CN115104589A - 一种自动换垄的循垄喷药机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动换垄的循垄喷药机及其控制方法，该喷药机包括底盘系统、喷药系统及控制系统，底盘系统包括车架及设置于车架底部的行走及转向机构；喷药系统设置于车架；控制系统包括控制器、第一垄侧间距检测装置、第二垄侧间距检测装置、植物检测装置及喷药机横摆角度检测装置，控制器的信号输入端分别与第一垄侧间距检测装置、第二垄侧间距检测装置、植物检测装置及喷药机横摆角度检测装置通信连接，控制器的信号输出端分别与喷药系统及行走及转向机构通信连接；上述喷药机可以代替人工按照预设指令完成准确的循垄喷施和换垄作业等，从而达到解决人工喷施过程中的效率低、效果差和身体受侵害等问题的目的。

Description

一种自动换垄的循垄喷药机及其控制方法

技术领域

本发明涉及农业自动化技术领域，特别涉及一种自动换垄的循垄喷药机及其控制方法。

背景技术

田垄由高凸的垄台和低凹的垄沟组成，其在大田和温室大棚环境均广泛使用。在我国内蒙古和东北等地区多用于甜菜等作物的种植，在其他地区多用于甘薯等作物的种植。此外，常采用垄作法在温室大棚内栽培草莓。

合理、高效地农药喷施对农作物的生长具有非常重要的意义。我国现在多采用传统的背负式手动喷药器对垄作作物进行人工喷施，对于大田环境，不仅工作效率低下，而且存在喷药不均匀和药物浪费等现象，不利于作物的病虫害管理；对于温室大棚环境，甚至会因通风差而导致喷药人员的身体健康受到农药侵害。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种自动换垄的循垄喷药机，以实现农药的自动喷施，解决人工喷施过程中的效率低、效果差和身体受侵害等问题。

本发明的第二个目的在于提供一种基于上述自动换垄的循垄喷药机的控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动换垄的循垄喷药机，包括：

底盘系统，所述底盘系统包括车架以及设置于所述车架底部的行走及转向机构；

喷药系统，所述喷药系统设置于所述车架；

控制系统，所述控制系统包括控制器、第一垄侧间距检测装置、第二垄侧间距检测装置、植物检测装置以及喷药机横摆角度检测装置，所述第一垄侧间距检测装置设置于所述车架前端，所述第二垄侧间距检测装置设置于所述车架后端，所述第一垄侧间距检测装置与所述第二垄间距检测装置沿所述底盘系统的直行方向位于同一直线上，所述控制器的信号输入端分别与所述第一垄侧间距检测装置、所述第二垄侧间距检测装置、所述植物检测装置以及所述喷药机横摆角度检测装置通信连接，所述控制器的信号输出端分别与所述喷药系统以及所述行走及转向机构通信连接；

所述控制器用于根据所述第一垄侧间距检测装置、所述第二垄侧间距检测装置以及所述喷药机横摆角度检测装置的检测信号控制所述行走及转向机构动作，所述控制器用于根据所述植物检测装置的检测信号控制所述喷药系统动作。

可选地，所述行走及转向机构包括至少两对行走轮以及与各所述行走轮一一对应传动连接的驱动装置，至少一对所述行走轮为麦克纳姆轮。

可选地，所述驱动装置为直流减速电机。

可选地，所述第一垄侧间距检测装置以及所述第二垄间距检测装置为超声波传感器，所述超声波传感器通过安装座安装于所述车架。

可选地，所述车架包括水平框架以及竖向框架，所述竖向框架设置于所述水平框架上，所述行走及转向机构设置于所述水平框架底部。

可选地，所述喷药系统包括：

药液箱，所述药液箱设置于所述水平框架；

药液泵，所述药液泵设置于所述竖向框架，所述药液泵的进口通过进液管与所述药液箱连接，所述药液泵与所述控制器通信连接；

喷头，所述喷头通过出液管连接于所述药液泵的出口。

可选地，所述喷药系统还包括喷头位置调节装置，所述喷头通过所述喷头位置调节装置设置于所述竖向框架，所述喷头位置调节装置与所述控制器通信连接，所述控制器根据所述植物检测装置的检测信号控制所述药液泵动作的同时控制所述喷头位置调节装置带动所述喷头往复旋转运动。

