CN106135174A - 一种智能施药设备 - Google Patents

Abstract

一种智能施药设备，由施药装置、中控装置、外部交互装置、行走装置、供电装置、机架构成的一种超低量、智能化、立体化智能施药设备。当施药装置的气流输送装置将5～100um的含有施药药物有效成分的超微药物颗粒输送至施药环境时，在包含运动控制模块、数据模块、任务管理模块的中控装置、外部交互装置、供电装置的协同下完成施药作业过程；施药过程可通过物联网与云计算实现整个施药作业的准备、分析与比对、环境气象数据获取、作业控制、作业过程等数据的自动采集、记录、保存、传输；使施药、管理、监管实时化、同步化、一体化。智能施药设备省药、省水、省工，施药作业可实现自动化、标准化、公式化、菜单化。

Description

一种智能施药设备

技术领域

本发明涉及一种智能施药设备，尤其涉及一种用于农业设施领域农药施药的智能施药设备。

背景技术

我国农业生产每年因病虫害的发生而产生的危害严重、损失巨大，而运用农药仍是当前控制农作物病虫害的首要手法，农药是重要的农业生产资料和救灾物资，在防治农业有害生物、保障农业生产等方面发挥着及其重要的作用。据统计，全世界每年因农药使用挽回农作物总产量30-40%的损失，挽回经济损失3000亿美元，每年用于病虫害防治的农药用量达30多万吨。要管理好农药这把“双刃剑”，使其既增加农作物产量，提高品质，又能减少污染危害，解决好“能吃”和“吃好”的问题。

随着施药技术的不断发展，各种施药装置不断涌现，以满足各种不同条件下的施药目的。然而，农药浪费现象、因农药残留问题所导致的食品安全问题仍然存在并很严重；且施药装置自动化程度普遍较低、适应性较差，人药仍然很难彻底分离，施药效率低、施药效果差、污染现象依然存在，施药、监管、消费各个环节相互之间因措施的原因缺乏了解、沟通和信任。

目前，我国已拥有5793万亩的各种农业大棚、温室、拱棚等保护地设施，它们是蔬菜等农作物保护性或反季节性生产的主要场所，但其有异于大田环境，环境内空气湿度大，病、虫害多，所需农药喷洒量大、施药次数多，而频繁的大量喷洒农药不但会造成农药的残留，还会导致棚内空气湿度增大，反过来促进病虫害的增长，恶性循环。基于此，我国的绿色防控推广工作从2006 年开始应用而生。截止2012 年，我国绿色防控示范面积达到1.3亿亩次，推广应用面积8.6亿亩次。据各地抽检结果表明，绿色防控区农产品农药残留检测均低于农残检测标准，全部符合无公害农产品、绿色食品标准。可见农作物绿色防控技术在园艺作物病虫防治中不仅对提高产量、减轻为害损失至关重要。同时对减少化学农药使用量，降低农药残留和提高农产品质量极为重要。但现阶段由于农药使用不科学，蔬菜、水果等鲜食农产品中的农药残留及超标问题仍然存在，还需从农药安全合理使用，以及进一步优化和大力推广农作物病虫害绿色防控技术等方面提高农产品质量。

另一方面，农药在保障农业生产的同时，其副作用和危害程度也在逐渐突出，农药对非靶标生物的毒性也随着使用量的增加也在进一步地得到凸显。如毒死蜱对人的致突变、致畸性高，美国于1996年报道过美国儿童因其母在妊娠首3个月接触毒死蜱,结果出现广泛的出生缺陷,包括脑、眼、耳、牙、心、足、乳和生殖器等缺陷。1999年又报道在无明显毒性效应或代谢物产生的作用下可对大脑发育或功能产生影响,长期或重复给予亚毒性剂量可对细胞、神经轴突产生影响,甚至引起行为改变。我国现有的三唑磷最大残留限标准，在十字花科蔬菜，部分瓜类上的残留即使符合残留限要求，仍对儿童和成人均存在急、慢性膳食摄入风险。即使加长施药安全间隔期，进一步降低推荐用量，仍无法降低该风险。

因此，农药的减量施药技术、综合绿色防控技术、智能化无人施药技术在今后的节能环保型农业生产、食品安全、保障施药人员身体健康、保护生态环境等方面具有非常重要的意义和价值。

有人提出利用一多孔材料制成的可旋转的提液圈或具有毛细吸收能力的固定吸液芯不断的提取药液，再利用热空气加热提液圈或通过固定吸液芯毛细作用使药液从提液圈或固定吸液芯中不断逸出形成含有超微药物颗粒的气态流施加于施药目标；也有人提出通过优化的雾化装置，其包括一可容纳药液并为其提供雾化发生空间及所生成气态流输送通道的雾化室以及对所述药液实施雾化作用的超声波振荡装置，该超声波振荡装置的振荡元件被布置为与所述药液流体接触，以对所述药液实施振荡作用使其雾化，优化的气流输送组件，其包括动力气流气流输入组件和气流输出组件及优化的导流罩、供液底盒、喷头、药液箱等部件的施药装置，尽管其是一种设计简单、易用，雾滴小，粒谱集中，药液有效物质在目标物上的沉积量和在目标物上的覆盖密度和分布质量较理想的集广谱、省药、省药液、省人工、环保、节能、使用方便、容易清洗等诸多优点于一身的低污染、低费用、可长期高效使用的新型施药方法及施药装置。但以上两种施药装置依然利用动力气流将雾化了的药液带走并施加于施药目标所在的环境内，尽管施药效果比较理想，其自动化程度也仍然较低，施药效率和效果也有待提高。

目前农业设施市场常见的、较先进的施药装置是自走式施药装置，在行走方式上多有采用机械驱动、人工控制和操作的方式，也有依靠电力马达、柴汽油马达驱动，采用地轨、吊轨、悬轨等方式实现行走。

在农业设施内，由于受到封闭空间的限制，各种生产过程都需要从一个固定的小道、出入口通过，轨道的应用方便了各种农业生产资料的搬运，节省了人工。但另一方面，设施农业属于集约化农业生产范畴，对土地的利用率要求较高，可用于生产作业的道路非常有限，一般情况下仅在温室的墙边处留有仅有50cm宽的作业道路，就是这50cm宽的作业道路两侧也根据实际情况分别布有供水、供肥、供气的各种管道或管道片；随着技术的不断进步和升级，设施农业在要求尽量提高土地利用率以外，对阳光的利用率也逐渐得到了业界广泛地认同和应用，在棚室的后墙上利用基质栽培各种类的叶类速生蔬菜已成为生产常规技术之一。作为轨道施药，只能是在具有标准化设计、建设的设施内进行，其轨道的架设无外乎只有固定轨道和移动固定两种，也无论是棚顶悬挂轨道、棚墙悬挂轨道、地面固定或移动轨道，都会与设施集约化经营产生冲突和矛盾，而且轨道施药的轨道造价高，安装、架设和移动需要的劳动量大；而对于众多的各种保护地拱棚和就地取材的简易保护地温室而言，由于受其龙骨材料的影响，架设棚顶悬挂轨道、棚墙悬挂轨道成为不可能实现的事实，移动轨道也仍然面临着造价高、安装、架设和移动需要的劳动量大的困扰。

可以看出，各种轨道虽然一定程度上降低了劳动强度，但需要人工操作和控制，没有实现真正意义上的人药分离；而且各种轨道的安装、架设、移动等仍然费时、费力、浪费材料、且不能实现按需自如行走。

因此，一种比现有技术更简单易用，雾滴小，粒谱集中，药液有效物质在目标物上的沉积量和在目标物上的覆盖密度和分布质量更理想的集广谱、省药、省人工、环保、节能、使用方便、可适用于多环境、多种类下的完全自动化的无人智能施药设备就显得尤为必要和重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于多环境、多种类下的设计简单、易用，雾滴小，粒谱集中，药液有效物质在目标物上的沉积量和在目标物上的覆盖密度和分布质量更理想的集广谱、省药、省药液、省人工、环保、节能、使用方便、实现施药者-监管者-消费者互动等诸多优点于一身的低污染、低费用、可长期高效使用的无轨、新型智能施药设备。

本发明的发明内容如下：

1、一种智能施药设备，特征在于，其包括以下结构：

施药装置，其将药液或药粉喷洒到施药目标上，或者将超微药雾气流自由弥散或风散至施药目标所在环境；

中控装置，包括环境检测模块、运动控制模块、任务管理模块、数据模块；

外部交互装置，用于将所述智能施药设备的信息与外部进行交互；

行走装置，使得所述智能施药设备产生位移或者保持静止；

供电装置，为所述智能施药设备提供工作所需的电能；

机架，将各个装置整合成一个整体。

2、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述行走装置包括带有齿轮减速器的伺服电机和/或无刷直流电机，设置在机架上的行走部件由与伺服电机和/或无刷直流电机连接的传动装置驱动行走；所述行走部件是行走轮、轨道或履带或三者的任意结合。

3、根据技术方案2所述的智能施药设备，其特征在于：

所述行走装置还包括陀螺仪，在路线学习模式下，通过在所述外部交互装置输入所述智能施药设备行走路径中关键点的坐标数据而生成行走路径，点与点之间生成的行走路径包括直线、任意曲线或二者的结合。

4、根据技术方案3所述的智能施药设备，其特征在于：

在路线学习模式下，还能通过外力驱动所述智能施药设备行走，所述陀螺仪感知和生成行走路径。

5、根据技术方案3或4所述的所述智能施药设备，其特征在于：

生成的所述行走路径保存到所述数据模块中，供所述任务管理模块预定和使用；

在工作中，所述陀螺仪对所述智能生物活性物布放设备的行走方向进行纠偏。

6、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述外部交互装置包括人机交互界面、声光模块、数据通信模块；

其中：

人机交互界面，用于用户输入各种作业指令、参数设定及显示信息；

声光模块，用于接收语音、发光、发声；

数据通信模块，用于将所述智能施药设备采集的各种数据通过有线和/或无线方式与外部设备进行信息交换。

7、根据技术方案6所述的智能施药设备，其特征在于：

用户通过所述人机交互界面的输入或通过所述外部设备对所述智能施药设备进行控制，同时所述外部交互装置和/或所述外部设备在施药发生异常或施药结束时对用户进行实时告知。

8、根据技术方案7所述的智能施药设备，其特征在于：

当所述智能施药设备的工作因故暂停和/或施药工作结束时，根据所述任务管理模块中的预设，通过所述外部交互装置中的声光模块和/或数据通信模块告知用户，同时所述智能施药设备返回工作起始点或原地待命。

9、根据技术方案6所述的智能施药设备，其特征在于：

所述各种数据包括：施药位置、施药时间、药品信息、作业时长、作业人员、施药流程、空气温度、空气湿度、光照强度、光波长、紫外线指数、风力、风向、土壤温度、土壤湿度、土壤含氧量、土壤孔隙度、施药空间内氧气含量、施药空间内二氧化碳含量中的至少一个。

10、根据技术方案9所述的智能施药设备，其特征在于：

所述数据通信模块将所述各种数据发送至预设的管理平台或外部移动智能终端设备上。

11、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述智能施药设备还包括环境检测装置，其在所述环境检测模块的指示下用于对施药区域的环境进行检测与探测，得到的数据发回数据模块；

检测的对象包括施药区域的空气和/或土壤的至少一个参数，参数数据自动发送至数据模块，所述参数至少包括下列一个：

空气的：温度、湿度、光照强度、光波长、风力、风向、氧气含量、二氧化碳含量；

土壤的：温度、湿度、含氧量、孔隙度。

12、根据技术方案11所述的智能施药设备，其特征在于：

所述智能施药设备还包括外红热成像装置，所述环境检测模块通过对红外热成像形成的图像进行识别，以实时判断行走路径附近的路况，根据不同的判断结果指示所述运动控制模块控制所述智能施药设备进行不同的处理，所述处理包括继续行走、暂停行走、规避、返回、报警中的至少一种。

13、根据技术方案11所述的智能施药设备，其特征在于：

所述智能施药设备还包括超声波发射和接收元件，所述环境检测模块利用超声波来进行行走路径附近的障碍探测，以辅助进行实时路况的障碍避障、防撞判断。

14、根据技术方案13所述的智能施药设备，其特征在于：

所述环境检测模块还利用超声波来检测施药区域的植物高度，以提供用药种类和数量的参考。

15、根据技术方案11所述的智能施药设备，其特征在于：

所述环境检测装置还包括扫描与图像处理装置，所述扫描与图像处理装置通过扫描、捕捉、高倍识别、比对功能，来检测、分析、识别施药区域植物上的病虫害发生种类、危害指数及提供参考防治方案与防治方法；

所述扫描与图像处理装置与所述智能施药设备一体化设置或者分体式设置，采用分体式设置时，所述扫描与图像处理装置能从所述智能施药设备上取下以方便在更大范围内进行操作；

采集的图像包括药品使用、作业过程、植物体病虫害状况的相关数据、照片、视频，通过采集、记录并存贮到数据模块；当需要对植物体病虫害状况进行观察和图像采集时，图像采集装置具有放大、定格锁定、与数据库进行比对、数数、病虫害的危害指数判断、预警或预告、提供防治方法或建议多种功能。

16、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述供电装置为家用电网、工业用电网或使用太阳能的电力接入设备；或者为蓄电池；或者为所述电力接入设备与所述蓄电池的结合。

17、根据技术方案16所述的智能施药设备，其特征在于：

所述电力接入设备采用有线接入或无线接入的方式，所述智能施药设备使用交流电和/或直流电进行工作，交流电和/或直流电直接接入或者通过逆变频设备的交直流互变实现。

18、根据技术方案17所述的智能施药设备，其特征在于：

采用有线接入方式时，所述电力接入设备包括含轮轴打滑装置和张力传感器的自动收放线装置；或者电力接入设备包括含轮轴打滑装置和线源固定自由垂度装置的自动收放线装置。

19、根据技术方案18所述的智能施药设备，其特征在于：

当供电装置为所述电力接入设备与所述蓄电池的结合时，所述电力接入设备能够在为所述智能施药设备提供电能同时对所述蓄电池充电。

20、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述数据模块中存储有信息数据库，所述信息数据库包括下列中的至少一个：药品信息、施药信息、监管信息、学习信息、气象信息、病虫害信息、服务信息。

21、根据技术方案20所述的智能施药设备，其特征在于：所述药品信息包括下列参数中的至少一个：推荐农药品种、禁用农药品种、专用农药品种、药品主要成分、化学性质、物理性质、有效间隔期、累计施药量。

22、根据技术方案20所述的智能施药设备，其特征在于：所述信息数据库通过升级对其中的信息进行更新。

23、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述任务管理模块预设多个施药模式，并且能够通过所述外部交互装置对部分预设施药模式进行参数调整并保存为新的施药模式，或者直接增设新的施药模式。

24、根据技术方案23所述的智能施药设备，其特征在于：

通过所述任务管理模块能够实现施药模式的初始设定，并且自动记忆已完成的施药模式，用户通过选择记忆的施药模式进行工作。

25、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述智能施药设备还包括GPS和/或北斗自动定位装置，以采集和/或发送和/或存贮当前施药作业具体位置信息，所述自动定位模块能够将新采集的GPS位置信息与曾经作业存储在所述数据模块的GPS位置信息进行比对，如果在一定的容差范围内二者吻合，则用户能够选择预先存储在所述数据模块中的与此GPS位置信息对应的施药模式进行施药工作。

26、根据技术方案1或12所述的智能施药设备，其特征在于：

所述中控装置还包括扫描识别模块，

通过扫描和识别用于配置药液的药品的信息码，将读取的与药品相关的信息存入数据模块、或者通过用户在所述外部交互装置的输入获取与药品相关的信息存入数据模块；所述与药品相关的信息包括药品名称、规格、生产日期、有效期、针对的植物、针对的病害、使用方式、使用量、生产厂家、联系方式中的至少一个。

27、根据技术方案6所述的智能施药设备，其特征在于：

所述外部交互装置能够显示药品生产厂家、使用者和/或监管者的名称，生产厂家的信息不可更改，使用者和监管者的信息可以预留和授权增加，授权增加后的更改需要许可。

28、根据技术方案21、26或27所述的智能施药设备，其特征在于：

所述药品相关的信息上传至管理平台，所述管理平台能够对接收的数据进行甄别、比对、选择，并远程对所述智能施药设备通过授权密码进行授权，所述智能施药设备在接收到授权密码后，自动根据密码指令选择授权关闭、授权开启功能的其中一种功能才能够进行后续的施药工作。

