CN103749417A - 一种新型半自动化农药喷洒机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型半自动化农药喷洒机。该农药喷洒机包括自动配药装置、搅拌储药装置、喷头装载平台、喷雾器空气压缩机构、行进驱动装置等机构及控制面板等装置。在农作物进行施药前，运用流量控制阀、机械手等相关操作模块自动配药、搅拌；在施药过程中，由电机驱动控制车轮实现机器前进，并将电机的转动经过齿轮传动成为农药空气压缩装置的动力输入，以达到农药喷洒量正比于车速的喷洒效果，实现农药喷洒量的自动控制。利用起升机构调整喷头装载平台高低，实现中心对称布置的四个喷头对不同高度农作物的喷洒。该机器工作中的转向、行进速度以及喷洒开关均由人来控制，人与农作物之间安装有亚克力隔板，防止农药雾气对人造成二次伤害。

Description

一种新型半自动化农药喷洒机

技术领域

本发明涉及一种农用设备，尤其是涉及一种自适应喷洒各个生长阶段的农作物的喷洒车，特别是实现农药喷洒量的自动控制。  

背景技术

农作物的防虫害依赖于农药，而传统的农药喷洒大部分靠人工施药的方式来解决，机械化、自动化程度低下，消耗了大量的人力、物力和财力，并且施药人员通常在曝晒、大负重以及农药污染等恶劣环境下施药，工作劳动强度大，也不符合人性化的要求。现有的农药喷洒机适用范围比较局限，适应性较差。  

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的农药的有效使用率低、药量大，机械化、自动化程度低下，消耗了大量的人力、物力和财力，并且施药人员通常在曝晒、大负重以及农药污染等恶劣环境下施药，工作劳动强度大，人性化程度低等问题，提供一种农药的用量少，利用率高，机械化、自动化程度高，操作简单，功能完善，人性化程度高的新型半自动化农药喷洒机。 

鉴于现有技术的农药喷洒车无法自适应喷洒各个生长阶段的农作物的喷洒车，本发明的目的是设计一种可实现农药喷洒量的自动控制，从而实现自适应喷洒各个生长阶段的农作物的喷洒车。 

本发明的上述技术问题主要是通过下述的技术方案得以解决的：一种能够自适应性的喷洒各个生长阶段的农作物的新型半自动化农药喷洒机，其特征在于包含有自动配药装置、搅拌储药装置、喷头装载平台、控制面板和喷雾器空气压缩机构、行进驱动装置等机构及控制面板置于动力车辆上，可自适应性的喷洒各个生长阶段的农作物。 

上述方案中，自动配药装置主要由三自由度机械手实现农药瓶夹持、两个自由度的翻转等动作，配之于流量控制阀合作完成农药配置的全自动化过程。 

 上述方案中，搅拌储药装置主要是用于在农药喷洒的过程中储备农药，为农药喷洒提供足够的原料。储备药箱容量相对于背负式的药箱大得多，可以满足在田间长时间作业而不用更换药水，提高作业效率；内部含有搅拌机构，搅拌机构的功能是使药水混合均匀，并在驱车作业是时而驱动搅拌机构，以免大量的药水出现沉淀物或药水混合不匀。 

 上述方案中，喷头装载平台中的喷头安装于可升降的剪叉式平台上，在电动推杆的伸出与收缩作用下可实现喷头的竖直高度调节；单侧中心对称的四个喷头每对角两个为一组，可沿水平方向调节喷头距离完成喷洒范围调节。喷头伸降平台由控制面板控制，采用开环控制模式；操作人员根据现场农作物生长情况进行适当操作调节；最终实现了立体化喷射，喷射范围大、自适应性好。 

上述方案中，喷雾器空气压缩机构使用自动化的曲柄连杆活塞机构的往复运动来代替传统农药喷雾器中空气压缩机构的手动四连杆机构，实现了喷药量正比与整机行进速率，达到均匀喷药的目的。 

上述方案中，行进驱动装置主要由电瓶、驱动电机、驱动齿轮、车轴齿轮、传动齿轮、差速器、传动齿轮构成。三相交流电机较易于控制，输出扭矩大，作业安全系数大，较符合田间作业环境；人为变向较灵活，可以较准确地及时作出判断，而自动变向机构系统较为复杂，且经济上付出过多。 

