RU2731082C1 - Mobile robot-sprayer for pesticide treatment of intertilled vegetable and low-growing berry crops - Google Patents
Mobile robot-sprayer for pesticide treatment of intertilled vegetable and low-growing berry crops Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731082C1 RU2731082C1 RU2019127779A RU2019127779A RU2731082C1 RU 2731082 C1 RU2731082 C1 RU 2731082C1 RU 2019127779 A RU2019127779 A RU 2019127779A RU 2019127779 A RU2019127779 A RU 2019127779A RU 2731082 C1 RU2731082 C1 RU 2731082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pesticides
- symmetry
- foaming
- sprayer
- axes
- Prior art date
Links
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 title claims abstract description 10
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 title abstract description 6
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 7
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 7
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 5
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 240000009088 Fragaria x ananassa Species 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
- A01C23/04—Distributing under pressure; Distributing mud; Adaptation of watering systems for fertilising-liquids
- A01C23/047—Spraying of liquid fertilisers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
- A01M7/0025—Mechanical sprayers
- A01M7/0032—Pressure sprayers
- A01M7/0042—Field sprayers, e.g. self-propelled, drawn or tractor-mounted
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мобильным сельскохозяйственным роботам для обработки рабочими растворами пестицидов в виде пены пропашных овощных и низкорастущих ягодных культур.The invention relates to agriculture, in particular to mobile agricultural robots for processing working solutions of pesticides in the form of foam of row crops and low-growing berry crops.
Известен способ внесения пестицидов, включающий применение рабочих растворов химических препаратов в виде пенных структур с заданным процентным соотношением пестицида в растворе пенообразующего вещества. Данный способ обеспечивает высокую степень густоты покрытия листьев растений, равномерное распределение рабочего раствора на обрабатываемой площади, эффективное действие химических средств защиты растений с уменьшением нормы внесения препарата, снижает воздействие внешних факторов на качество обработки, минимизирует вредное воздействие пестицидов на окружающую среду (патент KZ A4 26988, МПК А 01 С 23/00, 2013).A known method of introducing pesticides, including the use of working solutions of chemicals in the form of foam structures with a given percentage of the pesticide in the solution of the foaming substance. This method provides a high degree of plant leaf coverage, uniform distribution of the working solution over the treated area, effective action of plant protection chemicals with a decrease in the rate of application of the drug, reduces the impact of external factors on the quality of processing, minimizes the harmful effects of pesticides on the environment (patent KZ A4 26988 , IPC A 01
Известно устройство для внесения жидких средств химизации в слое пены, обеспечивающее реализацию способа внесения пестицидов в виде пенных структур, включающее резервуар для рабочего раствора, источник сжатого воздуха, технологическую трубопроводную, контрольно-измерительную и распределяющую арматуру, штангу, пеногенераторы с плоскофакельными распылителям (А.С. СССР № 1167676, МПК А 01 М 7/00, А 01 С 23/00, 1985)A device for the introduction of liquid chemicals in a foam layer is known, which ensures the implementation of a method for applying pesticides in the form of foam structures, including a reservoir for a working solution, a source of compressed air, a process pipeline, control and measuring and distribution fittings, a rod, foam generators with flat-spray nozzles (A. S. USSR No. 1167676, IPC A 01 M 7/00, A 01
Недостатком данного устройства является то, что оно не роботизировано и требует участие оператора – водителя в технологическом процессе внесения пестицидов, ручной настройки пеногенераторов на заданное положении и высоту для обработки растений, при этом в случае рядковой обработки сельскохозяйственных культур возможно неравномерное покрытие вегетативной части растений пенным слоем пестицида, что снижает качество и эффективность защиты овощных и низкорастущих ягодных культур от вредителей и болезней. The disadvantage of this device is that it is not robotic and requires the participation of an operator - a driver in the technological process of applying pesticides, manual adjustment of foam generators to a given position and height for processing plants, while in the case of row processing of crops, an uneven covering of the vegetative part of plants with a foam layer is possible pesticide, which reduces the quality and effectiveness of the protection of vegetable and low-growing berry crops from pests and diseases.
