CN1586192A - 自控农药喷洒实验装置 - Google Patents

Abstract

一种自控农药喷洒实验装置，包括一个箱体，该箱体有一个侧面为敞开，箱体内顶部设有导轨，导轨上设有药桶固定座；药桶固定座下部安装有药桶，药桶上具有喷头；导轨一端设有与一步进电动机相连的主动轮，另一端设有从动轮；主动轮和从动轮通过同步传动带连接，该同步传动带还与所述药桶固定座固定连接；箱体内还设有储气罐，连接在该储气罐出气口上的输气管通过一电磁阀连接到所述药桶上部；箱体内还设有用于控制上述步进电动机、电磁阀动作的控制器，该控制器的控制面板设置在箱体表面。本发明通过调整喷洒喷头运动的速度和待喷洒植株与喷头之间的位置关系，达到喷洒更加准确，使农药实验室试验过程中喷洒农药量达到完全可控。

Description

自控农药喷洒实验装置

技术领域

本发明涉及一种实验装置，尤其是一种在试验室中模拟实际环境，能够对农药的喷洒量实施自动准确控制的自控农药喷洒实验装置。

背景技术

农药对于减少由于病虫、草害所造成的农作物减产已经得到了世界各国的普遍认知。随着科学技术的快速发展，大量的农药被不断的开发、研制出来。在农药效果的初期实验中，通常，必须首先经过实验室内的喷洒试验，才能够对农药的效果做出评估，并且对喷洒量进行相应的计量，从而为农田作业的各个阶段提供合理的使用参考数据。

目前，在实验室中使用的较为先进的实验方式是采用喷雾塔装置。该装置在使用中，由研究人员将待喷的植株花盆放入喷雾塔内，把待喷的药液全部放入一个容器内，通过喷雾塔的控制机构把药液全部喷出，使药液通过沉降到达所需喷洒的植株上。这种喷洒方式的不足在于喷洒的药液量不能得到精确地控制，其主要原因是由于喷洒管路中经常会有残留的药液，因而必须由人工对喷洒量进行再估算，这样极易造成超过或低于实际的农药使用量，从而使实验结果的可靠性降低。

国外还有另外一种采用调速器调整驱动马达的转速来控制储药容器的移动，从而实现针对不同的实验内容而进行的有关喷洒距离、喷洒范围及喷洒量的调整，但是，由于调速器是在一个很平稳的渐变过程中调整马达的速度，而喷洒仪器的运动的距离受到待喷植株大小及数量的制约而较短，这样喷头运动过程的准确定位相对比较困难，同时对马达速度的渐变控制过程就会比较复杂，造成实验喷洒的误差相对来说比较大，同样使实验结果的可靠性降低。

为弥补实验结果所存在的不足，田间作业人员还需要再一次的按照人工在田野中的喷雾方法和喷药的时间长短来估算实际用药量。这种实验后再估算的方式已经远远不能适应现代科技与环境保护的要求。

众所周知，随着机械化水平的提高，农药的喷洒工作在很多地方都已采用机械牵引的喷药机进行喷洒。在喷洒时通常是在实验结果数据的基础上，根据实际的农药喷洒过程，尽量增加喷洒的药液量，以便达到较好的效果。

但是，过量地使用农药，特别是化学农药将会带来对环境的污染问题。被地下水吸收的农药会造成地下水污染，影响人们的身体健康以及生态平衡。因此，农药对环境造成的污染现已受到了世界各国的普遍重视，多数发达国家开始制定相关的法律限制化学农药的使用品种和使用数量。

另外，由于农药品种不一，喷洒到植物表面时所起的作用也不尽相同。这就要求在喷洒农药的过程中必须针对不同的农药以及苗前苗后的不同喷洒时期，采用不同的喷洒方法和不同形式的喷洒喷头。由此，对农药试验室中的实验过程提出了更高的要求，这也成为农药开发研究机构亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述农药实验中缺乏有效、准确控制农药喷洒量的实验手段而提供一种自控农药喷洒实验装置，该装置能够通过微电脑控制步进马达精确调整喷洒头运动速度和试验用待喷洒植株的位置达到准确喷洒，为田间农药的实际喷洒提供精准的药量数据。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种自控农药喷洒实验装置，它包括一个用于进行农药喷洒实验的箱体，该箱体至少有一个侧面为敞开。箱体内顶部设有导轨，导轨上设有可沿该导轨移动的药桶固定座。药桶固定座下部安装有药桶，药桶上具有向下喷洒农药的喷头。导轨一端设有与一步进电动机相连的主动轮，另一端设有从动轮。主动轮和从动轮通过同步传动带连接，该同步传动带还与所述药桶固定座固定连接。

