CN108371168A - 一种轨道自走多模温室自动喷雾机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道自走多模温室自动喷雾机。轨道通过吊杆沿温室长度方向架设于温室顶棚拱管下方，自走平台安装于轨道上沿轨道移动。升降模块、喷雾模块、风送模块、控制系统等安装于自走平台的机架上并随之在轨道上运动。喷头、风送喷管安装在T形支架上。支架固定在升降模块的滑块上，浸入高大作物冠层内部实施喷雾作业。遥控模块，位置传感器，行程传感器安装于自走平台上，对应触发器安装在轨道上，液位传感器安装在药箱上。传感器信号均传送至PLC控制器，由控制器输出控制指令驱动个模块执行端。喷雾机根据所选定作业模式执行自走平台启停运动，启闭喷雾模块和风送模块，启闭升降模块，并执行作业动作配合完成喷雾。

Description

一种轨道自走多模温室自动喷雾机

技术领域

本发明涉及农业工程技术领域，具体的说，涉及一种轨道自走多模温室自动喷雾机。

背景技术

喷施药剂是温室作物病虫害防治最主要、最有效的方式。作物病虫害防治效用依赖于药剂喷洒质量(包括但不限于雾滴穿透性、沉积率、均匀性等)，而药剂喷洒质量主要取决于喷雾机具的性能。目前温室喷雾按照劳动力参与程度主要有三类：人工喷雾、半自动喷雾、自动机械式喷雾。人工喷雾效率低，作业效用取决于操作者经验，作业质量不恒定；半自动喷雾装置同样需要人工辅助作业，操作者进入封闭作业环境，不利于对操作员身体健康；自动机械式喷雾主要是自走式喷雾机和弥雾机，两种喷雾机解决了劳动力直接参与喷雾操作问题。但是大多只具有单一的喷雾模式，对高大藤架作物喷雾时雾滴的穿透性、沉积率、均匀性都不甚理想。对于大型温室，尤其是大型日光温室，因跨度大，支撑柱多，苗架结构复杂，对喷雾设施的要求更加苛刻，因此迫切需要一种具有自主作业能力，具有良好穿透性和沉积率的适用于作物不同生长阶段的多模式作业的喷雾平台。

中国专利，申请号：201610113610.1，发明名称：一种喷杆系统及其悬挂自走式温室大棚专用多功能变形喷雾装置，公开了一种多功能变形喷雾装置，通过喷杆装置升降调整高度、复杂折叠机构实现机构变形等方式适用不同作物的喷雾作业。该装置适用于中小型无支撑柱式温室，且实施立体喷雾作业时，行间作业需要配置多条轨道和换轨机构。另外对具有复杂网格状苗架的藤架作物而言尺寸过大的喷杆无法穿过苗架伸入到作物行间实施喷雾作业。

本发明提供了一种轨道自走多模温室自动喷雾机，采用多模连续浸入式喷雾作业适用于作物生长各阶段作物，具有结构紧凑、适用性强、效率高、穿透性好等优点。对于花卉、叶菜等低矮作物或高大藤架类作物生长早期，喷雾系统可采用水平直线运动风送喷雾模式。对于高大藤架作物生长中后期，植株高度和冠层密度大幅增加，影响雾滴穿透性，采用水平直线喷雾无法保证雾滴穿透性，可采用水平运动加垂直运动连续风送喷雾模式，喷杆穿过网格状苗架伸入冠丛行间并沿着作物高度方向喷雾，改善雾滴在冠层的穿透性和均匀性，提高雾滴沉积率。喷雾机可遥控操作，实现无人自动喷洒作业，提高作业效率，保障操作员身体健康。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种轨道自走多模温室自动喷雾机，以解决上述背景技术中的不足。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种轨道自走多模温室自动喷雾机，包括轨道、自走平台，升降模块、喷雾模块，风送模块，控制系统；轨道经均布的吊杆悬挂架设于温室顶棚拱管下方；

自走平台由自走小车、电动机构成。自走平台放置于轨道上，在电动机驱动下能够执行连续工进、间歇工进、快进、快退等动作；

升降模块由垂直滑轨、T形支架、滑块、步进电动机构成。垂直滑轨沿铅垂方向安装在自走平台上。垂直滑轨上安装有滑块，滑块由同步带驱动并受垂直滑轨约束在垂直滑轨上移动，同步带安装在垂直滑轨两端的同步带轮上由步进电动机驱动，升降模块在控制系统控制下能够执行升降动作。