Известен самоходный робот-опрыскиватель для обработки растений земляники и других низкорастущих культур, включающий раму с управляемыми колесами, два из которых снабжены электромоторами привода колес, систему управления и навигации с контрольно-измерительными приборами, бортовым компьютером, приемник GPS/ГЛОНАСС, систему электропитания с источником в виде аккумуляторных батарей, систему опрыскивания, содержащую емкость для рабочего раствора, емкость для промывки, миксер для приготовления рабочего раствора, электронасос, блок распределительных клапанов, штангу, оснащенную, по крайней мере, четырьмя распыливающими узлами в виде защитных кожухов с автоматическими форсунками, датчиками высоты и наличия растений, электрическим цилиндром, обеспечивающим регулировку высоты положения штанги в зависимости от высоты обрабатываемых растений (патент RU 2592904, МПК А 01 С 23/00, 2016). Known self-propelled robot sprayer for processing strawberry plants and other low-growing crops, including a frame with steerable wheels, two of which are equipped with electric wheel drive motors, a control and navigation system with instrumentation, an on-board computer, a GPS / GLONASS receiver, a power supply system with a source in the form of batteries, a spraying system containing a container for a working solution, a container for washing, a mixer for preparing a working solution, an electric pump, a block of control valves, a boom equipped with at least four spraying units in the form of protective covers with automatic nozzles, sensors the height and presence of plants, an electric cylinder, which provides adjustment of the height of the position of the rod depending on the height of the plants being treated (patent RU 2592904, IPC A 01
Недостатками данного опрыскивателя являются: риски загрязнения почвы инсектицидами и фунгицидами вследствие неизбежного попадания диспергируемых капель на почву, испарение капель рабочего раствора и, как следствие, загрязнение окружающей среды пестицидами, непроизводительные потери пестицида, ограниченный ресурс источников электропитания, что снижает производительность самоходного робота- опрыскивателя.The disadvantages of this sprayer are: risks of soil contamination with insecticides and fungicides due to the inevitable hit of dispersible droplets on the soil, evaporation of droplets of the working solution and, as a result, environmental pollution with pesticides, unproductive losses of pesticide, limited resource of power sources, which reduces the productivity of the self-propelled robot-sprayer.
Технической задачей изобретения является создание мобильного робота-опрыскивателя для обработки пропашных овощных и низкорастущих ягодных культур рабочими растворами пестицидов в виде пенных структур, обеспечивающего повышение эффективности действия пестицидов, дифференцирование норм внесения рабочих растворов пестицидов в зависимости от фитосанитарного состояния растений, снижение норм внесения пестицидов, сведение к минимуму потерь пестицидов, уменьшение рисков загрязнения окружающей среды пестицидами, повышение производительности выполнения технологического процесса. The technical objective of the invention is to create a mobile robot sprayer for processing row crops of vegetable and low-growing berry crops with working solutions of pesticides in the form of foam structures, providing an increase in the effectiveness of pesticides, differentiating the rates of applying working solutions of pesticides depending on the phytosanitary state of plants, reducing the rates of applying pesticides, reducing to minimize the loss of pesticides, reduce the risks of environmental pollution with pesticides, increase the productivity of the technological process.
Поставленная техническая задача достигается тем, что у мобильного робот-опрыскивателя для обработки пестицидами пропашных овощных и низкорастущих ягодных культур, содержащего: самодвижущееся четырехколесное шасси в виде горизонтальной рамы с двумя направляющими передними и двумя ведущими задними колесами, заднюю и фронтальную вертикальные прямоугольные рамы с подвижными направляющими, заднюю и фронтальную горизонтальные штанги с механизмами подъема и опускания штанг, систему автономного электропитания в виде блока бортовых аккумуляторных батарей и панели солнечной батареи с множеством объединенных фотоэлементов, систему управления и навигации в виде бортового компьютера, модуля интегрированной навигационной системы, блок управления электроприводами шасси, систему технического зрения, включающую установленные на фронтальной штанге трехмерный сканирующий лазерный оптический дальномер и цифровые оптико-электронные датчики, систему пенообразования и внесения пестицидов, включающую блок автоматического управления подачей, расходом и распределением рабочих растворов пестицидов, ультразвуковые датчики, бак и миксер для рабочих растворов пестицидов, насосный агрегат, источник сжатого воздуха с пневматическим оборудованием, согласно изобретению панель солнечной батареи выполнена в виде половины поверхности сплюснутого сфероида вращения, одна из больших осей которого лежит в одной вертикальной плоскости с продольной осью симметрии робота-опрыскивателя, а малая ось совпадает с вертикальной осью, проходящей через центр масс робота–опрыскивателя, на которой, сверху