CN105080749A - 一种通过电机控制喷施浓度的混药喷头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过电机控制喷施浓度的混药喷头，包括喷头主体、针阀、针阀座、喷头前盖以及药液浓度控制机构；所述针阀与针阀座之间形成有锥形密封部，该锥形密封部前方具有前原液通道、后方具有后原液通道；所述喷头前盖与针阀座之间形成有与前原液通道连通的混药室；喷头主体上设有与后原液通道连通原液孔；所述药液浓度控制机构包括设在喷头主体后端的电机以及连接电机主轴和针阀后端并推动针阀作直线运动的传动机构构成；所述喷头主体上设有进水孔，所述针阀座上设有连通进水孔和混药室的进水通道。该混药喷头能够在作业时自动完成混药，并且能够控制药液浓度，达到精细农业方式下的因地制宜、精准喷施。

Description

一种通过电机控制喷施浓度的混药喷头

技术领域

本发明涉及农业施药设备，具体涉及一种通过电机控制喷施浓度的混药喷头。

背景技术

在作物种植过程中，喷洒农药是防治病虫草害等威胁和生长调节的有效措施，然而近年来对于农药的过度施用引发的种种问题越来越突出，按照精细农业的原理，针对田间不同区域的具体情况，病虫害的严重程度，喷施不同浓度的药液既可以起到防治的效果，又可以避免农药的过度滥用。

实施农药喷量调节的方式一般有以下几种，一种是先配好相应浓度的药液，然后分区域喷洒，另一种是用统一浓度的药液，在需要高浓度的区域进行二次或者三次喷洒。但是这两种方式劳动强度大，流程繁琐，难以大面积推广使用，所以现在常用的方式是使用统一浓度药液，统一无差别喷洒，这种方法虽然高效方便，但对于没考虑到喷施区域的具体情况，需要低浓度的区域造成农药的浪费和滥用，而需要高浓度农药的区域则防治效果不佳，造成严重的环境污染和人体危害。因此喷洒农药作业中调节农药药液浓度、实现精准作业、降低环境污染是农作物种植实现可持续发展的重要目标。

针对上述问题，现有的研究的关注大多在喷施固定浓度农药药液的喷洒器械或装置，例如授权公告号为CN201131245的实用新型专利公开的“农药喷洒机”和授权公告号为CN202035410U的实用新型专利所公开的“农药喷洒车”，在混合农药后，用改良喷洒机和喷洒车，来更好地提高化学农药的使用效果。也有些研究的关注在对农药药液喷洒的智能化方向上，例如授权公告号为CN204090855U的实用新型专利所公开的“车载农药自动化系统”，通过车载喷药的方式实现农药的自动喷洒，基于被喷洒农作物的多少实时控制农药喷洒的速率，来实现农药的喷洒的智能化。这些装置存在以下的一些缺点：

1、对农药混合都是统一比例混合，造成农药的利用率不高；

2、农药药液的混合都是手工劳动居多，效率偏低；

3、农药药液和喷药装置的配合效率有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过电机控制喷施浓度的混药喷头，该混药喷头无需预先配比农药，只需在作业时由喷头自动完成，并且药液浓度可实现一定范围内的调控，达到精细农业方式下的因地制宜、精准喷施，减少农药用量的同时减轻对环境的污染。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，包括喷头主体、针阀、设在喷头主体前端的针阀座、设在针阀座前端的喷头前盖以及药液浓度控制机构，其中：

所述喷头主体和针阀座内设有横向贯穿的针阀孔，所述针阀设置于针阀孔内；其中，所述针阀与针阀座之间形成有锥形密封部，位于该锥形密封部前方的针阀与针阀座之间具有前原液通道，位于该锥形密封部后方的针阀与喷头主体之间具有后原液通道；所述喷头前盖与针阀座之间形成有混药室，该混药室与所述前原液通道连通，所述喷头前盖上设有与混药室连通的喷孔；所述喷头主体上设有原液孔，该原液孔与所述后原液通道连通；

所述药液浓度控制机构包括设在喷头主体后端的电机以及连接电机主轴和针阀后端并推动针阀作直线运动的传动机构构成；常态下，针阀在锥形密封部处与针阀座形成密封，针阀前端封堵在喷孔上；