喷雾模块由药箱、回液管、吸液管、隔膜泵、电磁换向阀、溢流阀、分配器、支管、喷头构成。药箱安装在自走平台下方，隔膜泵安装在自走平台上；隔膜泵通过吸液管和过滤器从药箱内泵出药液，接入电磁换向阀，电磁换向阀一个出口接回液管，另一个出口通过三通接溢流阀和分配器，分配器通过支管接四路喷头；T形支架由横杆和竖杆构成，竖杆一端通过螺纹连接安装在滑块上，呈倒T形；喷头安装在T形支架上的横杆上，受升降模块驱动。

电磁换向阀切换药液流向，喷雾模块执行喷雾工作时药液经溢流阀流向喷头，不工作时药液回流药箱。

风送模块由离心风机、歧管、送风支管、风送喷管构成；离心风机安装在自走平台下方，出风口接一分二歧管，歧管接两根送风支管接风送喷管，风送喷管安装于喷头下方，风送气流由离心风机送出，经歧管分流成两路，将雾滴向两侧送出。

控制系统由电控箱、开关电源、PLC控制器、遥控模块、继电器、起点触角、位置标、起点传感器、位置传感器、液位传感器、终点传感器、终点触角、位置传感器支座构成。

起点传感器安装在自走小车机架尾部，与安装在轨道上起点位置的起点触角构成触发耦合，用以标识系统初始状态，返程时可由起点触角触发关闭系统；终点传感器安装于自走小车机架前部，与安装在轨道终点的终点触角构成触发耦合，用以切换自走小车运动方向；液位传感器是电感式液位传感器，贴于塑料药箱外侧低位处，用以检测药箱液位，药液不足时，平台将返回起点，补充药液；位置传感器是漫反射光电开关，由位置传感器支座安装于自走小车机架上，轨道上根据作物种植行距均匀贴有反射贴片式位置标，用以在工进模式下触发位置传感器，控制自走小车启停和升降模块。

遥控模块的遥控器上启动按钮经继电器控制系统上电，同时遥控模块还接PLC控制器，执行重置、工况选择、快进、快退等动作。

本发明公开的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，根据作物不同的生长阶段设计有三种作业模式，模式一适用于花卉、叶菜等低矮作物，或高大藤架作物生长第一阶段，作物植株高度低于0.8m，冠层密度不高，升降模块不启动，喷头不浸入作物冠丛行间，喷雾机在自走小车驱动下沿轨道水平运动作间歇性凌空喷雾，即处于作物上方时喷雾系统启动，处于作物行间上方时暂停喷雾；

模式二适用于作物生长第二阶段，作物植株高度介于0.8-1.6m，冠层密度较密，喷雾机在自走小车驱动下沿轨道作水平运动全程凌空喷雾，自走小车行至T形支架处于作物行间正中时停止，并切换电磁换向阀暂停喷雾，与此同时启动升降模块，T形支架和喷头浸入作物冠丛行间，抵达植株高度时启动喷雾。完成下降喷雾行程后，切换电磁换向阀状态暂停喷雾，系统执行上升行程，回到上止点时，再次启动小车和切换喷雾状态。

模式三适用于作物生长第三阶段，作物植株高于1.6m，冠层密度进一步增大，系统随自走小车作水平运动全程凌空喷雾，升降模块下降行程作全程喷雾。自走小车行至T形支架处于作物行间正中时停止，同时启动升降模块，T形支架和喷头浸入作物冠丛行间，下降行程全程喷雾。完成下降喷雾行程后，切换电磁换向阀状态暂停喷雾，系统执行上升行程，回到上止点时，再次启动小车和切换喷雾状态。

本发明提供的轨道自走多模温室自动喷雾机，可遥控操作，具有自动化程度高，结构紧凑、工作可靠，效率高，适应性广，雾滴在冠层中穿透性、均匀性好，有效提高了温室喷雾作业质量，并具有如下优点：

1)本发明的轨道自走多模温室自动喷雾机，结构紧凑，自动化程度高，在人工完成配药，工作模式选择后，可实现自动喷雾作业，如有必要管理员也可在棚外遥控操作，作业效率高；

