CN107897159A - 一种可回收农药喷洒装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可回收农药喷洒装置，包括：储药箱；以及喷药通路，其入口与储药箱连通，出口与喷杆一端连通；回收回路，其入口与收集盘连通，出口与储药箱连通；安全回路，其入口与储药箱连通，出口与喷药通路出口连通；喷杆，其另一端均匀设置有多个喷头，用于喷洒药液；多个收集盘，其分别设置在喷头轴向下方，用于回收药液。本发明所述的可回收农药喷洒装置，能够对花洒喷头中心流下的大滴农药进行回收，农药喷洒均匀，利用率高。本发明还公开了一种可回收农药喷洒装置的控制方法，能够通过待喷药植物的面积以及喷头距离地面的高度，控制第一压力泵转速并对植物进行农药喷洒，使得植物能够被充分均匀喷洒药物，喷洒效率高且农药利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及农用机械领域，更具体的是，本发明涉及可回收农药喷洒装置及其控制方法。
背景技术
目前对于农业领域，喷洒农药是对农作物进行杀虫的重要手段，但是农作物对农药量的承受力有限，用量过少不能有效消灭农作物上的害虫，用量过大则会导致农作物也被灭杀。因此，通常使用带有喷洒花洒的喷洒装置进行喷洒，喷出伞状雾滴，使其能够均匀喷洒到农作物上，但是，目前对农田、农作物进行农药喷洒所采用的花洒喷头在喷洒伞状雾滴的同时会有一部分农药呈大滴液体从圆形中心持续下流，导致部分农田、农作物的农药量过高，既危害农田、农作物，也造成了农药的浪费，致使农药喷洒不均匀，喷洒效率低且农药资源浪费严重；另一个问题是农药在喷洒过程中，不能充分根据植被面积进行有效喷洒，导致部分植被没有被喷洒农药，亦或超出植被面积喷洒造成农药浪费。
发明内容
本发明的一个目的是设计开发了一种可回收农药喷洒装置，能够对花洒喷头中心流下的大滴农药进行回收，使得农药喷洒均匀，利用率高。
本发明的另一个目的是设计开发了一种可回收农药喷洒装置的控制方法，能够通过待喷药植物的面积以及喷头距离地面的高度，控制第一压力泵转速并对植物进行农药喷洒，使得植物能够被充分均匀喷洒药物，喷洒效率高且农药利用率高。
本发明提供的技术方案为：
一种可回收农药喷洒装置，包括：
储药箱；以及
喷药通路，其入口与所述储药箱连通，出口与喷杆一端连通；
回收回路，其入口与收集盘连通，出口与所述储药箱连通；
安全回路，其入口与所述储药箱连通，出口与所述喷药通路出口连通；
喷杆，其另一端均匀设置有多个喷头，用于喷洒药液；
多个收集盘，其分别设置在所述喷头轴向下方，用于回收药液。
优选的是，所述喷头为棱柱形，其外围呈圆周式设置有多个喷孔。
优选的是，所述收集盘为船型，其前端呈锥型，尾端为竖直平面，船身为流线型曲面且中间设置有凹坑。
优选的是，所述喷药通路包括：
过滤器，其入口与所述储药箱连通，出口与第一压力泵入口连通，用于过滤药液中的颗粒物；
第一压力泵，其出口与第一安全阀入口连通，用于抽取储药箱的药液
第一安全阀，其出口与所述喷杆连通。
优选的是，所述回收回路包括：
第二压力泵，其入口与所述收集盘连通，出口与第二安全阀的入口连通，用于抽取收集盘内回收的药液；
第二安全阀，其出口与所述储药箱连通。
优选的是，所述安全回路包括：
第三安全阀，其与所述过滤器和第一压力泵并联，其入口与所述储药箱连通，出口与所述第一压力泵出口和第一安全阀入口处连通。
优选的是，还包括：
重力传感器，其分别设置在所述收集盘底部，用于检测收集盘内药液重量；
压力传感器，其设置在所述第一压力泵入口处，用于检测第一压力泵入口处压力；
高度传感器，其设置在所述喷杆两端，用于检测喷杆两端距离地面的高度；
面积传感器，其设置在靠近喷头处，用于检测每一株待喷药植物的面积；
控制器，其与所述重力传感器、压力传感器、高度传感器、面积传感器、第一压力泵和第二压力泵连接，用于接收所述重力传感器、压力传感器、高度传感器和面积传感器的检测数据并控制所述第一压力泵和第二压力泵工作。
相应地，本发明还提供一种可回收农药喷洒装置的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：所述面积传感器检测待喷药植物的面积以及高度传感器检测喷杆两端距离地面的高度，控制器接收检测数据并控制所述第一压力泵工作进行农药喷洒，所述第一压力泵叶轮转速为：