所述喷头主体上设有进水孔，所述针阀座上设有连通所述进水孔和混药室的进水通道。

本发明的一个优选方案，其中，所述进水通道为相对于针阀座的轴线倾斜设置的斜孔，该进水通道沿着与混药室壁体相切的方向延伸。其目的在于让从进水孔进入的水沿切向进入到混药室内，从而在混药室高速旋转，与从前原液通道进入的原液形成高速涡流，从而能够与原液进行充分的混合，提高混合的效果。

优选地，所述针阀座由基体和设在基体中部的径向向外扩大的环形台阶构成，所述基体的一端设有与喷头主体连接的外螺纹，所述进水通道设置在所述环形台阶上。采用该结构的针阀座，便于与喷头主体，也便于进水通道的设置，更容易保证进水通道与混药室壁体相切。

本发明的一个优选方案，其中，所述电机为可输出直线运动的直线电机，所述传动机构包括连接套，该连接套一端与针阀的后端连接，另一端与电机的输出轴固定连接。由于所述直线电机的输出轴可以直接输出直线运动，因此通过所述连接套将针阀和电机的输出轴连接起来，即可控制针阀作直线运动。

优选地，所述连接套在与针阀连接的一端设有连接孔，该连接孔的入口部的上下两端设有径向向内延伸的限位块；所述针阀的后端设有沿径向向外扩大的连接头，该连接头上设有两个与所述限位块相匹配的缺口。通过上述结构实现针阀与连接套的连接，安装时，让连接套上的限位块对准针阀上的缺口，沿轴向将针阀的连接头插入到连接套的连接孔中，转动连接套一定角度，使得所述限位块偏离缺口，即可让针阀和连接套连接在一起。

优选地，所述连接套在与电机的输出轴连接的一端设有螺孔，所述电机的输出轴通过螺纹连接结构连接在螺孔中。

本发明的一个优选方案，其中，所述电机为可输出旋转运动的旋转电机，所述传动机构包括连接套和螺纹传动结构，所述连接套的一端与针阀的后端连接，另一端通过所述螺纹传动结构与电机的主轴连接；所述喷头主体的后端设有安装孔，该安装孔呈多边形结构，所述连接套的外壁为与所述安装孔相匹配的多边形结构。该方案中，电机主轴的旋转运动通过螺纹传动结构传递给连接套，由于连接套和喷头主体上的安装孔为多边形结构，因此连接套不会随电机的主轴转动，而是随电机主轴的转动而作直线运动，从而推动针阀作直线运动。

本发明的一个优选方案，其中，所述喷头主体的前端通过固定螺母将喷头前盖固定在喷头主体上。

本发明的一个优选方案，其中，所述原液孔从喷头主体的外壁沿着径向延伸至与后原液通道连通。

本发明的一个优选方案，其中，所述进水孔从喷头主体的外壁沿着径向延伸并向前弯折后与进水通道连通。

本发明的工作原理是：

常态下，药液浓度控制机构促使针阀处于初始状态，此时针阀在锥形密封部处与针阀座形成密封，针阀前端封堵在喷孔上，此时原液不能进入混药室。

工作时，药液浓度控制机构中的电机通过传动机构推动针阀向后移动，针阀与针阀座之间的锥形密封部打开，喷孔也打开，原液通过锥形密封部处的间隙可以进入到混药室内；药液浓度控制机构通过控制推动针阀移动的距离来控制锥形密封部处的间隙的大小，从而控制进入到混药室内的原液的量，从而对喷施浓度进行控制。高压水从进水孔经进水通道进入混药室，与原液在混药室进行充分的混合，最后经喷头前盖中间喷孔喷出而雾化。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、农药药液的混合在喷头中自动完成，无需人工干预，效率高。

2、无需预先配比农药，只需在作业时由喷头自动完成，并且药液浓度可实现一定范围内的调控，达到精细农业方式下的因地制宜、精准喷施，减少农药用量的同时减轻对环境的污染。

