一種智能自走式風(fēng)送靜電式對靶噴霧機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能自走式風(fēng)送靜電式對靶噴霧機(jī)，屬于植保噴霧機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，農(nóng)村對植保機(jī)械的需求量也越來越大。目前，針對溫室大棚農(nóng)作物的窄行距、株距較大的植株作物的病蟲害防治，大多依靠人工噴施農(nóng)藥。這樣不僅造成環(huán)境污染、導(dǎo)致藥物資源浪費(fèi)，而且在藥物霧滴漂移和高溫作業(yè)的環(huán)境中，很容易造成作業(yè)人員中毒中暑，導(dǎo)致不必要的人員傷亡。即使有溫室噴霧機(jī)能夠自動化操作，但其噴霧時(shí)不能區(qū)分是否有靶標(biāo)，總是連續(xù)噴霧，因?yàn)橹仓昱c植株之間的間隔噴霧屬于無效噴霧，且噴霧霧滴無法有效沉積在葉片上，藥液浪費(fèi)大；同時(shí)風(fēng)送式噴霧技術(shù)是一種被廣泛采用并十分有效的噴霧技術(shù)，該技術(shù)可以顯著提高霧滴的穿透性和沉積率，通過針對植株間間隔及植株形狀控制是否噴霧，以達(dá)到減少無效噴霧、提高農(nóng)藥有效利用率目的。
[0003]公開號CN202310978U提供了一種噴霧機(jī)，其為手推式，但不能自主行走和對靶噴霧。
[0004]公開號CN104656645A提供了一種對革E系統(tǒng)，其基于圖像處理進(jìn)行對革E，但整個(gè)系統(tǒng)處理時(shí)間長、操作復(fù)雜，難以推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠自行走、自動對靶、響應(yīng)時(shí)間快、不會漏噴或多噴、適合溫室大棚作業(yè)的智能自走式對革E噴霧機(jī)。
[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案是:
[0007]該噴霧機(jī)包括底盤驅(qū)動裝置、風(fēng)送式靜電噴霧裝置、智能控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和車架。
[0008]底盤驅(qū)動裝置位于噴霧機(jī)的底部，安裝在車架下方，包括傳動軸、驅(qū)動輪、支撐輪、履帶機(jī)構(gòu)和安裝在車架內(nèi)的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)與傳動軸連接用于驅(qū)動傳動軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，驅(qū)動輪安裝在傳動軸一端，驅(qū)動輪和多個(gè)支撐輪安裝在履帶機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)并與履帶機(jī)構(gòu)嚙合為履帶行走提供動力和支撐。
[0009]風(fēng)送式靜電噴霧裝置，包括噴霧系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)和高壓靜電部分:噴霧系統(tǒng)安裝在車架內(nèi)，由藥箱、混藥器、隔膜栗、調(diào)壓閥、電磁閥和噴霧管路依次連接組成，噴霧管路再與噴頭相連;風(fēng)送系統(tǒng)安裝在固定于車架內(nèi)的支撐桿上，位于噴霧機(jī)的頂部，包括風(fēng)機(jī)和導(dǎo)風(fēng)筒，其中噴頭安裝在導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)中心軸線上的正前端;靜電環(huán)安裝在導(dǎo)風(fēng)筒前端圓柱管內(nèi)壁上，通過安裝在車架內(nèi)的高壓靜電發(fā)生器，進(jìn)行充電，噴霧時(shí)通過靜電對霧滴進(jìn)行電暈式充電使帶電霧滴更加容易的吸附于植株葉面正反面，且在風(fēng)送氣流作用下對霧滴進(jìn)行二次霧化和靶標(biāo)冠層擾動。
[0010]智能控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)安裝在機(jī)架內(nèi)，其特征在于:智能控制系統(tǒng)包括激光探測器、距離傳感器、測速傳感器和控制器，激光探測器安裝在車架頂端前方且位于噴頭下方，噴頭的水平中心軸線和激光傳感器發(fā)出的光束相平行，且在噴霧機(jī)前進(jìn)的水平方向上，激光探測器安裝在噴頭前一定距離以使得噴霧機(jī)在工作時(shí)激光探測器發(fā)出的光束探測到靶標(biāo)的時(shí)間能早于噴頭的水平中心軸線到達(dá)靶標(biāo)的時(shí)間，因?yàn)橹悄芸刂葡到y(tǒng)在從探測靶標(biāo)到發(fā)出控制信號以及電磁閥啟閉都有一定的響應(yīng)延遲時(shí)間。