панели, установлены антенна приемника спутниковой навигационной системы и снизу, под рамой - блок инерциальной навигационной системы, блок автоматического управления подачей, расходом и распределением рабочих растворов пестицидов и сжатого воздуха с одной стороны связан интерфейсом с центральным процессором бортового компьютера, с другой стороны - гидравлическими и пневматическими коммуникациями соединен с модулями пенообразования и внесения пестицидов, а каждый модуль пенообразования и внесения пестицидов снабжен, по крайней, мере тремя пеногенераторами, два из которых расположены горизонтально с общей горизонтальной осью симметрии и выходными отверстиями, направленными навстречу, друг другу, а один расположен вертикально с осью симметрии, перпендикулярной, горизонтальной оси, и выходным отверстием, направленным вниз, при этом каждый из модулей пенообразования и внесения пестицидов и каждый цифровой оптико-электронный датчик снабжены автономными приводными механизмами с электрошаговыми двигателями для поступательного перемещения модулей и датчиков вдоль горизонтальных штанг, а продольные оси симметрии цифровых оптико–электронных датчиков и продольные оси симметрии модулей пенообразования и внесения пестицидов постоянно находятся в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной осям симметрии задней горизонтальной штанги и осям симметрии фронтальной горизонтальной штанги. The technical problem posed is achieved by the fact that a mobile robot sprayer for pesticide treatment of row crops and low-growing berry crops, containing: a self-propelled four-wheel chassis in the form of a horizontal frame with two front guides and two driving rear wheels, rear and front vertical rectangular frames with movable guides , rear and front horizontal booms with mechanisms for lifting and lowering the booms, an autonomous power supply system in the form of an on-board battery pack and a solar battery panel with multiple combined photocells, a control and navigation system in the form of an on-board computer, an integrated navigation system module, a chassis electric drive control unit, a technical vision system, including a three-dimensional scanning laser optical rangefinder and digital optoelectronic sensors installed on the front bar, a foaming and pesticide application system, including a to automatic control of the supply, consumption and distribution of working solutions of pesticides, ultrasonic sensors, a tank and a mixer for working solutions of pesticides, a pumping unit, a source of compressed air with pneumatic equipment, according to the invention, the solar panel is made in the form of half the surface of a flattened spheroid of rotation, one of the largest whose axes lie in the same vertical plane with the longitudinal axis of symmetry of the robot-sprayer, and the minor axis coincides with the vertical axis passing through the center of mass of the robot-sprayer, on which, on top of the panel, the receiver antenna of the satellite navigation system is installed and below, under the frame - the unit an inertial navigation system, an automatic control unit for the supply, consumption and distribution of working solutions of pesticides and compressed air on the one hand is interfaced with the central processor of the on-board computer, on the other hand, it is connected by hydraulic and pneumatic communications with foaming and pesticide application modules, and each foaming and pesticide application module is equipped with at least three foam generators, two of which are located horizontally with a common horizontal axis of symmetry and outlets directed towards each other, and one is located vertically with the axis of symmetry , perpendicular to the horizontal axis, and the outlet directed downward, while each of the foaming and pesticide application modules and each digital optoelectronic sensor are equipped with autonomous drive mechanisms with electric stepping motors for translational movement of the modules and sensors along the horizontal rods, and the longitudinal axes of symmetry digital optoelectronic sensors and the longitudinal axes of symmetry of the foaming and pesticide application modules are constantly in the same vertical plane perpendicular to the axes of symmetry of the rear horizontal bar and the axes of symmetry of the front horizontal piece angi.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показан вид сбоку мобильного робота-опрыскивателя; на фиг.2 то же вид сверху в разрезе А-А; на фиг. 3 то же вид сзади; на фиг. 4 схема пеногенератора. Figure 1 is a side view of a mobile robot sprayer; figure 2 is the same top view in section AA; in fig. 3 the same rear view; in fig. 4 diagram of the foam generator.
Мобильный робот-опрыскиватель для обработки пестицидами пропашных овощных и низкорастущих ягодных культур содержит самодвижущееся четырехколесное шасси, систему автономного электропитания, систему управления и навигации, систему технического зрения, систему пенообразования и внесения пестицидов в виде пены. The mobile robot sprayer for pesticide treatment of row crops and low-growing berry crops contains a self-propelled four-wheel chassis, an autonomous power supply system, a control and navigation system, a vision system, a foaming system and pesticide application in the form of foam.