29、根据技术方案1或6所述的智能施药设备，其特征在于：

所述外部交互装置的数据通信模块，根据所述中控装置的设定，施药过程中的各种实时采集数据以及所有存入所述数据模块中的数据能够通过所述外部交互装置中的所述数据通信模块发送至网络上的指定位置，用于数据备份或者用药监管。

30、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述中控装置还包括断点续航模块，当施药工作开始后，由各种原因导致的施药工作暂停时，由所述断点续航模块对施药工作进行断点标记，当工作条件恢复后，通过自动检测或者人机交互装置的用户输入，断点续航模块得到续航信号，继续完成所述断点之后的施药工作。

31、根据技术方案1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述中控装置还包括紧急处理模块，用于错误命令的分析、提醒和保护性执行，以及工作路径上和／或工作过程中突发状态的防碰撞保护、紧急停车保护。

32、根据技术方案1-31之一所述的智能施药设备，其特征在于：

所述施药装置采用非超声雾化的雾化装置。

33、根据技术方案1-31任一项所述的智能施药设备，其特征在于：

所述施药装置是超微雾化施药装置，其包括：

供液装置，容纳并提供施药装置使用的药液；

残液收集装置，将施药结束后的残留药液量降低至最低；

雾化发生装置，其包括至少一个雾化室，雾化室提供药液的雾化发生空间和雾化所生成的气态流输送通道；

集成式超声波雾化装置，对所述药液实施雾化作用，该集成式超声波雾化装置的雾化单元被布置为与所述药液流体接触，以对所述药液实施振荡作用使其雾化；

气流输送组件，其包括动力气流输入组件和气流输出组件，其中动力气流输入组件在所述超声波振荡装置不断的将所述药液雾化的同时，向所述雾化室不断的供应动力气流；所述气流输出组件，将所述动力气流与所述雾化药液形成的含有超微药物颗粒的气态流带走并施加于施药目标所在的环境内。

34、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述供液装置中具有搅拌系统。

35、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述施药装置的任一雾化室当中，包含有至少一个雾化单元，所述雾化单元由一个单独的雾化元件组成，或由多个雾化元件组成的集成式雾化装置构成，该雾化元件被布置为与所述药液流体接触，以对所述药液实施振荡作用使其雾化，所述雾化室通过控制电机实现最佳液位位移的移动。

36、根据技术方案35所述的智能施药设备，其特征在于：

所述施药装置还包括自动清洗装置，用于对所述雾化单元进行清洗。

37、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述雾化单元的振荡作用对药液进行搅拌或者辅助清洗。

38、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述供液装置包括药液箱和／或药液槽、供液泵；

所述残液收集装置包括液位传感装置、溢流电磁阀装置、残液收集装置、升降装置。

39、根据技术方案35所述的智能施药设备，其特征在于：

在同一雾化室当中的不同雾化单元，其雾化单元所对应位置的雾化室底部采用阶梯式分布，总有一个雾化单元处于阶梯的最低位置处。

40、根据技术方案38所述的智能施药设备，其特征在于：

当雾化装置停止工作时，处于雾化室最低位置处的雾化室底部设有溢流电磁阀装置，所述溢流电磁阀装置感应雾化室雾化单元输出的雾化停止弱电信号，并自动打开所述溢流电磁阀或将雾化室自动降至下一级雾化室上面的适当位置处并自动打开所述溢流电磁阀，将所述雾化室中的残留药液溢出并流入下一级的雾化室当中。

41、根据技术方案40所述的智能施药设备，其特征在于：

在下一级的雾化室与上一级雾化室的溢流电磁阀相对应位置处设置有收集上一级残留药液的收集装置，所述下一级雾化室残液收集装置的集液口位置高于其雾化单元的最佳工作液位的液位势位置。

42、根据技术方案38所述的智能施药设备，其特征在于：

溢流电磁阀装置、供液泵装置、升降装置通过感应并通过相应控制程序传导雾化室雾化单元输出的雾化停止弱电信号，实时自动完成供液泵停止供液、升降电机自动启动使上一级雾化室实时向下一级雾化室移动、上一级雾化室的溢流电磁阀自动开启将其残留药液通过溢流收集装置输入到下一级雾化室中、当残留药液收集结束后感应并自动关闭上一级雾化室的溢流装置的溢流电磁阀。

43、根据技术方案38所述的智能施药设备，其特征在于：

所述雾化室至少包括一个，采用一体式和／或分体式设计；多个所述雾化室通过联动机构的动作使各雾化室的工作液位势根据需要自由进行调整和排列组合，但其中总有一个雾化室始终保持最低的液位势；

所述供液装置为泵式和／或感应式和／或虹吸式方法供液。

44、根据技术方案32-43任一项所述的智能施药设备，其特征在于：

雾化的药液在被施加于施药目标所在的环境之前通过等离子和／或负离子发生器和／或极性溶剂，使得雾化的药液带有OH¯和／或O³¯负电荷和／或极性。

45、根据技术方案35所述的智能施药设备，其特征在于：

所述集成式超声雾化装置的振荡工作频率在1~5MHz的范围内进行设置。

46、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

当药液雾化停止时所述外部交互装置进行实时人机反馈与提醒，所述施药装置断电，进入待机状态。

47、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述供液装置通过供液流道和／或供液口实现药液与所述雾化室之间的互通与供液，当药液供满所述雾化室的空间时，多余的药液自动流入所述供液装置的蓄液池中。

48、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述供液装置和所述雾化发生装置与药液直接接触的部分选用耐酸碱腐蚀的材质。

49、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述超微雾化施药装置为至少一个，采用一体式和／或分体式、单层或多层设置。

50、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

每个所述超微雾化施药装置设置至少一个所述气流输出组件、或者至少两个所述超微雾化施药装置共同设置一个所述气流输出组件，所述气流输出组件的出药口方向固定或者能够任意调节。

51、根据技术方案43所述的智能施药设备，其特征在于：

通过驱动所述联动机构，所述至少一个超微雾化施药装置能够实现不同位置的转换和重新组合排列，但总有一个超微雾化施药装置中的药液液位处于最低高度。

52、根据技术方案51所述的智能施药设备，其特征在于：

通过机械式悬挂平衡系统和／或电子陀螺仪使得至少一个超微雾化施药装置能够始终保持其最佳工作液位的动态平衡状态。

53、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

由所述气流输送组件输出的、所述动力气流与所述雾化药液形成的含有超微药物颗粒的气态流混合体的输送方向和范围具有可调整性，以适应不同的施药需求。

54、根据技术方案53所述的智能施药设备，其特征在于：

所述输送方向在上下和/或左右5°～10°之间可调，能够停止在希望的角度或者在希望的角度范围内可控地摆动。

55、根据技术方案33所述的智能施药设备，其特征在于：

所述雾化药液的超微液滴粒径在5-100微米范围内。

56、根据技术方案1-55之一所述的智能施药设备，其特征在于：

所述智能施药设备还包括质量与流量锁定装置，其通过扫描装置、分析软件、质量计量与感应装置、流量计量与感应装置、数据库联合实现对农药的使用质量、有效成分使用量、稀释溶剂使用量、稀释药液使用量、残留药液剩余量中至少一个参数的统计。

57、根据技术方案1-56之一所述的智能施药设备，其特征在于：

所述智能施药设备还包括极性水制备装置，用于将普通的自来水、矿泉水或纯净水制备成极性水，以提供配制药品的溶剂。

58、根据技术方案57所述的智能施药设备，其特征在于：

所述极性水制备装置包括膜过滤装置、磁化装置、电解装置、流量计量与输出装置，所述极性水溶剂供应装置与施药装置一体式和／或分体式配套或设计，所制备的极性水PH值在2-13之间。

59、一种使用智能施药设备进行施药工作的方法，其特征在于：

将如技术方案1-58任一项所述的智能施药设备放入工作环境；

启动所述供电装置后所述的智能施药设备开始进行施药准备和/或施药工作；

其中药液或药粉或超微药雾气流的成分根据施药的目的不同而不同，其中所述目的包括农药布施、微肥布施、除甲醛药液布施、生物活性物布施、除臭剂布施、空气清新剂布施或消毒药液布施。

60、根据技术方案59所述的方法，其特征在于：

所述工作环境为相对封闭环境。

61、根据技术方案60所述的方法，其特征在于：

所述相对封闭环境包括农作物生长用大棚、温室、拱棚、农产品储藏用冷库、保鲜库、气调库、仓库、宾馆、食品厂车间、医院、兽舍、饲舍、公共办公或私人居住场所或交通工具。

62、根据技术方案60所述的方法，其特征在于：

所述相对封闭环境内的施药目标为确定施药目标和/或不确定施药目标。

63、根据技术方案62所述的方法，其特征在于：

所述确定施药目标为所述相对封闭环境内有固定形态的无生命体和/或有生命体；所述不确定施药目标为所述相对封闭环境内的无固定形态的空气。

64、据技术方案62所述的方法，其特征在于：

所述确定施药目标包括蔬菜、瓜果、花卉、蘑菇、药材、烟草、茶叶、禽畜养殖等农作物或农产品或农业设施。

65、据技术方案60-64任一项所述的方法，其特征在于：

施药目的是为对农作物或农产品除虫和/或除病和/或除残留农药和/或生物活性物布放和/或消毒，或者对农业设施消毒和/或除病和/或除虫和/或免疫和/或生产无抗生素产品和/或布放生物活性物，或者对公共办公和/或私人居住场所和/或交通工具环境进行消毒和/或除菌和/或除虫和/或除臭和/或除甲醛和/或空气净化和/或生物活性物布放。

本发明的上述技术方案，相比现有技术至少具有以下几大效果：

1．为施药者提供了一种全新的施药装备。

2．扩大了施药者在施药时药品的选择范围，是烟雾熏蒸剂的最好替代产品。

3．形成含有超微药物颗粒的气态流强度高并能够保持稳定、良好的连续性施药，且施药颗粒小（粒径在5～100微米左右），易于立体扩散和被植物体吸收，附着能力强，空间内立体杀灭病虫害源，施药效果好农药残留少。

4．可大幅降低农药的实际使用量达50%以上，节能环保。

5. 为施药者、监管者、消费者搭建一个相互沟通的平台，有利于食品安全制度、措施的建立和完善。

6．真正实现无人、智能化、快速施药作业，无需人工直接接触施药，减少农药对人体的侵害。

7. 在为设施农业提供理想的施药装备的同时，还可以提供多用途运输车，方便设施农业狭窄空间内的各项运输任务，提高劳动效率，降低劳动量和劳动强度。

附图说明

图1：智能施药设备控制模块示意图；

图2：无线源直流升降式智能施药设备外观示意图；

图3：无线源直流出药口双侧升降式智能施药设备示意图；

图4：可收揽线源出药口同侧升降式智能施药设备前视图；

图5：可收揽线源出药口同侧升降式智能施药设备俯视图；

图6：可收揽线源出药口双侧升降式智能施药设备；

图7：可收揽线源出药口同侧固定式智能施药设备前视图；

图8：可收揽线源出药口双侧固定式智能施药设备示意图；

图9：一体式阶梯式雾化室与药液槽上视图；

图10：一体式阶梯式雾化室与药液槽侧视图；

图11：智能施药设备物联网施药监管通信平台示意图；

图12：智能施药设备物联网云计算平台示意图;

附图标记说明:

100:机架结构；110：底盘；120：升降架；121：导轨；150：载物台；160：称重装置；170：防脱落保护装置；171：护栏；172：防滑凹槽；173：固定装置；180：物料框；200：雾化室；210带有溢液电磁阀的雾化室； 220：阶梯式雾化室；230：集成式超声波振荡装置；240:残液收集装置；241：溢液电磁阀；242：集液口；243：集液管；250：最佳工作液位面； 300：出药口组件；310：出药口；320：风机；321：液面一级送风机；322：出药口二级送风机；330：出药口角度调节机构；2350：施药装置；400：驱动机构；410：驱动电源；411：直流电源；412：交流电源；413：逆变频器；420：驱动电机；421:行走电机；422：升降电机；423：清洗电机；430：驱动轮；431：从动轮；440：传动装置；450：收揽线源机构；451：线轴支架；452：线轴；453：线轴轴承；454：电源线；455：线源限位盘；456：线轴打滑机构；457：张力应力传感器；500：贮液装置；510：药液槽；511：供液泵槽；512：供液泵； 520：药液箱；600：单片机控制板；610：主程序；611：任务子程序；612：行走子程序；613：故障子程序；614：维修子程序；615：检索子程序；616：管理子程序；617：保护子程序；618：外接口子程序；6191：监管子程序；6192：客户子程序；620：超声波传感器；631：气象传感器；632：红外线热成像传感器；633：激光探测器；640：数据库；650：GPRS模块；660：WIFI端口；670：陀螺仪；680：GPRS与北斗定位模块；690：扫描与图像；6000：控制箱；700：屏显；710：管理模块；720：控制模块；730：学习模块；740：服务模块；750：监管模块；760：提醒模块；770：GPRS短信模块；780：网络模块；800：非化学极性水溶剂装置；810：非化学酸性极性水溶剂出水口；820：非化学碱性极性水溶剂出水口；900：辅助机构；910：拉杆；920：活动关节；930：活动轴承；940：连接件；950：固定件；1000：远程管理与监管平台。

具体实施方式

首先说明的是，本文中描述了关于本发明的各种方面、概念和特征的各种优选实施方式，但是这些描述不是本发明所有实施方式的完全或详尽的清单，除非有特别说明，否则该些描述并不表明这些特征是必需的，排他性的。本申请示例性优选方法或优选设计的描述不应被解读为仅限于该种实施方式，除非本申请说明书明确陈述为该种情况。而在不冲突的情况下，本申请的不同实施例以及各个实施例的不同优化手段、即便没有在同一实施例中阐述，也应该被理解成能够被应用于在这里描述的任何其它方面、实施例或者例子，除非与之不相容或在本文中被明确地排除在外，否则本申请所有没有穷尽的实施方式之间的组合或子组合都是在本发明的保护范围内。以下结合说明书及附图详细阐述本发明主旨及其优选实施方式。

概括而言，本申请所请求保护的技术方案整体如下：

一种智能施药设备，特征在于，其包括以下主要结构与系统：

1 、施药装置：

⑴、雾化发生装置：

其包括一个和／或多个可容纳药液并为其提供雾化发生空间及所生成气态流输送通道的雾化室、供液装置以及对所述药液实施雾化作用的超微雾化装置。

① 超声超微雾化装置：

包括超声雾化装置、超声雾化室、药液供应与控制装置。

超声雾化装置包括采用超声波雾化元件单元和集成式超声雾化装置，其雾化药物颗粒可以在5～100um范围内根据需要进行配置和设置。

超声雾化室是超声波雾化元件单元或集成式超声雾化装置实现药液雾化的场所。

在超声雾化室当中，还包含有超声波雾化元件单元或集成式超声雾化装置停止工作时的清洗装置和清洗残液溢流装置，该清洗装置分为高压泵式清洗装置、机械传动清洗刷头装置；该高压泵式清洗装置可以与自来水水龙头直接对接使用，在没有自来水及水龙头的地方，采用泵式方法与供水桶相通并实现清洗供水；清洗后的清洗药液可通过雾化室底部专门的溢液通道流出。

药液供应与控制装置包括贮液装置、供液装置、药液搅拌、供液控制（残留药液控制）等，以提供药液按需供入、保持最佳雾化液位，当药液雾化和施药工作结束时，上级雾化室最后残留的药液量通雾化室的阶梯式设计或雾化室底部采用溢流电磁阀，使最后剩余的技术性药液残留量通过残液收集装置流入下级的雾化室当中继续进行雾化，直至最低级的雾化室停止工作，此时，最低级的雾化室最后残留的药液量也仅为其阶梯式雾化室最低位置超声波雾化元件单元或集成式超声雾化装置中的技术性残留药液量，从而能够使最后残留的药液量降低到最少残留量的技术状态，在整个雾化过程中，利用搅拌桨或高压泵式清洗装置或供液泵使药液始终保持搅拌、循环。