可选地，所述喷头位置调节装置包括舵机以及连杆，所述连杆的一端固定于所述舵机的输出端，所述连杆的另一端与所述喷头连接，所述舵机与所述控制器通信连接。

可选地，还包括设置于所述车架上的电气箱，所述电气箱内设置有用于为所述行走及转向机构、所述喷药系统以及所述控制系统供电的电源组件，所述控制器、所述行走及转向机构的驱动模块、所述第一垄侧间距检测装置与所述第二垄间距检测装置的信号模块、所述喷药系统的继电开关均设置于所述电气箱内。

可选地，还包括设置于所述车架的储物箱。

可选地，所述喷药机横摆角度检测装置为集成于所述控制器的陀螺仪。

一种如上任意一项所述的自动换垄的循垄喷药机的控制方法，包括步骤：

1)启动自动换垄的循垄喷药机，喷药机横摆角度检测装置初始化，行走及转向机构带动所述自动换垄的循垄喷药机直行；

2)所述自动换垄的循垄喷药机的第一垄侧间距检测装置以及第二垄侧间距检测装置检测所述自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离，若所述第一垄侧间距检测装置检测到的自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离d₁满足d_min≤d₁≤d_max，则所述行走及转向机构保持当前状态运行，若d₁＜d_min或d₁＞d_max且所述第二垄侧间距检测装置检测到的自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离d₂≤D，则进入步骤3)，若d₁＜d_min或d₁＞d_max且d₂＞D，则所述行走及转向机构停止，D为垄间距离，d_min为自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离的最小值，d_max为自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离的最大值；

3)所述自动换垄的循垄喷药机的喷药机横摆角度检测装置获取所述自动换垄的循垄喷药机的当前横摆角度值，计算获取当前横摆角度值与初始状态横摆角度值的差值ω，若ω满足ω_min≤ω≤ω_max，则所述行走及转向机构保持当前状态运行，若ω＞ω_max或ω＜ω_min且d₁＞d_max，则所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机向使d₁缩小的方向转动，若ω＞ω_max或ω＜ω_min且d₁＜d_min，则所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机向使d₁增加的方向转动；

4)若d₁＞D且d₂＞D，则所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机继续直行第一预设时间t₁后，向相邻垄所在方向转动90°，所述行走及转向机构继续驱动所述自动换垄的循垄喷药机继续直行第二预设时间t₂后再次向相邻垄所在方向转动90°，所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机继续直行；

5)重复步骤2)～步骤4)，使所述自动换垄的循垄喷药机沿蛇形路径行进，在此过程中，所述自动换垄的循垄喷药机的控制器在植物检测装置检测到植株时，控制所述自动换垄的循垄喷药机的喷药系统启动。

可选地，所述第一预设时间t₁满足t₁＝L/v，其中，L为所述自动换垄的循垄喷药机的整体长度，v为所述自动换垄的循垄喷药机的行进速度，所述第二预设时间t₂满足t₂＝D/v。

由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种自动换垄的循垄喷药机，该自动换垄的循垄喷药机包括底盘系统、喷药系统以及控制系统，其中，底盘系统包括车架以及设置于车架底部的行走及转向机构；喷药系统设置于车架；控制系统包括控制器、第一垄侧间距检测装置、第二垄侧间距检测装置、植物检测装置以及喷药机横摆角度检测装置，第一垄侧间距检测装置设置于车架前端，第二垄侧间距检测装置设置于车架后端，第一垄侧间距检测装置与第二垄间距检测装置沿底盘系统的直行方向位于同一直线上，控制器的信号输入端分别与第一垄侧间距检测装置、第二垄侧间距检测装置、植物检测装置以及喷药机横摆角度检测装置通信连接，控制器的信号输出端分别与喷药系统以及行走及转向机构通信连接；控制器用于根据第一垄侧间距检测装置、第二垄侧间距检测装置以及喷药机横摆角度检测装置的检测信号控制行走及转向机构动作，控制器用于根据植物检测装置的检测信号控制喷药系统动作；在应用时，第一垄侧间距检测装置以及第二垄侧间距检测装置可以通过检测自动换垄的循垄喷药机的车身前后两端与垄侧之间的间距，喷药机横摆角度检测装置可以检测自动换垄的循垄喷药机的横摆角度，从而判断自动换垄的循垄喷药机是否处于沿垄直行的状态，若没有沿垄直行，则可以根据检测值控制行走及转向机构对自动换垄的循垄喷药机的行进方向进行调节，以保证其能够沿垄直行，并且当第一垄侧间距检测装置以及第二垄侧间距检测装置的检测值大于垄间距离时，说明自动换垄的循垄喷药机已经离开当前垄，需要转向进入相邻垄继续工作，在此过程中，植物检测装置检测到植株时，喷药系统对植株进行喷药；可见，上述自动换垄的循垄喷药机可以代替人工按照预设指令完成准确的循垄喷施和换垄作业等，从而达到解决人工喷施过程中的效率低、效果差和身体受侵害等问题的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的车架的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的电气箱内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的控制系统的框图；