通過激光探測器安裝在噴頭前一定距離，可以提前探測靶標(biāo)，噴霧機(jī)在響應(yīng)延遲時(shí)間內(nèi)行駛一段距離，待到響應(yīng)延遲時(shí)間結(jié)束后，噴頭的水平中心軸線能正對著靶標(biāo)進(jìn)行噴霧;距離傳感器分別安裝在車架前擋板的左下方和右下方，距離傳感器之間的距離等于噴霧機(jī)的寬度，用于檢測與障礙物之間的實(shí)時(shí)距離;測速傳感器安裝在底盤驅(qū)動裝置的步進(jìn)電機(jī)的傳動軸上，用于實(shí)時(shí)檢測左右兩輪的轉(zhuǎn)速;控制器與激光探測器、距離傳感器、測速傳感器、電磁閥、底盤驅(qū)動裝置中的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)和風(fēng)送式靜電噴霧裝置中的風(fēng)機(jī)相連;控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的靶標(biāo)距離信息與激光探測器檢測的實(shí)時(shí)信息相比較來控制是否噴霧，同時(shí)根據(jù)距離傳感器檢測的實(shí)時(shí)信息來判斷是否轉(zhuǎn)向:作業(yè)過程中，激光探測器實(shí)時(shí)檢測與靶標(biāo)之間的距離，控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的靶標(biāo)距離信息判斷是否有靶標(biāo)存在，進(jìn)而控制電磁閥的啟閉來控制噴霧;兩個(gè)避障傳感器實(shí)時(shí)檢測其探頭與前方障礙物之間的距離，控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的安全行駛距離與測得的實(shí)際行駛距離進(jìn)行比較來控制行走速度。
[0011]遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，通過無線通信方式與控制器連接通信，控制噴霧機(jī)啟停動作和調(diào)節(jié)行進(jìn)速度。
[0012]進(jìn)一步地，所述的噴霧機(jī)還設(shè)有觸摸顯示屏，觸摸顯示屏安裝在車架頂端后方并與控制器連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述的噴霧機(jī)還設(shè)有電源管理模塊，電源管理模塊安裝在車架內(nèi)用于給噴霧機(jī)供電并與控制器連接。
[0014]上述的一種智能自走式風(fēng)送靜電式對靶噴霧機(jī)，自走式風(fēng)送靜電噴霧機(jī)的前進(jìn)速度為0.5-lm/s可調(diào)，可通過觸摸顯示屏或無線通信模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0015]上述的一種智能自走式風(fēng)送靜電式對靶噴霧機(jī)，噴霧壓力通過調(diào)壓閥設(shè)定在40psi，風(fēng)機(jī)風(fēng)量設(shè)定為2700m3/h，靜電環(huán)充電電壓為40KV。
[0016]上述的一種智能自走式風(fēng)送靜電式對革E噴霧機(jī)，遠(yuǎn)程控制部分通過無線方式與控制裝置連接通信，可向控制器發(fā)出噴霧機(jī)工作和停止信號，可根據(jù)不同作業(yè)要求控制噴霧機(jī)的行走速度。
[0017]上述的一種智能自走式風(fēng)送靜電式對靶噴霧機(jī)，在噴霧作業(yè)前可選擇操作方式，在手動模式下，可以通過觸摸顯示屏或無線遙控器來控制噴霧機(jī)的行走和噴霧動作;在自動模式下，噴霧機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的程序自主行走和對靶噴霧。
[0018]上述的一種智能自走式風(fēng)送靜電式對靶噴霧機(jī)，噴霧控制裝置為與噴頭相通的藥液管上的電磁閥。所述的電磁閥具有較高的開關(guān)頻率，其功耗僅為6W，通過電磁閥反向吸收電路的設(shè)計(jì)，即在電磁閥上并聯(lián)一個(gè)反向的二極管，在電磁閥啟閉后吸收浪涌電流，能使電磁閥達(dá)到較好的流量控制線性度。
[0019]上述的一種智能自走式風(fēng)送靜電式對靶噴霧機(jī)，激光探測器具有IP67防護(hù)等級、25ms的快速掃描周期、高速的Ethernet通訊接口，有效測量距離為60mm至5000mm。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1.本發(fā)明的噴霧機(jī)是否噴霧是根據(jù)與該噴頭相對應(yīng)的激光探測裝置是否探測到靶標(biāo)而定，做到自動對靶和精確噴霧，不會漏噴或多噴、防止農(nóng)藥浪費(fèi)。
