CN110178823B - 一种果园精确变量喷雾系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种果园精确变量喷雾系统及方法，包括载具、风箱防护罩、固定阻风板、环形阻风板、传感器扫描系统、喷雾机、送风系统和液压系统。本发明可以根据传感器扫描系统传输的信号来控制液压泵的行程长度从而控制环形阻风板的移动，改变出风口的大小控制喷雾的高度，实现精确变量喷雾，通过旋转翻版的转动从而改变出风口处的风向，从而达到高效精准作业，通过传感器扫描系统的图像信息判断对靶目标的精确位置和外观形状，实现精准对吧喷雾。

Description

一种果园精确变量喷雾系统及方法
技术领域
本发明涉及植保机械领域，具体涉及一种果园精确变量喷雾系统及方法。
背景技术
精确变量喷雾机是一种适用于栽植多种果树的大型果园施药的机具，它具有送药精准，药量可控，喷洒距离可控的优点。而且它通过高压泵的压力使药液雾化，也依靠风机产生强大的气流将药液吹送至果树的各个部位。
但是现有果园喷雾机大多具有施药距离把控不精准，造成的药液浪费严重，药液有效附着率的下降等缺点。而且栽植多种果树的大型果园，不同树种的栽种间距不同，用同一种果园喷雾机喷洒，固然会造成喷洒不均匀，药液浪费的结果。因此迫切需要研发一种牵引式精确变量喷雾机，来弥补技术空白。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于果园精确变量喷雾系统及方法，该方法功能完整，可靠，便于在林间实施作业。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种果园精确变量喷雾系统，包括载具、风箱防护罩、固定阻风板、环形阻风板、传感器扫描系统、喷雾机、送风系统和液压系统；
所述载具包括牵引装置、行走装置和行走装置上的固定架,送风系统安置在固定架上，送风系统外为风箱防护罩；
所述环形阻风板安装在风箱防护罩外侧，位于喷雾机与送风系统之间，所述固定阻风板位于喷雾机另一侧；所述环形阻风板与伸缩液压杆连接，伸缩液压杆连接液压泵，控制环形阻风板的水平移动；
所述传感器扫描系统包括控制电路、图像传感器和激光扫描传感器，所述图像传感器和激光扫描传感器分别安装在载具固定架的前部和后部；
所述喷雾机包括喷雾头、喷雾环管、高压泵、溢流管、输药管、输出管和药液箱，所述喷雾头均匀布置在喷雾环管上，所述药液箱通过溢流管及输药管与高压泵相连，所述药液箱通过输出管与安装在送药系统前端的喷雾头相连，所述输药管上设有电磁阀；
所述送风系统由轴流风机组成，轴流风机由风机壳、叶轮和叶片组成；
所述液压系统包括液压泵、液压马达和比例流量阀；所述比例流量阀连接液压马达，所述液压马达一方面连接轴流风机，另一方面连接液压泵。
进一步的，所述环形阻风板安置在喷雾机和送风系统之间的固定架上，所述伸缩液压杆固定在竖直方向的两块相邻的环形阻风板上；环形阻风板与喷雾头之间处为出风口，通过液压泵的行程长度来控制环形阻风板与喷雾头之间的出风口大小，进行药液喷洒的距离控制。
进一步的，在环形阻风板的一端设置有旋转翻板，所述旋转翻板为呈对称布置的两块，由一对摆动电机分别控制；两块旋转翻板上具有转动叶片，并通过导线接入电路板和摆动电机相连，可实现转动叶片单独工作或者旋转翻板上的转动叶片整体工作，由旋转翻板的摆动改变环形阻风板与喷雾头之间出风口的出风风向，由电路板对旋转翻板叶片的单独控制可达到精准控制出风口的出风风向。