图5为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的循垄作业流程图；

图6为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的回正步骤流程图；

图7为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的换垄作业流程图；

图8为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的喷药作业流程图。

其中：

1为底盘系统；11为直流减速电机；12为轮座；13为橡胶轮；14为麦克纳姆轮；15为轴承座；16为转轴；17为车架；171为横梁；172为L形连接板；173为纵梁；174为角码；175为T形连接板；176、177为端盖；2为电气箱；21为电气箱箱体；22、23为隔板；24为电气箱箱盖；25为12V电池充电口；26为12V电源总开关；27为24V电池充电口；28为24V电源总开关；3为喷药系统；31为药液箱；32为进液管；33为药液泵；34为泵安装座；35为出液管；36为喷头；37为舵机；38为舵机安装座；4为激光传感器；41为激光传感器安装座；5为储物箱；6为第一垄侧间距检测装置；61为第一间距检测装置安装座；7为第二垄侧间距检测装置；71为第二间距检测装置安装座；81、82为驱动模块；83为变压模块；84、85为信号模块；86为控制器；87为继电开关；88为12V电池；89为24V电池。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种自动换垄的循垄喷药机，该自动换垄的循垄喷药机的结构设计使其能够实现农药的自动喷施，解决人工喷施过程中的效率低、效果差和身体受侵害等问题。

本发明的另一核心在于提供一种基于上述自动换垄的循垄喷药机的控制方法。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机的结构示意图。

本发明实施例中公开了一种自动换垄的循垄喷药机，该自动换垄的循垄喷药机包括底盘系统1、喷药系统3以及控制系统。

其中，底盘系统1包括车架17以及设置于车架17底部的行走及转向机构；喷药系统3设置于车架17；控制系统包括控制器、第一垄侧间距检测装置6、第二垄侧间距检测装置7、植物检测装置以及喷药机横摆角度检测装置，第一垄侧间距检测装置6设置于车架17前端，第二垄侧间距检测装置7设置于车架17后端，第一垄侧间距检测装置6与第二垄间距检测装置沿底盘系统1的直行方向位于同一直线上，控制器的信号输入端分别与第一垄侧间距检测装置6、第二垄侧间距检测装置7、植物检测装置以及喷药机横摆角度检测装置通信连接，控制器的信号输出端分别与喷药系统3以及行走及转向机构通信连接；控制器用于根据第一垄侧间距检测装置6、第二垄侧间距检测装置7以及喷药机横摆角度检测装置的检测信号控制行走及转向机构动作，控制器用于根据植物检测装置的检测信号控制喷药系统3动作。

在应用时，第一垄侧间距检测装置6以及第二垄侧间距检测装置7可以通过检测自动换垄的循垄喷药机的车身前后两端与垄侧之间的间距，喷药机横摆角度检测装置可以检测自动换垄的循垄喷药机的横摆角度，从而判断自动换垄的循垄喷药机是否处于沿垄直行的状态，若没有沿垄直行，则可以根据检测值控制行走及转向机构对自动换垄的循垄喷药机的行进方向进行调节，以保证其能够沿垄直行，并且当第一垄侧间距检测装置6以及第二垄侧间距检测装置7的检测值大于垄间距离时，说明自动换垄的循垄喷药机已经离开当前垄，需要转向进入相邻垄继续工作，在此过程中，植物检测装置检测到植株时，喷药系统3对植株进行喷药。