箱体内还设有储气罐，连接在该储气罐出气口上的输气管通过一电磁阀连接到所述药桶上部。

箱体内还设有用于控制上述步进电动机、电磁阀动作的控制器，该控制器的控制面板设置在箱体表面。喷洒喷头的运动速度可由控制器自由设定。

在上述技术方案中，将待喷农药的植株放在箱体内，通过控制步进电动机的转动，可以使由主动轮和从动轮带动同步传动带运动，而安装有药桶的药桶固定座跟随同步传动带沿导轨滑动，到达预先设定的喷洒位置。药桶中事先盛装有配制好的实验用农药液体。这时，开启电磁阀，储气罐中具有一定压力的气体进入药桶内，通过喷头将农药液体喷出。这种试验方式，可以使事先配制好的实验用农药液体全部喷出，不会在药桶内存留较多的农药，从而达到准确喷洒的目的。

药桶与药桶固定座之间的连接采用可拆卸方式，当实验完成后，可以方便的将药桶拆下进行清洗，而本装置中的其他部件中不会留存任何实验用农药。

为了使实验结果更加准确，不仅需要控制调整喷头在植株上的水平位置，而且还需要调整喷头与植株间的距离，为此，在箱体内底部设置一具有漏液通孔的载物平台，并在箱体内顶部设置两条平行的提升轴。两条提升轴的同方向一端分别设有一个链轮，两个链轮通过链条连接。两条提升轴上分别设有两条提升索，四条提升索分别连接在所述载物平台的四角。

再将一个驱动提升轴转动的电动机安装在箱体内，通过一涡轮蜗杆减速器将电动机与一条提升轴连接，而电动机的控制可以通过控制器完成。

四条提升索连接安装在两条提升轴上，当一条提升轴转动时，在两个链轮和链条的带动下，另一条提升轴发生同步转动，使四条提升索被同时缠绕或释放，从而完成载物平台的上下移动，达到调整植株与喷头间距离的目的，而这一切只需通过控制器开启或关闭或调整电动机的转动方向、转动速度、转动时间，就可以实现。

为保持药桶固定座的稳定移动，可以通过平行设置两条轨道组成导轨；将药桶固定座设置在两条轨道之间，其两侧安装有能够在两条轨道上滚动的滚轮，使同步传动带也设置在两条轨道之间。当步进电动机转动时，药桶固定座可以稳定、准确、方便地在两条轨道上移动。

另外，导轨两端还可以分别设有一个用于限制药桶固定座移动范围的行程开关，将该行程开关与控制器连接。当发生误操作时，药桶固定座的移动超出限制范围后，行程开关可以通过控制器使步进电动机停止转动，从而保护装置不会损坏。

同样，在箱体内的上部和下部也可以分别设置用于限制载物平台上下移动范围的限位保护开关，使载物平台的升、降不会超出限定范围。

为便于回收多余的农药，或者清洗箱体内部，可以将箱体的底板制成向下突出的锥形罩体，并在其中部开设有放水口。当实验完成后，多余的药液从放水口流出，而清洗后的水也可以从该放水口排出。

由以上技术方案可以看出，本发明通过调整喷洒喷头运动的速度和待喷洒植株与喷头之间的位置关系，达到喷洒更加准确，使农药实验室试验过程中喷洒农药量达到完全可控，使实验室试验更加接近于生产的实际环境，具有极大的实用价值。

附图说明

图1为本发明所提供的一个较佳实施例的立体示意图；

图2为图1所示实施例的正面结构示意图；

图3为图1所示实施例的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下，通过一个具体的较佳实施例并结合附图，对本发明做进一步的详细说明。