进一步的，所述图像传感器和激光扫描传感器设置在固定架上，图像传感器的位置在激光扫描传感器的前方，面向靶区；所述控制电路连接图像传感器、激光扫描传感器，控制电路还与输药管上的电磁阀连接。
进一步的，所述喷雾头与喷雾环管固定在喷雾机外侧的安装架上，若干个喷雾头环绕在喷雾机的左、右、上侧。
进一步的，轴流风机的叶轮为3个，每个叶轮上的叶片树目为6片，材料为铸铝。
进一步的，喷雾机两侧和上侧分别以间隔15°各均布五个喷雾头。
本发明的果园精确变量喷雾系统的实施方法，包括如下步骤：
1)药液准备：在药液箱内事先装好药液，待用；
2)施药过程：果园精确变量喷雾系统就位，开启轴流风机；
3)施药模式选择：控制电路根据现场环境和作业时间选择图像传感器、激光扫描传感器，并根据图像传感器、激光扫描传感器反馈信号分析，控制相应输药管电磁阀的开或关；
4)开始对靶作业：在载具的带动下，果园精确变量喷雾机匀速前进，当图像传感器判断到达对靶目标位置后，开启激光扫描传感器进行点云扫描，伴随着牵引装置的行进，控制电路根据传感器的反馈信号控制环形阻风板的移动距离从而控制出风口的大小及控制旋转翻板的旋转，并打开喷雾机的电磁阀，喷雾头开始工作；如图像传感器未检测出对靶目标，控制电路关闭激光扫描传感器、喷雾机电磁阀，停止环形阻风板的移动和旋转翻板的旋转；
5)施药结束：果园精确变量喷雾系统复位，关闭整体装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明可以根据传感器扫描系统传输的信号来控制液压泵的行程长度从而控制环形阻风板的移动，改变出风口的大小控制喷雾的高度，实现精确变量喷雾。
2.本发明可以通过旋转翻版的转动从而改变出风口处的风向，从而达到高效精准作业。
3.本发明可以通过传感器扫描系统的图像信息判断对靶目标的精确位置和外观形状，实现精准对吧喷雾。
4.在工作过程中，一则可以根据是否有对靶目标来决定喷雾头的开和关，二则可以根据实际情况进行调整出风口的面积，保证在伴随着牵引装置的前进，使得喷洒的药液能够达到一定的高度，提高喷洒面积，提升效率。
5.本发明针对树木树冠时，能连续施药防治病虫害，连续施水施肥，连续喷洒热水和热蒸汽进行树冠热处理，达到了更好的施药效果。
附图说明
图1：本发明整体装置系统装置示意图。
图2：本发明果园精确变量喷雾系统装置结构示意图。
图3：本发明果园精准变量喷雾系统装置主视图以及后视图。
图4：本发明果园精确变量喷雾系统装置挡风板移动示意图。
图5：本发明果园精确变量喷雾系统装置旋转翻板结构图。
图中：1-传感器扫描系统，2-载具，3-送药系统，4-轴流风机，5-风箱防护罩，6-伸缩液压杆，7-环形阻风板，8-固定阻风板，9-药液箱，10-液压系统，11-固定架，12-喷雾头，13-旋转翻板，14-喷雾环管，15-出风口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种果园精确变量喷雾系统，包括载具2、风箱防护罩5、固定阻风板8、环形阻风板7、传感器扫描系统1、喷雾机、送风系统和液压系统10；
所述载具2包括牵引装置、行走装置和行走装置上的固定架11,送风系统安置在固定架11上，送风系统外为风箱防护罩；
所述环形阻风板7安装在风箱防护罩5外侧，位于喷雾机与送风系统之间，所述固定阻风板位于喷雾机另一侧；所述环形阻风板7与伸缩液压杆连接，伸缩液压杆6连接液压泵，控制环形阻风板7的水平移动；
所述传感器扫描系统1包括控制电路、图像传感器和激光扫描传感器，所述图像传感器和激光扫描传感器分别安装在载具固定架22的前部和后部；