可以看出，与现有技术相比，本发明实施例提供的自动换垄的循垄喷药机可以代替人工按照预设指令完成准确的循垄喷施和换垄作业等，从而达到解决人工喷施过程中的效率低、效果差和身体受侵害等问题的目的。

作为优选地，上述行走及转向机构包括至少两对行走轮以及与各行走轮一一对应传动连接的驱动装置，以实现自动换垄的循垄喷药机的差速转向，至少一对行走轮为麦克纳姆轮14，如图1所示，在本发明实施例中，行走及转向机构包括两对行走轮，两对行走轮分别设置于车架17的前后两端，位于车架17前端的一对行走轮为麦克纳姆轮14，位于车架17后端的一对行走轮为橡胶轮13，当然在其他实施例中，两对行走轮可以均为麦克纳姆轮，从图中可以看出，车架17的四角分别设置有轮座12，驱动装置设置于轮座12，行走轮可转动地设置于轮座12，且驱动装置与行走轮之间传动连接。

作为优选地，上述驱动装置为直流减速电机11，因此上述自动换垄的循垄喷药机还包括电源组件以为直流减速电机11、喷药系统3以及控制系统供电。

在本发明实施例中，第一垄侧间距检测装置6以及第二垄间距检测装置为超声波传感器，超声波传感器通过安装座安装于车架17，如图1所示，第一垄侧间距检测装置6以及第二垄间距检测装置均位于车架17的同一侧。

请参阅图2，在本发明实施例中，车架17包括水平框架以及竖向框架，竖向框架设置于水平框架上，行走及转向机构设置于水平框架底部，上述水平框架以及竖向框架均由铝型材拼接构成，铝型材暴露在外的端部均通过端盖176(177)封闭以避免药液、灰尘进入，水平框架由多根横梁171以及两根纵梁173围成，纵梁173端部与横梁171之间通过角码174以及L形连接板172可拆卸连接，竖向框架呈h形结构，包括一长一短两根竖梁以及连接于两根竖梁之间的横梁171，该横梁171与两根竖梁之间通过角码174连接，且该横梁171与长竖梁之间还通过T形连接板175连接。

作为优选地，上述喷药系统3包括药液箱31、药液泵33以及喷头36，其中，药液箱31设置于水平框架，药液箱31为塑料或不锈钢容器，用于盛放药液；药液泵33设置于竖向框架，药液泵33的进口通过进液管32与药液箱31连接，药液泵33与控制器通信连接，在本案中，该药液泵33为隔膜泵；喷头36通过出液管35连接于药液泵33的出口，喷头36可以设置一个或多个，喷头36可以将药液以雾化效果喷出。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，喷药系统3还包括喷头36位置调节装置，喷头36通过喷头36位置调节装置设置于竖向框架，喷头36位置调节装置与控制器通信连接，控制器根据植物检测装置的检测信号控制药液泵33动作的同时控制喷头36位置调节装置带动喷头36往复旋转运动，从而在喷药过程中带动喷头36往复旋转运动，增加喷药范围。

具体地，上述喷头36位置调节装置包括舵机37以及连杆，连杆的一端固定于舵机37的输出端，连杆的另一端与喷头36连接，舵机37与控制器通信连接。

如图1和图3所示，在本发明实施例中，自动换垄的循垄喷药机还包括设置于车架17上的电气箱2，电气箱2内设置有用于为行走及转向机构、喷药系统3以及控制系统供电的电源组件，控制器、行走及转向机构的驱动模块、第一垄侧间距检测装置6与第二垄间距检测装置的信号模块、喷药系统3的继电开关均设置于电气箱2内，具体地，电气箱2内可以通过隔板分层，比如在本案中，电气箱2内通过两个隔板22、23分成了三层，电源组件包括12V电池以及24V电池，12V电池、24V电池、前轮驱动装置的驱动模块以及后轮驱动装置的驱动模块均设置于最下面的一侧，中间一层放置有电源组件的变压模块、第一垄侧间距检测装置6的信号模块、第二垄间距检测装置的信号模块以及继电开关，而最上面一层设置有控制器，该控制器为STM32单片机。

如图1所示，在本发明实施例中，自动换垄的循垄喷药机还包括设置于车架17的储物箱5。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，喷药机横摆角度检测装置为集成于控制器的陀螺仪。