贮、供液装置可以采纳药液箱、药液槽等方式，药液槽中包含有供液泵，供液泵具有检测液位的功能，当药液槽中没有药液可供时，可自动检测到并自动断电停止供液。

② 其它雾化方式和雾化装置：

包括高压喷嘴式雾化方式、文丘里原理的马达尾气热烟雾雾化方式、电动迷雾雾化方式等，其雾化药物颗粒可以控制在100～200um范围内根据需要进行配置和设置。

⑵、气流输送装置：

其包括动力气流气流输入组件、气流输出组件、气流流向控制组件等。其中动力气流输入组件以方便药液雾化装置不断的将药液实现超微雾化；气流输出组件可以将雾化了的含有超微药物颗粒的气态流带走并施加于施药目标所在的环境内；气流流向控制组件可以根据需要使超微药物气态流在所施加的环境内实现流向、流量的任意调节和改变，以增加超微药物颗粒在植物体上各个位置的附着量，同时，气流流向控制组件还可以在施药环境当中形成循环、流动的超微药物颗粒气态流涡流，以方便超微药物颗粒气态流在施药环境当中的扩散和均匀，从而进一步提高施药效果。

、中控装置：

包括运动控制模块、任务管理模块、环境检测模块、数据模块等基本模块。

⑴、运动控制模块与任务管理模块：

由32位嵌入式单片机为核心组成其中枢指挥系统，包括有控制模块、感应模块、管理模块、服务模块、学习模块等基本模块。整个控制和指挥程序由主程序、任务子程序、行走子程序、感应子程序、故障子程序、维修子程序、外接口子程序、检索子程序、管理子程序、监管子程序、保护子程序等构成，可支持和完成包括人机交互、液晶屏显示，人机交流，无线网络接入与输出，施药与监管互动，作业数据贮存、比对、分析与上传，学习与教学，异常保护等多需求的系统控制和管理功能的命令或要求；

⑵、环境检测模块：

包括自动采集、保存、和提取设施内的实时温度、湿度、光照、紫外线、二氧化碳浓度、氧气浓度等的传感器。

⑶、数据模块：

包括农药药品标准数据库、农业基本气象指数库、用户施药作业状态库等多个数据库，并且存储智能施药设备内部和外部的各种数据。具体包括以下内容：

① 农业生产基本气象指数原始数据采集：

设施内各种基本气象指数数据的自动采集，如温度、光照强度、湿度、二氧化碳浓度、氧气浓度等，可以为农业生产措施提供辅助参考和依据；

② 农业生产内施药基本状况原始数据采集：

设施内施药作业的各种原始数据采集，包括施药人员基本信息，如姓名、性别、年龄、学历、从业时间等基础信息；包括农药的各种基本特征、理化性质、使用状况等，如农药的种类、特性、使用浓度、使用药液量、使用时间、使用时长；包括单一和各种农药的使用间隔期、使用次数、使用农药汇总等施药基本信息。

③ 农业生产施药药品信息与农药药品标准数据库的识别、分析、比对、判断：

包括施用农药品种是否是推荐品种、是否是禁用品种，是否在农药安全使用周期内、农药单一品种使用量是否超标、农药使用总量是否超标，通过外置的数据采集部件、内置的农药数据库、内置用户记录数据库、比对监控与分析软件等手段和措施，实现施药全过程数据的全方位追踪、记录、比对、分析、判断、监管。

④ 农业生产施药原始数据的记录、保存、报送、传输：

农业生产基本数据是衡量和考核一个农业生产主体的最基本要素，其原始数据的真实记录、保存，并向有关监管单位进行真实报送、传输，对整个行业的有效评价、判断、政策制定、政策执行、质量监管等诸多方面具有非常重要的现实意义。

农业生产施药原始数据的保存通过车载记录仪自动保存在用户记录数据库中。

农业生产施药原始数据的报送通过U盘等移动数据设备定期报送，以方面没有网络的相关单位或地区用户使用。

农业生产施药原始数据的传输通过物联网全部或按需向相关监管单位进行实时自动传输。

⑤ 农业生产原始数据特别是施药原始数据的追溯、监管、监控：

监管者可以通过获得的原始数据对相关从业单位和个人，根据收到的数据进行有效分析、评估和监管，当发现问题或潜在隐患时，可以通过监管数据进行定向、定源追溯，进而很快找到事故的根源并很快对可能形成的潜在隐患及时进行纠正和改进。

、外部交互装置：

用于将智能施药设备的信息与外部进行交互，与之相关的包括自动定位、探测、识别、感应、数据交换等装置或系统。

通过GPS与北斗单独和／或联合定位确定施药方位和具体位置；利用超声波循迹传感和红外避障循迹传感，感应和识别施药过程中的障碍物并以不同的提示方式进行语音提示、警示提示、报警提示、自动规避等。

数据交换通过通讯层面解决。施药数据通过无线或者有限传输方式输送到施药数据库服务器中，通过施药数据库服务器将所有施药数据上传至Internet网络段服务器，通过网络端服务器对施药数据进行分析与处理。云端服务器对施药基础信息进行采集、分析，云端服务器对施药数据进行实时分析。操作人员、监管人员可对云端施药分析数据进行预警值设置，云端服务器可根据设置的预警值对施药作业系统进行判断，通过远程桌面或手机等方式对施药过程全程进行预警、监控、干预。

、行走装置：

以带有齿轮减速的伺服电磁制动电机电力驱动马达和／或无刷直流电机、传动装置在相关行走或升降程序的控制下实现任何需要的任何相关位移变化。运动控制系统通过控制陀螺仪行走子程序的路径相关关键点运行坐标点数值的预设、路径记忆、路径学习、位移或方向纠偏，并利用超声波循迹传感和红外避障循迹传感指引辅助手段，实现包括预订任意直线和／或曲线行走的循迹位移行走路线。

、供电装置：

供电装置包括AC220V电源系统、直流电源系统，当需要进行交直流互变时，还设置有交直流逆变系统。供电装置能够以有线或者无线方式进行供电，直流电源系统包括各种蓄电池、锂电池、太阳及风能能蓄电池等多种形式，以上直流电源通过充电器可以实现多次充电过程。

、机架：包括底盘结构、悬挂结构、移动结构及其他辅助机构等。

、非化学生理极性水溶剂供应装置：

包括过滤装置、磁化装置、电解装置、流量计量与输出装置等。该非化学生理极性水溶剂供应装置可以与施药装置进行一体式或分体式配制或设计，其设有非化学生理酸性水溶剂、非化学生理碱性水溶剂及非化学生理中性水溶剂供应端口。

① 过滤装置：

为减少药品稀释溶剂如地下水当中可能存在的各种重金属或其它有害矿物杂质成分对农产品造成的各种可能污染，对施药作业需要的水溶剂采用多级膜过滤方式进行各种有害杂质成分的过滤，从源头上保证农产品的产品健康与安全。

② 磁化装置：

对经过过滤的不含有害杂质成分的过滤水溶剂进行磁化软化处理，形成磁性软化水溶剂，初步具备非化学磁性极性水溶剂。

③ 电解装置：

利用具有正负极的极性电解槽，在直流或交流条件下，使经过过滤和磁化的初步具备非化学磁性极性水溶剂实现电解，此时不仅水分子由相对较大的分子团结构转变为分子团相对较小的分子团结构，同时，该相对较小分子团结构的水分子在电解槽的电解作用下出现较明显的非化学极性的非化学生理极性水溶剂。

根据对非化学生理极性水溶剂酸碱度的不同需求，该非化学生理极性水溶剂在使用PH试纸检测时，其PH值可以呈现出常规化学概念下常见的酸性、中性、碱性等各种状态，但该呈现各种酸性、中性、碱性等状态的极性水溶剂不具备其它常见各种化学酸碱极性溶剂所具备的的腐蚀性，当将它喷施在植物体上时，也同样对植物体不会造成任何的化学伤害作用。

因此，在本申请当中，将使用该种方法所制得的该种水溶剂称之为非化学生理极性水溶剂。

非化学生理极性水溶剂因其分子团相对较小、且具有较强的生理极限、不含各种有害重金属和矿物杂质成分，因此，非化学生理极性水溶剂非常有利于农药药品的溶解与稀释，有利于增加超声超微雾化超微药物颗粒的形成强度，有利于超微药物颗粒在植物体上的附着和渗透，有利于提高农副产品的食品安全等级，有利于农业生产保护环境。

④ 流量计量与输出装置：

在非化学生理极性水溶剂供应装置中，当非化学生理极性水溶剂通过输出装置流出或流入药液箱时，采用流量计量装置，以方便取得一定体积或重量或流量的非化学生理极性水溶剂。

整体技术效果：

本申请所保护的施药装置不是简单的利用动力气流与超声振荡装置结合进行农药的施药工作，而是综合考虑了设施农业环境内的特殊要求和各种可能出现的干扰因素，将各种先进技术和手段实现巧妙配合与优化，使其相得益彰，实现有限资源最大最合理化的应用以及多个手段单独都不实现的综合技术效果：

1）利用超声振荡原理及装置，使药物颗粒的粒径主要集中在5～100um的范围内，提高了药物颗粒在整个目标物上的附着量、均匀度，使施药效果更加理想。

2）利用可控的变速、变量、变向的三个可控可变药雾输送动力气流，有利于提高含有超微药物颗粒的药物气态流在整个目标物上的有效附着量和沉积量，大幅提高施药效果和效率。

3）本发明由于采用了多个独立的、模块式的施药装置，使得所施药物无论是固剂还是粉剂还是悬浮剂还是药液剂还是油剂，无论其挥发性还是没有挥发性，无论是化学活性物还是生物活性物，也无论其是杀死或预防有害生物的除草剂、杀虫剂、杀菌剂、消毒剂、免疫剂，还是促进农作物生长的微肥，还是用于去除残留农药、超标二氧化硫、甲醛等有害物质的生物活性物，根据药物的理化性质和施药方法的不同，可以根据需要进行施药装置施药单元模式的任意组合或搭配，实现多种不同药物、不同施药方法的施药作业，施药装置的普适性、针对性大大增强。

4）本申请中所述的使药物在施药前以可雾化的药液形式存在，既可以是厂家出厂前已完成好的配置，也可以是使用者施药前自己完成的配置；药液的溶剂可以是具有极性，也可以是非极性的溶剂；药液的溶剂可以是施药者就地取得的常见溶剂如水等，也可以是本申请施药装置自带的或单独提供的通过处理的极性或具备生理极性的专用溶剂。

5）本发明施药装置中枢指挥系统核心控制模块采用以32位嵌入式单片机为核心，通过主程序、任务子序、感应子程序程序、行走子程、故障子程序、维修子程序、外接口子程序、检索子程序、管理子程序、监管子程序、保护子程序，实现多种命令的统筹交互和协同作用，通过感应模块、管理模块、服务模块、学习模块、保护模块、数据模块等多模块的应用，使得数据采集、数据比对、人机交互、指令传达、作业监管等实现实时化、有序化、智能化，有利于提高整个行业的技术水平、竞争力和管理水平。

6）本发明所涉猎的智能移动模块，完全可以根据需要按需定制，可满足多目的的如施药、运输、消毒、环境空气治理等作业任务，有利于提高整个行业的装备技术水平和竞争力。

下面结合本申请的附图：图1～图12，详细说明本申请的施药装置。

总的来说，本申请的施药方法，是先使所采用的药物以可雾化的药液形式存在，然后利用超声波的振荡能量将药液雾化，与此同时向发生雾化的药液提供运动的动力气流，并利用该运动动力气流将所述雾化了的药液带走并施加于施药目标所在的环境内，整个过程完全实现无人化、自动化、智能化，并同步完成所有施药过程数据的自动采集、存贮、监管、通知、上报等各项其他工作。

关于智能施药设备的各种优化措施与优化方案：

一、使药物以可雾化的药液形式存在，使完全替代烟雾熏蒸剂成为可能：

本发明所采用的药物形态上可以为固剂或粉剂或悬浮剂或水剂或油剂；和/或在挥发性上具有挥发性或不具有挥发性；和/或在属性上为化学活性物或生物活性物；和/或在施药对象上为民用药物或是农用药物，如肥料、杀虫剂、杀菌剂、消毒剂、抗生素、免疫制剂、生物制剂，只要可配成水性溶液或其它溶液以可被雾化的药液形式存在，都可通过本发明进行施药作业。

本发明不仅药物品种的可选择范围广泛，同时其工作过程相当于采用雾化的药物颗粒对所作业目标或环境进行熏蒸作业，而烟雾熏蒸剂是目前比较理想的、受农民欢迎的一种施药方法，但受可选农药品种的限制，商用烟雾熏蒸剂种类非常有限，本发明完全可以替代烟雾熏蒸剂，使施药工作增加了一种新的施药方式。

二、有关超声振荡装置、雾化室、供液方式的优化方案

（一）、超声波振荡装置的选择：

超声雾化装置包括采用超声波雾化元件单元和集成式超声雾化装置，其雾化药物颗粒可以在5～100um范围内根据需要进行配置和设置。

药液供应与控制装置包括贮液装置、供液装置、药液搅拌、供液控制（残留药液控制）等，以提供药液按需供入、保持最佳雾化液位，当药液雾化和施药工作结束时，最后残留的药液量还应保持在最少量的技术状态，在整个雾化过程中，还必须保持药液的始终搅拌、循环。

优选集成式超声波振荡装置模块。

（二）、超声波振荡装置的功率：

其工作频率被配置为在大于等于1.7MHz的频率下工作，其工作频率可以在1.0~5MHz范围内根据需要进行选配和装置。

（三）、雾化室及药雾出药口配置的优化方案：

超声雾化室是超声波雾化元件单元或集成式超声雾化装置实现药液雾化的场所，为了达到理想的施药效果，使药物颗粒能够快速地、均匀地、尽大量地附着在植物体的各个部位，本发明采用多个雾化室及出药口，雾化室与药雾出药口可以组合为一个整体进行设计，也可以进行单独独立设计，各个组合体之间可以实现联动、配合，不仅其位置可以进行不同的排列组合，其出药口的方向、运动方式也可以根据需要进行任意的调整选择，上述排列组合和选择可以通过机械联动机构人工操作实现，也可以通过控制程序中的运动子程序自动控制完成，当通过控制程序中的运动子程序自动控制完成时，在屏显中通过进入相关模块界面，再通过选定该界面中的屏显图例显示按确认键就可以自动完成。

雾化室与出药口组合体有以下几种变化形式：升降式、固定式、同层式、分层式、同侧式、异侧式及其以上几种方式的相互交叉组合。

1、升降式设计：

如图2、图3、图4、图6、所示，智能施药设备的雾化装置根据农作物的实际生长情况，处于上面的雾化室在一定范围内可以按需自由设定其施药口的具体高度位置；

升降式根据不同高度植物体的不同施药要求和病虫害危害程度及防治要求的不同，升降分层式有多种选择形式，其层式可以是两层，可以是三层，也可以是更多层；以3组雾化室与出药口组合体为例，根据需要，可以是1-1-1式、2-1式、1-2式。1-1-1式可以同轴设计，还可以异轴设计；2-1式、1-2式可以以等腰三角形、直角三角形、任意三角形的排列方式设计。其它层式设计根据相同设计原则依次类推设计。

2、固定式设计：

如图7、图8所示，智能施药设备的雾化装置是相对固定不变的，只有施药口的方向根据实际施药需要可以进行调整，如图7所示的同侧式和图8所示的异侧式。

3、同侧式设计：

如图2、图4、图5、图7所示，无论其层式如何发布，其多个雾化室的出药口基本处在相同一侧的位置上；

2、异侧式设计：

如图3、图6、图8所示，无论其层式如何发布，其多个雾化室的出药口处在智能施药设备的两侧的不同位置上；

下面，以草莓棚、四组雾化室与出药口组合体的智能施药设备为例，举例说明。

由于草莓其本身的高度有限，但由于栽培方式的不同，智能施药设备就有各种不同的使用方案。

⑴、仅棚内地面栽培方式：

a、北方地区温室栽培，仅靠近墙体位置留有人行通道，草莓种植在人行通道的一侧：

智能施药设备可选用四组雾化室与出药口组合体在相同一层的同层式，出药口仅选择向行进方向的草莓一侧进行送药，如图7所示。

b、南方大棚栽培，仅靠近大棚的中间位置留有人行通道，草莓种植在人行通道的两侧：

智能施药设备可选用四组雾化室与出药口组合体在相同一层的同层式，出药口选择向行进方向的两侧进行送药，其中两组向左，另外两组向右，如图8所示。

⑵、棚内立体栽培方式：

a、北方地区温室栽培，仅靠近墙体位置留有人行通道，草莓立体种植在人行通道的一侧：

智能施药设备可选用四组雾化室与出药口组合体在两层以上的分层式。最底层两组出药口正对下层地面种植的草莓方向，两组出药口仅选择向行进方向地面种植的草莓一侧进行送药；处在高位置层的另外两组正对地面以上上层立体种植的草莓方向，两组出药口仅选择向行进方向地面以上上层立体种植的草莓一侧进行送药，如图2、图4、图5所示。

b、南方大棚栽培，仅靠近大棚的中间位置留有人行通道，草莓立体种植在人行通道的两侧：

智能施药设备选用四组雾化室与出药口组合体在两层以上的分层式。最底层两组出药口正对下层地面种植的草莓方向，一组向行进方向左侧地面种植的草莓供药，另外一组向行进方向右侧地面种植的草莓供药；处在高位置层的另外两组正对地面以上上层立体种植的草莓方向，出药口选择向行进方向的草莓两侧进行送药，一组向行进方向左侧地面以上上层立体种植的草莓供药，另外一组向行进方向右侧地面以上上层立体种植的草莓供药，如图3、图6所示。