所述喷雾机包括喷雾头12、喷雾环管14、高压泵、溢流管、输药管、输出管和药液箱9，所述药液箱9通过溢流管及输药管与高压泵相连，所述药液箱通过溢流管及输药管与高压泵相连，所述药液箱通过输出管与安装在送药系统3前端的喷雾头12相连，所述输药管上设有电磁阀；
所述送风系统由轴流风机4组成，轴流风机4由风机壳、叶轮和叶片组成；
所述液压系统10包括液压泵、液压马达和比例流量阀，液压系统10连接送风系统；所述比例流量阀连接液压马达，所述液压马达一方面连接轴流风机4，另一方面连接液压泵。
所述载具2包括牵引装置、行走装置和行走装置上的固定架11。
所述环形阻风板7安置在喷雾机和送风系统之间的固定架11上，所述伸缩液压杆6固定在竖直方向的两块相邻的环形阻风板7上；环形阻风板7与喷雾头12之间处为出风口15，通过液压泵的行程长度来控制环形阻风板7与喷雾头12之间的出风口15大小，进行药液喷洒的距离控制。
在环形阻风板7的一端设置有旋转翻板13，所述旋转翻板13为呈对称布置的两块，由一对摆动电机分别控制；两块旋转翻板13上具有转动叶片，并通过导线接入电路板和摆动电机相连，可实现转动叶片单独工作或者旋转翻板上的转动叶片整体工作，由旋转翻板的摆动改变环形阻风板7与喷雾头12之间出风口15的出风风向，由电路板对旋转翻板叶片的单独控制可达到精准控制出风口的出风风向，从而达到高效率精准作业。
所述图像传感器和激光扫描传感器设置在固定架11上，图像传感器的位置在激光扫描传感器的前方，面向靶区；所述控制电路连接图像传感器、激光扫描传感器，控制电路还与输药管上的电磁阀连接。
所述喷雾头12与喷雾环管14固定在喷雾机外侧的安装架上，若干个喷雾头12环绕在喷雾机的左、右、上侧。
轴流风机4的叶轮为3个，每个叶轮上的叶片树目为6片，材料为铸铝。
喷雾机两侧和上侧分别以间隔15°各均布五个喷雾头12。
果园精确变量喷雾系统的实施方法，包括如下步骤：
1)药液准备：在药液箱内事先装好药液，待用；
2)施药过程：果园精确变量喷雾系统就位，开启轴流风机；
3)施药模式选择：控制电路根据现场环境和作业时间选择图像传感器、激光扫描传感器，并根据图像传感器、激光扫描传感器反馈信号分析，控制相应输药管电磁阀的开或关；
4)开始对靶作业：在载具的带动下，果园精确变量喷雾机匀速前进，当图像传感器判断到达对靶目标位置后，开启激光扫描传感器进行点云扫描，伴随着牵引装置的行进，控制电路根据传感器的反馈信号控制环形阻风板7的移动距离从而控制出风口的大小及控制旋转翻板的旋转，并打开喷雾机的电磁阀，喷雾头开始工作；如图像传感器未检测出对靶目标，控制电路关闭激光扫描传感器、喷雾机电磁阀，停止环形阻风板
7的移动和旋转翻板的旋转；
5)施药结束：果园精确变量喷雾系统复位，关闭整体装置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种果园精确变量喷雾系统，其特征在于：包括载具、风箱防护罩、固定阻风板、环形阻风板、传感器扫描系统、喷雾机、送风系统和液压系统；
所述载具包括牵引装置、行走装置和行走装置上的固定架, 送风系统安置在固定架上，送风系统外为风箱防护罩；
所述环形阻风板安装在风箱防护罩外侧，位于喷雾机与送风系统之间，所述固定阻风板位于喷雾机另一侧；所述环形阻风板与伸缩液压杆连接，伸缩液压杆连接液压泵，控制环形阻风板的水平移动；
所述传感器扫描系统包括控制电路、图像传感器和激光扫描传感器，所述图像传感器和激光扫描传感器分别安装在载具固定架的前部和后部；