本发明所提供的一个较佳实施例的外形如图1所示。该实施例包括一个用于进行农药喷洒实验的箱体1，箱体1的一个面向操作人员的侧面为敞开的，并安装有透明的可推拉开启或关闭的玻璃门11。箱体1内底部设有一个载物平台12，该载物平台12可以是栅栏形结构，也可以是表面开设有多个漏液通孔的平台。

箱体表面设有一个控制面板13，通过该控制面板13，操作人员可以利用安装在箱体内的控制器对所有的设施、机构进行操作控制。控制器采用微处理器作为控制模块，从而可以实现对各项设备以及整个实验的程序控制。

箱体的底板被制成向下突出的锥形罩体14，它的中部开设有放水口141。当实验完成后进行清水冲洗时，通过放水口141可以将废水排出。另外，在实验中，当需要排出农药气体时，可以通过设置在箱体顶部的排风装置15完成。

本实施例的内部结构如图2、图3所示。图中，在箱体1内顶部设有导轨2，该导轨2是由两条平行设置的圆柱形导杆轨道组成的。

一个药桶固定座3设置在两个圆柱形导杆轨道之间，并通过分别安装在其两侧的定位滚轮31与这两个圆柱形导杆轨道连接。药桶固定座3每一侧设有四个定位滚轮31，定位滚轮31的周边表面具有环周凹槽。在四个定位滚轮31中，其中两个定位滚轮31并排设置在圆柱导杆轨道的上部，另外两个定位滚轮31并排设置在圆柱导杆轨道的下部，两两相对的定位滚轮31将圆柱导杆轨道扣合在其周边表面的凹槽内。

在导轨2的左端设有一个与步进电动机4相连的主动轮41，右端设有从动轮42。一个同步传动带43环绕连接在主动轮41和从动轮42表面上，该同步传动带43还与药桶固定座3的顶部固定连接。

当步进电动机4转动时，主动轮41通过同步传动带43带动从动轮42转动，同步传动带43在移动中，拖动药桶固定座3沿导轨2移动。定位滚轮31使药桶固定座3在移动中能够保持平稳且使移动阻力大大降低。

在药桶固定座3的下部安装有药桶5，药桶5的下部安装有能够向下喷洒农药的喷头51。在箱体1底部还设有储气罐6，连接在该储气罐6出气口上的输气管61通过一电磁阀连接到药桶5的上部。箱体1内还设有用于控制上述步进电动机4、电磁阀动作的控制器(图中未示出)。

另外，在箱体1内顶部还设有两条平行的提升轴7。两条提升轴7的同方向位于箱体1外侧分别设有一链轮71，两个链轮71通过链条72连接；两条提升轴7上分别还设有两条提升索73(参见图1、图2)，四条提升索73分别连接在载物平台12的四角。一个用于驱动提升轴7转动的电动机8安装在箱体1内，并通过一涡轮蜗杆减速器81与一条提升轴7连接，这个电动机8也与上述控制器电气连接。

本实施例在使用中，先将配制好的实验用农药装入药桶5中，再将药桶5安装在药桶固定座3下，然后将试验用植株放置在载物平台12上，通过操作控制面板13，通过控制器内的控制模块，利用事先设定的程序控制步进电动机4和电动机8调整喷头51与植株之间的位置，最后，开启电磁阀，储气罐6中的压缩气体通过输气管61进入药桶5，将农药喷出。

当喷洒试验完成后，可以拆下药桶5进行清洗，同时利用箱体1内预先安装的水槽或水口对整个箱体1内部进行冲洗，废水则通过放水口141排出。由于载物平台12为栅栏形结构或表面开设有多个漏液通孔，因此，多余的农药液体和清洗水不会在该载物平台12表面存留。

为了保证本实施例在使用中的安全，在导轨2两端分别设有一个与控制器电气连接的用于限制药桶固定座3移动范围的行程开关，同时，在箱体1内上部和下部分别设有用于限制载物平台12上下移动范围的限位保护开关，该限位保护开关也与控制器电气连接。

为保持压缩空气的清洁，储气罐6的进气口处还可以设置空气过滤器，同时，为保持恒定压力，或者对压力进行调整，在储气罐6的进气口处还可以设置喷洒压力调节阀。

本发明中，喷头的运动由微电脑控制的步进电动机进行细分驱动，步进电动机由于起跳快因而在很短的时间内就使喷头到达所需喷洒的位置，同时，实现药桶固定座的无级变速移动。而采用同步带传动，使误差较小。