上述方案中，控制面板由51单片机、显示屏、调速器和按键等组成，其控制模式有闭环和开环，反应迅速、准确、有效。 

本发明在农作物进行施药前，运用流量控制阀、机械手等相关操作模块自动配药、搅拌；在施药过程中，由电机驱动控制车轮驱动实现机器前进，并将电机的转动经过齿轮传动成为农药空气压缩装置的动力输入，以达到农药喷洒量正比于车速的喷洒效果，实现农药喷洒量的自动控制。根据不同生长阶段农作物高度，通过起升机构调整喷头装载平台至相应高度，然后由中心对称布置的四个喷头对农作物进行农药喷洒。该机器工作过程中的转向、行进速度以及喷洒开关等操作均由机器扶手端的操作人员控制，操作人员与农作物之间安装有亚克力隔板，防止农药的雾气对操作人员造成二次伤害。 

 本发明相较于现有技术的农药喷洒车，提出了一种“单元结构、分布智能”的概念式农药喷洒机，包含有自动配药装置、搅拌储药装置、喷头装载平台、喷雾器空气压缩机构、行进驱动装置等机构及控制面板，有效解决了传统施药过程中的各项问题，具有良好的推广价值和经济意义。 

与现有技术相比，本发明的优点。 

（1）机械化、自动化程度高。 

（2）操作简单，功能完善。 

（3）轻巧灵活，应用范围广。 

（4）成本低廉，使用寿命长。 

本发明带来的有益效果是，解决了现有技术所存在的农药的有效使用率低，机械化、自动化程度低下，工作劳动强度大，人性化程度低等问题。实现了一种农药的用量少，利用率高，自适应喷洒各个生长阶段的农作物的新型半自动化农药喷洒车，特别是实现农药喷洒量的自动控制。 

附图说明

 图1为本发明的侧视图示意图。 

图2为本发明的轴测示意图。 

图3为本发明的另一立体外观示意图。 

图4为本发明的自动配药装置示意图。 

图5为本发明的搅拌储药装置示意图。 

图6为本发明的喷头装载平台示意图。 

图7为本发明的喷雾器空气压缩机构示意图。 

图中：1—喷头装载平台、2—前轮、3—喷雾器空气压缩机构、4—万向轮、5—亚克力隔板、6—标志、7—搅拌电机、8—加水管、9—工具箱、10—搅拌储药装置、11—喷药管、12—喷头装置、13—行进驱动装置、14—控制面板、15—自动配药装置、16—垫木块（1）、17—配药电机（1）、18—齿轮、19—三自由度机械手、20—配药输出管、21—配药瓶、22—配药电机（2）2、23—垫木块（2）、24—流量控制阀、25—搅拌储药瓶、26—储药输出管、27—伸缩架、28—气撑杆、29—载物台、30—传动齿轮（1）、31—曲柄、32—固定销、33—连杆、34—滑杆、35—支管套筒、36—电瓶、37驱动电机、38—驱动齿轮、39—车轴齿轮、40—传动齿轮（2）、41—差速器、42—传动齿轮（3）、43—车底板。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。 

本发明的工作过程如下： 

自动配药装置（图4所示）通过电机（1）17和配药电机（2）22操纵三自由度机械手19实现配药瓶21的夹持、两个自由度的翻转等动作，与流量控制阀24合作完成农药配置的全自动化过程。

搅拌储药装置（图5所示）通过搅拌储药瓶25、储药输出管26和垫木块23组成，搅拌储药瓶25受搅拌电机7可使药水混合均匀。 

行进驱动装置主要由电瓶36、驱动电机37、驱动齿轮38、车轴齿轮39、传动齿轮（2）40、差速器41、传动齿轮（3）42、万向轮4构成，驱动电机37使驱动齿轮38转动，带动传动齿轮（3）42转动，使得车轴齿轮39和传动齿轮（2）40转动，然后驱动喷雾器空气压缩机构3（图7所示），即传动齿轮（1）30驱动曲柄31，然后带动连杆33以驱动滑杆34在支管套筒35中运动，从而实现了喷药量正比与整机行进速率，差速器41可使得传动齿轮（2）40、和传动齿轮（3）42转速不同。 

喷头装载平台（图6所示）1中的喷头装置12位于可升降的伸缩架27上面的载物台平台上，在气撑杆28的伸出与收缩作用下可实现喷头的竖直高度调节；单侧中心对称的四个喷头每对角两个为一组，可沿水平方向调节喷头距离完成喷洒范围调节。喷头伸降平台由控制面板14控制，实现大范围喷射。 