Самодвижущееся четырехколесное шасси выполнено в виде горизонтальной прямоугольной рамы 1 с двумя передними направляющими колесами 2, двумя задними ведущими колесами 3 с приводными электромоторами 4, установленные на раме 1, заднюю 5 и фронтальную 6 прямоугольные рамы. Внутренние боковые стороны рам 5 и 6 снабжены вертикальными подвижными направляющими 7 и 8, к которым закреплены задняя горизонтальная штанга 9 и фронтальная горизонтальная штанга 10, имеющие механизмы подъема и опускания в виде электрических линейных актуаторов 11 и 12 с электрошаговым приводом, в которые интегрированы программируемые контролеры (не показано). Двигатели актуаторов 11 и 12 с одной стороны закреплены на нижнем брусе прямоугольных рам 5 и 6, с другой стороны подвижный шток 13 и 14 актуаторов 11 и 12 соединен с нижней поперечной рамой направляющих 7 и 8 соответственно. The self-propelled four-wheeled chassis is made in the form of a horizontal rectangular frame 1 with two front guide wheels 2, two rear driving wheels 3 with drive electric motors 4, mounted on the frame 1, rear 5 and front 6 rectangular frames. The inner side sides of the frames 5 and 6 are equipped with vertical
Система автономного электропитания включает: установленный на раме 1 блок бортовых аккумуляторных батарей 15, закрепленную на вертикальных рамах 5 и 6 панель солнечной батареи 16 для преобразования солнечной энергии в постоянный электрический ток, выполненную в виде половины поверхности сплюснутого сфероида вращения с множеством объединенных фотоэлементов 17, при этом одна из больших осей a-a сфероида лежит в одной вертикальной плоскости с продольной осью симметрии b-b робота-опрыскивателя, а малая ось c-c совпадает с вертикальной осью d-d, проходящей через центр масс M робота-опрыскивателя. Форма панелей в виде половины поверхности сплюснутого сфероида вращения обусловлена более эффективным попаданием солнечного излучения на поверхность фотоэлементов 17, независимо от направления движения робота- опрыскивателя и естественного освещения времени суток. Посредством солнечной панели 16 происходит постоянная подзарядка блока аккумуляторных батарей 15, что увеличивает время автономной работы робота-опрыскивателя. Система автономного питания комплексирована с системой управления и навигации. The autonomous power supply system includes: a block of on-
Система управления и навигации включает: модуль программного управления работой бортового оборудования и программного движением робота-опрыскивателя по заданной траектории, содержащий бортовой высокопроизводительный компьютер 18 и связанный с ним блок управления 19 электроприводами шасси, модуль интегрированной навигационной системы для определения координат и направления движения, состоящий из закрепленного под рамой 1 на вертикальной оси d-d, ближе к центру масс M блока инерциальной навигационной системы 20 в виде цифровых инерциальных датчиков (гироскопов, акселерометров), объединенного с блоком спутниковой навигационной системы в виде приемника ГЛОНАСС/GPS 21 с антенной 22 с круговой поляризацией сигнала, установленной сверху панели солнечной батареи 16 на оси d-d. Установка антенны 22 сверху панели солнечной батареи 16 на оси d-d обеспечивает максимальный обзор верхней полусферы небосвода. Установка блока инерциальной навигационной системы 20 под рамой 1 ближе к центру масс M робота-опрыскивателя является оптимальным, вследствие минимизации погрешностей определения ускорений и угловых скоростей робота-опрыскивателя.The control and navigation system includes: a module for programmed control of the on-board equipment and programmed movement of the robot-sprayer along a given trajectory, containing an on-board high-
Система технического зрения включает трехмерный сканирующий лазерный оптический дальномер 23 в виде лазерного передатчика и электрооптического приемника для пространственной ориентации робота-опрыскивателя, комплексированный с модулем интегрированной навигационной системы, цифровые оптико-электронные датчики 24 для определения степени засоренности сорными растениями, поражения растений вредителями и болезнями в режиме реального времени и передачей полученных данных в бортовой компьютер 18, который по полученным данным по заданной программе рассчитывает норму внесения рабочего раствора и передает управляющий сигнал системе пенообразования и внесения пестицидов. The technical vision system includes a three-dimensional scanning laser
Система пенообразования и внесения пестицидов включает: установленные на раме 1 блок 25 автоматического управления подачей, расходом и распределением рабочей жидкости и сжатого воздуха в виде цифрового регулирующего, дозирующего и распределяющего гидравлического и пневматического оборудования (не показано), бак 26 для рабочих растворов пестицидов, миксер 27 для приготовления рабочих растворов пестицидов, насосный агрегат 28, источник сжатого воздуха с пневматическим оборудованием 29, установленные на штанге 9 посредством кронштейнов 30 модули пенообразования и внесения пестицидов 31, ультразвуковые датчики 32, 33 для измерения высоты h1 расположения штанги 9 над поверхностью почвы и высоты h2 положения штанги 10 над обрабатываемыми растениями.The system for foaming and pesticide application includes: installed on the frame 1
При этом каждый из модулей пенообразования и внесения пестицидов 31 и каждый цифровой оптико-электронный датчик 24 снабжены автономными приводными механизмами 34 и 35 с электрошаговыми двигателями для поступательного перемещения модулей 31 и датчиков 24 вдоль штанг 9 и 10 соответственно. In this case, each of the foaming and
Продольные оси симметрии o-o цифровых оптико–электронных датчиков 24 и продольные оси симметрии p-p модулей пенообразования и внесения пестицидов 31 постоянно находятся в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной осям симметрии m-m задней горизонтальной штанги 9 и осям симметрии n-n фронтальной горизонтальной штанги 10. Такое взаимное расположение цифровых оптико–электронных датчиков 24 и модулей пенообразования и внесения пестицидов 31 позволяет обеспечивать точную дифференцированную обработку растений в рядке в соответствии со сканированной информацией о поражении растений в каждом из рядков растений или засорении сорными растениями.The longitudinal axes of symmetry oo of digital
Каждый из модулей пенообразования и внесения пестицидов 31 включает кожух в виде половины поверхности кругового цилиндра 36, переходящего в поверхность половины усеченного конуса 37 с полукольцевым буртиком 38 на конце, установленные на цилиндрической части 36 кожуха 31 по дуге, по крайней мере, три пеногенератора, два горизонтально расположенных 40, 41, имеющих одну общую горизонтальную ось симметрии n-n с выходными отверстиями, направленными навстречу друг другу и вертикальный 42 с осью симметрии, перпендикулярной горизонтальной оси n-n выходным отверстием направленным вниз. Each of the foaming and
Пеногенераторы 40, 41, 42 служат для получения воздушно-механической пены из рабочего раствора пестицидов при добавления в него поверхностно-активного вещества. Каждый из пеногенераторов 40, 41, 42 состоит из приемной камеры 43 с соплом 44 для распыления сжатого воздуха и соплом 45 для подачи рабочего раствора. Приемная камера 43 переходит в конфузор, соединяемый с камерой смешения 45. К выходной части камеры смешения 45 крепится диффузор 46, на выходе которого установлен пакет сеток 47.