其中，ρ为药液密度，单位kg/m3；g为重力加速度，单位m/s2；h1、h2分别为高度传感器检测的喷杆两端距离地面的高度，单位m；S为面积传感器检测的每一株待喷药植物的平均面积，单位m2；ξ为第一压力泵叶轮上叶片的弯曲情况；c为第一压力泵叶轮级数；l为第一压力泵叶轮上叶片的长度，单位m；N为第一压力泵叶轮上叶片数量；n为第一压力泵叶轮转速，单位r/min；
步骤2：所述重力传感器检测收集盘内收集药液重量，当其中任意一个重力传感器检测的药液重量大于第一阈值时，控制器控制第二压力泵工作，抽取收集盘内的药液回流至储药箱，直至重力传感器中检测的最大重量值小于第二阈值时，控制器控制第二压力泵停止工作，以此往复工作。
优选的是，当压力传感器检测第一压力泵入口处压力大于第三阈值时，控制器控制第一压力泵停止工作并打开第三安全阀；直至压力传感器检测第一压力泵入口处压力小于第四阈值时，控制器关闭第三安全阀并控制第一压力泵工作，以此往复工作。
优选的是，还包括：
当所述第一压力泵叶轮上叶片为后弯叶片时，ξ＝1；
当所述第一压力泵叶轮上叶片为前弯叶片时，ξ＝0.5；
当所述第一压力泵叶轮上叶片为前后弯叶片时，ξ＝0.8；
当所述第一压力泵叶轮上叶片为直叶片时，ξ＝0.2。
本发明至少具备以下有益效果：
(1)本发明所述的可回收农药喷洒装置，能够对花洒喷头中心流下的大滴农药进行回收，使得农药喷洒均匀，利用率高。
(2)本发明所述的可回收农药喷洒装置的控制方法，能够通过面积传感器检测待喷药植物的面积以及高度传感器检测喷杆两端距离地面的高度，控制器接收检测数据并控制所述第一压力泵转速并对植物进行农药喷洒，使得植物能够被充分均匀喷洒药物，喷洒效率高；还能对能够对花洒喷头中心流下的大滴农药进行回收，提高农药利用率。
(3)本发明所述的可回收农药喷洒装置的控制方法，对可回收农药喷洒装置设置安全回路，能够实时控制安全回路的打开和关闭，以免农药中的颗粒物堵塞喷洒通道时造成储药箱压力升高而使储药箱或者管路破损。
附图说明
图1为本发明所述可回收农药喷洒装置的主视图。
图2为本发明所述可回收农药喷洒装置的空间结构示意图。
图3为本发明所述喷头的结构示意图。
图4为本发明所述收集盘的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再次阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。
如图1-4所示，本发明提供一种可回收农药喷洒装置，包括：储药箱110；以及喷药通路120，其入口与所述储药箱110连通，出口与喷杆150一端连通；回收回路130，其入口与收集盘160连通，出口与所述储药箱110连通；安全回路140，其入口与所述储药箱110连通，出口与所述喷药通路120出口连通；喷杆150，其另一端均匀设置有多个喷头151，用于喷洒药液；多个收集盘160，其分别设置在所述喷头151轴向下方，用于回收喷头151中心流下的大滴农药，使得农药喷洒均匀，利用率高。
作为本发明的另一实施例，所述喷头151为棱柱形，其外围呈圆周式设置有多个喷孔152，使药液能够以伞状雾滴喷洒；所述收集盘160为船型，其前端呈锥型，尾端为竖直平面，船身为流线型曲面且中间设置有凹坑，便于药液的收集，药液经凹坑汇集到回收回路130的入口，经第二压力泵回收至储药箱被再次利用。
作为本发明的另一实施例，所述喷药通路120包括：过滤器121，其入口与所述储药箱110连通，出口与第一压力泵122入口连通，用于过滤药液中的颗粒物，以免药液中的颗粒物堵塞喷药通路120；第一压力泵122，其出口与第一安全阀123入口连通，用于为抽取储药箱110的药液施加压力，使其能够从喷头151以伞状雾滴喷出，并且通过控制第一压力泵122的叶轮转速而控制第一压力泵122的工作压力来调整药液所喷成伞状雾滴的半径，使得植物能够被充分均匀喷洒药物，提高喷洒效率；第一安全阀123，其出口与所述喷杆150连通，所述药液通过第一压力泵122加压后流经第一安全阀123后从喷头152喷出。
