CN113678809A - 一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备及其防治方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于龙香芋喷药设备技术领域，具体为一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，包括轨道架、配药箱、喷药组件、机器视觉组件和控制器组件，轨道架顶部活动连接配药箱，配药箱顶部安装喷药组件包括喷射臂和喷头，喷头左侧外壁固定安装机器视觉组件，机器视觉组件包括图像处理单元、工业相机、镜头和曝光灯，控制器组件安装在喷药组件顶部，本发明通过图像处理单元、工业相机、镜头和曝光灯配合使用，通过工业相机对龙香芋茎叶进行拍摄，从而精确寻找到发病的毒株，控制相应的喷头喷射药剂对发病处进行精确喷药，从而实现精确喷药，降低药剂的使用量，防止龙香芋用药过度，提高食品安全性。

Description

一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备及其防治方法
技术领域
本发明涉及喷药设备技术领域，具体涉及一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备及其防治方法。
背景技术
龙香芋生长在垛田中，为江苏兴化地方品种，株高1.2-1.5m，叶片深绿色，叶柄绿色，叶柄长，叶片与叶柄相连处有紫晕，母芋近圆球形，肉白色，粉而香，子芋少，椭圆形，肉质粘，在龙香芋种植过程中容易出现芋疫病，芋疫病主要为害芋叶片，也为害叶柄和球茎，叶片染病初期，在叶正面出现茶褐色或者浅棕色的细小斑点，一般先发生在上部和外部雨水能冲击到的部位，然后迅速扩大，扩张成深浅相间的同心轮纹斑，斑点边缘有墨绿色的水渍状环，当7-8月四川雨季来临时，芋田湿度较大，芋疫病病斑面上常伴随黄色至淡褐色的液滴状分泌物析出，疫病一旦发生，在条件合适的情况下，蔓延十分迅速，发病严重时，许多病斑相连，病斑中央部分后期腐烂穿孔，严重时仅残留叶脉，需要提前对芋疫病进行防治，防止芋疫病导致龙香芋死亡影响产量。
现有的现有的龙香芋喷药设备主要以人工喷药为主，操作时工作量较大，同时只能采用全覆盖式的喷射药剂，造成药剂的浪费使用，大量用药可能会产生副作用，导致龙香芋果实受到药剂污染，从而影响饮食安全，对土地造成一定的药剂污染，不利于绿色环保，为此，我们提出一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备及其防治方法中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备及其防治方法，能够解决上述提出现有芋疫病防治全覆盖喷药容易造成药剂浪费和容易造成龙香芋和土地污染的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其包括：轨道架、配药箱、喷药组件、机器视觉组件和控制器组件，所述轨道架顶部活动连接配药箱，所述配药箱顶部安装喷药组件包括喷射臂和喷头，所述喷头左侧外壁固定安装机器视觉组件，所述机器视觉组件包括图像处理单元、工业相机、镜头和曝光灯，所述控制器组件安装在喷药组件顶部，所述控制器组件包括处理器、显卡和PLC控制器。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述轨道架包括矩形架，两组所述矩形架之间通过螺栓固定连接两组连接架，所述矩形架和连接架顶部开设轨道槽，所述矩形架和连接架外壁均固定安装光伏板一，所述光伏板一连接蓄电池一，所述蓄电池一固定安装在矩形架底部支腿内壁上，所述矩形架和连接架底部均匀安装补光灯。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述配药箱底部滚轮外壁与轨道槽内壁滑动连接，所述配药箱左侧内壁固定安装药剂仓和水源仓，所述药剂仓和水源仓底部设有混合仓，所述药剂仓和水源仓底部输出端均固定安装电磁流量计。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述混合仓底部外壁固定安装伺服电机一，所述伺服电机一输出端固定连接软轴，所述软轴延伸至混合仓内部，所述混合仓输出端固定安装搅拌轮，所述配药箱底部内壁左右两侧均固定安装气泵，所述气泵输出端固定连接高压气管，所述配药箱底部内壁中心位置固定安装蓄电池二。