3、农药药液和喷药装置实现有机集合，提高了作业效率。

附图说明

图1为本发明的通过电机控制喷施浓度的混药喷头的一个具体实施方式的结构示意图。

图2～图5为图1所示实施方式中针阀座的结构示意图，其中，图2为主视图，图3为后视图，图4为图2的A-A剖视图，图5为图3的B-B剖视图。

图6和图7为图1所示实施方式中连接套的结构示意图，其中，图6为主视图，图7为图6的C-C剖视图。

图8～图10为图1所示实施方式中针阀的结构示意图，其中，图8为主视图，图9为图8的D-D剖视图，图10为立体图。

图11为本发明的通过电机控制喷施浓度的混药喷头的另一个具体实施方式的结构示意图。

图12为图11的E-E端面图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

参见图1～图10，本发明的通过电机控制喷施浓度的混药喷头包括喷头主体3、针阀13、设在喷头主体3前端的针阀座11、设在针阀座11前端的喷头前盖8以及药液浓度控制机构，其中：

所述喷头主体3和针阀座11内设有横向贯穿的针阀孔，所述针阀13设置于针阀孔内；其中，所述针阀13与针阀座11之间形成有锥形密封部15，位于该锥形密封部15前方的针阀13与针阀座11之间具有前原液通道16，位于该锥形密封部15后方的针阀13与喷头主体3之间具有后原液通道17；所述喷头前盖8与针阀座11之间形成有混药室10，该混药室10与所述前原液通道16连通，所述喷头前盖8上设有与混药室10连通的喷孔9；所述喷头主体3上设有原液孔6，该原液孔6与所述后原液通道17连通。

所述药液浓度控制机构包括设在喷头主体13后端的电机1以及连接电机1主轴和针阀13后端并推动针阀13作直线运动的传动机构构成；常态下，针阀13在在锥形密封部15处与针阀座11形成密封，针阀13前端封堵在喷孔9上。

所述喷头主体3上设有进水孔12，所述针阀座11上设有连通所述进水孔12和混药室10的进水通道14。

参见图1～图5，所述进水通道14为相对于针阀座11的轴线倾斜设置的斜孔，该进水通道14沿着与混药室10壁体相切的方向延伸。其目的在于让从进水孔12进入的水沿切向进入到混药室10内，从而在混药室10高速旋转，与从前原液通道16进入的原液形成高速涡流，从而能够与原液进行充分的混合，提高混合的效果。所述针阀座11由基体11-1和设在基体11-1中部的径向向外扩大的环形台阶11-2构成，所述基体11-1的一端设有与喷头主体3连接的外螺纹，所述进水通道14设置在所述环形台阶11-2上。采用该结构的针阀座11，便于与喷头主体3，也便于进水通道14的设置，更容易保证进水通道14与混药室10壁体相切。

参见图1、图6～图10，所述电机1为可输出直线运动的直线电机，该直线电机通过螺栓连接结构5固定在喷头主体3的后端；所述传动机构包括连接套2，该连接套2一端与针阀13的后端连接，另一端与电机1的输出轴4固定连接。由于所述直线电机的输出轴4可以直接输出直线运动，因此通过所述连接套2将针阀13和电机1的输出轴4连接起来，即可控制针阀13作直线运动。所述连接套2在与针阀13连接的一端设有连接孔2-1，该连接孔2-1的入口部的上下两端设有径向向内延伸的限位块2-2；所述针阀13的后端设有沿径向向外扩大的连接头13-1，该连接头13-1上设有两个与所述限位块2-2相匹配的缺口13-2。通过上述结构实现针阀13与连接套2的连接，安装时，让连接套2上的限位块2-2对准针阀13上的缺口13-2，沿轴向将针阀13的连接头13-1插入到连接套2的连接孔2-1中，转动连接套2一定角度，使得所述限位块2-2偏离缺口13-2，即可让针阀13和连接套2连接在一起。所述连接套2在与电机1的输出轴4连接的一端设有螺孔2-3，所述电机1的输出轴4通过螺纹连接结构连接在螺孔2-3中。

参见图1，所述喷头主体3的前端通过固定螺母7将喷头前盖8固定在喷头主体3上。

参见图1，所述原液孔6从喷头主体3的外壁沿着径向延伸至与后原液通道17连通。所述进水孔12从喷头主体3的外壁沿着径向延伸并向前弯折后与进水通道14连通。

本发明的工作原理是：

参见图1～图10，常态下，药液浓度控制机构促使针阀13处于初始状态，此时针阀13在锥形密封部15处与针阀座11形成密封，针阀13前端封堵在喷孔9上，此时原液不能进入混药室10。