本发明的工作原理如下： 

农作物进行施药前，运用流量控制阀24、三自由度机械手19等相关操作模块自动配药、搅拌；在施药过程中，由驱动电机37间接控制车轴齿轮39驱动实现机器前进，并将驱动电机37的转动经过传动齿轮传动成为喷雾器空气压缩机构3的动力输入，以达到农药喷洒量正比于车速的喷洒效果，实现农药喷洒量的自动控制。根据不同生长阶段农作物高度，通过伸缩架27调整喷头装载平台1至相应高度，然后由中心对称布置的四个喷头装置12对农作物进行农药喷洒。该机器工作过程中的转向、行进速度以及喷洒开关等操作均由机器扶手端的操作人员控制，操作人员与农作物之间安装有亚克力隔板5，防止农药的雾气对操作人员造成二次伤害。

Claims (7)

1.一种新型半自动化农药喷洒机，其特征在于：该机器包括自动配药装置、搅拌储药装置、喷头装载平台、喷雾器空气压缩机构、行进驱动装置等机构及控制面板等装置，所述的行进驱动装置固定于车底板43的上面，驱动齿轮38位于驱动电机37的输出轴上，与传动齿轮（3）42啮合，经传动齿轮（2）40作为喷雾器空气压缩机构3的动力输入，储药输出管26连接喷雾器空气压缩机构3的支管套筒35，储药输出管26前端与喷头装载平台上的喷头装置12相连，喷头装载平台有伸缩架27和位于中间的气撑杆28实现升降功能，储药输出管26后端与搅拌储药装置10相连，搅拌储药瓶25位于车底板43中部的垫木块（2）23，搅拌储药瓶25经流量控制阀24与自动配药装置15的配药输出管20相连，配药瓶21由三自由度机械手19抓持，三自由度机械手19由配药电机（2）22、配药电机（1）17操纵，电机（1）17由位于车底板43的垫木块（1）16支持，车底板43左右边缘有亚克力隔板5，该机器可自适应性的喷洒各个生长阶段的农作物。

2.根据权利要求1所述的新型半自动化农药喷洒机，其特征在于：农作物进行施药前，流量控制阀24、三自由度机械手19等相关操作模块可实现全自动配药、搅拌，避免人与农药的直接接触。

3.根据权利要求1所述的新型半自动化农药喷洒机，其特征在于：施药过程中，驱动电机37通过驱动齿轮38、传动齿轮（3）42、传动齿轮（2）40、传动齿轮（1）30和曲柄滑块机构转化为农药空气压缩装置的动力输入，以达到农药喷洒量正比于车速的喷洒效果。

4.根据权利要求1所述的新型半自动化农药喷洒机，其特征在于：自动配药装置主要由两个电机驱动的三自由度机械手19使得农药瓶具有三个方向的运动，与流量控制阀24合作完成农药配置的全自动化过程。

5.根据权利要求1所述的新型半自动化农药喷洒机，其特征在于：喷头装载平台1中喷头安装于可升降的剪叉式平台上，在气撑杆28的伸出与收缩作用下可实现喷头的竖直高度调节；单侧中心对称的四个喷头装置12每对角两个为一组，可沿水平方向调节喷头距离完成喷洒范围调节，喷头伸降平台由控制面板14控制，采用开环控制模式；操作人员根据现场农作物生长情况进行适当操作调节。

6.根据权利要求1所述的新型半自动化农药喷洒机，其特征在于：喷雾器空气压缩机构3使用自动化的曲柄连杆活塞机构的往复运动来代替传统农药喷雾器中空气压缩机构的手动四连杆机构，实现了喷药量正比与整机行进速率，达到均匀喷药的目的。

7.根据权利要求1所述的新型半自动化农药喷洒机，其特征在于：行进驱动装置主要由电瓶36、驱动电机37、驱动齿轮38、车轴齿轮39、传动齿轮40、42、30及差速器41构成，驱动电机37使驱动齿轮38转动，带动传动齿轮42转动，使得车轴齿轮39和传动齿轮40转动，然后驱动喷雾器空气压缩机构3，实现喷药量正比与整机行进速率，差速器41可使得传动齿轮转速不同。

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