2)本发明所公开的轨道自走多模温室自动喷雾机适应性好，可根据作物不同生长阶段采取对应作业模式，满足作物生长全过程喷雾作业需求有效降低药液沉积率；

3)本发明所公开的轨道自走多模温室自动喷雾机的浸入式喷雾模式下雾滴的穿透性、均匀性得到充分有效的保障。

附图说明

图1是本发明的结构主视图。

图2是本发明的结构左视图。

图3为本发明的实施方案主视图；

图4为本发明的实施方案左视图；

图5为本发明的自走平台主视图

图6为本发明的自走平台左视图

图7为本发明的喷雾模块原理图；

图8为本发明的控制系统原理图；

图9为本发明的三种作业模式；

1.吊杆，2.轨道，3.起点触角，4.位置标，5.起点传感器，6.自走小车，7.药箱，8.液位传感器，9.隔膜泵，10.电磁换向阀，11.溢流阀，12.分配器，13.离心风机，14.风送喷管，15.喷头，16.T形支架，17.滑块，18.卡扣，19.垂直滑轨，20.终点传感器，21.终点触角，22.位置传感器支座，23.电控箱，24.电动机，25.位置传感器，26.步进电动机。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1，参见图1——图9的轨道自走多模温室自动喷雾机，轨道2经吊杆1沿温室长度方向悬挂架设于温室顶棚拱管下方；自走平台由自走小车6、电动机24构成。自走平台放置于轨道2上，平台由电动机24驱动，可执行连续工进、间歇工进、快进、快退等动作；

升降模块包括垂直滑轨19、T形支架16、滑块17、步进电动机26、同步带轮、同步带等，垂直滑轨19沿铅垂方向通过连接件安装在自走小车6车架前方正中位置。垂直滑轨19两端安装有同步带轮座和同步带轮，同步带轮上安装同步带，同步带上装有滑块17；滑块17同时和垂直滑轨19构成移动副，可在带轮驱动沿垂直滑轨19移动。

所述滑块17上通过卡扣18固定安装了T形支架16，卡扣18用螺栓和滑块17连接，T形支架16用以安装风送喷管14和喷头15。

所述同步带轮座上安装了步进电机连接器，连接器上安装了步进电动机26，步进电动机26通过联轴器连接同步带轮轴，驱动滑块17和T形架做升降运动；

喷雾模块包括药箱7、隔膜泵9、电磁换向阀10、溢流阀11、分配器12、喷头15。药箱7安装在自走平台下方，隔膜泵9安装在自走平台上；隔膜泵9一端接过滤器并接吸液管从药箱内泵出药液，另一端接入电磁换向阀10，电磁换向阀10一个出口接回液管，另一个出口通过三通连接溢流阀11和分配器12。

所述溢流阀11溢出端并接回液管，所述分配器12的四路输出接口经支管接四路喷头15。

所述电磁换向阀10用以切换药液流向，系统启动时，隔膜泵9随之启动；喷雾作业时药液经电磁换向阀10流向分配器12；喷雾作业暂停时，电磁换向阀10切换状态，药液回流药箱7。

风送模块包括：离心风机13、歧管、送风支管、风送喷管14等。离心风机13安装在自走平台下方，风机出风口接一分二歧管，歧管接两根送风支管，送风支管与安装在前述T形支架上的风送喷管14连接，喷嘴安装于喷头下方。气流由离心风机送出，经歧管分流成两路，将雾滴向两侧送出。

控制系统包括电控箱23、开关电源、PLC控制器、遥控模块、继电器、起点触角、位置标、起点传感器、位置传感器、液位传感器、终点传感器、终点触角、位置传感器支座、位置传感器等构成。

起点传感器5安装在自走小车6机架尾部，与安装在轨道2上起点处的起点触角3构成触发耦合，用以标识系统初始状态，返程时可由起点触角触发关闭系统；终点传感器20安装于自走小车机架前部，与轨道2终点处的终点触角21构成触发耦合，用以切换自走小车运动方向；液位传感器8是电感式液位传感器，贴于塑料药箱外侧低位处，用以检测药箱液位，药液不足时，平台将返回起点，补充药液；位置传感器25是漫反射光电开关，由位置传感器支座22安装于自走小车6机架上，轨道2上根据作物种植行距均匀贴有反射贴片式位置标4，用以在工进模式下触发位置传感器25，控制自走小车6启停和升降模块。