Такая конструкция модулей пенообразования и внесения пестицидов 31 обеспечивает высокую степень густоты покрытия обрабатываемых культур в рядке рабочим раствором пестицида в виде пены, вследствие обработки пеной вегетативной части растений как сверху, так и сбоку, обеспечивает равномерное распределение пены как по высоте, так и по ширине в каждом рядке растений, ликвидирует испарение и снос пестицидов за пределы зоны обработки при воздействии внешних факторов, таких как температура окружающего воздуха, ветер и уменьшает до предельно допустимых концентраций вредное воздействие пестицидов на окружающую среду. Such a design of the foaming and
Блок 25 автоматического управления подачей, расходом и распределением рабочей жидкости и сжатого воздуха с одной стороны связан интерфейсом с центральным процессором бортового компьютера 18, с другой стороны - гидравлическими и пневматическими коммуникациями соединен с модулями пенообразования и внесения пестицидов 31 (не показано). Изменение расхода рабочего раствора и соответственно нормы внесения обеспечивается цифровым регулирующим, дозирующим и распределяющим гидравлическим и пневматическим оборудованием. The
Мобильный робот-опрыскиватель для обработки пропашных овощных и низкорастущих ягодных культур рабочими растворами пестицидов в режиме реального времени работает следующим образом. A mobile robot sprayer for processing row-crop vegetables and low-growing berry crops with working solutions of pesticides in real time works as follows.
Перед началом работы в бортовой компьютер 18 вводится электронная карта – задание на проведение технологического процесса, в которой указываются границы, площадь сельскохозяйственного поля, длина гона, ширина разворотной полосы, количество проходов по полю, схема обработки поля - траектория движения робота-опрыскивателя с учетом поворотов и заходов на следующий гон, координаты реперной точки начала и конца обработки участка, координаты точек разворота на другой гон, координаты места заправки рабочим раствором, рабочая скорость движения, ширина междурядья b1, ширина рядков растений b2, ширина полос, свободная от культурных растений b3, рабочая ширина захвата Вр, высота обрабатываемой культуры в рядках, высота положения штанги 9 и 10 над обрабатываемыми рядами растений, пределы норм внесения рабочего раствора инсектицида или фунгицида в зависимости от вида вредителей и болезней с учетом экономического порога вредоносности. Before starting work, an electronic map is entered into the on-board computer 18 - a task for carrying out a technological process, which indicates the boundaries, the area of the agricultural field, the length of the run, the width of the headland, the number of passes through the field, the scheme of processing the field - the trajectory of the robot sprayer, taking into account the turns and approaches to the next run, the coordinates of the reference point of the beginning and end of the processing of the site, the coordinates of the turning points to the other run, the coordinates of the place of filling with the working solution, the working speed of the movement, the row spacing b 1 , the width of the rows of plants b 2 , the width of the strips free from cultivated plants b 3 , working width B p , the height of the cultivated crop in the rows, the height of the position of the
В бак 26 заливается техническая вода, в миксер 27 загружается инсектицид или фунгицид в соответствии с картой-заданием и заполняется до нужного объема водой. Рабочий раствор перемешивается и закачивается в бак 26. Industrial water is poured into the tank 26, an insecticide or fungicide is loaded into the mixer 27 in accordance with the task card and filled to the required volume with water. The working solution is mixed and pumped into the tank 26.
Включается в работу система автономного электропитания, посредством солнечной панели 16 происходит подзарядка аккумуляторных батарей 15, от которых электропитание подается к системе управления и навигации, системе технического зрения, системе пенообразования и внесения пестицидов.The autonomous power supply system is switched on, the
Включается система управления и навигации, система технического зрения. The control and navigation system and the vision system are turned on.