（四）、雾化室其它优化方案：

1、雾化室液位控制优化方案：

雾化室是集成式超声波振荡装置模块工作的场所，其对药液进行雾化工作时，对药液的液位要求相对比较严格，其倾斜度最大控制在5°～10°之间，因此，对单个雾化室和／或整个雾化室组合采用机械式悬挂系统。单个雾化室和／或整个雾化室组合悬挂在两个可活动的固定连接点上，当单个雾化室和／或整个雾化室组合出现位置摇摆或倾斜时，在重力作用的影响下，单个雾化室和／或整个雾化室组合依靠自身重量，单个雾化室和／或整个雾化室组合依靠在两个可活动的固定连接点左右摆动，当受到可活动的固定连接点的另外两侧的两个限位装置进行限制摆动时，整个单个雾化室和／或整个雾化室组合就会很快地趋于平衡，从而达到了保持其动态工作液位始终基本平衡的目的和要求。

2、雾化室出药口角度优化方案：

如图2、图3、图4、图6所示，在雾化室的出药口上采用出药口角度调节机构330，可以使雾化的含有药物有效成分的药雾在5°～10°的范围内实现上下、左右摆动，在出药口二级送风机322的共同作用下，可以有效提高雾化的药物颗粒在植物体叶片正反面上的附着率，从而提高施药效果。

3、雾化室清洗装置：

在超声雾化室当中，还包含有超声波雾化元件单元或集成式超声雾化装置停止工作时的清洗装置和清洗残液溢流装置，该清洗装置分为高压泵式清洗装置、机械传动清洗刷头装置。

该清洗装置可以与自来水水龙头直接对接使用，在没有自来水及水龙头的地方，采用泵式方法与供水桶相通并实现清洗供水；清洗后的清洗药液可通过雾化室底部专门的溢液通道流出，也可以通过雾化室药液槽当中的供液泵将其泵出。

（五）、供液方式与最终残留量控制的优化方案：

1、设定最佳工作液位，采用供液泵供液和搅拌：

本发明的供液装置的药液存贮装置采用供液箱和／或供液池和／或药液槽。

如图9、图10所示，供液与雾化采用一体式的阶梯式雾化室设计，由供液泵完成供液装置供液池与超声波振荡装置雾化室之间的药液连接与供液，超声波振荡装置雾化室的最大液位是固定的最佳工作液位250，当药液供满超声波振荡装置雾化室的腔体时，多余的药液就会自动流入供液装置的供液池中，如此循环往复，直至施药作业结束。

此种供液、液位保持的方法，在保证提供最佳工作液位与供液的同时，供液泵还可以兼顾达到药液搅拌和均匀的目的。供液泵的数量根据工作时对需要保证提供的药液量和供液泵的成本进行综合考量，药液雾化室可以采用一个或多个供液泵同时或交替实现药液的有序供液，供液泵具有检测供液池或药液槽中液位的功能，当供液池或药液槽中没有药液可供时，供液泵可自动检测到并自动断电停止供液。

2、在同一雾化室当中，可以有多个不同的雾化单元，所述雾化单元可以是由一个单独的雾化元件组成的雾化单元，也可以是由多个雾化元件组成的集成式雾化装置构成的雾化单元，如图9所示。

3、在同一雾化室当中的不同雾化单元，其雾化单元所对应位置的雾化室底部采用阶梯式分布，如图9、图10所示，总有一个雾化单元处于阶梯的最低位置处：

为了达到施药工作结束时的药液残留最小化，由多个雾化单元组合的同一雾化室，可以采用一个或多个供液泵供液，但其中总有一个独立的雾化单元其位置保持最低，当其他处于较高位置的雾化单元相继停止雾化工作时，为其供液的供液泵同时感应并停止供液，处于较高位置雾化单元中的技术残留药液就会在重力作用下通过溢流通道自行流入位置最低的那个雾化单元直至位置最低的雾化单元停止雾化工作。

这样，在整个雾化室在工作结束时，就可以使整个雾化室当中的最后药液技术残留量保持在最低量状态。

4、当雾化装置停止工作时，处于雾化室最低位置处的雾化室底部设有溢流电磁阀装置，所述溢流电磁阀装置可以感应雾化室雾化单元输出的雾化停止弱电信号，并自动打开所述溢流电磁阀或将雾化室自动降至下一级雾化室上面的适当位置处并自动打开所述溢流电磁阀，将所述雾化室中的残留药液溢出并流入下一级的雾化室当中。

5、在下一级的雾化室与上一级雾化室的溢流电磁阀相对应位置处设置有收集上一级残留药液的收集装置，所述下一级雾化室残液收集装置的集液口位置高于其雾化室当中雾化单元的最佳工作液位的液位势位置。

6、溢流电磁阀装置、供液泵装置、升降电机装置通过感应并通过相应控制程序传导雾化室雾化单元输出的雾化停止弱电信号，实时自动完成供液泵停止供液、升降电机自动启动使上一级雾化室实时向下一级雾化室移动、上一级雾化室的溢流电磁阀自动开启将其残留药液通过溢流收集装置输入到下一级雾化室中、当残留药液收集结束后感应并自动关闭上一级雾化室的溢流装置的溢流电磁阀。

采用溢流电磁阀装置的雾化单元或雾化室，其雾化单元或雾化室的底部留有四周高中间低的溢流集流通道，在溢流集流通道的最低位置处安装溢流电磁阀；同样，溢流电磁阀也可以装置在阶梯式雾化单元或雾化室底部最低位置处。

在施药装置中，根据需要，阶梯式、溢流电磁阀式的雾化单元或雾化室可以单独或搭配进行设置和使用，都可以很好地实现控制残留药液量达到最低的使用要求。

这样，无论有多少组的雾化单元或雾化室，当施药工作结束时，假如每一个单独的雾化单元或雾化室，其单个雾化装置的技术残留药液量为g，G为具有n个雾化装置的雾化单元或雾化室的总技术残留量，如果在不采用上述优化的技术方案的情况下，当施药结束时，其最后剩余的药液技术性总残留量为G=n×g，其中n为雾化装置的数量，g为单独一个雾化装置的技术残留药液量。当采用上述优化的技术方案的情况下，当施药结束时，其最后剩余的药液技术性总残留量为G=g，比不优化前降低了（n-1）／n倍，其中n为雾化装置的数量，g为单独一个雾化装置的技术残留药液量。

可以看出，上述降低残留药液总量优化方案的使用，施药装置雾化单元或雾化室在施药工作结束时，剩余的最终药液残留量始终是最低的和保持恒定不变的最低技术性固定值残留量：即一个单独的雾化装置的技术性残留量。

供液泵不仅可以实现施药装置的药液供应，同时还兼顾药液的搅拌与均匀。当供液泵达不到均匀搅拌作用时，还可以采用其他辅助方式：如机械搅拌方式、超声波搅拌方式等。

（六）、供液装置的优化方案：

1、一体组合式：一套施药装置采用一个单独的药液箱和／或供液池。

2、分体独立式：一套施药装置的一个施药单元采用一个单独的药液箱和／或供液池。

（七）、施药装置外观皮肤的优化方案：

当施药装置的各个施药单元实现位移变化时，变化位移之间的空隙可以由皮肤结构补充，也可以无需单独的皮肤进行处理，主要根据其美观度和实际需要进行添加、保留或取舍。

1、复瓦镶嵌可折叠伸缩式皮肤；

2、常规单片镶嵌式皮肤；

3、镂空式；

三、有关动力气流的优化方案

本申请优选动力气流是空气流，因其提供最方便，控制也最简单，限制也最少。但若要实现一机多药目的，推荐采用药气流，如果这样的话施药装置通常还需设置一个额外的药气流形成结构，具体形成方式这是本领域技术人员完全可实施的，如将药物蒸发成气体再与空气混合就可形成药气流。

无论是空气流也好，药气流也好，其对药液颗粒的输送动力可以来自于位于药液上游的风扇所产生的送风动力，也可以来自于位于药液下游的风扇所产生的引风动力，还可以是一射流器产生的引流效应，还可以是该些方式的结合或两两结合。无论是设置送风机也好还是引风机还是射流器还是这些方式的组合，都是有利于药液雾化的较佳方式，但更有利的，保证动力气流被引进装有药液的容器时药液能够流过药液表面不但会提高雾化效果还利于雾化药液被动力气流带走。为此，本申请优选的至少在靠近药液液面的位置处设置一动力气流的输入口321、在靠近药雾的出药口位置处设置一动力气流的输出口322，如图4、图6、图8所示。

在药液的上游设置送风机，这样会更容易促进药液的雾化与输送，尤其是更能保证药液雾化粒径及均匀度的要求及节能效果，而对于送风机最好采用离心风机，进一步优选的，还可采用步进电机控制，以根据所施药量控制风速，使得本发明不但可以改善雾化效果还降低了能量费用。而进一步可优选的，在药液面的上方靠近施药口的位置单独或再设置一引风机或射流器还可进一步提高气流输送动力，不仅如此，当采用射流器输送时还具有其他预料不到的技术效果：当设置射流器提供输送动力时，需要向射流器输入一高速压缩引气流，该高速压缩的引气流不但可以利用引流效应极大的促进药液的蒸发、雾化，还会极大的促进雾化药滴与气流之间的碰撞与混合，在高速压缩引气流作用下的含有超微药物颗粒的气态流施加到施药目标所在的环境内可以极大的提高输送的距离，而优选的，该高速压缩气流可以选择高速压缩空气流或高速压缩药气流或利用上述动力气流同时产生引流效应，即当利用动力气流产生引流效应时，不但利用该动力气流的引流效应与雾化的药液形成含有超微药物颗粒的气态流，还利用动力气流的引流效应实现雾化药液向施药目标环境的输出。除此之外，该种方式更有利的是，还可利用高速压缩引气流的温度控制实现气态流的输出温度控制，而若采用这种实施方式，本申请优选采用高速压缩空气流，以便于温度的调节及防止温度调节过程中影响药性，但若为一机多药目的，可采用含有药物的高速压缩气体流。引气流的具体温度控制方式很简单，可在其流动路径上设置控温手段，也可在气源制备阶段控制温度。

无论是采用上述哪种动力气流及动力气流提供方式，最终本申请将药物以含有超微药物颗粒的气态流方式施加到施药目标所在的环境内完成施药过程。在这个过程中，若进一步采用优选的如下之一或多种措施还会更加提高本发明施药方法的施药效果：

（一）、控制和变换所生成的含有超微药物颗粒气态流的输出强度和方向

1、控制含有超微药物颗粒的气态流的输出强度：

控制含有超微药物颗粒的气态流的输出强度，有利于根据需要实现按需施药，以达到更加节能环保的施药目的。

2、不断变换含有超微药物颗粒的气态流的输出方向：

农作物因种类和品种的不同，植物体高矮、叶片大小、食用部位各不相同，如果在施药过程中有选择性地不断变换含有超微药物颗粒的气态流的输出方向，超微药物颗粒在进行布朗运动的同时，还会随着气态流输出方向的风力影响随着风力送风方向进行选择性地运动，从而使超微药物颗粒达到有选择性的附着在植物体上 。

优选的，含有超微药物颗粒的气态流的输出方向主要以在5°～10°的范围内实现上下、左右有节奏、有规律地运动为主。这样，有助于超微药物颗粒随着气态流的上下、左右运动更多地附着在植物体叶片的正面及背面上，而植物体叶片的背面是很多病虫害最容易附着的地方，也是一般施药作业所面临的难点和关键点。

（二）、使气态流输出到施药目标所在环境之前带有负电荷或带有极性：

该手段虽不是本方法的一个必要步骤，但采用这手段会很大的提高超微药物颗粒气态流在植物体上的附着量、提高超微药物颗粒气态流在植物体上的渗透力，进而提高施药效果。为此，本申请优选的使上述形成的含有超微药物颗粒的气态流在被施加于施药目标所在环境之前带有负电荷或带有极性。

1、使上述形成的含有超微药物颗粒的气态流在被施加于施药目标所在环境之前带有OHˉ或O³¯等负电荷。优选的，该带电过程可通过等离子或负离子发生器实现。

2、使上述形成的含有超微药物颗粒的气态流在被施加于施药目标所在环境之前带有极性。优选的，该带极性过程可通过非化学生理极性水溶剂供应装置实现。

如图2、图3、图4、图6所示。

非化学生理极性水溶剂供应装置包括过滤装置、磁化装置、电解装置、流量计量与输出装置等。该非化学生理极性水溶剂供应装置可以与施药装置进行一体式或分体式配套或设计。

⑴、膜过滤装置：

为减少药品稀释溶剂如地下水当中可能存在的各种重金属或其它有害矿物杂质成分对农产品造成的各种可能污染，对施药作业需要的水溶剂采用多级膜过滤方式进行各种有害杂质成分的过滤，从源头上保证农产品的产品健康与安全。

⑵、磁化装置：

对经过过滤的不含有害杂质成分的过滤水溶剂进行磁化软化处理，形成磁性软化水溶剂，初步具备非化学磁性极性水溶剂。

⑶、电解装置：

利用具有正负极的极性电解槽，在直流或交流条件下，使经过过滤和磁化的初步具备非化学磁性极性水溶剂实现电解，此时不仅水分子由相对较大的分子团结构转变为分子团相对较小的分子团结构，同时，该相对较小分子团结构的水分子在电解槽的电解作用下出现较明显的非化学极性的非化学生理极性水溶剂。

根据对非化学生理极性水溶剂酸碱度的不同需求，该非化学生理极性水溶剂在使用PH试纸检测时，其PH值可以呈现出常规化学概念下常见的酸性、中性、碱性等各种状态，但该呈现各种酸性、中性、碱性等状态的极性水溶剂不具备其它常见各种化学酸碱极性溶剂所具备的的腐蚀性，当将它喷施在植物体上时，也同样对植物体不会造成任何的化学伤害作用。

因此，在本申请当中，将使用该种方法所制得的该种水溶剂称之为非化学生理极性水溶剂。

非化学生理极性水溶剂因其分子团相对较小、且具有较强的生理极限、不含各种有害重金属和矿物杂质成分，因此，非化学生理极性水溶剂非常有利于农药药品的溶解与稀释，有利于增加超声超微雾化超微药物颗粒的形成强度，有利于超微药物颗粒在植物体上的附着和渗透，有利于提高农副产品的食品安全等级，有利于农业生产保护环境。

本申请通过水质多级膜装置过滤、磁化处理、电解槽电解处理后，根据需要可以产生PH值在2～12之间的非化学生理极性水溶剂。不同PH值非化学生理极性水溶剂单独或交叉使用的优点：

① 通过改变植物体表面微环境，有利于提高植物体对各种病害的抵御能力：

通过在植物体表面定期喷施相同或不同PH值的非化学生理极性水溶剂，可以有效改变植物体表面的微环境，喷施与植物体表面的非化学生理极性水溶剂还可以破坏各种病害如真菌类、细菌类的表皮细胞结构，延缓各种病害如真菌类、细菌类的繁殖与扩散。因此，通过PH2～12非化学生理极性水溶剂的使用和研究，可以为农业生产病害的防治找到一种新的控制方法和手段。