所述起点传感器5，液位传感器8，终点传感器20，位置传感器26和遥控模块控制信号发送到PLC控制器处理输出控制指令经继电器控制系统运行。

轨道自走多模温室自动喷雾机有三种作业模式，所述控制系统有三种作业模式，模式一适用于花卉、叶菜等低矮作物，或高大藤架作物生长第一阶段，作物植株高度低于0.8m，冠层密度不高，升降模块不启动，喷头不浸入作物冠丛行间，喷雾机在自走小车6驱动下沿轨道水平运动作间歇性凌空喷雾，即处于作物上方时喷雾系统启动，处于作物行间上方时暂停喷雾；

模式二适用于作物生长第二阶段，作物植株高度介于0.8-1.6m，冠层密度较密，喷雾机在自走小车6驱动下沿轨道2作水平运动全程凌空喷雾，小车行至T形支架16处于作物行间正中时停止，并切换电磁换向阀10暂停喷雾，与此同时启动升降模块，T形支架16和喷头15浸入作物冠丛行间，抵达植株高度时启动喷雾。完成下降喷雾行程后，切换电磁换向阀10状态暂停喷雾，系统执行上升行程，回到上止点时，再次启动小车6和切换喷雾状态。

模式三适用于作物生长第三阶段，作物植株高于1.6m，冠层密度进一步增大，喷雾机随自走小车6作水平运动全程凌空喷雾，升降模块下降行程作全程喷雾。自走小车6行至T形支架16处于作物行间正中时停止，同时启动升降模块，T形支架16和喷头15浸入作物冠丛行间，下降行程全程喷雾。完成下降喷雾行程后，切换电磁换向阀10状态暂停喷雾，系统执行上升行程，回到上止点时，再次启动小车6和切换喷雾状态

本发明具体工作过程为：

本发明公开的轨道自走多模温室自动喷雾机，轨道通过吊杆沿温室长度方向架设于温室顶棚拱管下方，自走平台安装于轨道上沿轨道移动。升降模块、喷雾模块、风送模块、控制系统等安装于自走平台的机架上并随之在轨道上移动。喷头、风送喷管安装在升降模块的滑块上，可随之做升降运动。遥控模块，位置传感器，行程开关安装于自走平台上，触发器安装在轨道上，液位传感器安装在药箱上。信号均传送至PLC控制器，由控制器输出控制指令驱动各模块执行端。

喷雾前期准备工作完成后，选择喷雾作业模式，启动系统，系统根据设定作业模式执行自走平台启停运动，启闭喷雾模块和风送模块，启闭升降模块，并执行作业动作配合，完成喷雾工作后喷雾机快退至起点位置，关闭系统。

本发明公开的轨道自走多模温室自动喷雾机，结构紧凑，操作简单，工作可靠，自动化程度高，沉积率高，具备三种不同作业模式，其中采用喷杆伸入冠层内部喷施技术保证雾滴在作物冠层内部良好的穿透性，适用并满足具有复杂结构的大型温室各种作物，尤其是的高大作物不同生长阶段的病虫害防治的药剂喷施作业。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，所述喷雾机包括轨道、承载喷雾机在轨道上移动自走平台，伸入作物冠层行间实施喷雾作业的升降模块、执行喷雾作业的喷雾模块，风送模块，控制系统；轨道经均布的吊杆沿温室长度方向悬挂架设于温室顶棚拱管下方；

自走平台由自走小车、电动机构成；自走平台放置于轨道上，在电动机驱动下能够执行连续工进、间歇工进、快进、快退等动作；

升降模块由垂直滑轨、T形支架、滑块、步进电动机构成；垂直滑轨沿铅垂方向安装在自走平台上；垂直滑轨上安装有滑块，T形支架由横杆和竖杆构成，竖杆一端通过螺纹连接安装在滑块上，呈倒T形；滑块由同步带驱动并受垂直滑轨约束在垂直滑轨上移动，同步带安装在垂直滑轨两端的同步带轮上由步进电动机驱动，升降模块在控制系统控制下能够执行升降动作；

喷雾模块由药箱、回液管、吸液管、隔膜泵、电磁换向阀、溢流阀、分配器、支管、喷头构成；药箱安装在自走平台下方，隔膜泵安装在自走平台上；隔膜泵一端通过吸液管和过滤器从药箱内泵出药液，另一端接入电磁换向阀，电磁换向阀一个出口接回液管，另一个出口通过三通接溢流阀和分配器，分配器通过支管接四路喷头；喷头安装在T形支架上的横杆上，受升降模块驱动；

