滑坡等一类浓度较大的浆液，通过根据地质灾害类型选择不同的喷头，可实现针对性地对某一区域进行直接喷洒和广泛性喷洒等多种喷洒方式，提高了喷洒装置的实用性。

19、一种基于无人机的生态修复分区的喷洒方法，采用上述的基于无人机的生态修复分区喷洒装置，包括以下步骤：

20、s1：启动无人机，使无人机于地质灾害发生区域上空飞行，通过扫描机构获取生态地质环境数据；

21、s2：通过分析扫描机构的数据识别地质灾害类型，进行修复模式分区，确定治理途径；

22、s3：扫描完成之后，无人机飞回出发点装载所需浆液，按飞行路径飞向指定区域；

23、s4：开启第一电磁阀或第二电磁阀，使浆液经喷头机构喷洒至目标区域。

24、采用上述技术方案的有益效果为：通过本发明中的喷洒方法，喷洒装置可根据检测到的地质灾害情况确定灾害类型及分区修复，再依据实际喷洒需求采用不同的喷洒时间、喷洒量及喷头类型，有效提高了该装置的喷洒效率及实用性；且能针对不同的地质灾害类型选择不同的治理路径，实现了分区域的生态修复，大大提高了灾害治理效果。

25、综上，本发明提供的基于无人机的生态修复分区喷洒装置及其喷洒方法，其有益效果为：

26、（1）本发明中的喷洒装置可识别地质特征、获取生态地质环境，并依据地形特征进行分区，选择不同的治理途径及装载不同的浆液，能针对不同的地质灾害类型进行分区生态修复，大大提高了灾害修复的治理效率及治理效果。

27、（2）本发明中的喷洒机构可在喷洒时实现旋转喷洒，能在离心力的作用下扩大喷洒范围，提高喷洒效率。

28、（3）本发明中的喷头机构可针对不同的地质灾害类型选择不同的喷洒喷头，且在喷洒时可采用针对性喷洒或广泛性喷洒等多种喷洒方式，提高了喷洒效率及喷洒装置的实用性。

29、（4）本发明中的喷洒装置在喷洒作业时可依据喷洒时间或飞行高度选择外接水源或自身储存浆液的方式喷洒，提高了装置的适用性。

30、（5）本发明中的电动推杆可在喷洒时将喷头机构延伸至无人机支撑腿以下，避免支撑腿阻挡喷头机构而影响喷洒范围及效率。