В соответствии с электронной картой-заданием обрабатываемого участка и по данным координат, получаемых от GPS/ГЛОНАСС приемника 21, робот-опрыскиватель устанавливается на исходную реперную точку начала обработки - линию первого прохода. Включается система технического зрения, определяется расстояние b1 между двумя соседними рядами растений, ширина рядка b2, ширина полос, свободная от культурных растений b3, рабочая ширина захвата Вр. In accordance with the electronic map-task of the treated area and according to the coordinates obtained from the GPS / GLONASS receiver 21, the robot sprayer is installed on the initial reference point of the start of treatment - the line of the first pass. The computer vision system is switched on, the distance b 1 between two adjacent rows of plants is determined, the row width is b 2 , the width of the strips free from cultivated plants is b 3 , the working width of capture B p .
Посредством ультразвуковых датчиков 32 и 33 измеряются высоты h1 и h2 положения штанг 9 и 10 относительно вегетативной части растений 48 и поверхности почвы 49, данные от датчиков 32 передаются в бортовой компьютер 18.
Компьютер 18 дает сигнал на электрошаговые приводы линейных актуаторов 11 и 12, посредством которых происходит автоматическая установка штанг 9 и 10 на заданные высоты h1 и h2 и, соответственно, происходит подстройка блоков 31 пенообразования и внесения пестицидов под среднюю высоту растений 48 в обрабатываемых рядках, а также сигнал на электрошаговые двигатели механизмов 34 и 35, посредством которых модули 31 и датчики 24 перемещаются вдоль штанг 9 и 10 и устанавливаются в заданное положение соответствующее параметрам b1, b2, b3 в реальном масштабе времени. The
По сигналу от компьютера 18 через блок управления электроприводом шасси включаются приводные электромоторы 4. Робот-опрыскиватель начинает движение по запрограммированной траектории. Интегрированная навигационная система посредством приемника GPS/ГЛОНАСС 21 принимает сигналы от глобальной спутниковой навигационной системы, вычисляет координаты местоположения робота-опрыскивателя в каждый данный момент времени, с помощью блока инерциальной навигационной системы 20 регистрирует и обрабатывает текущие значения линейных и угловых ускорений, передает комплексную информацию в бортовой компьютер 18 о позиционировании и динамике движения робота – опрыскивателя. Функцию управления автономным движением робота-опрыскивателя по заданной траектории в реальном масштабе времени выполняет бортовой компьютер 18. Посредством сканирующего лазерного оптического дальномера 23 осуществляется наблюдение за пространством и обнаружение незапрограммированных препятствий перед роботом-опрыскивателем. On a signal from the
Бортовой компьютер 18 посредством программного обеспечения обрабатывает поступившую информацию и передает алгоритм управления в блок 25 автоматического управления подачей, расходом и распределением рабочей жидкости и сжатого воздуха. The on-
Включается в работу система пенообразования и внесения пестицидов. Из бака 26 рабочий раствор инсектицида или фунгицида насосным агрегатом 28 подается в блок 25 автоматического управления подачей, расходом и распределением рабочей жидкости и сжатого воздуха; от источника сжатого воздуха 29 в блок 25 подается сжатый воздух. В блоке 25 по сигналу от компьютера 18 посредством цифрового регулирующего, дозирующего и распределяющего гидравлического и пневматического оборудования (не показано) происходит отмеривание, распределение и подача заданного количества рабочего раствора и сжатого воздуха к пеногенераторам 40, 41, 42. Поступающий в сопло 45 рабочий раствор инжектируется потоком сжатого воздуха, выходящего из сопла 44, и направляется в конфузор и далее в камеру смешения 45, где происходит смешивание воздуха и рабочего раствора. Образованная смесь заполняет диффузор 46 и орошает поверхность пакета сеток 47 с образованием пены, насыщенной инсектицидом или фунгицидом. Пена, выходящая из вертикальных пеногенераторов 42, покрывает верхнюю вегетативную часть растений 48. Горизонтальные пеногенераторы 40,41 обрабатывают боковые стороны растений 48. Кожухи в виде половины поверхности кругового цилиндра 36, переходящего в поверхность половины усеченного конуса 37 с полукольцевым буртиком 38 на конце формируют в процессе движения робота-опрыскивателя ровный полукруглый валик пены, полностью покрывающего вегетативную часть растений 48 с равномерным распределением действующего вещества инсектицида или фунгицида на абаксиальной и адаксиальной сторонах листьев растений. Каждый из датчиков 24 определяют степень поражения растений 48 вредителями или болезнями в каждом ряду. The system of foaming and pesticide application is switched on. From the tank 26, the working solution of the insecticide or fungicide by the