电磁换向阀切换药液流向，喷雾模块执行喷雾工作时药液经溢流阀流向喷头，不工作时药液回流药箱；

风送模块由离心风机、歧管、送风支管、风送喷管构成；离心风机安装在自走平台下方，出风口接一分二歧管，歧管接两根送风支管接风送喷管，风送喷管安装于喷头下方，风送气流由离心风机送出，经歧管分流成两路，将雾滴向两侧送出；

控制系统由电控箱、开关电源、PLC控制器、遥控模块、继电器、起点触角、位置标、起点传感器、位置传感器、液位传感器、终点传感器、终点触角、位置传感器支座构成；

起点传感器安装在自走小车机架尾部，与安装在轨道上起点位置的起点触角构成触发耦合，用以标识系统初始状态，返程时可由起点触角触发关闭系统；终点传感器安装于自走小车机架前部，与安装在轨道终点的终点触角构成触发耦合，用以切换自走小车运动方向；液位传感器是电感式液位传感器，贴于塑料药箱外侧低位处，用以检测药箱液位，药液不足时，平台将返回起点，补充药液；位置传感器是漫反射光电开关，由位置传感器支座安装于自走小车机架上，轨道上根据作物种植行距均匀贴有反射贴片式位置标，用以在工进模式下触发位置传感器，控制自走小车启停和升降模块；

遥控模块的遥控器上启动按钮经继电器控制系统上电，同时遥控模块还接PLC控制器，执行重置、工况选择、快进、快退动作。

2.如权利要求1所述的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，垂直滑轨沿铅垂方向通过连接件安装在自走小车车架前方正中位置；垂直滑轨两端安装有同步带轮座和同步带轮，同步带轮上安装同步带，同步带上装有滑块；滑块同时和垂直滑轨构成移动副，可在带轮驱动沿垂直滑轨移动。

3.如权利要求1所述的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，所述滑块上通过卡扣固定安装了T形支架，卡扣用螺栓和滑块连接，T形支架用以安装风送喷管和喷头。

4.如权利要求1所述的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，所述同步带轮座上安装了步进电机连接器，连接器上安装了步进电动机，步进电动机通过联轴器连接同步带轮轴，驱动滑块和T形架做升降运动。

5.如权利要求1所述的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，所述溢流阀溢出端并接回液管，所述分配器的四路输出接口经支管接四路喷头。

6.如权利要求1所述的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，所述电磁换向阀用以切换药液流向，系统启动时，隔膜泵随之启动；喷雾作业时药液经电磁换向阀流向分配器；喷雾作业暂停时，电磁换向阀切换状态，药液回流药箱。

7.如权利要求1所述的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，所述起点传感器，液位传感器，终点传感器，位置传感器和遥控模块控制信号发送到PLC控制器处理输出控制指令经继电器控制系统运行。

8.如权利要求1所述的一种轨道自走多模温室自动喷雾机，其特征在于，根据作物不同的生长阶段设计有三种作业模式，模式一适用于花卉、叶菜等低矮作物，或高大藤架作物生长第一阶段，作物植株高度低于0.8m，冠层密度不高，升降模块不启动，喷头不浸入作物冠丛行间，喷雾机在自走小车驱动下沿轨道水平运动作间歇性凌空喷雾，即处于作物上方时喷雾系统启动，处于作物行间上方时暂停喷雾；

模式二适用于作物生长第二阶段，作物植株高度介于0.8-1.6m，冠层密度较密，喷雾机在自走小车驱动下沿轨道作水平运动全程凌空喷雾，自走小车行至T形支架处于作物行间正中时停止，并切换电磁换向阀暂停喷雾，与此同时启动升降模块，T形支架和喷头浸入作物冠丛行间，抵达植株高度时启动喷雾。完成下降喷雾行程后，切换电磁换向阀状态暂停喷雾，系统执行上升行程，回到上止点时，再次启动小车和切换喷雾状态；

模式三适用于作物生长第三阶段，作物植株高于1.6m，冠层密度进一步增大，系统随自走小车作水平运动全程凌空喷雾，升降模块下降行程作全程喷雾。自走小车行至T形支架处于作物行间正中时停止，同时启动升降模块，T形支架和喷头浸入作物冠丛行间，下降行程全程喷雾。完成下降喷雾行程后，切换电磁换向阀状态暂停喷雾，系统执行上升行程，回到上止点时，再次启动小车和切换喷雾状态。