CN201913018U - 一种基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，包括有药箱及一组以上的喷射单元，在供液管路中设有电磁阀；所述的喷射单元为一带有静电喷雾喷头的喷射杆，该喷射杆可借助自动转移装置沿轨道电动行走；装有红外线传感器识别镜头的自动对靶喷雾红外植株探测器，其安放在喷射杆上，该自动对靶喷雾红外植株探测器具有红外线发射电路、红外线接收电路，其输出经控制器对上述的电磁阀进行开关控制。该设备的主要喷射单元采取电动行走方式，自动对靶、低量、静电的喷雾作业方式，适合国温室种植特点，能满足温室病虫害防治和喷洒叶面肥料、生长调节剂的需要，有效地提高了雾滴沉积率，减少了农药流失，提高了作业工效。

Description

一种基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备

技术领域

本实用新型涉及一种基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备。

背景技术

农作物病虫害的防治是人类农业生产中最普遍的一项农事活动，而农药的使用则是病虫害防治中最为快速、最为经济的有效手段。世界粮农组织（FAO）在评价20世纪50年代以后粮食增产时认为化学物质（化肥、农药）的投入贡献率为30％，农药使用对人类粮食增产的作用可见一斑。在可预见的历史时期内，农药的使用仍将是人类与病虫害斗争的重要手段。

使用农药防治农作物病虫害，目的是用最少量的农药取得最佳防治效果，并且不引起人畜中毒和环境污染等负面效应。但实际上，在以前普遍采用的大容量手动喷雾器械的条件下，喷撒出去的农药只有极少部分能达到要防治的靶标上，根据估算，从施药器械喷撒出去的农药只有25％～50％能沉积在作物叶片上，不足1％的药剂能沉积在靶标害虫上，只有不足0.03％的药剂能起到杀虫作用。

温室内光照不足、长期密闭、高温高湿、加之缺少天敌，易诱发病虫害。温室设施的病虫害防治有其特殊性。设施内部土地利用率高，种植密度大，行间通过性差，一般地面行走的植保机具难以在温室中使用。因而，急需好的设备出现以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，借助其的应用可满足温室病虫害防治和喷洒叶面肥料、生长调节剂的需要，操作者亦不需进入温室内部，避免了农药对人体的危害。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

一种基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，包括有药箱及一组以上的喷射单元，在供液管路中设有电磁阀；所述的喷射单元为一带有静电喷雾喷头的喷射杆，该喷射杆可借助自动转移装置沿轨道电动行走；装有红外线传感器识别镜头的自动对靶喷雾红外植株探测器，其安放在喷射杆上，该自动对靶喷雾红外植株探测器具有红外线发射电路、红外线接收电路，其输出经控制器对上述的电磁阀进行开关控制。

所述的静电喷雾喷头具有一喷头座，喷头座的中央为与药液管相通的高压液体入口管道，周围有供高压空气进入的倾斜气管道，所有管道的汇合处为雾滴形成区，在雾滴形成区与雾流喷出口交界位置设有由高电压直流电源供电的环形电极。

所述的自动对靶喷雾红外植株探测器的红外线发射电路为一可产生单音脉冲红外线光束的红外发光二极管发射回路；所述的自动对靶喷雾红外植株探测器的红外线接收电路通过一个匹配的前置放大器将接收的光束信号传递到一检波回路中，经选通回路处理后触发延时电路，驱动回路带动电磁阀工作。

所述的自动转移装置包括一组活动主轨道、行走系统及控制系统，活动主轨道由喷药行走架、轨道、轨道支架、软管支架、挡板、药液输送管路组合构成；行走系统包括行走驱动轮及驱动轴、行走电机、传动带；控制系统包括控制箱内的可编程逻辑模块、主控电路及转移装置的返回位置传感器。所述的轨道设置于设施内纵深方向2.5～3.5 m高度处，喷杆在设施内纵深方向定速移动。

本实用新型基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备放置于温室中，该设备包括低量静电喷雾装置、自动对靶喷雾红外植株探测器、自动转移装置等，适合于我国温室种植特点。采用了低量静电技术进行植保作业，药液施用时，雾滴变得非常小，直径控制在10－50μm，以达到最优的空间和表层分布，化学残留物得以很快分解，同时缩短了农药的起效时间。