② 通过改变植物体表面微环境，有利于减缓各种病虫害对农药品种的抗药性：

在稀释农药时，根据所稀释农药理化性质的不同，通过轮换选用PH值在2～12之间的非化学生理极性水溶剂，可以有效减缓或降低各种病虫害对农药品种的抗药性，从而一方面可以延长农药品种的使用周期，另一方面可以提高农药的防治效果。

⑷、流量计量与输出装置：

在非化学生理极性水溶剂供应装置中，当非化学生理极性水溶剂通过输出装置流出或流入药液箱时，采用流量计量装置，以方便取得一定体积或重量或流量的非化学生理极性水溶剂。

⑸、非化学生理极性水溶剂自来水接入方式：

① 有自来水及水龙头的地方，供水口与自来水直接接通，设有酸性、碱性非化学生理极性水溶剂出口；

② 没有自来水及水龙头的地方，采用泵式方法与供水桶相通，设有酸性、碱性非化学生理极性水溶剂出口；

（三）、施药目标及其所适用环境的优化

发明优选适用于相对封闭的施药环境，所述封闭环境为农作物生长用大棚、温室、拱棚、农产品储藏用冷库、保鲜库、气调库、仓库、宾馆、食品厂车间、医院、兽舍、饲舍、公共办公或私人居住场所、交通工具等相对封闭环境；而对于本发明的施药目标并没有什么特殊要求，即可以是确定施药目标，也可是不确定施药目标，而所述不确定施药目标可以是无固定形态的空气，如房间的甲醛处理，而所述确定施药目标为封闭环境内有固定形态的无生命体和/或有生命体，如蔬菜、瓜果、花卉、蘑菇、药材、烟草、茶叶、禽畜养殖等农作物或农产品或其农业设施，如对农作物或农产品或农业设施的除虫和/或除病和/或除残留农药和/或消毒防疫等。但就效果而言，本发明在农业领域尤其是农作物生长用保护设施、大型公共场所的施药、消毒、净化环境等效果最为显著，如对所述农业设施的施药目的是可以消毒和/或除病和/或除虫和/或免疫等目的。相比现有技术都具有优异性。

其所使用的药物在形态上可以为固剂或粉剂或悬浮剂或药液剂或油剂，所述农药或溶液在挥发性上可以具有挥发性也可以不具有挥发性；在属性上为化学活性物或生物活性物，生物活性物可包括有生物学活性的单种或多种单细胞生物（如微生物）或提取物或培养物或发酵物和∕或有生物学活性的单种或多种蛋白质（如生物酶）或提取物或培养物或发酵物和∕或单种或多种有生物学活性的单细胞生物和蛋白质或提取物或培养物或发酵物的复合体，而所述生物活性物药液的配置可以是厂家出厂前完成的配置，也可以是使用者布放前完成的配置；

所述施药目的为对封闭环境内空气进行消毒和/或除菌和/或除虫和/或除臭和/或除甲醛等空气净化目的，也可以是农作物或农产品或牲畜的除虫和/或除病和/或除残留农药的微肥、除草、杀虫、杀菌、消毒等目的。

四、有关中控装置、外部交互装置、行走装置中的控制程序及各种功能模块：

（一）、关于控制程序：

如图1所示，控制程序分有多个级次，一级程序为主程序，主要负责本发明各项基本模块各功能的命令、执行和控制，如控制模块、感应模块、管理模块、监管模块、显示模块、保护模块等；二级程序为子程序，主要负责各不同功能模块相关的具体命令、执行和控制，二级程序主要包括有任务子程序、行走子程序、故障子程序、维修子程序、外接口子程序、检索子程序、管理子程序、监管子程序、保护子程序等多个；三级程序是对一级、二级的补充、完善和升级，如故障子程序、维修子程序中包含有自检程序、故障报警程序、故障提醒程序、故障通知程序等，监管子程序中包含有客户基本信息、客户管理、客户监管、客户跟踪、客户服务等等；一级、二级、三级程序相互兼容、支持，是各个功能模块能够实现其功能的基本保障。

（二）、关于功能模块

如图1所示，主要有控制模块、感应模块、管理模块、监管模块、显示模块、保护模块、通知模块、定位模块、数据模块、互联网模块、服务模块、学习模块。

1、控制模块：

⑴、程序命令控制：

以32位嵌入式单片机为中枢指挥系统核心，通过主程序、任务子程序、行走子程序、感应子程序、故障子程序、维修子程序、外接口子程序、检索子程序、管理子程序、监管子程序、保护子程序多个命令程序的统筹交互实现各个功能及控制，使人机交互、接受指令、授权、信号传递、自动感应、管理、服务、学习、保护等成为可能，同时实现各控制和管理功能或模块的有序化、智能化。

⑵、运动控制：

通过伺服电磁制动电机和／或无刷直流电机、传动装置、陀螺仪、超声波循迹传感装置、红外避障循迹传感装置实现运动系统的智能指引、控制和实现，运动位移包括水平方向和垂直方向等两个方向的任何位移。

①、循迹行走路线规划：

由于不同的农业设施环境当中，可供智能施药设备行走的路径各异，如果仅为简单的直线行走，在行走制导方面，利用超声波循迹传感装置、红外避障循迹传感装置实现避障功能，陀螺仪实现精准导航、定位、行走方向循迹维持与指引。

在任何环境中，都可以通过控制陀螺仪行走子程序的预设程序中输入相关关键点的运行坐标点数值或通过路径记忆与路径学习，并利用超声波循迹传感和红外避障循迹传感指引辅助手段，实现包括从起点到终点的任意直线和／或曲线行走的点到点式的循迹行走路线，对于不同的环境，可以通过分别实际测量以确定整个循迹行走路线的关键点坐标数值，再通过显示界面的相关页面的相关程序或模式中输入相应的数据，或者也可以提前将相关数据直接录入相关便携式设备的相关程序或模式中，再以人机对话的形式直接将该数据或程序拷入显示界面的相关页面的相关程序或模式中，最后，通过启动施药工作键、或通过启动预约施药工作键、或通过手机短信、或网络指令实现按照设置的路径进行施药工作。

当智能施药设备再次进入一个相同的施药环境时，智能施药设备可以通过获得现有位置信息和数据与其数据库中相对应的数据进行比对、识别、判断、提醒，在得到用户认可和授权后，从而可以继续选择原有的行走路径或模式进行相关施药工作。

②、行走方式：

农业设施领域内的施药工作是一种具有其特殊要求的行走施药过程，如不同的栽培品种、栽培方式、相同品种不同的生长期、不同的病虫害等等，都可能需要不同的行走方式或不同的行走速度与其相适应。但是，为了提高设备的广适性和简便性，一般情况下，可以将智能施药设备的运动速度设定为：0速、一定速度范围内的匀速、变速等几种，在一定速度范围内其运动速度可以根据实际需要任意进行设置；行走模式有：0速-匀速-0速模式、匀速模式、变速模式等几种，0速，也即停止，但其停止时长可以根据需要进行自由设定。

③、驱动动力：

a、具备AC220V电源的施药环境：

如图4、图6、图7、图8所示。

在有220V电源的地区或设施内，可以采用AC220V的电源实现供电，引线采用可变速马达控制的与智能施药设备行走速度相协调一致的可收起、可放下电源线的可收揽轮式绞线装置。

在可收揽轮式绞线装置上，在保证绞线一定自由垂度长度范围的情况下，还配备有打滑装置和应力传感器，以防止电源线被意外扯断。

在AC220V电源与电源线插头连接处，还配备有逆变频设备，其供电顺序是： AC220V电源→逆变频设备→智能施药设备。这样，即便是采用AC220V的电源供电，但智能施药设备及其可收揽轮式绞线装置却都是被逆变的DC48V以内的直流安全电压，即使在施药过程中出现任何不可预测的故障如电源线被意外扯断等，仍然能够保证施药工作过程的安全。

b、不具备AC220V电源的施药环境：

如图3、图7、图8所示。

在没有220V电源的地区或设施内，驱动动力电源可以选用可多次充电的各种蓄电池、锂电池及太阳能和风能蓄电池等，移动电池可以连同智能施药设备一体式进行充电，也可以将移动电池从智能施药设备上拿下来进行充电工作，充电过程通过电源电压转换设备实现电源与电池之间220V与48V（或其它数值如36V的安全直流低压电压）的转换并完成全部充电过程，充电过程具体充电方式即可以采用有线充电方式，也可以采用无线充电方式进行。

⑶、机器工作模式或状态的选择与控制：

在屏显中具有机器工作状态模块，根据显示提醒或图例提示，可以根据实际施药工作的需要进行选择和设定。

具体地，其状态包括：

① 施药装置施药单元位置与分布：

根据雾化室药液液位势的位置不同，机器工作状态有：一层式、两层式、多层式等多种状态模式；

② 施药装置施药口位置与分布：

根据出药口的位置不同，机器工作状态有：出药口一侧式、出药口两侧式两种状态模式；

③ 施药装置施药口施药工作状态：

a、施药装置施药口旋转状态：

根据出药口的运动状态不同，机器工作状态有：出药口固定式、出药口旋转式两种状态模式；

b、施药装置施药口摆动状态：

根据出药口的上下、左右摇摆摆动运动状态的不同，机器工作状态有：上下、左右、角度等状态模式；

以上三种状态可以单独进行选择和设定，也可以进行排列组合相互结合进行选择和设定。

2、感应、识别、数据采集模块：

感应模块主要有：由热成像红外感应，包括实时温度、湿度、光照、紫外线、氧气浓度、二氧化碳浓度的农业基本气象数据自动感应，激光距离探测与感应，超声波障碍探测与感应等几部分构成；

识别模块主要有：由热成像红外感应识别、扫描、图像采集、质流量锁定等几部分构成。

热成像红外感应识别是在热成像红外感应的基础上，主要进行各种障碍物的感应与识别，可以针对不同的障碍物选择与之相适应的不同处理方法。

扫描包括扫描条形码、二维码等包含药品及相关企业基本信息的各种信息码，以及相关文字信息。

图像采集包括药品使用、作业过程、植物体病虫害状况等相关数据的照片、视频等相关记录文件的采集、记录、存贮等。当需要对植物体病虫害状况进行观察和图像采集时，图像采集装置还具有放大、定格、与数据库进行比对、数数、病虫害的危害指数判断、预警或预告、提供防治方法或建议等多种功能。

质流量锁定功能包括农药的使用质量、有效成分使用量、稀释溶剂使用量、稀释药液使用量、残留药液剩余量等内容与统计信息。通过扫描装置、分析软件、质量计量与感应装置、流量计量与感应装置、数据库等实现。质流量锁定功能有助于更加全面的了解、掌握与监控相关从业人员的相关作业质量与作业水平。

举例说明如下：

如果障碍物是人，系统模块可以自动选择语音提示功能，例如会自动发出“请让路，谢谢”等语音提示，在规定的时间内如果障碍物离开，则机器继续续点进行施药工作，如果在规定的时间内障碍物没有离开，则机器启动向预先设置的指定报警人报警，预先设置的指定报警人在正确处理完相关故障并向机器发出相关指令后，机器方可继续进行施药工作；

如果是体型较小的动物，如老鼠等，系统模块可以自动选择警示提示功能，例如会自动发出类似猫叫的警示提示功能，在规定的时间内如果障碍物离开，则机器继续续点进行施药工作，如果在规定的时间内障碍物没有离开，则机器启动向预先设置的指定报警人报警，预先设置的指定报警人在正确处理完相关故障并向机器发出相关指令后，机器方可继续进行施药工作；

如果是没有体温的石头、树杈、物体等，系统模块可以自动选择报警提示功能向预先设置的指定报警人进行报警，预先设置的指定报警人在正确处理完相关故障并向机器发出相关指令后，机器方可继续进行施药工作。

系统模块自动报警提示功能主要利用通知模块，系统自动报警提示模块通过根据其预设的控制程序按照相关程序流程自动向预先设置的指定报警人的手机或移动设备或电脑上自动进行报警。

温度、湿度、光照、紫外线、氧气浓度、二氧化碳浓度传感器模块可以自动感应、提取和保存设施内的实时温度、湿度、光照、紫外线强度、氧气浓度、二氧化碳浓度等数据。

扫描、图像采集、质量锁定模块可以通过自动扫码、扫描、照相、摄像采集、药品质量、溶剂与药液流量的获得与记录等方式实时采集、保存整个施药作业过程的相关工作状态和过程，包括位置、时间、药品、浓度、作业时长、作业人员、施药流程、农药的使用质量、有效成分使用量、稀释溶剂使用量、稀释药液使用量、残留药液剩余量等等，实现甄别、比对、存贮、上传、接收、拷贝等各项指令；当需要时，该数据可以实现拷贝、报盘、互联网上传至由监管部门指定的专门监管人员和／或平台，如图11、图12所示。

3、管理模块：

⑴、对各种主程序、子程序的管理、更新、升级、维护等功能；

⑵、对智能施药设备各种工作模式的选择、设置、执行、修改等功能；

⑶、客户资料库功能，包括基本信息、维护、更新、分析、服务等功能；

⑷、农药基本信息资料库功能，如禁用农药品种、推荐农药品种、有机农药品种、各地区常见或特有的品种；

⑸、比对功能：包括农药品种的选用比对、使用方法（如推动浓度）比对、历史比对等静态和动态的各种比对功能；

4、数据库与监管：

通过农药信息数据库、农业气象数据库、施药信息数据等各项数据库的建设，可以通过数据库中的施药大数据对整个施药作业或过程进行综合评价、考核、监督、监管、技术改进等，做到合理施药、科学施药，进而提高整个行业的植保防治水平。

⑴、数据库与基于数据库的监管措施：

a、农药信息数据库：

通过农药相关信息数据库的建设，包括农药生产厂家、农药种类、农药有效成分、农药理化性质、农药毒性、农药安全期、农药使用注意事项等。

通过对施用农药品种的扫码、扫描，便可以获知所使用的农药品种是否是推荐品种、是否是禁用品种，是否在农药安全使用周期内、农药单一品种使用量是否超标、农药使用总量是否超标，通过外置的数据采集部件、内置的农药数据库、内置用户记录数据库、比对监控与分析软件等手段和措施，满足施药全过程、全数字、全方位追踪、记录、比对、评估、监督、监管等多种施药需求。

b、农业气象信息数据库：

通过对设施内各种基本气象指数数据的自动采集，如温度、光照强度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度等，可以为农业生产措施提供辅助参考和依据；

c、施药信息数据库：

通过设施内施药作业各种原始数据的自动采集，包括施药人员基本信息的掌握、记录，如姓名、性别、年龄、学历、从业时间等基础信息；包括农药的各种基本特征，如农药的种类和特性、使用浓度、使用药液量、使用时间、使用时长；包括单一和各种农药的使用间隔期、使用次数、使用农药汇总等施药基本信息。

⑵、其它监管手段：

① 作业授权功能：

一般情况下，智能施药设备的初始作业状态具有关闭、开启、授权关闭、授权开启等四种功能选择，出厂前，可以根据客户实际需求，使其仅具备关闭、开启功能或仅具备授权关闭、授权开启功能，当然，此项工作也可以交由相关委托单位、监管单位、代理机构或使用单位等完成。

作业状态的关闭、开启、授权关闭、授权开启等四种功能选择，根据用户性质和状态的不同，可以对症选择与其相适应的功能模式。例如，对于一般普通的种植户和普通种植大户而言，因其可能根本无需或无从监管，仅选择关闭、开启两种基本功能就足够了；而对于示范大户、监管基地大户、其它特殊种植基地而言，因其整个作业状态始终需要处在需要掌握和监管之下，就需要关闭关闭、开启两种基本功能，而选择开启授权关闭、授权开启这两种基本功能。

在授权关闭、授权开启状态下，如果需要进行施药工作，则需要按照监管要求和流程进行相关操作，在得到监管方的认可和同意之后，通过授权码或授权指令使机器人进行施药工作，授权码或授权指令可通过密码的方式，以手机短信、远程控制形式等多种手段来实现。

智能施药设备在施药作业前，需要就施药作业的实时数据，通过自动采集、刷标签、结合人工输入将包括施药作业位置与时间信息、施药的药物品种信息、生产厂家信息、生产日期信息、药物稀释浓度信息、药液使用量信息、施药作物种类与品种信息上传和／或加密上传至管理者和／或监管者的支持系统平台上，支持系统平台可通过相关管理子程序和／或监管子程序和／或检索子程序根据所接收的实时数据立即实时实现自动和／或人工进行甄别、比对、选择授权形式及进行相应的授权，智能施药设备或相关施药者在接收到授权后方可进行后续的施药工作。

