CN109122635A - 一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，作业人员将农药放入植保机械设备的植保施药部中之后，人员远离植保机具，利用远程无线控制和视频通讯技术，实现作业人员与施药设备的隔离作业，使作业者能够免受农药侵害；并能够通过实时视频传输喷雾的实时画面给作业人员，从而更好地控制植保机械设备，对其进行姿态调整，以达到身临其境的效果，有利于提升施药的作业效率和质量。

Description

一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法。
背景技术
传统农业生产受地域性和季节性因素影响较大，但设施农业作为现代化农业的一种重要形式，打破了传统农业的束缚限制，能够为农作物提供最适宜的生长环境，大幅度地提高农产品产量和质量，满足人们对新鲜水果、蔬菜等农产品的消费需求。近年来，随着农业技术的快速发展，我国设施农业的发展非常迅速，已经成为设施农业生产大国，面积和产量都稳居世界第一。
喷洒农药仍然是温室/大棚中植物病虫害防治的有效手段。目前采用的主要植保方法包括：人工喷施方式是绝大多数温室/大棚采用的打药方法，作业人员需要使用背负式喷药器或手持式弥雾机进行喷药。但由于温室具有空间密闭的特点，长期的农药暴露会对人体的神经、皮肤、生殖等系统造成损害，甚至引起遗传毒性损伤；而且此方法劳动强度大，作业效率较低。采用植保机械代替人工，如移动式喷药喷灌设备、轨道式植保机等，这种方法不但提高了施药效率，还降低了劳动强度，减轻了对作业者身体的毒害作用，但是由于设备结构复杂，每个棚室都需要安装一套设备，使得安装、维护成本高，并且还存在农药喷施不均匀等现象；利用无人机进行植保作业，这种方法科技含量高，劳动强度和用工成本低，喷施效果好，但是受室内骨架和吊蔓线等棚室自身结构的影响，要实现保质保量的高效作业，困难也很大。
针对上述问题，本发明提出了一种针对温室/大棚中的农作物进行人机分离式喷施农药的方法。即利用远程无线控制和视频通讯技术，实现作业人员与施药设备的隔离作业，使作业者能够免受农药侵害；并能够通过实时视频传输实时画面给予反馈，从而更好地控制机具进行姿态调整，以达到身临其境的效果，有利于提升施药的作业效率和质量。
发明内容
本发明提出一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其步骤包括：
作业人员将农药放入植保机械设备的植保施药部中；
植保施药部接收作业人员的下达的指令进行农药喷雾的启动和关闭；
植保施药部位于植保机械设备的传动行走部上，传动行走部接收作业人员的指令进行移动；
位于植保机械设备上的视频通讯部获取喷雾时的实时视频数据，并将数据传输给作业人员；
其特征在于：在植保机械设备开始作业之前，作业人员与植保机械设备分离，作业人员通过无线控制方式对植保机械设备各个作业部的执行设备发送指令和接收视频通讯部反馈的信号。
进一步，作业人员通过操作无线控制部的上位机设备进行指令下达，上位机通过无线传输模块将指令传送给下位机的接收模块，下位机再将接收到的指令信号发送给植保机械设备的各作业部的执行设备。
进一步，传动行走部为一移动平台，带动整个植保作业部移动。
进一步，传动行走部包括电机、传动箱、行走机构。
进一步，视频通讯部包括安装在机具上的多轴摄像云台，其摄取喷雾实时的视频数据并将数据发送至上位机作业人员根据接收到的视频数据及时调整机具的行进路线的姿态。
进一步，接收视频通讯部发送的视频数据的部件可为其它视频接收设备。
进一步，对于种植行距较小、植株形态较矮的温室/大棚采用过道施药模式。
进一步，过道施药模式下植保施药部进行单侧喷施农药。
进一步，对于跨度较大、种植行距较宽或植株高度较高的温室/大棚采用行间施药模式。
进一步，行间施药模式下植保施药部进行双侧喷施农药。
本发明的有益效果是：人机分离式植保作业方法，改变了传统的人工近距离施药的方式，通过使用无线控制和视频通讯，避免了作业者与农药的近距离接触，降低了喷施农药对人体造成的侵害作用，更加注重人员福利和身心健康；本发明与传统背负式、手持式打药方式相比，不但实现了全程机械作业，还无需人员负重，劳动强度低，作业效率高；本发明方法与现有机械植保方法相比，简单灵活，安装维护成本低，一次性投入小，适于普遍推广。
附图说明
图1为本发明的方法中使用的植保机械设备各主要部件的关系图；
图2为本发明方法的具体流程框图；
图3为采用本发明方法进行温室/大棚过道施药模式示意图；
图4为采用本发明方法进行温室/大棚温室行间施药示模式意图。
具体实施方式
本发明提出了一种在温室/大棚中人机分离喷施农药的方法，该方法利用具有远程控制和无线视讯功能的植保机械设备进行。实现本方法使用的植保机械设备主要包含：无线控制部、传动行走部、植保施药部、视频通讯部等。图1示出了本发明的方法中使用的植保机械设备各主要部件的关系图。无线控制部的主要功能是作业人员操作上位机设备进行指令下达后，上位机通过无线传输模块将指令传送给下位机的接收模块，下位机再将接收到的指令信号发送给各作业部的执行设备。传动行走部通过电机、传动箱、行走机构等的配合形成移动平台，从而带动整个植保施药部进行移动，实现对其的灵活控制。植保施药部，即喷施农药的部分，其执行部件接收来自下位机的指令信号，实现喷雾的启动与关闭；视频通讯部，其通过安装在植保机械设备上的多轴摄像云台摄取实时的视频数据，并将数据发送至上位机或其他视频接收设备，以此达到对整个植保机械设备状态的实时反馈和闭环操作。