本实用新型基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备装备了先进的自动对靶植株探测器，喷杆接近作物时，传感器会有感应。喷头会根据探测结果对作物喷雾，没有作物时喷头会自动停止喷雾，而有作物时又马上开始喷雾，使喷雾有了针对性，药液的利用率比较高。该设备的控制系统启动行走驱动电机，带动整个自动转移装置在轨道上行走，在喷雾植保设备喷到温室棚头时，所有喷头自动停喷，沿水平方向左右移动，实现向下一跨转移。当转移装置行至最后一跨完成了该跨的喷雾作业时，返回位置传感器的信号使行走电机反向转动，带动转移装置返回并继续对各跨依次进行喷雾，直至转移装置返回第一跨并完成该跨的喷雾。如果在转移装置的控制系统中预置了往返次数，则转移装置会按照预置的次数完成喷雾任务而无需人工干预。该设备还采用了技术先进的静电陶瓷喷头，这样有助于获得微小均匀的雾滴，可以使药液更好的附着在作物表面，增加药液对目标物的附着量，提高雾滴的穿透力，进一步提高农药有效利用率。

本实用新型的优点是：该基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备不受温室作物品种和种植方式限制，适合于农药喷洒要求；该设备实现了温室作物病虫害的机械化、自动化防治，对于提高雾滴沉积率，减少农药流失，提高作业工效，避免农药危害人体和环境具有十分重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备构成原理方框图。

图2为本实用新型一具体应用的实施例结构示意图。

图3 为本实用新型静电喷雾喷头结构示意图。

图4 为本实用新型红外线植株探测器工作原理图。

图5为本实用新型红外线植株探测器选通驱动电路示意图。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步说明。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备包括有药箱1、泵2及一组以上的喷射单元4，在供液管路中设有电磁阀3，一自动对靶喷雾红外植株探测器5具有红外线发射电路、红外线接收电路，其输出经控制器对上述的电磁阀进行开关控制。本实施例中，该设备采用每两个喷头(在同一水平位置)并联后通过喷药管与电磁阀相对应的输出端连接，电磁阀装在与药箱后端连接的输药管上，每个电磁阀的输入端分别与相对应的植株探测器的输出端连接，每个植株探测器上装有红外线传感器识别镜头。该设备在前进过程中红外线识别镜头(光电传感器)检测有作物的地方遮挡红外光线，光电传感器接收到信号，经过控制器对电磁阀进行开关控制，从而控制喷头开关，达到了间歇作业的目的。

所述的喷射单元4包括一带有静电喷雾喷头的喷射杆401，该喷射杆可借助自动转移装置沿轨道电动行走；该自动转移装置包括一组活动主轨道、行走系统及控制系统。活动主轨道由安设在轨道支架6上的轨道7、软管支架8、药液输送管路及设置在终端位置的挡板13组合构成；所述的行走系统包括行走驱动轮及驱动轴、行走驱动电机9和传动带10；控制系统包括控制箱11内的可编程逻辑模块、主控电路及转移装置的返回位置传感器12。所述的轨道设置于设施内纵深方向2.5～3.5 m高度处，以不影响作物生长为原则，喷药行走架及喷杆由轨道承载并在轨道上移动来达成自走喷药效果。喷杆在设施内纵深方向定速移动。当碰触到尽头的挡板便停止前进或换向。系统的启动和停止由控制箱进行控制。

装有红外线传感器识别镜头的自动对靶喷雾红外植株探测器，可安放在喷射杆上，自动对靶喷雾红外植株探测器的红外线发射电路为一可产生单音脉冲红外线光束的红外发光二极管发射回路；所述的自动对靶喷雾红外植株探测器的红外线接收电路通过一个匹配的前置放大器将接收的光束信号传递到一检波回路中，经选通回路处理后触发延时电路，驱动回路带动电磁阀工作。