作为本发明的另一实施例，所述回收回路130包括：第二压力泵131，其入口与所述收集盘160连通，出口与第二安全阀132的入口连通，用于抽取收集盘内回收的药液；第二安全阀132，其出口与所述储药箱110连通，所述收集盘160中回收的药液经第二压力泵131的抽压流经第二安全阀132后回流至储药箱110中，完成收集盘160内药液的回收。
作为本发明的另一实施例，所述安全回路140包括：第三安全阀141，其与所述过滤器121和第一压力泵122并联，其入口与所述储药箱110连通，出口与所述第一压力泵122出口和第一安全阀123入口处连通，通过实时控制第三安全阀141的打开和关闭，以免农药中的颗粒物堵塞喷洒通道120时造成储药箱110压力升高而使储药箱110或者管路破损。
作为本发明的另一实施例，还包括：重力传感器171，其分别设置在所述收集盘160底部，用于检测收集盘160内药液重量；压力传感器172，其设置在所述第一压力泵122入口处，用于检测第一压力泵122入口处压力；高度传感器173，其设置在所述喷杆150两端，用于检测喷杆150两端距离地面的高度；面积传感器174，其设置在靠近喷头151处，用于检测每一株待喷药植物的面积；控制器170，其与所述重力传感器171、压力传感器172、高度传感器173、面积传感器174、第一压力泵122和第二压力泵131连接，用于接收所述重力传感器171、压力传感器172、高度传感器173和面积传感器174的检测数据并控制所述第一压力泵122和第二压力泵131工作。
本发明所述的可回收农药喷洒装置，能够对花洒喷头中心流下的大滴农药进行回收，使得农药喷洒均匀，利用率高；所述安全回路能够实时控制安全回路的打开和关闭，以免农药中的颗粒物堵塞喷洒通道时造成储药箱压力升高而使储药箱或者管路破损。
本发明还提供一种可回收农药喷洒装置的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：所述面积传感器174检测待喷药植物的面积以及高度传感器173检测喷杆150两端距离地面的高度，控制器170接收检测数据并控制所述第一压力泵122工作进行农药喷洒，所述第一压力泵122叶轮转速为：
其中，ρ为药液密度，单位kg/m3；g为重力加速度，单位m/s2；h1、h2分别为高度传感器检测的喷杆两端距离地面的高度，单位m；S为面积传感器检测的每一株待喷药植物的平均面积，单位m2；ξ为第一压力泵叶轮上叶片的弯曲情况；c为第一压力泵叶轮级数；l为第一压力泵叶轮上叶片的长度，单位m；N为第一压力泵叶轮上叶片数量；n为第一压力泵叶轮转速，单位r/min；
步骤2：所述重力传感器171检测收集盘160内收集药液重量，当其中任意一个重力传感器检测的药液重量大于第一阈值时，控制器170控制第二压力泵131工作，抽取收集盘160内的药液回流至储药箱110，直至重力传感器中检测的最大重量值小于第二阈值时，控制器170控制第二压力泵131停止工作，以此往复工作。
步骤3：当压力传感器172检测第一压力泵122入口处压力大于第三阈值时，控制器170控制第一压力泵122停止工作并打开第三安全阀141；直至压力传感器172检测第一压力泵122入口处压力小于第四阈值时，控制器170关闭第三安全阀141并控制第一压力泵122工作，以此往复工作。
本实施例中：当所述第一压力泵叶轮上叶片为后弯叶片时，ξ＝1；当所述第一压力泵叶轮上叶片为前弯叶片时，ξ＝0.5；当所述第一压力泵叶轮上叶片为前后弯叶片时，ξ＝0.8；当所述第一压力泵叶轮上叶片为直叶片时，ξ＝0.2。
本发明所述的可回收农药喷洒装置的控制方法，能够通过面积传感器检测待喷药植物的面积以及高度传感器检测喷杆两端距离地面的高度，控制器接收检测数据并控制所述第一压力泵转速并对植物进行农药喷洒，使得植物能够被充分均匀喷洒药物，喷洒效率高；还能对能够对花洒喷头中心流下的大滴农药进行回收，提高农药利用率；所述安全回路，能够实时控制安全回路的打开和关闭，以免农药中的颗粒物堵塞喷洒通道时造成储药箱压力升高而使储药箱或者管路破损。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种可回收农药喷洒装置，其特征在于，包括：