图2示出了本发明方法的具体流程框图。
1)作业人员将配比好的药液灌入植保机的药箱中，然后根据作业环境的不同对植保机的施药部进行安装和调试，准备就绪后机器开机并检测整机的控制和视频信号。
2)作业人员在温室/大棚的控制间(或操作间)内，通过操作上位机控制器下达指令，远程控制植保机施药部的喷雾功能开启。
3)通过上位机远程控制植保机在室内作物的行间进行喷雾作业。这时，作业人员可根据视频通讯功能反馈回来的实时画面及时地调整机器的行进路线和姿态，以保证喷施的质量和效率。
4)植保机喷施作业完成后，通过上位机关闭植保施药部的喷雾功能。
5)根据视频通讯功能，控制植保机移至原位并执行关机，或者转移到下一个温室/大棚中继续进行植保作业。
下面结合具体实施例对本发明所述的人机分离式喷施农药方作进一步说明。
以普通日光温室/大棚的植保过程为例，一般可分为“过道”和“行间”两种不同的施药模式。附图3所示为过道施药模式示意图，其实施方式如下：
a)施药人员将调配好的药液灌装入机具药箱中，并针对温室内作物的种植模式和植株长势(如种植行距、植株高度等)对植保机具进行相应的调试；
b)打开植保机电源，检测机具的控制行进功能、视频通讯以及无线信号状态；c)施药人员离开温室作业区域进入控制间(或操作间)中，通过操作上位机远程控制植保施药部开启单侧喷雾功能。此时喷雾距离应以覆盖整条的南北垄向为最宜；
d)通过控制植保机行走部，使机具沿温室的过道直线行进，并结合视频通讯部实时传回的画面进行姿态调整；
e)当通过视频画面感知已经完成整个温室的施药作业时，关闭植保施药部的喷雾功能；
f)控制植保机移动至原位置并关机，或者根据需要转至下个温室继续进行植保作业。
此模式对于种植行距较小、植株形态较矮的温室施药效果好，其操作流程简单、施药效率高。
行间施药模式如附图4所示，其操作过程的a、b、c、e、f等环节与过道施药模式基本一致，只是在c环节中，操作人员需控制植保机在温室作物的行间进行双侧喷雾，每一次行间喷雾即可对左右两侧作物进行施药，从而提高作业效率。
此模式主要针对跨度较大、种植行距较宽或植株高度较高的温室，既能够方便机具的行间行进，又提升农药喷施的均匀性，以此保证植保作业质量。
上述为本发明的典型实施方式，但本发明并不仅限于此，在本发明构思下的对本发明的任何改进等都在本发明的保护范围之内。本发明的保护以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其步骤包括：
作业人员将农药放入植保机械设备的植保施药部中；
所述植保施药部接所述收作业人员的下达的指令进行农药喷雾的启动和关闭；
所述植保施药部位于所述植保机械设备的传动行走部上，所述传动行走部接收所述作业人员的指令进行移动；
位于所述植保机械设备上的视频通讯部获取喷雾时的实时视频数据，并将所述数据传输给所述作业人员；
其特征在于：在所述植保机械设备开始作业之前，所述作业人员与所述植保机械设备分离，所述作业人员通过无线控制方式对所述植保机械设备各个作业部的执行设备发送指令和接收所述视频通讯部反馈的信号。
2.根据权利要求1所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：所述作业人员通过操作无线控制部的上位机设备进行指令下达，上位机通过无线传输模块将指令传送给下位机的接收模块，下位机再将接收到的指令信号发送给植保机械设备的各作业部的执行设备。
3.根据权利要求1所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：所述传动行走部为一移动平台，带动整个植保作业部移动。
4.根据权利要求1所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：所述传动行走部包括电机、传动箱、行走机构。
5.根据权利要求1所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：所述视频通讯部包括安装在机具上的多轴摄像云台，其摄取喷雾实时的视频数据并将数据发送至上位机作业人员根据接收到的视频数据及时调整机具的行进路线的姿态。
6.根据权利要求5所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：接收所述视频通讯部发送的视频数据的部件可为其它视频接收设备。
7.根据权利要求1所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：对于种植行距较小、植株形态较矮的温室/大棚采用过道施药模式。
8.根据权利要求7所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：所述过道施药模式下植保施药部进行单侧喷施农药。
9.根据权利要求1所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：对于跨度较大、种植行距较宽或植株高度较高的温室/大棚采用行间施药模式。
10.根据权利要求9所述的一种温室/大棚中人机分离式喷施农药的方法，其特征在于：所述行间施药模式下植保施药部进行双侧喷施农药。
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