所述喷雾机包括喷雾头、喷雾环管、高压泵、溢流管、输药管、输出管和药液箱，所述喷雾头均匀布置在喷雾环管上，所述药液箱通过溢流管及输药管与高压泵相连，所述药液箱通过输出管与安装在送药系统前端的喷雾环管和喷雾头相连，所述输药管上设有电磁阀；
所述送风系统由轴流风机组成，轴流风机由风机壳、叶轮和叶片组成；
所述液压系统包括液压泵、液压马达和比例流量阀；所述比例流量阀连接液压马达，所述液压马达一方面连接轴流风机，另一方面连接液压泵；
所述环形阻风板安置在喷雾机和送风系统之间的固定架上，所述伸缩液压杆固定在竖直方向的两块相邻的环形阻风板上；环形阻风板与喷雾头之间处为轴流风机出风口，通过液压泵的行程长度来控制环形阻风板与喷雾头之间的出风口大小，进行药液喷洒的距离控制；
在环形阻风板的一端设置有旋转翻板，所述旋转翻板为呈对称布置的两块，由一对摆动电机分别控制；两块旋转翻板上具有转动叶片，并通过导线接入电路板和摆动电机相连，可实现转动叶片单独工作或者旋转翻板上的转动叶片整体工作，由旋转翻板的摆动改变环形阻风板与喷雾头之间出风口的出风风向，由电路板对旋转翻板叶片的单独控制可达到精准控制出风口的出风风向；
所述图像传感器和激光扫描传感器设置在固定架上，图像传感器的位置在激光扫描传感器的前方，面向靶区；所述控制电路连接图像传感器、激光扫描传感器，控制电路还与输药管上的电磁阀连接；
在载具的带动下，果园精确变量喷雾机匀速前进，当图像传感器判断到达对靶目标位置后，开启激光扫描传感器进行点云扫描，伴随着牵引装置的行进，控制电路根据图像传感器的反馈信号控制环形阻风板的移动距离从而控制出风口的大小及控制旋转翻板的旋转，并打开喷雾机的电磁阀，喷雾头开始工作；如图像传感器未检测出对靶目标，控制电路关闭激光扫描传感器、喷雾机电磁阀，停止环形阻风板的移动和旋转翻板的旋转。
2.根据权利要求1所述的果园精确变量喷雾系统，其特征在于：所述喷雾头与喷雾环管固定在喷雾机外侧的安装架上，若干个喷雾头环绕在喷雾机的左、右、上侧。
3.根据权利要求1所述的果园精确变量喷雾系统，其特征在于：轴流风机的叶轮为3个，每个叶轮上的叶片树目为6片，材料为铸铝。
4.根据权利要求1所述的果园精确变量喷雾系统，其特征在于：喷雾机两侧和上侧分别以间隔15°各均布五个喷雾头。
5.权利要求1-4任一项所述的果园精确变量喷雾系统的实施方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）药液准备：在药液箱内事先装好药液，待用；
（2）施药过程：果园精确变量喷雾系统就位，开启轴流风机；
（3）施药模式选择：控制电路根据现场环境和作业时间选择图像传感器、激光扫描传感器，并根据图像传感器、激光扫描传感器反馈信号分析，控制相应输药管电磁阀的开或关；
（4）开始对靶作业：在载具的带动下，果园精确变量喷雾机匀速前进，当图像传感器判断到达对靶目标位置后，开启激光扫描传感器进行点云扫描，伴随着牵引装置的行进，控制电路根据图像传感器的反馈信号控制环形阻风板的移动距离从而控制出风口的大小及控制旋转翻板的旋转，并打开喷雾机的电磁阀，喷雾头开始工作；如图像传感器未检测出对靶目标，控制电路关闭激光扫描传感器、喷雾机电磁阀，停止环形阻风板的移动和旋转翻板的旋转；
（5）施药结束：果园精确变量喷雾系统复位，关闭整体装置。
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