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述喷药组件包括光伏板二，所述光伏板二固定安装在配药箱右侧顶部，所述配药箱右侧顶部左右对称安装两组伺服电机二，两组所述伺服电机二输出端均固定安装喷射臂。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述喷射臂内壁设有输药管，所述输药管设置五组分支，所述输药管分支端部固定安装电磁阀，所述输药管端部延伸至混合仓内部，所述输药管分支端部固定连接转动接头，所述转动接头底部转动连接喷头。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述喷头外部设有喷头仓，所述喷头仓固定安装在喷射臂底部，所述喷头仓右侧内壁固定安装伺服电机三，所述伺服电机三和喷头外壁均固定安装齿轮，两组所述齿轮啮合连接，所述输药管分支侧壁与高压气管端部连通。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述机器视觉组件设置为U形，所述器视觉组件内壁固定安装蓄电池二，所述蓄电池二电路输出端与图像处理单元连接，所述图像处理单元连接工业相机，所述工业相机输出端固定连接镜头，所述镜头四周均匀分布曝光灯，所述曝光灯固定安装在机器视觉组件壳体外壁上。
作为本发明所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备的一种优选方案，其中：所述控制器组件壳体外壁固定安装显示屏和操作键盘，所述控制器组件内壁电路板固定安装处理器，所述处理器信号连接显卡，所述处理器与图像处理单元信号连接，所述处理器与PLC控制器和硬盘信号连接。
一种防治芋疫病的龙香芋防治方法，还包括具体操作步骤如下：
S1：选种，从无病田或轻病田选留种芋，严格选择无病子芋作种，母芋作种的，切口晾干后，用草木灰混匀播种，减少初侵染源，提高种芋的抗病抗菌性能；
S2：种植区处理，选择水旱轮作的种植地，可降低芋疫病和其他植物类疾病的发病率，提高了种植区的抗病抗菌性能，将待种植区进行翻地，然后在种植区合理布置排水沟，设置田垄；
S3：合理密植，每亩种植区内种植2000株种芋，种芋均匀分布，种植后对种芋顶部覆盖薄土；
S4：安装轨道架，在排水沟内通过埋入的方式将轨道架底部的支架安装到排水沟内部，然后在轨道架顶部的轨道槽内安装配药箱，将芋疫病防治药液放入到药剂仓内，在水源仓内加入适量的软水；
S5：制备药剂，待种芋生长出茎叶后，将药液和软水混合后进行搅拌，制成溶剂溶液；
S6：喷射药剂，通过机器视觉组件对茎叶表面和背面的芋疫病发病区进行扫描，发现病株后，通过喷头对病株发病区喷射药水进行精准防治。
与现有技术相比：
1.通过设置机器视觉组件，通过图像处理单元、工业相机、镜头和曝光灯配合使用，通过工业相机对龙香芋茎叶进行拍摄，从而精确寻找到发病的毒株，然后通过打开电磁阀，控制相应的喷头喷射药剂对发病处进行精确喷药，从而实现精确喷药，降低药剂的使用量，防止龙香芋用药过度，提高食品安全性；
2.通过设置伺服电机三和齿轮配合使用，通过伺服电机三驱动喷头和机器视觉组件同步旋转，从而方便多个喷头能够独立运作，提高了喷头使用的灵活性，方便提高使用的灵活性；
3.通过在轨道架外壁设置光伏板一对蓄电池一进行太阳能充电，然后通过补光灯照射龙香芋茎叶，提高光合作用的效果，促进龙香芋果实的生长，加速龙香芋果实生长速度。
附图说明
图1为本发明提供的轨道架结构示意图；
图2为本发明提供的俯视图；
图3为本发明提供的轨道架仰视图；
图4为本发明提供的配药箱俯视图；
图5为本发明提供的配药箱剖视结构示意图；
图6为本发明提供的配药箱左侧剖视图；
图7为本发明提供的图5中A处放大图；
图8为本发明提供的配药箱主视剖视图；
图9为本发明提供的机器视觉组件结构示意图；
图10为本发明提供的控制器组件内部结构示意图。
图中:轨道架100、矩形架110、连接架120、轨道槽130、光伏板一140、补光灯150、蓄电池一160、配药箱200、药剂仓210、水源仓220、电磁流量计230、混合仓240、伺服电机一250、软轴251、搅拌轮252、气泵260、高压气管261、蓄电池二270、喷药组件300、光伏板二310、伺服电机二320、喷射臂330、输药管340、电磁阀341、转动接头350、喷头仓360、喷头370、伺服电机三380、齿轮390、机器视觉组件400、蓄电池三410、图像处理单元420、工业相机430、镜头440、曝光灯450、控制器组件500、显示屏510、操作键盘520、处理器530、显卡540、PLC控制器550、硬盘560。