[0022]2.本發(fā)明的激光探測器相比于紅外探測器，在溫室環(huán)境下的抗干擾能力更好，對靶精度更高。
[0023]3.本發(fā)明的履帶自走式噴霧機(jī)可自主獨(dú)立的噴霧作業(yè)，降低了人工成本，提高了作業(yè)效率，同時(shí)該噴霧機(jī)溫室內(nèi)通過性好。
[0024]4.本發(fā)明的風(fēng)送式靜電噴霧系統(tǒng)，利用風(fēng)送氣流對霧滴進(jìn)行二次霧化和植株冠層擾動，霧滴的沉積分布均勻性提高，且利用靜電使霧滴帶電，更加容易的吸附于植株葉面正反面。
【附圖說明】
[0025]圖1為智能自走式對靶噴霧機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1的主視圖。
[0027]圖3為智能控制部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為米樣點(diǎn)布置不意圖。
[0029]圖5為不同方式下采樣點(diǎn)霧滴覆蓋率。
[0030]圖中:1.支撐輪，2.驅(qū)動輪，3.履帶機(jī)構(gòu)，4.激光探測器，5.噴頭，6.導(dǎo)風(fēng)筒，7.風(fēng)機(jī)，8.混藥器，9.藥箱，10.測速傳感器，11.支撐桿，12.觸摸顯示屏，13.控制器，14.電源管理模塊，15.調(diào)壓閥，16.距離傳感器A,17.距離傳感器B，18.隔膜栗，19.車架，20.步進(jìn)電機(jī)C，21.步進(jìn)電機(jī)D，22.電磁閥，23.無線通信模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032]如圖1和圖2所示，該噴霧機(jī)包括底盤驅(qū)動裝置、風(fēng)送式靜電噴霧裝置、智能控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
[0033]如圖1和圖2所示，底盤驅(qū)動裝置包括安裝在車架19上的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)20C和21D、傳動軸、驅(qū)動輪2、支撐輪I和履帶機(jī)構(gòu)3，步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動傳動軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，兩個(gè)驅(qū)動輪2分別安裝在傳動軸兩端，履帶機(jī)構(gòu)3安裝在驅(qū)動輪3上，驅(qū)動輪3轉(zhuǎn)動過程中帶動履帶機(jī)構(gòu)3行走，多個(gè)支撐輪I安裝在履帶機(jī)構(gòu)3內(nèi)側(cè)并于其連接為履帶行走提供支撐。
[0034]如圖1和圖2所示，風(fēng)送式靜電噴霧裝置，包括噴霧系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)和高壓靜電部分:噴霧系統(tǒng)安裝在車架19內(nèi)，由藥箱9、混藥器8、隔膜栗18、調(diào)壓閥15、電磁閥22和噴霧管路依次連接組成，噴霧管路再與噴頭5相連;風(fēng)送系統(tǒng)安裝在固定于車架19內(nèi)的支撐桿11上，位于噴霧機(jī)的頂部，包括風(fēng)機(jī)7和導(dǎo)風(fēng)筒6，其中噴頭5安裝在導(dǎo)風(fēng)筒6中心軸線上的正前端;靜電環(huán)安裝在導(dǎo)風(fēng)筒6前端圓柱管內(nèi)壁上，通過安裝在車架19內(nèi)的高壓靜電發(fā)生器，進(jìn)行充電，噴霧時(shí)通過靜電對霧滴進(jìn)行電暈式充電使帶電霧滴更加容易的吸附于植株葉面正反面，且在風(fēng)送氣流作用下對霧滴進(jìn)行二次霧化和靶標(biāo)冠層擾動。
[0035]如圖3所示，智能控制部分結(jié)構(gòu)示意圖，包括激光探測器4、距離傳感器16A、距離傳感器17B、測速傳感器10、觸摸顯示屏12、控制器13、無線通信模塊23、電源管理模塊14、風(fēng)機(jī)7、電磁閥22;距離傳感器安裝在車架19上前擋板的左下方和右下方，用于檢測底盤驅(qū)動部分與障礙物之間的實(shí)時(shí)行駛距離;控制器13與底盤驅(qū)動部分的步進(jìn)電機(jī)連接，通過調(diào)節(jié)控制器的輸出HVM波的占空比來調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的速度，控制器13根據(jù)預(yù)設(shè)的安全行駛距離與檢測的實(shí)時(shí)行駛距離比較進(jìn)而控制底盤驅(qū)動部分進(jìn)行轉(zhuǎn)向；激光探測器4安裝在噴頭正前方20cm處，用