为了方便工作，施药工作实时数据的上传可以采用固定时间上传和／或报操和／或报卡，授权关闭、授权开启功能也仅作为管理者和／或监管者的监管权限及手段。

② 监管指导与监管调整：

结合管理模块当中的比对功能，判断用户的施药作业是否符合有关规定和操作流程，通过对监管客户的当前作业状况、历史作业状况、综合作业水平、标准作业程序、

施药人员结构与变化、施药作业、历史施药作业、综合施药水平、作业改进情况、农药使用情况等作出综合打分和评判，以作为对客户实行进一步监管、考核、监管措施及监管内容重新调整的依据，使监管功能、监管内容、监管措施与时俱进。

5、显示模块：

智能施药设备的显示模式，是能够与32嵌位入式单片机核心控制模块、电脑、移动设备等相互兼容、可安装、可连接的固定设备或可移动设备如iPAD。

⑴、固定式屏显或可移动的iPAD屏显模块具有多格式数据的存贮、记忆、调取、播放、扫描、照相、摄像、WIFI联网、上传和／或上报文件多种功能；

⑵、固定式屏显或可移动的iPAD屏显模块上可固定显示生产厂家、使用者、监管者的名称及相关信息，生产厂家的信息不可更改，使用者、监管者的相关信息可以预留和授权增加，授权增加后不可和／或仅有几次更改许可；

⑶、固定式屏显或可移动的iPAD屏显模块上的操作键盘还可以进行各种作业指令、参数的设定、输入和执行；

⑷、固定式屏显或可移动的iPAD屏显模块上的操作键盘可调用其各项功能程序，可实现任意一个完整工作路线的初始设定和输入，不设置则不能工作，有最新的10个操作记忆功能并可以任选其一进行工作；

⑸、固定式屏显或可移动的iPAD屏显模块的界面具有主界面、子界面和、各种功能界面、各种模式界面，各界面同时具有选择、参数输入、修改等多各种需求的相关操作功能；

6、保护模块：

智能施药设备具有各种测障、判断、避障、防撞、警示、提醒、通知等多种功能。

⑴、在施药作业过程中出现故障且当故障正确解除后具有断点续航功能；

⑵、当雾化停止施药工作部件断电待机等待下步任务命令时，当已实现一个完整的工作路线时智能施药设备可自动返回至作业起始点；

⑶、在执行断点续航功能时，当完成一个完整的工作路线后任何非致命性故障可断点续航返回起始点；

⑷、在执行断点续航功能时，当未完成一个完整工作路线的任何非致命性故障可自动报警到指定的绑定手机上并停在原点待命，当操作者正确解决故障后方可断点续航，此时的断点续航通过相对应的续航按钮实现。

⑸、智能施药设备通过保护子程序，包括各种异常保护程序，包括错误命令的分析、提醒，致命性命令的分析、保护执行，以及各种自动感应与识别设备，实现工作终点和／或过程中突发状态的防碰撞保护、紧急停车保护、紧急规避保护、紧急通知等功能。

7、通知模块：

⑴、智能施药设备的人机短信交流GPRS模块可以通过手机短信的形式将多项相关施药作业基本信息、状态、结果，包括位置、时间、药品、浓度、作业时长、作业人员、施药流程等信息发送至预设的多名管理者的手机上，当然，这些信息也可以同时实现存贮、上传、调取等；

⑵、GPRS模块预设的多名管理者的手机号码可以由使用者直接输入；

⑶、GPRS模块预设的多名管理者的手机号码经由监管者、管理者远程输入和／或通过授权码由使用者输入。

8、定位模块：

GPS模块可以自动定位、采集、存贮当前作业具体位置信息的数据采集和存贮，也可以通过GPS与北斗单独和／或联合定位确定施药方位和具体位置。

9、互联网模块：

如图11、图12所示，通过WIFI、Internet接口的置入与集成，实现整个施药作业过程的全程数据的监管上传，实现各种监管指令的实时接收。

通过物联网与云计算技术的应用，实现对整个施药作业状态，包括位置、时间、药品、浓度、作业状态、作业人员、施药流程等整个作业状态的全方位实时监督与监管。

在物联网云计算平台中，通讯层面施药数据通过无线或者有限传输方式输送到施药数据库服务器中，通过施药数据库服务器将所有施药数据上传至Internet网络段服务器，通过网络端服务器对施药数据进行分析与处理。云端服务器对施药基础信息进行采集、分析，云端服务器对施药数据进行实时分析。操作人员、监管人员可对云端施药分析数据进行预警值设置，云端服务器可根据设置的预警值对施药作业系统进行判断，通过远程桌面或手机等方式对施药过程全程进行预警、监督、监控、干预。

10、服务与学习模块：

通过包括相关种植技术信息（包括文档与视频）、种子销售信息、市场行情信息、法规与政策信息等数据的置入与实时更新，实现一机多能和更好地服务客户。

（三）、关于支持系统平台：

根据不同客户的实际规模和需要，订制不同的支持系统平台。

五、其它药液雾化方式的使用和采纳：

考虑到部分用户的施药喜好和特殊要求，药液雾化部分除可以采用超声雾化工作原理的同时，还可以根据特殊需要采用超声雾化工作原理以外的其他雾化工作方式。

（一）、高压泵式；

（二）、高压喷嘴式；

（三）、柴汽油马达尾气雾化与输送的文丘里原理式；

（四）、电动弥雾式；

六、本产品的使用目标

发明优选适用于相对封闭的施药环境，而对于本发明的施药目标并没有什么特殊要求，即可以是确定施药目标，也可是不确定施药目标，而所述不确定施药目标可以是无固定形态的空气，如房间的甲醛处理，而所述确定施药目标为封闭环境内有固定形态的无生命体和/或有生命体，如农作物或农产品或农业设施等，如对农作物或农产品或农业设施的除虫和/或除病和/或除残留农药和/或消毒防疫和/或生长发育调节等。但就效果而言，本发明在农业领域尤其是农作物生长用保护设施、大型公共场所的施药、消毒、净化环境等效果最为显著，如对所述农业设施的施药目的是可以消毒和/或除病和/或除虫和/或免疫和/或生产无抗生素产品等目的。相比现有技术都具有优异性。

其所使用的药物在形态上可以为固剂或粉剂或悬浮剂或药液剂或油剂，所述农药或溶液在挥发性上可以具有挥发性也可以不具有挥发性；在属性上为化学活性物或生物活性物，生物活性物可包括有生物学活性的单种或多种单细胞生物（如微生物）或提取物或培养物或发酵物和∕或有生物学活性的单种或多种蛋白质（如生物酶）或提取物或培养物或发酵物和∕或单种或多种有生物学活性的单细胞生物和蛋白质或提取物或培养物或发酵物的复合体，而所述生物活性物药液的配置可以是厂家出厂前完成的配置，也可以是使用者布放前完成的配置；

所述施药目的为对封闭环境内空气进行消毒和/或除菌和/或除虫和/或除臭和/或除甲醛等空气净化目的，也可以是农作物或农产品或牲畜的除虫和/或除病和/或除残留农药的微肥、除草、杀虫、杀菌、消毒等目的。

七、下面以几个实施例说明其技术效果：

如图1～12所示，下面以最简单的实施例为例说明本发明的工作方式。

实施例一：不同施药方法利用 3% 啶虫脒乳油对设施温室黄瓜蚜虫防治效果的分析与比较

本实施例实验设备：使用本发明上述图2所示的的智能施药设备。

该智能施药设备包括以下装置：施药装置、中控装置、行走装置、外部交互装置、机架、供电装置。

施药装置包含的组件：设有送风机及进风通道的动力气流的输入组件；阶梯式雾化室220，该雾化室处于智能施药设备的最底层，带有溢液电磁阀的雾化室210，该雾化室处于阶梯式雾化室220的上面位置；每个雾化室中包含有由10个超声波振荡器单元组成的集成式超声振荡装置2套，带有溢液电磁阀的雾化室210中的集成式超声振荡装置具有可输出雾化停止弱电信号的信号导出电源线；可以上下和左右摆动的药物颗粒的气态流的输出组件的蜗壳式气流输送装置；供液采用药液箱500的方式进行供液；出药口310为同侧式排列。

中控装置包含的部件有：运动控制与任务管理控制电路板600，包含有各种控制主程序610和控制子程序611；环境检测模块631（温湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、光照采集仪等），包含有红外热成像探测装置632、超声波循迹探测装置620、电子陀螺仪670；数据模块640，包括有农药信息库、用户基本信息库、施药作业信息库、病虫害信息库、图像数据库等。

行走及升降装置包含有：驱动机构400，包括无刷直流电机420、行走电机421、升降电机422、清洗电机423、传动装置440、驱动轮430等。

外部交互装置：包含有扫码与扫描装置690、液晶显屏700、GPS定位装置、GPRS通知装置、Wifi端口、遥控器等。

非化学生理极性水溶剂装置800：可以制备PH2-13的非化学生理极性水溶剂，本实施例采用PH7的非化学生理极性水溶剂。

供电装置包含有：48V120AH锂电池411共2块。

机架110一套，以上整个装置都被安装于机架上。

其中：

屏显装置的界面具有一级界面、二级界面等多级界面，如机器人施药模式、功能模块、管理模块、各个控制按键、各个功能按键等，当选择施药设备屏显界面或选择相关按键时便伴有亮光、亮灯或声音等提示。

气源为空气。

本实施例智能施药设备使用方法如下：

1、 选择施药场所：

本试验组选择在北京市海淀区辛力屯某基地进行试验，温室尺寸为：长×宽×高﹦65m×7.5m×3.5m，种植作物为黄瓜，植高1.7m，垄距100cm，垄宽50cm，株距40cm，防治黄瓜蚜虫，选用农药品种：3%啶虫脒乳油；

2、 将智能施药设备移至该温室内门口位置处，打开智能施药设备电源开关使开，打开GPS、Wifi、屏显，在屏显中录入与存贮管理者或监管方的GPRS手机号码、录入并存贮施药人员的相关信息；

3、 在屏显界面选择、勾定确定相关施药模式、任务模式、施药参数等基本信息：

⑴、 施药基本模式选择：

① 施药方式：勾选模式2，两个施药单元在同侧的上下形式，即一个施药单元在升降导轨同侧的下面位置处，另一个施药单元在升降导轨同侧的下面位置处；

② 行走路线：勾选直线行走；

⑵ 、任务参数设定：

① 施药零点、施药终点、折返速度的设定与勾选：零点为刚进入温室的起点，因智能施药设备长度为100cm，故终点设定为63.m，起始点各预留50cm为安全距离，折返速度勾选为0.125m／s（也可以不用单独设定，直接选勾）；

② 行走速度：勾选匀变速行走，即“O速□---匀速□---O速□---折返□”模式，在“□”中需要输入设定的具体数值，“O速□”中的“□”需要输入需要停留的时间（单位：秒），“匀速□”与“折返□”中的“□”需要输入需要匀速行走的速度具体数值（单位：m／s）；

③ “O速□”“□”：勾选或设定为20秒；

④ “匀速□”“□”：勾选或设定为0.07米／秒；

⑤ “折返□”“□”：勾选或设定为0.125米／秒（也可以不用单独设定，直接选勾“匀速□”“□”中的设定速度，只是折返时间较长而已）；

这样，智能施药设备的行走方式基本为O速施药—匀速施药—O速施药—折返；整个过程中，“O速□”为42次，用时840秒，约14分钟，“匀速□”为41次（42次×150cm=63m），用时900秒，约15分钟，折返距离64m，用时512秒，约9分钟；本次试验施药总计用时约38分钟；

⑥ 故障通知及重启模式：

当遇到故障需要人工解决时，有“断点等待”和“断点返回”两种模式；

“断点等待”是在故障断点处先人机对话再在断点处等待，人工解决后直接在断点处继续作业；

“短点返回”是在故障断点处先人机对话再返回施药工作起点（O点）处，人工解决后行驶至断点处开始“断点续航”作业；

本试验勾选选择“短点返回”和“断点续航”；

⑵、 施药出药口位置、施药出药口摆动的选择与设置：

①、 施药出药口位置：因本试验温室在紧靠墙体的位置处具有可供智能施药设备通行的道路，黄瓜全部栽培在道路的同一侧，故选择两个施药单元的出药口全部朝向黄瓜一侧；

②、 施药出药口摆动范围：

选择在上下10°范围内摆动，以提高施药效果；

4、 农药药品的扫码及与数据库进行比对：

将农药袋上的信息码在扫码位置进行扫码，如果是合格的（管理者或监管方在数据库当中提前设定）绿色防控农药品种，屏显中会提醒继续进行下步施药工作，如不是合格的如是禁用农药品种，机器就会有报警提醒，并通过GPRS或网络通知管理者或监管方，机器功能同时锁死，重新施药时需要管理者或监管方进行授权码激活方可进行；

本试验农药品种符合绿色防控要求，扫码通过，提醒可以进入下步工作；

5、 非化学生理极性水溶剂的制备与药液制备：

① 非化学生理极性水溶剂的制备：

将自来水与非化学生理极性水溶剂装置接通，打开自来水龙头，启动非化学生理极性水溶剂装置开关，将PH值调为7，用容器取7.5升PH=7的非化学生理极性水溶剂；

② 农药药液的制备与分配：

在兑药容器中将30毫升3%啶虫脒乳油农药用PH=7的非化学生理极性水溶剂7.5升稀释兑好后，将稀释兑好的所述药液通过过滤网过滤并加入到智能施药设备的药液箱中；

其中，往处于上层雾化单元的带有溢液电磁阀的雾化室210的药液箱中加入3.5升，往处于下层雾化单元的阶梯式雾化室220的药液箱中加入4升，旋紧各自药液箱药盖，将药液箱放置在智能施药设备的各自药液箱位置处；

③ 开始施药：

启动机器人控制开关至开或使用遥控器遥控，使机器人开始按照已经设置好的各种指数与参数，在控制程序控制下自行进行无人施药工作；

6、 两个雾化单元施药工作完成的先后顺序：

由于处于上层雾化单元的带有溢液电磁阀241的雾化室210的药液箱中加入了3.5升的药液量，会最先雾化完其中的药液；

处于下层雾化单元的阶梯式雾化室220的药液箱中加入4升的药液量；当处于最上层雾化单元的带有溢液电磁阀241的雾化室210雾化结束时，位于其中的雾化装置会传递出雾化停止的弱电信号，溢液电磁阀241会同步实现感应，升降电机422开启，使其自动降至下层雾化单元阶梯式雾化室220的上面适当固定位置处，溢液电磁阀241打开，药液溢入下层雾化单元的阶梯式雾化室220当中，溢液电磁阀241自行关闭，上层雾化单元的带有溢液电磁阀241的雾化室210彻底停止工作，其雾化室中没有残留的药液量；

当处于最下层雾化单元的阶梯式雾化室220当中最佳液位250达到极限时，药液箱中的药液已供液完毕，位于其较高阶梯式位置处的雾化装置首先停止雾化工作，但处于其中的残留药液会逐渐通过溢流道243流入位于较低阶梯式位置处的雾化装置220中，直至其也停止雾化工作；

7、 施药过程与施药信息的人机互动：

当施药过程中出现任何障碍或故障时，外部交互装置会自行实现并采取各种规避、警示、停止等步骤，当仍然不能正常工作时，会自行与上述2步骤中录入的管理者或监管方通过GPRS或网络实现人机互动，由管理者或监管方进行相关处理后继续进行施药工作，本试验过程中，施药装置选择执行故障返回工作起点（O点）的断点返回和断点续航等功能。

当施药作业完成后，结束通知会通过GPRS或网络通知管理者或监管方实现人机互动；同时，整个施药作业信息、温室内的农业气象数据等等都可以通过调阅机器人的相关数据库或在监管信息库中实现实时地监控与监管。

本实施例对照组使用设备：为市场上常见的背负式手动摇杆喷雾器。

本实施例中不同施药装置利用 3% 啶虫脒乳油对保护地旺盛生长期黄瓜蚜虫的防治效果：

本实施例采用的方法：按3%啶虫脒乳油稀释250倍用量，即将30毫升3%啶虫脒乳油用PH=7的非化学生理极性水溶剂7.5升稀释，并按要求将7.5升稀释药液分别放入本发明施药装置中进行施药，共使用30毫升3%啶虫脒乳油和7.5升稀释药液；