作为优选地，在本发明实施例中，植物检测装置为激光传感器4。

本发明实施例还提供了一种如上述实施例所述的自动换垄的循垄喷药机的控制方法，该控制方法包括步骤：

1)启动自动换垄的循垄喷药机，喷药机横摆角度检测装置初始化，行走及转向机构带动自动换垄的循垄喷药机直行；

在实际应用中，可以将自动换垄的循垄喷药机放置于大田的一角然后启动。

2)自动换垄的循垄喷药机的第一垄侧间距检测装置6以及第二垄侧间距检测装置7检测自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离，若第一垄侧间距检测装置6检测到的自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离d₁满足d_min≤d₁≤d_max，则说明自动换垄的循垄喷药机基本保持在直行状态，行走及转向机构保持当前状态运行，若d₁＜d_min或d₁＞d_max且第二垄侧间距检测装置7检测到的自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离d₂≤D，则说明自动换垄的循垄喷药机的行进路径已经偏离，需要对自动换垄的循垄喷药机进行回正操作，此时进入步骤3)，若d₁＜d_min或d₁＞d_max且d₂＞D，则行走及转向机构停止，并向用户报警，D为垄间距离，d_min为自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离的最小值，d_max为自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离的最大值；

3)自动换垄的循垄喷药机的喷药机横摆角度检测装置获取自动换垄的循垄喷药机的当前横摆角度值，计算获取当前横摆角度值与初始状态横摆角度值的差值ω，若ω满足ω_min≤ω≤ω_max，则说明不需要回正，行走及转向机构保持当前状态运行，若ω＞ω_max或ω＜ω_min且d₁＞d_max，则行走及转向机构驱动自动换垄的循垄喷药机向使d₁缩小的方向转动，若ω＞ω_max或ω＜ω_min且d₁＜d_min，则行走及转向机构驱动自动换垄的循垄喷药机向使d₁增加的方向转动；

4)若d₁＞D且d₂＞D，则说明自动换垄的循垄喷药机离开当前垄，行走及转向机构驱动自动换垄的循垄喷药机继续直行第一预设时间t₁后，以使自动换垄的循垄喷药机完全离开当前垄，然后向相邻垄所在方向转动90°，行走及转向机构继续驱动自动换垄的循垄喷药机继续直行第二预设时间t₂后再次向相邻垄所在方向转动90°，行走及转向机构驱动自动换垄的循垄喷药机继续直行；

5)重复步骤2)～步骤4)，使自动换垄的循垄喷药机沿蛇形路径行进，在此过程中，自动换垄的循垄喷药机的控制器在植物检测装置检测到植株时，控制自动换垄的循垄喷药机的喷药系统3启动。

具体地，在上述控制方法中，第一预设时间t₁满足t₁＝L/v，其中，L为自动换垄的循垄喷药机的整体长度，v为自动换垄的循垄喷药机的行进速度，第二预设时间t₂满足t₂＝D/v。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，包括：

底盘系统，所述底盘系统包括车架以及设置于所述车架底部的行走及转向机构；

喷药系统，所述喷药系统设置于所述车架；

控制系统，所述控制系统包括控制器、第一垄侧间距检测装置、第二垄侧间距检测装置、植物检测装置以及喷药机横摆角度检测装置，所述第一垄侧间距检测装置设置于所述车架前端，所述第二垄侧间距检测装置设置于所述车架后端，所述第一垄侧间距检测装置与所述第二垄间距检测装置沿所述底盘系统的直行方向位于同一直线上，所述控制器的信号输入端分别与所述第一垄侧间距检测装置、所述第二垄侧间距检测装置、所述植物检测装置以及所述喷药机横摆角度检测装置通信连接，所述控制器的信号输出端分别与所述喷药系统以及所述行走及转向机构通信连接；

所述控制器用于根据所述第一垄侧间距检测装置、所述第二垄侧间距检测装置以及所述喷药机横摆角度检测装置的检测信号控制所述行走及转向机构动作，所述控制器用于根据所述植物检测装置的检测信号控制所述喷药系统动作。

2.根据权利要求1所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述行走及转向机构包括至少两对行走轮以及与各所述行走轮一一对应传动连接的驱动装置，至少一对所述行走轮为麦克纳姆轮。