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，具有方便精确喷药降低药液使用量，提高龙香芋果实食品安全性的优点，请参阅图1-10，包括轨道架100、配药箱200、喷药组件300、机器视觉组件400和控制器组件500，轨道架100顶部活动连接配药箱200，配药箱200顶部安装喷药组件300包括喷射臂330和喷头370，喷头370左侧外壁固定安装机器视觉组件400，机器视觉组件400包括图像处理单元420、工业相机430、镜头440和曝光灯450，控制器组件500安装在喷药组件300顶部，控制器组件500包括处理器530、显卡540和PLC控制器550，轨道架100包括矩形架110，两组矩形架110之间通过螺栓固定连接两组连接架120，矩形架110和连接架120顶部开设轨道槽130，矩形架110和连接架120外壁均固定安装光伏板一140，光伏板一140连接蓄电池一160，蓄电池一160固定安装在矩形架110底部支腿内壁上，矩形架110和连接架120底部均匀安装补光灯150，具体的，轨道架100具有方便配药箱200移动的作用，配药箱200具有配药的作用，喷药组件300具有方便喷药的作用，机器视觉组件400具有通过对龙香芋茎叶进行拍摄，从而寻找带有芋疫病的茎叶的作用，控制器组件500具有方便智能控制配药箱200、喷药组件300和机器视觉组件400进行工作的作用，矩形架110和连接架120可模块化组合，根据实际种植区进行布置，提高喷药的针对性和灵活性，轨道槽130具有配合配药箱200底部滚轮进行滚动，从而移动配药箱200的作用，光伏板一140具有通过光照将太阳能转化为电能的作用，蓄电池一160具有存储电能的作用，补光灯150具有对龙香芋植株进行补充光照，从而促进光合作用的作用。
进一步的，配药箱200底部滚轮外壁与轨道槽130内壁滑动连接，配药箱200左侧内壁固定安装药剂仓210和水源仓220，药剂仓210和水源仓220底部设有混合仓240，药剂仓210和水源仓220底部输出端均固定安装电磁流量计230，混合仓240底部外壁固定安装伺服电机一250，伺服电机一250输出端固定连接软轴251，软轴251延伸至混合仓240内部，混合仓240输出端固定安装搅拌轮252，配药箱200底部内壁左右两侧均固定安装气泵260，气泵260输出端固定连接高压气管261，配药箱200底部内壁中心位置固定安装蓄电池二270，具体的，药剂仓210具有存放药剂的作用，水源仓220具有存放软水，从而方便配比相应浓度的药剂的作用，电磁流量计230具有控制药剂仓210和水源仓220释放药剂和软水的作用，伺服电机一250具有驱动软轴251从而驱动搅拌轮252对药剂和软水的混合溶液进行搅拌均匀的作用，气泵260具有提供高压气源的作用，通过高压气体降低输药管340端部气压，从而方便喷射药液的作用，光伏板二310具有对蓄电池二270和蓄电池三410进行充电的作用。
进一步的，喷药组件300包括光伏板二310，光伏板二310固定安装在配药箱200右侧顶部，配药箱200右侧顶部左右对称安装两组伺服电机二320，两组伺服电机二320输出端均固定安装喷射臂330，喷射臂330内壁设有输药管340，输药管340设置五组分支，输药管340分支端部固定安装电磁阀341，输药管340端部延伸至混合仓240内部，输药管340分支端部固定连接转动接头350，转动接头350底部转动连接喷头370，喷头370外部设有喷头仓360，喷头仓360固定安装在喷射臂330底部，喷头仓360右侧内壁固定安装伺服电机三380，伺服电机三380和喷头370外壁均固定安装齿轮390，两组齿轮390啮合连接，输药管340分支侧壁与高压气管261端部连通，具体的，伺服电机二320具有方便驱动喷射臂330旋转，从而方便提高喷头370活动范围的作用，喷射臂330具有方便安装输药管340和高压气管261的作用，电磁阀341具有方便控制单个喷头370进行喷药的作用，伺服电机三380具有方便驱动喷头370和机器视觉组件400同步转动，从而方便调节药液喷射方向的作用，喷头仓360具有方便安装伺服电机三380和保护机器视觉组件400的作用，齿轮390具有传动的作用。