Программное обеспечение, установленное на компьютере 18, позволяет в режиме реального времени анализировать данные с каждого датчика 24 с учетом экономического порога вредоносности и рассчитывать норму внесения с передачей сигнала на блок управления 25. Блок управления 25 регулирует расход рабочего раствора и потока сжатого воздуха, поступающих к пеногенераторам 40, 41, 42 модулей 31, и, как следствие, норму внесения, при этом в каждом из рядов растений может осуществляться обработка, как с переменными нормами, так и с постоянными нормами в зависимости от степени пораженности растений вредителями и болезнями.The software installed on the
Для обработки гербицидами бак 26 заправляется рабочим раствором гербицида. Обработке гербицидами подвергаются полосы ширины b3, свободные от культурных растений, но засоренные сорными растениями. Компьютер 18 робота-опрыскивателя дает сигнал на электрошаговые двигатели приводов механизмов 34 и 35 модулей 31 и датчиков 24, которые перемещаются вдоль штанг 9 и 10 соответственно и устанавливаются по оси симметрии полос b3. Далее технологический процесс внесения гербицидов аналогичен технологическому процессу внесения инсектицидов и фунгицидов.For herbicide treatment, the tank 26 is filled with a working herbicide solution. The strips of width b 3 , free from cultivated plants, but infested with weeds, are treated with herbicides. The
Применение мобильного робота-опрыскивателя для обработки пропашных овощных и низкорастущих ягодных культур рабочими растворами пестицидов в виде пенных структур обеспечит повышение эффективности действия пестицидов, дифференцирование норм внесения рабочих растворов пестицидов в зависимости от фитосанитарного состояния растений и их снижение, сведение к минимуму потерь пестицидов, уменьшение рисков загрязнения окружающей среды пестицидами до предельно допустимых концентраций, повышение производительности выполнения технологического процесса. The use of a mobile robot sprayer for processing row crops of vegetable and low-growing berry crops with working solutions of pesticides in the form of foam structures will increase the effectiveness of pesticides, differentiate the rates of application of working solutions of pesticides depending on the phytosanitary state of plants and reduce them, minimize losses of pesticides, reduce risks pollution of the environment with pesticides to maximum permissible concentrations, increasing the productivity of the technological process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127779A RU2731082C1 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Mobile robot-sprayer for pesticide treatment of intertilled vegetable and low-growing berry crops |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127779A RU2731082C1 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Mobile robot-sprayer for pesticide treatment of intertilled vegetable and low-growing berry crops |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2731082C1 true RU2731082C1 (en) | 2020-08-28 |
Family
ID=72421536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019127779A RU2731082C1 (en) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Mobile robot-sprayer for pesticide treatment of intertilled vegetable and low-growing berry crops |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2731082C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112492947A (en) * | 2020-12-19 | 2021-03-16 | 上海神舟精宜汽车测控技术有限公司 | Fertilization control system of landscaping comprehensive maintenance vehicle and application method |
CN113230428A (en) * | 2021-04-09 | 2021-08-10 | 大连理工大学 | Intelligent robot based on coronavirus UVC elimination and killing mechanism |
RU208476U1 (en) * | 2021-08-06 | 2021-12-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Агрофизический научно-исследовательский институт" (ФГБНУ АФИ) | BOOM SPRAYER |
RU2779780C1 (en) * | 2022-04-07 | 2022-09-13 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Unmanned aerial robotic complex for pesticide application |
CN117208201A (en) * | 2023-10-25 | 2023-12-12 | 山东步云航空科技有限公司 | Agricultural unmanned aerial vehicle capable of adjusting rotation spraying |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6553299B1 (en) * | 1998-07-15 | 2003-04-22 | Trimble Navigation Ltd. | Methods and apparatus for precision agriculture operations utilizing real time kinematic global positioning system systems |
US6907319B2 (en) * | 2000-10-14 | 2005-06-14 | Syngenta Crop Protection, Inc. | System for the application of pesticides |
RU2264703C2 (en) * | 2003-10-27 | 2005-11-27 | Государственное научное учреждение Агрофизический научно-исследовательский институт Россельхозакадемии | Method of automatically controlled yield formation |
RU2592904C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Robot-sprayer for treatment of strawberry plants and other low-growing croppers |
US20180153084A1 (en) * | 2015-06-05 | 2018-06-07 | The University Of Sydney | Automatic target recognition and management system |
US20190200519A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | D'centralized Systems | Autonomous Mobile Platform with Harvesting System and Pest and Weed Suppression Systems |
-
2019
- 2019-09-03 RU RU2019127779A patent/RU2731082C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6553299B1 (en) * | 1998-07-15 | 2003-04-22 | Trimble Navigation Ltd. | Methods and apparatus for precision agriculture operations utilizing real time kinematic global positioning system systems |