储药箱；以及
喷药通路，其入口与所述储药箱连通，出口与喷杆一端连通；
回收回路，其入口与收集盘连通，出口与所述储药箱连通；
安全回路，其入口与所述储药箱连通，出口与所述喷药通路出口连通；
喷杆，其另一端均匀设置有多个喷头，用于喷洒药液；
多个收集盘，其分别设置在所述喷头轴向下方，用于回收药液。
2.如权利要求1所述的可回收农药喷洒装置，其特征在于，所述喷头为棱柱形，其外围呈圆周式设置有多个喷孔。
3.如权利要求1所述的可回收农药喷洒装置，其特征在于，所述收集盘为船型，其前端呈锥型，尾端为竖直平面，船身为流线型曲面且中间设置有凹坑。
4.如权利要求1所述的可回收农药喷洒装置，其特征在于，所述喷药通路包括：
过滤器，其入口与所述储药箱连通，出口与第一压力泵入口连通，用于过滤药液中的颗粒物；
第一压力泵，其出口与第一安全阀入口连通，用于抽取储药箱的药液
第一安全阀，其出口与所述喷杆连通。
5.如权利要求4所述的可回收农药喷洒装置，其特征在于，所述回收回路包括：
第二压力泵，其入口与所述收集盘连通，出口与第二安全阀的入口连通，用于抽取收集盘内回收的药液；
第二安全阀，其出口与所述储药箱连通。
6.如权利要求5所述的可回收农药喷洒装置，其特征在于，所述安全回路包括：
第三安全阀，其与所述过滤器和第一压力泵并联，其入口与所述储药箱连通，出口与所述第一压力泵出口和第一安全阀入口处连通。
7.如权利要求6所述的可回收农药喷洒装置，其特征在于，还包括：
重力传感器，其分别设置在所述收集盘底部，用于检测收集盘内药液重量；
压力传感器，其设置在所述第一压力泵入口处，用于检测第一压力泵入口处压力；
高度传感器，其设置在所述喷杆两端，用于检测喷杆两端距离地面的高度；
面积传感器，其设置在靠近喷头处，用于检测每一株待喷药植物的面积；
控制器，其与所述重力传感器、压力传感器、高度传感器、面积传感器、第一压力泵和第二压力泵连接，用于接收所述重力传感器、压力传感器、高度传感器和面积传感器的检测数据并控制所述第一压力泵和第二压力泵工作。
8.一种可回收农药喷洒装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：所述面积传感器检测待喷药植物的面积以及高度传感器检测喷杆两端距离地面的高度，控制器接收检测数据并控制所述第一压力泵工作进行农药喷洒，所述第一压力泵叶轮转速为：
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其中，ρ为药液密度，单位kg/m3；g为重力加速度，单位m/s2；h1、h2分别为高度传感器检测的喷杆两端距离地面的高度，单位m；S为面积传感器检测的每一株待喷药植物的平均面积，单位m2；ξ为第一压力泵叶轮上叶片的弯曲情况；c为第一压力泵叶轮级数；l为第一压力泵叶轮上叶片的长度，单位m；N为第一压力泵叶轮上叶片数量；n为第一压力泵叶轮转速，单位r/min；
步骤2：所述重力传感器检测收集盘内收集药液重量，当其中任意一个重力传感器检测的药液重量大于第一阈值时，控制器控制第二压力泵工作，抽取收集盘内的药液回流至储药箱，直至重力传感器中检测的最大重量值小于第二阈值时，控制器控制第二压力泵停止工作，以此往复工作。
9.如权利要求8所述的可回收农药喷洒装置的控制方法，其特征在于，当压力传感器检测第一压力泵入口处压力大于第三阈值时，控制器控制第一压力泵停止工作并打开第三安全阀；直至压力传感器检测第一压力泵入口处压力小于第四阈值时，控制器关闭第三安全阀并控制第一压力泵工作，以此往复工作。
10.如权利要求8所述的可回收农药喷洒装置的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述第一压力泵叶轮上叶片为后弯叶片时，ξ＝1；
当所述第一压力泵叶轮上叶片为前弯叶片时，ξ＝0.5；
当所述第一压力泵叶轮上叶片为前后弯叶片时，ξ＝0.8；
当所述第一压力泵叶轮上叶片为直叶片时，ξ＝0.2。
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