工作时，药液浓度控制机构中的电机1通过传动机构推动针阀13向后移动，，针阀13与针阀座11之间的锥形密封部15打开，喷孔9也打开，原液通过锥形密封部15处的间隙可以进入到混药室10内；药液浓度控制机构通过控制推动针阀13移动的距离来控制锥形密封部15处的间隙的大小，从而控制进入到混药室10内的原液的量，从而对喷施浓度进行控制。高压水从进水孔12经进水通道14进入混药室10，与原液在混药室10进行充分的混合，最后经喷头前盖8中间喷孔9喷出而雾化。

实施例2

参见图11和图12，本实施例与实施例1相比的不同之处在于：所述电机1为可输出旋转运动的旋转电机，所述传动机构包括连接套2和螺纹传动结构，所述连接套2的一端与针阀的后端连接，另一端通过所述螺纹传动结构与电机1的主轴1-1连接；所述喷头主体3的后端设有安装孔3-1，该安装孔3-1呈多边形结构(本实施例为四边形)，所述连接套2的外壁为与所述安装孔3-1相匹配的多边形结构。该方案中，电机1主轴1-1的旋转运动通过螺纹传动结构传递给连接套2，由于连接套2和喷头主体3上的安装孔3-1为多边形结构，因此连接套2不会随电机1的主轴1-1转动，而是随电机1主轴1-1的转动而作直线运动，从而推动针阀13作直线运动。

本实施例上述以外的其他实施方式与实施例1相同。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，包括喷头主体、针阀、设在喷头主体前端的针阀座、设在针阀座前端的喷头前盖以及药液浓度控制机构，其中：

所述喷头主体和针阀座内设有横向贯穿的针阀孔，所述针阀设置于针阀孔内；其中，所述针阀与针阀座之间形成有锥形密封部，位于该锥形密封部前方的针阀与针阀座之间具有前原液通道，位于该锥形密封部后方的针阀与喷头主体之间具有后原液通道；所述喷头前盖与针阀座之间形成有混药室，该混药室与所述前原液通道连通，所述喷头前盖上设有与混药室连通的喷孔；所述喷头主体上设有原液孔，该原液孔与所述后原液通道连通；

所述药液浓度控制机构包括设在喷头主体后端的电机以及连接电机主轴和针阀后端并推动针阀作直线运动的传动机构构成；常态下，针阀在锥形密封部处与针阀座形成密封，针阀前端封堵在喷孔上；

所述喷头主体上设有进水孔，所述针阀座上设有连通所述进水孔和混药室的进水通道。

2.根据权利要求1所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述进水通道为相对于针阀座的轴线倾斜设置的斜孔，该进水通道沿着与混药室壁体相切的方向延伸。

3.根据权利要求2所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述针阀座由基体和设在基体中部的径向向外扩大的环形台阶构成，所述基体的一端设有与喷头主体连接的外螺纹，所述进水通道设置在所述环形台阶上。

4.根据权利要求1～3任一项所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述电机为可输出直线运动的直线电机，所述传动机构包括连接套，该连接套一端与针阀的后端连接，另一端与电机的输出轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述连接套在与针阀连接的一端设有连接孔，该连接孔的入口部的上下两端设有径向向内延伸的限位块；所述针阀的后端设有沿径向向外扩大的连接头，该连接头上设有两个与所述限位块相匹配的缺口。

6.根据权利要求5所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述连接套在与电机的输出轴连接的一端设有螺孔，所述电机的输出轴通过螺纹连接结构连接在螺孔中。

7.根据权利要求1～3任一项所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述电机为可输出旋转运动的旋转电机，所述传动机构包括连接套和螺纹传动结构，所述连接套的一端与针阀的后端连接，另一端通过所述螺纹传动结构与电机的主轴连接；所述喷头主体的后端设有安装孔，该安装孔呈多边形结构，所述连接套的外壁为与所述安装孔相匹配的多边形结构。

8.根据权利要求1～3任一项所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述喷头主体的前端通过固定螺母将喷头前盖固定在喷头主体上。

9.根据权利要求1～3任一项所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述原液孔从喷头主体的外壁沿着径向延伸至与后原液通道连通。

10.根据权利要求1～3任一项所述的通过电机控制喷施浓度的混药喷头，其特征在于，所述进水孔从喷头主体的外壁沿着径向延伸并向前弯折后与进水通道连通。