现有技术使用背负式手动摇杆喷雾器，按3%啶虫脒乳油500倍用量，即将30毫升3%啶虫脒乳油用PH=7的非化学生理极性水溶剂15升稀释到背负式手动喷雾器中喷洒，共使用90毫升3%啶虫脒乳油和45升药液。

分别于药后1天和2天检查保护地黄瓜幼苗上的蚜虫活虫数，计算防治效果，并统计实际用药总量和稀释水剂药液用药总量。

本发明与常规背负式手动喷雾器施药器械在农业保护地设施温室中的应用及特点比较如下：

表1： 不同施药方法防治设施温室黄瓜蚜虫的防治效果比较

结果表明，药后1天和药后2天，背负式手动喷雾器和本发明对保护地黄瓜蚜虫均有较好的防治效果。但本发明较背负式手动喷雾器在具有相同药效的情况下，具有很明显的省药（省药66.7﹪）、省水（省水83.3﹪）的效果，且施药过程无需施药人员接触。

实施例二：不同施药方法利用植源性生物农药品种辣椒素膏对设施温室草莓红蜘蛛防治效果的分析与比较。

本实施例实验组设备：使用本发明上述图4所示的的智能施药设备。

该智能施药设备包括以下装置：施药装置、中控装置、行走装置、外部交互装置、机架、供电装置。

施药装置包含的组件：设有送风机320及进风通道的动力气流的输入组件321；阶梯式雾化室220；每个雾化室中包含有由10个超声波振荡器单元组成的集成式超声振荡装置2套；可以上下和左右摆动的药物颗粒的气态流的输出组件300的蜗壳式气流输送装置322；供液采用药液槽510泵式供液，由供液泵512将药液槽510中的药液通过供液泵泵入雾化室220当中，当药液液位超过最佳液位250时，多余的药液会自动流入药液槽510当中，当药液槽510中没有药液可供时，药液槽510中的药液液位传感器会自动使供液泵512关闭并停止供液。

中控装置包含的部件有：运动控制与任务管理控制电路板600，包含有各种控制程序610和控制子程序611；环境检测模块631，包含有红外热成像探测装置632、超声波循迹探测装置620、电子陀螺仪670、温湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、光照采集仪等；数据模块640，包括有农药信息库、用户基本信息库、施药作业信息库、病虫害信息库、图像数据库等。

行走装置包含有：无刷直流电机、传动与驱动装置、驱动轮等。

外部交互装置：包含有扫码与扫描装置、液晶显屏、GPS定位装置、GPRS通知装置、Wifi端口、遥控器等。

非化学生理极性水溶剂装置800：可以制备PH2～13的非化学生理极性水溶剂，本实施例采用PH7的非化学生理极性水溶剂。

供电装置包含有：AC220V交流电源412、交直流逆变频装置413、绞线装置与70m长的有线线源454；其中：绞线装置450包含有线源收揽过紧打滑装置456、线源收揽应力传感装置457、线轴支架451、线轴452、线轴轴承453、线源限位盘455等。

机架100一套，以上整个装置都被安装于机架上。

其中：

屏显装置700的界面具有一级界面、二级界面等多级界面，如机器人施药模式、功能模块、管理模块、各个控制按键、各个功能按键等，当选择施药设备屏显界面或选择相关按键时便伴有亮光、亮灯或声音等提示。

气源为空气。

本实验组智能施药设备使用方法、步骤与上述施药实施例一基本相同，在本实施例二当中不再重复介绍，仅就如下有区别的部分进行单独说明：

1、 雾化单元雾化室的结构区别：

实施例一：雾化单元为上下层、出药口同侧式排列，上层雾化单元的雾化室210是带有溢液电磁阀241，下层雾化单元的雾化室为阶梯式雾化室220，上层雾化单元雾化室的雾化装置具有能够传递雾化停止弱电信号的传导线源；

实施例二：雾化单元为上下基本同层、出药口同侧式排列，且两个雾化单元的雾化室均为阶梯式雾化室220；

2、 供液方式的区别：

实施例一：采用药液箱520方式进行供液；

实施例二：采用药液槽510泵式512方式进行供液；

3、供电方式的区别：

实施例一：采用2块48V120AH锂电池411供电；

实施例二：采用AC220V交流电源412供电，包含有：AC220V交流电源412、交直流逆变频装置413、绞线装置450与70m长的有线线源；其中：绞线装置450包含有线源收揽过紧打滑装置456、线源收揽应力传感装置457、线轴支架451、线轴452、线轴轴承453、线源限位盘455等。

在兑药容器中将40克植源性农药辣椒素膏用PH=7的非化学生理极性水溶剂7.5升稀释兑好后，将稀释兑好的所述药液通过过滤网过滤并分别加入到智能施药设备的两个药液槽中；

其中，往一个雾化单元的阶梯式的雾化室药液槽中加入上述兑好的辣椒素膏药液3.5升，往另一个雾化单元的阶梯式雾化室药液槽中加入兑好的辣椒素膏药液4升；

在施药的过程中，加入了3.5升药液量的那个阶梯式雾化单元雾化室药液槽中的药液会最先雾化结束，位于其较高阶梯式位置处的雾化装置首先停止雾化工作，但处于其中的残留药液会逐渐通过残留药液溢流道流入位于较低阶梯式位置处的雾化装置中，直至其也停止雾化工作；另一个雾化单元的阶梯式雾化室也遵循相同的原理和过程，直至所有的阶梯式雾化单元的所有雾化室全部停止雾化工作。

本实施例对照组使用设备：为市场上常见的背负式手动摇杆喷雾器。

实施例二中不同施药方法利用植源性生物农药品种辣椒素膏对设施温室草莓红蜘蛛防治效果的分析与比较：

本发明采用的方法：植源性农药辣椒素膏稀释190倍液，即将20g／瓶的辣椒素膏2瓶用PH=7的非化学生理极性水溶剂7.5升稀释，并按要求将7.5升稀释药液分别加入本发明施药装置的两个药液槽当中，共使用40g辣椒素膏和7.5升稀释药液；

现有技术使用背负式手动摇杆喷雾器，按植源性农药辣椒素膏稀释380倍液用量，即将20g／瓶的辣椒素膏2瓶用PH=7的非化学生理极性水溶剂15升稀释到背负式手动喷雾器中喷洒，共使用80g辣椒素膏和30升药液。

分别于药后1天和2天检查保护地草莓植株上的蚜虫活虫数，计算防治效果，并统计实际用药总量和稀释水剂药液用药总量。

本发明与常规背负式手动喷雾器施药器械在农业保护地设施温室草莓中的应用及特点比较如下：

表2： 不同施药方法防治设施温室草莓红蜘蛛的防治效果比较

结果表明，由于辣椒素因具有极强烈的刺激性，人工无法喷施，无法采用背负式手动喷雾器施用，故未形成对照试验；本发明通过药后1天和药后2天的数据表明对保护地草莓红蜘蛛具有较好的防治效果，能够基本满足生产实际的防治要求。

因本发明施药过程无需施药人员与所施药品直接接触，扩大了农药品种的选择范围，特别是一些具有极强烈刺激性的植源性农药品种的推广应用，有利于提高农产品的食品安全质量水平。

实施例三：不同施药方法利用“嘧菌•乙嘧酚”＋“异菌•氟啶胺”对设施温室番茄灰霉病防治效果的分析与比较。

本实施例实验组设备：使用本发明图7所示的智能施药设备。

该智能施药设备包括以下装置：施药装置、中控装置、行走装置、外部交互装置、机架、供电装置。

施药装置包含的组件：设有送风机及进风通道的动力气流的输入组件；阶梯式雾化室220；每个雾化室中包含有由10个超声波振荡器单元组成的集成式超声振荡装置2套；可以上下和左右摆动的药物颗粒的气态流的输出组件的蜗壳式气流输送装置322；供液采用药液槽510泵式512供液，由供液泵将药液槽中的药液通过供液泵泵入雾化室当中，当药液液位超过最佳液位250时，多余的药液会自动流入药液槽当中，当药液槽中没有药液可供时，药液槽中的药液液位传感器会自动使供液泵关闭并停止供液。

中控装置包含的部件有：运动控制与任务管理控制电路板600，包含有各种控制程序610和控制子程序611；包含有红外热成像探测装置632、超声波循迹探测装置620、电子陀螺仪670；本实施例智能施药设备无数据库、无施药监管系统、无GPRS短信通知功能、无扫描装置、无环境检测模块、无网络系统。

行走装置包含有：无刷直流电机、传动与驱动装置、驱动轮等。

外部交互装置：包含有液晶显屏700等。

药液稀释溶剂：普通自来水。

供电装置包含有：采用AC220V交流电源412供电，包含有：AC220V交流电源412、交直流逆变频装置413、绞线装置450与70m长的有线线源；其中：绞线装置450包含有线源收揽过紧打滑装置456、线源收揽应力传感装置457、线轴支架451、线轴452、线轴轴承453、线源限位盘455等。

机架110一套，以上整个装置都被安装于机架上。

其中：

屏显装置的界面具有一级界面、二级界面等多级界面，如机器人施药模式、功能模块、管理模块、各个控制按键、各个功能按键等，当选择施药设备屏显界面或选择相关按键时便伴有亮光、亮灯或声音等提示。

气源为空气。

本实施例三实验组智能施药设备结构、使用方法、步骤与上述施药实施例基本相同，在本实施例三当中不再重复介绍，下面仅就兑制药液使用溶剂方法的区别进行单独说明：

兑制农药药液溶剂的区别：

实施例一和实施例二：采用机器人自带的非化学生理极性水溶剂装置制备非化学生理极性水溶剂作为农药的稀释溶剂；

实施例三：采用普通的自来水作为农药的稀释溶剂；

本实施例对照组使用设备：为市场上常见的背负式手动摇杆喷雾器。

使用背负式手动喷雾器和本发明测定不同施药方法利用“嘧菌•乙嘧酚”＋“异菌•氟啶胺”对设施温室番茄灰霉病防治效果。

实施例三中不同施药方法利用“嘧菌•乙嘧酚”＋“异菌•氟啶胺”对设施温室番茄灰霉病防治效果的分析与比较：

“嘧菌•乙嘧酚”：其中：总有效成分含量40%，乙嘧酚含量25%，嘧菌酯含量15%，悬浮剂，每袋15克；

“异菌•氟啶胺”：其中：总有效成分含量40%，氟啶胺含量20%，异菌脲含量20%，悬浮剂，每袋25克；

本发明采用的方法：按40%“嘧菌•乙嘧酚”悬浮剂15克稀释500倍用量，40%“异菌•氟啶胺”25克稀释300倍用量，即将1袋40%“嘧菌•乙嘧酚”悬浮剂15克和1袋40%“异菌•氟啶胺”悬浮剂25克用自来水7.5升稀释至一个药液容器当中，并按要求将7.5升稀释药液分别放入本发明施药装置中进行施药，共使用各1袋的“嘧菌•乙嘧酚”、“异菌•氟啶胺”悬浮剂和7.5升稀释药液；

现有技术使用背负式手动摇杆喷雾器，按40%“嘧菌•乙嘧酚”悬浮剂30克稀释500倍用量，40%“异菌•氟啶胺”50克稀释300倍用量，即将2袋40%“嘧菌•乙嘧酚”悬浮剂30克和2袋40%“异菌•氟啶胺”悬浮剂50克用自来水15升稀释至一个药液容器当中，并按要求将15升稀释药液加入背负式手动摇杆喷雾器中进行喷洒施药，共使用4袋60克 “嘧菌•乙嘧酚”、4袋100克“异菌•氟啶胺”悬浮剂和30升稀释药液。

分别于药后1天和2天检查保护地番茄幼苗上的灰霉病病斑数，计算防治效果，并统计实际用药总量和稀释水剂药液用药总量。

本发明与常规背负式手动喷雾器施药器械在农业保护地设施温室中的应用及特点比较如下：

表3： 不同施药方法防治设施番茄幼苗期灰霉病的防治效果比较

结果表明，药后1天和药后2天，背负式手动喷雾器和本发明对保护地番茄灰霉病均有较好的防治效果。但本发明较背负式手动喷雾器在具有基本相同药效的情况下，具有很明显的省药（省药75﹪）、省水（省水75﹪）的效果，且施药过程无需施药人员接触。

实施例四：不同施药方法利用 ZN 高效微生物对室内装修除甲醛的祛除效果的分析与比较。

本实施例实验组设备：使用本发明图8所示的智能施药设备。

该智能施药设备包括以下装置：施药装置、中控装置、行走装置、外部交互装置、机架、供电装置。

施药装置包含的组件：设有送风机及进风通道的动力气流的输入组件；阶梯式雾化室220；每个雾化室中包含有由10个超声波振荡器单元组成的集成式超声振荡装置2套；供液采用药液槽510泵式512供液，由供液泵将药液槽510中的药液通过供液泵泵512入雾化室220当中，当药液液位超过最佳液位250时，多余的药液会自动流入药液槽510当中，当药液槽510中没有药液可供时，药液槽510中的药液液位传感器会自动使供液泵512关闭并停止供液。

中控装置包含的部件有：运动控制与任务管理控制电路板600，包含有各种控制程序610和控制子程序611；包含有红外热成像探测装置632、超声波循迹探测装置620、电子陀螺仪670；气态流输出组件的蜗壳式气流输送装置322的出药口310呈异侧式排列，没有上下和左右摆动的出药口角度调节装置330；本实施例智能施药设备无数据库、无施药监管系统、无GPRS短信通知功能、无扫描装置、无环境检测模块、无网络系统,。

行走装置包含有：无刷直流电机、传动与驱动装置、驱动轮等。

外部交互装置：包含有液晶显屏700等。

药液稀释溶剂：普通自来水。

供电装置包含有：48V120AH锂电池411共2块。

机架110一套，以上整个装置都被安装于机架上。

其中：

屏显装置的界面具有一级界面、二级界面等多级界面，如机器人施药模式、功能模块、管理模块、各个控制按键、各个功能按键等，当选择施药设备屏显界面或选择相关按键时便伴有亮光、亮灯或声音等提示。

气源为空气。

本实施例四实验组智能施药设备结构、使用方法、步骤与上述施药实施例基本相同，在本实施例四当中不再重复介绍。

本实施例对照组使用设备：为市场上常见的背负式手动摇杆喷雾器。

使用背负式手动喷雾器和本发明测定不同施药方法利用ZN高效微生物对室内装修除甲醛的祛除效果的分析与比较。

本实施例试验场所：墙面房顶刮腻涂白、墙裙刷漆、地面铺砖等的基本装修，有家具的新装修房屋120平方米。

实施例四中不同施药方法利用ZN高效微生物对室内装修除甲醛的祛除效果的分析与比较：

其中，试验组按ZN高效微生物稀释200倍用量，即将37.5ml的Z型高效微生物和37.5ml的N型高效微生物用清水7.5升稀释液，往处于上层雾化单元的阶梯式雾化室220的药液箱中加入3.5升，往处于下层雾化单元的阶梯式雾化室220的药液箱中加入4升，旋紧各自药液箱药盖，将药液箱放置在智能施药设备的各自药液箱位置处；本试验组共使用ZN型高效微生物75ml，自来水稀释液7.5L；

对照组同样按ZN高效微生物稀释200倍用量，即将75ml的Z型高效微生物和75ml的N型高效微生物用清水15升稀释到到背负式手动喷雾器中喷洒；本对照组共使用ZN型高效微生物150ml，自来水稀释液30L 。

分别对刚完成装修的室内进行喷洒处理，共处理6天，每天处理一次，每两天测定室内甲醛的数值，并统计实际用药总量和稀释用药总量。

表4 不同施用ZN高效微生物的方法对室内装修甲醛的去除效果比较

结果表明，背负式手动喷雾器和本发明施药装置使用ZN高效微生物对室内装修甲醛的去除效果均有很好的去除效果。但本发明较背负式手动喷雾器具有很明显的省药、省水、省工的效果，其中，省药省水效果均达到75%。