进一步的，机器视觉组件400设置为U形，器视觉组件400内壁固定安装蓄电池二410，蓄电池二410电路输出端与图像处理单元420连接，图像处理单元420连接工业相机430，工业相机430输出端固定连接镜头440，镜头440四周均匀分布曝光灯450，曝光灯450固定安装在机器视觉组件400壳体外壁上，控制器组件500壳体外壁固定安装显示屏510和操作键盘520，控制器组件500内壁电路板固定安装处理器530，处理器530信号连接显卡540，处理器530与图像处理单元420信号连接，处理器530与PLC控制器550和硬盘560信号连接，具体的，蓄电池二410对机器视觉组件400具有供电的作用，图像处理单元420具有进行图形处理的作用，将工业相机430拍摄到的茎叶图片与患芋疫病的毒株进行对比，从而准确寻找到患病毒株，方便识别到带有芋疫病的毒株，从而方便精确喷射药剂进行芋疫病防治，曝光灯450具有方便为工业相机430提供光源的作用，显示屏510和操作键盘520具有方便操作人员操作设备运行的作用，处理器530具有信息处理的作用，显卡540具有方便显示图像的作用，提高图像显示的灵敏度，PLC控制器550具有输出控制命令操作设备运行的作用，硬盘560具有信息存储的作用。
一种防治芋疫病的龙香芋防治方法，还包括具体操作步骤如下：
S1：选种，从无病田或轻病田选留种芋，严格选择无病子芋作种，母芋作种的，切口晾干后，用草木灰混匀播种，减少初侵染源，提高种芋的抗病抗菌性能；
S2：种植区处理，选择水旱轮作的种植地，可降低芋疫病和其他植物类疾病的发病率，提高了种植区的抗病抗菌性能，将待种植区进行翻地，然后在种植区合理布置排水沟，设置田垄；
S3：合理密植，每亩种植区内种植2000株种芋，种芋均匀分布，种植后对种芋顶部覆盖薄土；
S4：安装轨道架100，在排水沟内通过埋入的方式将轨道架100底部的支架安装到排水沟内部，然后在轨道架100顶部的轨道槽130内安装配药箱200，将芋疫病防治药液放入到药剂仓210内，在水源仓220内加入适量的软水；
S5：制备药剂，待种芋生长出茎叶后，将药液和软水混合后进行搅拌，制成溶剂溶液；
S6：喷射药剂，通过机器视觉组件400对茎叶表面和背面的芋疫病发病区进行扫描，发现病株后，通过喷头对病株发病区喷射药水进行精准防治。
在具体使用时，本领域技术人员将轨道架100安装在排水沟内，根据实际种植区域进行组合矩形架110和连接架120，将配药箱200安装在轨道槽130内，将芋疫病防治药剂放入到药剂仓210内，在水源仓220内加入软水，通过控制配药箱200底部滚轮滚动，从而方便配药箱200在轨道架100顶部进行移动，光伏板一140在接收光照时对蓄电池一160进行充电，随后通过蓄电池一160对补光灯150供电，通过补光灯150进行补光，提高光合作用的效果，通过打开电磁流量计230，控制药剂和软水的释放比例，将药剂和软水放入到混合仓240内部，然后通过驱动伺服电机一250控制搅拌轮252转动，对药剂和软水进行均匀搅拌，通过控制伺服电机二320控制喷射臂330调节角度，同时通过伺服电机三380驱动喷头370和机器视觉组件400转动方向，从而方便机器视觉组件400通过工业相机430和镜头440拍摄所经过的龙香芋茎叶，通过将拍摄的图像与图像处理单元420内预设的病株图像进行对比，从而发现毒株，发现毒株时，通过驱动气泵260工作提供高压气源，同时打开相应喷头370外壁的电磁阀341，通过喷头370对发病的茎叶进行喷射药液，实现精准喷药，通过操作操作键盘520，将操作命令输入到处理器530和PLC控制器550内，从而控制配药箱200、喷药组件300和机器视觉组件400进行智能识别，提高工作效率，降低人力劳动量，同时提高了龙香芋果实食用安全性。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，包括轨道架(100)、配药箱(200)、喷药组件(300)、机器视觉组件(400)和控制器组件(500)，其特征在于：所述轨道架(100)顶部活动连接配药箱(200)，所述配药箱(200)顶部安装喷药组件(300)包括喷射臂(330)和喷头(370)，所述喷头(370)左侧外壁固定安装机器视觉组件(400)，所述机器视觉组件(400)包括图像处理单元(420)、工业相机(430)、镜头(440)和曝光灯(450)，所述控制器组件(500)安装在喷药组件(300)顶部，所述控制器组件(500)包括处理器(530)、显卡(540)和PLC控制器(550)。
2.根据权利要求1所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述轨道架(100)包括矩形架(110)，两组所述矩形架(110)之间通过螺栓固定连接两组连接架(120)，所述矩形架(110)和连接架(120)顶部开设轨道槽(130)，所述矩形架(110)和连接架(120)外壁均固定安装光伏板一(140)，所述光伏板一(140)连接蓄电池一(160)，所述蓄电池一(160)固定安装在矩形架(110)底部支腿内壁上，所述矩形架(110)和连接架(120)底部均匀安装补光灯(150)。