3.根据权利要求2所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述驱动装置为直流减速电机。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述第一垄侧间距检测装置以及所述第二垄间距检测装置为超声波传感器，所述超声波传感器通过安装座安装于所述车架。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述车架包括水平框架以及竖向框架，所述竖向框架设置于所述水平框架上，所述行走及转向机构设置于所述水平框架底部。

6.根据权利要求5所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述喷药系统包括：

药液箱，所述药液箱设置于所述水平框架；

药液泵，所述药液泵设置于所述竖向框架，所述药液泵的进口通过进液管与所述药液箱连接，所述药液泵与所述控制器通信连接；

喷头，所述喷头通过出液管连接于所述药液泵的出口。

7.根据权利要求6所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述喷药系统还包括喷头位置调节装置，所述喷头通过所述喷头位置调节装置设置于所述竖向框架，所述喷头位置调节装置与所述控制器通信连接，所述控制器根据所述植物检测装置的检测信号控制所述药液泵动作的同时控制所述喷头位置调节装置带动所述喷头往复旋转运动。

8.根据权利要求7所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述喷头位置调节装置包括舵机以及连杆，所述连杆的一端固定于所述舵机的输出端，所述连杆的另一端与所述喷头连接，所述舵机与所述控制器通信连接。

9.根据权利要求1-3及6-8任意一项所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，还包括设置于所述车架上的电气箱，所述电气箱内设置有用于为所述行走及转向机构、所述喷药系统以及所述控制系统供电的电源组件，所述控制器、所述行走及转向机构的驱动模块、所述第一垄侧间距检测装置与所述第二垄间距检测装置的信号模块、所述喷药系统的继电开关均设置于所述电气箱内。

10.根据权利要求1-3及6-8任意一项所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，还包括设置于所述车架的储物箱。

11.根据权利要求1-3及6-8任意一项所述的自动换垄的循垄喷药机，其特征在于，所述喷药机横摆角度检测装置为集成于所述控制器的陀螺仪。

12.一种如权利要求1-11任意一项所述的自动换垄的循垄喷药机的控制方法，其特征在于，包括步骤：

1)启动自动换垄的循垄喷药机，喷药机横摆角度检测装置初始化，行走及转向机构带动所述自动换垄的循垄喷药机直行；

2)所述自动换垄的循垄喷药机的第一垄侧间距检测装置以及第二垄侧间距检测装置检测所述自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离，若所述第一垄侧间距检测装置检测到的自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离d₁满足d_min≤d₁≤d_max，则所述行走及转向机构保持当前状态运行，若d₁＜d_min或d₁＞d_max且所述第二垄侧间距检测装置检测到的自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离d₂≤D，则进入步骤3)，若d₁＜d_min或d₁＞d_max且d₂＞D，则所述行走及转向机构停止，D为垄间距离，d_min为自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离的最小值，d_max为自动换垄的循垄喷药机与垄侧距离的最大值；

3)所述自动换垄的循垄喷药机的喷药机横摆角度检测装置获取所述自动换垄的循垄喷药机的当前横摆角度值，计算获取当前横摆角度值与初始状态横摆角度值的差值ω，若ω满足ω_min≤ω≤ω_max，则所述行走及转向机构保持当前状态运行，若ω＞ω_max或ω＜ω_min且d₁＞d_max，则所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机向使d₁缩小的方向转动，若ω＞ω_max或ω＜ω_min且d₁＜d_min，则所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机向使d₁增加的方向转动；

4)若d₁＞D且d₂＞D，则所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机继续直行第一预设时间t₁后，向相邻垄所在方向转动90°，所述行走及转向机构继续驱动所述自动换垄的循垄喷药机继续直行第二预设时间t₂后再次向相邻垄所在方向转动90°，所述行走及转向机构驱动所述自动换垄的循垄喷药机继续直行；

5)重复步骤2)～步骤4)，使所述自动换垄的循垄喷药机沿蛇形路径行进，在此过程中，所述自动换垄的循垄喷药机的控制器在植物检测装置检测到植株时，控制所述自动换垄的循垄喷药机的喷药系统启动。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述第一预设时间t₁满足t₁＝L/v，其中，L为所述自动换垄的循垄喷药机的整体长度，v为所述自动换垄的循垄喷药机的行进速度，所述第二预设时间t₂满足t₂＝D/v。

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