喷雾压力由电磁阀控制的关闭与开启控制，喷洒停止后电磁阀关闭气路，使药液桶内的空气压力达到与大气压相同的气压，以便于药液桶的轻易拆下。喷洒压力根据喷洒农药的不同，可通过调节压力调节阀进行自由调整。喷洒完成后直接清洗喷洒药桶即可，故不会发生不同农药之间产生交叉影响，影响化学农药的试验效果，这样极大地增加了实验的准确性。

药桶通过快速接头连接减少了不同药液喷洒过程中拆卸药桶占用的时间。喷头采用防滴漏喷头，不会发生滴漏情况。通过更换喷雾喷头可以实现不同的喷雾功能。安装扇形喷头即可喷洒除草剂，安装雾锥喷头后即可喷洒杀虫和杀菌剂。喷洒过程完全由计算机程序控制，实验人员可根据实验的要求自己编写运行程序，达到改变喷头运动的速度。载物平台可以根据喷洒植物的高低，进行升高或降低调整。喷洒结束后，安装在箱体上部的排气装置可以排出喷洒室内的有害化学农药气体。整个喷洒系统采用不锈钢制造，避免了化学农药对系统造成的腐蚀，前部采用有机玻璃推拉门，通过不同位置的推拉可以使工作及修理人员到达喷洒系统内部的任何位置进行作业。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种自控农药喷洒实验装置，它包括一个用于进行农药喷洒实验的箱体，该箱体至少有一个侧面为敞开，其特征在于：所述箱体内顶部设有导轨，导轨上设有可沿该导轨移动的药桶固定座；所述药桶固定座下部安装有药桶，药桶上具有向下喷洒农药的喷头；所述导轨一端设有与一步进电动机相连的主动轮，另一端设有从动轮；所述主动轮和从动轮通过同步传动带连接，该同步传动带还与所述药桶固定座固定连接；

所述箱体内还设有储气罐，连接在该储气罐出气口上的输气管通过一电磁阀连接到所述药桶上部；

所述箱体内还设有用于控制上述步进电动机、电磁阀动作的控制器，该控制器的控制面板设置在箱体表面。

2、根据权利要求1所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的箱体内底部设有一具有漏液通孔的载物平台；在箱体内顶部设有两条平行的提升轴，在所述两条提升轴的同方向一端分别设有一链轮，两个链轮通过链条连接；所述两条提升轴上分别设有两条提升索，四条提升索分别连接在所述载物平台的四角；

一个用于驱动提升轴转动的电动机安装在箱体内，并通过一涡轮蜗杆减速器与一条提升轴连接；所述电动机与所述控制器电气连接。

3、根据权利要求1或2所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的导轨由两条平行设置的轨道组成；所述药桶固定座位于两条轨道之间，其两侧安装有能够在两条轨道上滚动的滚轮；所述同步传动带也设置在所述两条轨道之间。

4、根据权利要求3所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的导轨由两条平行设置的圆柱导杆组成；所述药桶固定座位于两条轨道之间，其两侧分别安装有四个周边表面具有环周凹槽的定位滚轮，其中两个定位滚轮并排设置在圆柱导杆的上部，另外两个定位滚轮并排设置在圆柱杆的下部，两两相对的定位滚轮将所述圆柱导杆扣合在其周边表面的凹槽内。

5、根据权利要求1所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的导轨两端分别设有一个用于限制药桶固定座移动范围的行程开关，该行程开关与所述控制器电气连接。

6、根据权利要求2所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的箱体内上部和下部分别设有用于限制所述载物平台上下移动范围的限位保护开关。

7、根据权利要求1所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的储气罐的进气口处设有空气过滤器和喷洒压力调节阀。

8、根据权利要求1或2或5或6或7所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的箱体的敞开一侧设有能够横向滑动开、闭的门。

9、根据权利要求1或2或5或6或7所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的箱体的底板为向下突出的锥形罩体，其中部开设有放水口。

10、根据权利要求1所述的自控农药喷洒实验装置，其特征在于：所述的箱体顶部或侧壁的上部设有排风装置。

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