3.根据权利要求1所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述配药箱(200)底部滚轮外壁与轨道槽(130)内壁滑动连接，所述配药箱(200)左侧内壁固定安装药剂仓(210)和水源仓(220)，所述药剂仓(210)和水源仓(220)底部设有混合仓(240)，所述药剂仓(210)和水源仓(220)底部输出端均固定安装电磁流量计(230)。
4.根据权利要求3所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述混合仓(240)底部外壁固定安装伺服电机一(250)，所述伺服电机一(250)输出端固定连接软轴(251)，所述软轴(251)延伸至混合仓(240)内部，所述混合仓(240)输出端固定安装搅拌轮(252)，所述配药箱(200)底部内壁左右两侧均固定安装气泵(260)，所述气泵(260)输出端固定连接高压气管(261)，所述配药箱(200)底部内壁中心位置固定安装蓄电池二(270)。
5.根据权利要求1所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述喷药组件(300)包括光伏板二(310)，所述光伏板二(310)固定安装在配药箱(200)右侧顶部，所述配药箱(200)右侧顶部左右对称安装两组伺服电机二(320)，两组所述伺服电机二(320)输出端均固定安装喷射臂(330)。
6.根据权利要求5所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述喷射臂(330)内壁设有输药管(340)，所述输药管(340)设置五组分支，所述输药管(340)分支端部固定安装电磁阀(341)，所述输药管(340)端部延伸至混合仓(240)内部，所述输药管(340)分支端部固定连接转动接头(350)，所述转动接头(350)底部转动连接喷头(370)。
7.根据权利要求6所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述喷头(370)外部设有喷头仓(360)，所述喷头仓(360)固定安装在喷射臂(330)底部，所述喷头仓(360)右侧内壁固定安装伺服电机三(380)，所述伺服电机三(380)和喷头(370)外壁均固定安装齿轮(390)，两组所述齿轮(390)啮合连接，所述输药管(340)分支侧壁与高压气管(261)端部连通。
8.根据权利要求1所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述机器视觉组件(400)设置为U形，所述器视觉组件(400)内壁固定安装蓄电池三(410)，所述蓄电池三(410)电路输出端与图像处理单元(420)连接，所述图像处理单元(420)连接工业相机(430)，所述工业相机(430)输出端固定连接镜头(440)，所述镜头(440)四周均匀分布曝光灯(450)，所述曝光灯(450)固定安装在机器视觉组件(400)壳体外壁上。
9.根据权利要求8所述的一种防治芋疫病的龙香芋喷药设备，其特征在于：所述控制器组件(500)壳体外壁固定安装显示屏(510)和操作键盘(520)，所述控制器组件(500)内壁电路板固定安装处理器(530)，所述处理器(530)信号连接显卡(540)，所述处理器(530)与图像处理单元(420)信号连接，所述处理器(530)与PLC控制器(550)和硬盘(560)信号连接。
10.一种防治芋疫病的龙香芋防治方法，其特征在于：还包括具体操作步骤如下：
S1：选种，从无病田或轻病田选留种芋，严格选择无病子芋作种，母芋作种的，切口晾干后，用草木灰混匀播种，减少初侵染源，提高种芋的抗病抗菌性能；
S2：种植区处理，选择水旱轮作的种植地，可降低芋疫病和其他植物类疾病的发病率，提高了种植区的抗病抗菌性能，将待种植区进行翻地，然后在种植区合理布置排水沟，设置田垄；
S3：合理密植，每亩种植区内种植2000株种芋，种芋均匀分布，种植后对种芋顶部覆盖薄土；
S4：安装轨道架(100)，在排水沟内通过埋入的方式将轨道架(100)底部的支架安装到排水沟内部，然后在轨道架(100)顶部的轨道槽(130)内安装配药箱(200)，将芋疫病防治药液放入到药剂仓(210)内，在水源仓(220)内加入适量的软水；
S5：制备药剂，待种芋生长出茎叶后，将药液和软水混合后进行搅拌，制成溶剂溶液；
S6：喷射药剂，通过机器视觉组件(400)对茎叶表面和背面的芋疫病发病区进行扫描，发现病株后，通过喷头对病株发病区喷射药水进行精准防治。
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