而可以预料的是，当本发明采用本发明提出的各种优化措施后将比目前的实验结果取得更好的技术效果。

最后说明：

1）在本申请说明书（包括说明书所有文字及所有附图）和技术方案中，术语“包括”和“容纳”以及其它类似表述意指“包括但是并不限于”，而且并不用于(并且不是)排除其它部分、添加物、构件或者步骤。

2）在本申请说明书（包括说明书所有文字及所有附图）和技术方案中，单数涵盖复数，除非上下文另有要求。特别地，当使用“一”表示不定冠词而不是特指数量“一个”时，“一”应被理解为既包括复数形式又包括单数形式，除非上下文另有要求。

3）本申请所公开的各种优选实施方式即便没有在同一实施例中阐述，也应该被理解成能够被应用于在这里描述的任何其它方面、实施例或者例子，除非与之不相容或在本文中被明确地排除在外，否则本申请所有没有穷尽的实施方式之间的组合或子组合都是在本发明的保护范围内。

4）本文中描述了关于本发明的各种方面、概念和特征的各种优选实施方式，但是这些描述不是本发明所有实施方式的完全或详尽的清单，除非有特别说明，否则该些描述并不表明这些特征是必需的，排他性的。本申请示例性优选方法或优选结构的描述不应被解读为仅限于该种实施方式，除非本申请说明书明确陈述为该种情况。

Claims (6)

1.一种智能施药设备，特征在于，其包括以下结构：

施药装置，其将药液或药粉喷洒到施药目标上，或者将超微药雾气流自由弥散或风散至施药目标所在环境；

中控装置，包括环境检测模块、运动控制模块、任务管理模块、数据模块；

外部交互装置，用于将所述智能施药设备的信息与外部进行交互；

行走装置，使得所述智能施药设备产生位移或者保持静止；

供电装置，为所述智能施药设备提供工作所需的电能；

机架，将各个装置整合成一个整体。

2.根据权利要求1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述行走装置包括带有齿轮减速器的伺服电机和/或无刷直流电机，设置在机架上的行走部件由与伺服电机和/或无刷直流电机连接的传动装置驱动行走；所述行走部件是行走轮、轨道或履带或三者的任意结合；

所述行走装置还包括陀螺仪，在路线学习模式下，通过在所述外部交互装置输入所述智能施药设备行走路径中关键点的坐标数据而生成行走路径，点与点之间生成的行走路径包括直线、任意曲线或二者的结合；

在路线学习模式下，还能通过外力驱动所述智能施药设备行走，所述陀螺仪感知和生成行走路径；

生成的所述行走路径保存到所述数据模块中，供所述任务管理模块预定和使用；

在工作中，所述陀螺仪对所述智能生物活性物布放设备的行走方向进行纠偏。

3.根据权利要求1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述外部交互装置包括人机交互界面、声光模块、数据通信模块；

其中：

人机交互界面，用于用户输入各种作业指令、参数设定及显示信息；

声光模块，用于接收语音、发光、发声；

数据通信模块，用于将所述智能施药设备采集的各种数据通过有线和/或无线方式与外部设备进行信息交换；

用户通过所述人机交互界面的输入或通过所述外部设备对所述智能施药设备进行控制，同时所述外部交互装置和/或所述外部设备在施药发生异常或施药结束时对用户进行实时告知；

当所述智能施药设备的工作因故暂停和/或施药工作结束时，根据所述任务管理模块中的预设，通过所述外部交互装置中的声光模块和/或数据通信模块告知用户，同时所述智能施药设备返回工作起始点或原地待命；

所述各种数据包括：施药位置、施药时间、药品信息、作业时长、作业人员、施药流程、空气温度、空气湿度、光照强度、光波长、紫外线指数、风力、风向、土壤温度、土壤湿度、土壤含氧量、土壤孔隙度、施药空间内氧气含量、施药空间内二氧化碳含量中的至少一个；

所述数据通信模块将所述各种数据发送至预设的管理平台或外部移动智能终端设备上；

所述智能施药设备还包括环境检测装置，其在所述环境检测模块的指示下用于对施药区域的环境进行检测与探测，得到的数据发回数据模块；

检测的对象包括施药区域的空气和/或土壤的至少一个参数，参数数据自动发送至数据模块，所述参数至少包括下列一个：

空气的：温度、湿度、光照强度、光波长、风力、风向、氧气含量、二氧化碳含量；

土壤的：温度、湿度、含氧量、孔隙度；

所述智能施药设备还包括外红热成像装置，所述环境检测模块通过对红外热成像形成的图像进行识别，以实时判断行走路径附近的路况，根据不同的判断结果指示所述运动控制模块控制所述智能施药设备进行不同的处理，所述处理包括继续行走、暂停行走、规避、返回、报警中的至少一种；

所述智能施药设备还包括超声波发射和接收元件，所述环境检测模块利用超声波来进行行走路径附近的障碍探测，以辅助进行实时路况的障碍避障、防撞判断；

所述环境检测模块还利用超声波来检测施药区域的植物高度，以提供用药种类和数量的参考；

所述环境检测装置还包括扫描与图像处理装置，所述扫描与图像处理装置通过扫描、捕捉、高倍识别、比对功能，来检测、分析、识别施药区域植物上的病虫害发生种类、危害指数及提供参考防治方案与防治方法；

所述扫描与图像处理装置与所述智能施药设备一体化设置或者分体式设置，采用分体式设置时，所述扫描与图像处理装置能从所述智能施药设备上取下以方便在更大范围内进行操作；

采集的图像包括药品使用、作业过程、植物体病虫害状况的相关数据、照片、视频，通过采集、记录并存贮到数据模块；当需要对植物体病虫害状况进行观察和图像采集时，图像采集装置具有放大、定格锁定、与数据库进行比对、数数、病虫害的危害指数判断、预警或预告、提供防治方法或建议多种功能；

所述供电装置为家用电网、工业用电网或使用太阳能的电力接入设备；或者为蓄电池；或者为所述电力接入设备与所述蓄电池的结合；

所述电力接入设备采用有线接入或无线接入的方式，所述智能施药设备使用交流电和/或直流电进行工作，交流电和/或直流电直接接入或者通过逆变频设备的交直流互变实现；

采用有线接入方式时，所述电力接入设备包括含轮轴打滑装置和张力传感器的自动收放线装置；或者电力接入设备包括含轮轴打滑装置和线源固定自由垂度装置的自动收放线装置；

当供电装置为所述电力接入设备与所述蓄电池的结合时，所述电力接入设备能够在为所述智能施药设备提供电能同时对所述蓄电池充电。

4.根据权利要求1所述的智能施药设备，其特征在于：

所述数据模块中存储有信息数据库，所述信息数据库包括下列中的至少一个：药品信息、施药信息、监管信息、学习信息、气象信息、病虫害信息、服务信息；

所述药品信息包括下列参数中的至少一个：推荐农药品种、禁用农药品种、专用农药品种、药品主要成分、化学性质、物理性质、有效间隔期、累计施药量；

所述信息数据库通过升级对其中的信息进行更新；

所述任务管理模块预设多个施药模式，并且能够通过所述外部交互装置对部分预设施药模式进行参数调整并保存为新的施药模式，或者直接增设新的施药模式；

通过所述任务管理模块能够实现施药模式的初始设定，并且自动记忆已完成的施药模式，用户通过选择记忆的施药模式进行工作；

所述智能施药设备还包括GPS和/或北斗自动定位装置，以采集和/或发送和/或存贮当前施药作业具体位置信息，所述自动定位模块能够将新采集的GPS位置信息与曾经作业存储在所述数据模块的GPS位置信息进行比对，如果在一定的容差范围内二者吻合，则用户能够选择预先存储在所述数据模块中的与此GPS位置信息对应的施药模式进行施药工作；

所述中控装置还包括扫描识别模块，

通过扫描和识别用于配置药液的药品的信息码，将读取的与药品相关的信息存入数据模块、或者通过用户在所述外部交互装置的输入获取与药品相关的信息存入数据模块；所述与药品相关的信息包括药品名称、规格、生产日期、有效期、针对的植物、针对的病害、使用方式、使用量、生产厂家、联系方式中的至少一个；

所述外部交互装置能够显示药品生产厂家、使用者和/或监管者的名称，生产厂家的信息不可更改，使用者和监管者的信息可以预留和授权增加，授权增加后的更改需要许可；

所述药品相关的信息上传至管理平台，所述管理平台能够对接收的数据进行甄别、比对、选择，并远程对所述智能施药设备通过授权密码进行授权，所述智能施药设备在接收到授权密码后，自动根据密码指令选择授权关闭、授权开启功能的其中一种功能才能够进行后续的施药工作；

所述外部交互装置的数据通信模块，根据所述中控装置的设定，施药过程中的各种实时采集数据以及所有存入所述数据模块中的数据能够通过所述外部交互装置中的所述数据通信模块发送至网络上的指定位置，用于数据备份或者用药监管；

所述中控装置还包括断点续航模块，当施药工作开始后，由各种原因导致的施药工作暂停时，由所述断点续航模块对施药工作进行断点标记，当工作条件恢复后，通过自动检测或者人机交互装置的用户输入，断点续航模块得到续航信号，继续完成所述断点之后的施药工作；

所述中控装置还包括紧急处理模块，用于错误命令的分析、提醒和保护性执行，以及工作路径上和／或工作过程中突发状态的防碰撞保护、紧急停车保护；

所述施药装置采用非超声雾化的雾化装置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的智能施药设备，其特征在于：

所述施药装置是超微雾化施药装置，其包括：

供液装置，容纳并提供施药装置使用的药液；

残液收集装置，将施药结束后的残留药液量降低至最低；

雾化发生装置，其包括至少一个雾化室，雾化室提供药液的雾化发生空间和雾化所生成的气态流输送通道；

集成式超声波雾化装置，对所述药液实施雾化作用，该集成式超声波雾化装置的雾化单元被布置为与所述药液流体接触，以对所述药液实施振荡作用使其雾化；

气流输送组件，其包括动力气流输入组件和气流输出组件，其中动力气流输入组件在所述超声波振荡装置不断的将所述药液雾化的同时，向所述雾化室不断的供应动力气流；所述气流输出组件，将所述动力气流与所述雾化药液形成的含有超微药物颗粒的气态流带走并施加于施药目标所在的环境内；

所述供液装置中具有搅拌系统；

所述施药装置的任一雾化室当中，包含有至少一个雾化单元，所述雾化单元由一个单独的雾化元件组成，或由多个雾化元件组成的集成式雾化装置构成，该雾化元件被布置为与所述药液流体接触，以对所述药液实施振荡作用使其雾化，所述雾化室通过控制电机实现最佳液位位移的移动；

所述施药装置还包括自动清洗装置，用于对所述雾化单元进行清洗；

所述雾化单元的振荡作用对药液进行搅拌或者辅助清洗；

所述供液装置包括药液箱和／或药液槽、供液泵；

所述残液收集装置包括液位传感装置、溢流电磁阀装置、残液收集装置、升降装置；

在同一雾化室当中的不同雾化单元，其雾化单元所对应位置的雾化室底部采用阶梯式分布，总有一个雾化单元处于阶梯的最低位置处；

当雾化装置停止工作时，处于雾化室最低位置处的雾化室底部设有溢流电磁阀装置，所述溢流电磁阀装置感应雾化室雾化单元输出的雾化停止弱电信号，并自动打开所述溢流电磁阀或将雾化室自动降至下一级雾化室上面的适当位置处并自动打开所述溢流电磁阀，将所述雾化室中的残留药液溢出并流入下一级的雾化室当中；

在下一级的雾化室与上一级雾化室的溢流电磁阀相对应位置处设置有收集上一级残留药液的收集装置，所述下一级雾化室残液收集装置的集液口位置高于其雾化单元的最佳工作液位的液位势位置；

溢流电磁阀装置、供液泵装置、升降装置通过感应并通过相应控制程序传导雾化室雾化单元输出的雾化停止弱电信号，实时自动完成供液泵停止供液、升降电机自动启动使上一级雾化室实时向下一级雾化室移动、上一级雾化室的溢流电磁阀自动开启将其残留药液通过溢流收集装置输入到下一级雾化室中、当残留药液收集结束后感应并自动关闭上一级雾化室的溢流装置的溢流电磁阀；

所述雾化室至少包括一个，采用一体式和／或分体式设计；多个所述雾化室通过联动机构的动作使各雾化室的工作液位势根据需要自由进行调整和排列组合，但其中总有一个雾化室始终保持最低的液位势；

所述供液装置为泵式和／或感应式和／或虹吸式方法供液；

雾化的药液在被施加于施药目标所在的环境之前通过等离子和／或负离子发生器和／或极性溶剂，使得雾化的药液带有OH¯和／或O³¯负电荷和／或极性；

所述集成式超声雾化装置的振荡工作频率在1~5MHz的范围内进行设置；

当药液雾化停止时所述外部交互装置进行实时人机反馈与提醒，所述施药装置断电，进入待机状态；

所述供液装置通过供液流道和／或供液口实现药液与所述雾化室之间的互通与供液，当药液供满所述雾化室的空间时，多余的药液自动流入所述供液装置的蓄液池中；

所述供液装置和所述雾化发生装置与药液直接接触的部分选用耐酸碱腐蚀的材质；

所述超微雾化施药装置为至少一个，采用一体式和／或分体式、单层或多层设置；

每个所述超微雾化施药装置设置至少一个所述气流输出组件、或者至少两个所述超微雾化施药装置共同设置一个所述气流输出组件，所述气流输出组件的出药口方向固定或者能够任意调节；

通过驱动所述联动机构，所述至少一个超微雾化施药装置能够实现不同位置的转换和重新组合排列，但总有一个超微雾化施药装置中的药液液位处于最低高度；

通过机械式悬挂平衡系统和／或电子陀螺仪使得至少一个超微雾化施药装置能够始终保持其最佳工作液位的动态平衡状态；

由所述气流输送组件输出的、所述动力气流与所述雾化药液形成的含有超微药物颗粒的气态流混合体的输送方向和范围具有可调整性，以适应不同的施药需求；

所述输送方向在上下和/或左右5°～10°之间可调，能够停止在希望的角度或者在希望的角度范围内可控地摆动；

所述雾化药液的超微液滴粒径在5-100微米范围内；

所述智能施药设备还包括质量与流量锁定装置，其通过扫描装置、分析软件、质量计量与感应装置、流量计量与感应装置、数据库联合实现对农药的使用质量、有效成分使用量、稀释溶剂使用量、稀释药液使用量、残留药液剩余量中至少一个参数的统计；

所述智能施药设备还包括极性水制备装置，用于将普通的自来水、矿泉水或纯净水制备成极性水，以提供配制药品的溶剂；

所述极性水制备装置包括膜过滤装置、磁化装置、电解装置、流量计量与输出装置，所述极性水溶剂供应装置与施药装置一体式和／或分体式配套或设计，所制备的极性水PH值在2-13之间。

6.一种使用智能施药设备进行施药工作的方法，其特征在于：

将如权利要求1-5任一项所述的智能施药设备放入工作环境；

启动所述供电装置后所述的智能施药设备开始进行施药准备和/或施药工作；

其中药液或药粉或超微药雾气流的成分根据施药的目的不同而不同，其中所述目的包括农药布施、微肥布施、除甲醛药液布施、生物活性物布施、除臭剂布施、空气清新剂布施或消毒药液布施；

所述工作环境为相对封闭环境；

所述相对封闭环境包括农作物生长用大棚、温室、拱棚、农产品储藏用冷库、保鲜库、气调库、仓库、宾馆、食品厂车间、医院、兽舍、饲舍、公共办公或私人居住场所或交通工具；

所述相对封闭环境内的施药目标为确定施药目标和/或不确定施药目标；

所述确定施药目标为所述相对封闭环境内有固定形态的无生命体和/或有生命体；所述不确定施药目标为所述相对封闭环境内的无固定形态的空气；

所述确定施药目标包括蔬菜、瓜果、花卉、蘑菇、药材、烟草、茶叶、禽畜养殖等农作物或农产品或农业设施；

施药目的是为对农作物或农产品除虫和/或除病和/或除残留农药和/或生物活性物布放和/或消毒，或者对农业设施消毒和/或除病和/或除虫和/或免疫和/或生产无抗生素产品和/或布放生物活性物，或者对公共办公和/或私人居住场所和/或交通工具环境进行消毒和/或除菌和/或除虫和/或除臭和/或除甲醛和/或空气净化和/或生物活性物布放。