US6907319B2 (en) * | 2000-10-14 | 2005-06-14 | Syngenta Crop Protection, Inc. | System for the application of pesticides |
RU2264703C2 (en) * | 2003-10-27 | 2005-11-27 | Государственное научное учреждение Агрофизический научно-исследовательский институт Россельхозакадемии | Method of automatically controlled yield formation |
RU2592904C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Robot-sprayer for treatment of strawberry plants and other low-growing croppers |
US20180153084A1 (en) * | 2015-06-05 | 2018-06-07 | The University Of Sydney | Automatic target recognition and management system |
US20190200519A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | D'centralized Systems | Autonomous Mobile Platform with Harvesting System and Pest and Weed Suppression Systems |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112492947A (en) * | 2020-12-19 | 2021-03-16 | 上海神舟精宜汽车测控技术有限公司 | Fertilization control system of landscaping comprehensive maintenance vehicle and application method |
CN113230428A (en) * | 2021-04-09 | 2021-08-10 | 大连理工大学 | Intelligent robot based on coronavirus UVC elimination and killing mechanism |
RU208476U1 (en) * | 2021-08-06 | 2021-12-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Агрофизический научно-исследовательский институт" (ФГБНУ АФИ) | BOOM SPRAYER |
RU2800529C1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-07-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Яндекс Беспилотные Технологии" | Mobile robot and method for mobile robot control |
RU2779780C1 (en) * | 2022-04-07 | 2022-09-13 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Unmanned aerial robotic complex for pesticide application |
RU2790688C1 (en) * | 2022-05-24 | 2023-02-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Robot-sprayer for gardening |
RU2793365C1 (en) * | 2022-06-23 | 2023-03-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Sprayer for the treatment of reed growing in the elements of the irrigation system of rice paddies |
RU2795158C1 (en) * | 2022-10-19 | 2023-04-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Mobile robot for whitewashing tree trunks |
RU2794786C1 (en) * | 2022-11-02 | 2023-04-25 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Mobile robot sprayer for fruit trees and shrubs |
RU2796491C1 (en) * | 2023-01-11 | 2023-05-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Robotic complex for strip spraying of vegetable crops |
RU2797047C1 (en) * | 2023-04-04 | 2023-05-31 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Mobile robot for contact application of pesticides |
RU224475U1 (en) * | 2023-04-24 | 2024-03-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Automated seeder with a disk device for sowing crops |
CN117208201A (en) * | 2023-10-25 | 2023-12-12 | 山东步云航空科技有限公司 | Agricultural unmanned aerial vehicle capable of adjusting rotation spraying |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2731082C1 (en) | Mobile robot-sprayer for pesticide treatment of intertilled vegetable and low-growing berry crops | |
EP3476215B1 (en) | System for spraying plants | |
US10813263B2 (en) | Autonomous or remote-controlled vehicle platform for spraying | |
US11032967B2 (en) | Autonomous or remote-controlled vehicle platform for planting | |
US10681905B2 (en) | Robot vehicle and method using a robot for an automatic treatment of vegetable organisms | |
ES2886865T3 (en) | Automatic target recognition and dispensing system | |
EP3406125B1 (en) | Autonomous or remote controlled vehicle platform for planting | |
CN102428904A (en) | Automatic targeting and variable atomizing flow control system for weeding robot | |
RU2645165C2 (en) | Unmanned robot for applying herbicides | |
EP4364563A2 (en) | Spraying device | |
CN113273376A (en) | Modularization weeding device | |
RU2748996C1 (en) | Machine for the differentiated application of pesticides, liquid mineral fertilizers and agrochemicals | |
CN214757947U (en) | Modularization weeding device | |
Bykov | World trends in the creation of robots for spraying crops | |
RU2797047C1 (en) | Mobile robot for contact application of pesticides | |
RU2790688C1 (en) | Robot-sprayer for gardening | |
EP4312531A1 (en) | Method for delivering liquid by ejecting a continuous jet and system for implementing said method | |
RU2794786C1 (en) | Mobile robot sprayer for fruit trees and shrubs | |
RU2795158C1 (en) | Mobile robot for whitewashing tree trunks | |
RU2730640C1 (en) | Method for ultra-small-volume spraying of agricultural plants and device for implementation thereof using unmanned aerial vehicles of helicopter type | |
RU2793020C1 (en) | Unmanned aerial vehicle for pesticide application in precision horticulture | |
KR20210009568A (en) | Steam exjection type weeding apparatus and automatic control system for green house using the same | |
RU2808295C1 (en) | Unmanned aerial vehicle for spraying pesticides on row crops | |
RU2796491C1 (en) | Robotic complex for strip spraying of vegetable crops | |
WO2022183596A1 (en) | Air-blowing crop protection device |