参见图3所示，所述的静电喷雾喷头具有一壳体4，壳体尾端为喷头座3，喷头座的中央为与药液管相通的高压液体入口管道2，周围有供高压空气进入的倾斜气管道1，所有管道的汇合处为雾滴形成区5，在雾滴形成区与雾流喷出口6的交界位置设有由高电压直流电源供电的环形电极7。喷头是由导电的陶瓷材料制成，它是接地的或和大地电位接通，从而使液流保持或接近于大地电位。在雾滴形成区所形成的雾流，其雾滴因静电感应而带电，并被气流带动吹出喷头。喷头壳体4是由绝缘材料制成的。高压直流电源9的作用是将低压输入（由12伏直流电源10提供）变为高压输出，电压可从几千伏到几十干伏的范围内调节。高压电源是一个微型电子电路，其中的振荡器可使低压直流电源变换为高压交流输出；变压器将振荡器的低压交流变换为高压交流输出；整流器将变压器的高压交流输出变换为直流电；调节器8用来调节高压交流输出电压，高压电源通过高压引线接到电极上。低量静电喷雾装置的应用使得高压静电在喷头与喷雾目标之间建立一静电场，而农药液体流经喷头雾化后，通过感应充电的方法被充上电荷，形成群体带电雾滴，然后在静电场力和其他外力的联合作用下，带电的细雾滴作定向运动趋向植株靶标，最后吸附在靶标上。其沉积率显著提高，在靶标上附着量增大，覆盖均匀，沉降速度增快，尤其是提高了在靶标叶片的背面的沉积量，减少了漂移和流失。

如图4、5所示，自由振荡的脉冲发生器(在50ms的时问问隔上产生1ms的脉冲)驱动一个被选通的20kHz方波发生器，方波发生器驱动红外发光二极管的发射回路，产生单音脉冲红外线光束。当有光束信号返回到接收器时，通过一个匹配的前置放大器将之传递到检波回路中，其输出的信号与来自脉冲发生器的信号经过选通回路处理，以保证在脉冲发生器的空白部分不被触发，选通门的信号触发延时电路，驱动回路带动负载工作。红外探测器探测到目标时，来自发射端的自由振荡信号与榆波电路输出信号一起送到选通门U6A(与非门)，当自由振荡信号是高电平且检波器输出信号也是高电平时，与非门输出一个低电平触发U7，U7③脚输出高电平使Q3导通，电磁阀通电，喷头开始喷雾。选通门的目的在于消除杂散背景光的干扰，使与自由振荡信号不同频同相的信号被禁止，从而保证了在信号波形的“空白”部分中不被触发，这就大大提高了传感器的环境适应能力。

Claims (5)

1.一种基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，包括有药箱及一组以上的喷射单元，在供液管路中设有电磁阀；其特征在于：

所述的喷射单元为一带有静电喷雾喷头的喷射杆，该喷射杆可借助自动转移装置沿轨道电动行走；

装有红外线传感器识别镜头的自动对靶喷雾红外植株探测器，其安放在喷射杆上，该自动对靶喷雾红外植株探测器具有红外线发射电路、红外线接收电路，其输出经控制器对上述的电磁阀进行开关控制。

2.根据权利要求1所述的基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，其特征在于：所述的静电喷雾喷头具有一喷头座，喷头座的中央为与药液管相通的高压液体入口管道，周围有供高压空气进入的倾斜气管道，所有管道的汇合处为雾滴形成区，在雾滴形成区与雾流喷出口交界位置设有由高电压直流电源供电的环形电极。

3.根据权利要求1所述的基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，其特征在于：所述的自动对靶喷雾红外植株探测器的红外线发射电路为一可产生单音脉冲红外线光束的红外发光二极管发射回路；所述的自动对靶喷雾红外植株探测器的红外线接收电路通过一个匹配的前置放大器将接收的光束信号传递到一检波回路中，经选通回路处理后触发延时电路，驱动回路带动电磁阀工作。

4.根据权利要求1所述的基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，其特征在于：所述的自动转移装置包括一组活动主轨道、行走系统及控制系统，活动主轨道由喷药行走架、轨道、轨道支架、软管支架、挡板、药液输送管路组合构成；行走系统包括行走驱动轮及驱动轴、行走电机、传动带；控制系统包括控制箱内的可编程逻辑模块、主控电路及转移装置的返回位置传感器。

5.根据权利要求4所述的基于低量静电技术及自动对靶技术的喷雾植保设备，其特征在于：所述的轨道设置于设施内纵深方向2.5～3.5 m高度处，喷杆在设施内纵深方向定速移动。

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