專利名稱：一種自走式自動對靶精準施藥機的制作方法
技術領域：
本發明屬于農業植保機械領域，涉及 施藥器具，具體涉及ー種自走式自動對靶精準施藥機。
背景技術：
果園中主要的管理作業有，繁殖和栽植、整形修剪、病蟲害防治、摘心除草、土肥水管理等，各個管理環節中，病蟲害防治是最費エ時、又非常重要的作業項目，據統計，其工作量約占果樹管理總工作量的30%左右，同時也是技術上非常不成熟的環節。據調查統計，果樹在一年的生長期內要噴施農藥8 16次，噴灑農藥后有50 70%的農藥降落在土壤和周圍環境中，造成嚴重污染。其次，農藥過量使用，會導致作物大面積中毒，甚至造成全面減產。提高農藥的有效利用率，減少農藥對環境的污染，是現代農業工程技術發展的一個重要目標。而我國的施藥技術發展很不完善，施藥機械一直處于非常落后的水平，僅相當于國外70年代水平，主要表現在機具笨重，工作效率低，機械化程度低，目前仍是以手動和半機械化機具為主，防治作業無法保障，農藥噴施不均、漂移、蒸發、污染等不良現象的較為普遍。
發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種自走式自動對靶精準施藥機，可以自動探測前方有無果樹井根據果樹的形狀自動對靶施藥，從而提高藥液的利用率，減少化學農藥對施用者人身安全的傷害，降低農藥對環境的污染。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種自走式自動對靶精準施藥機，包括行走裝置，行走裝置上方后端設置有施藥裝置，前端設置有超聲波探測裝置，施藥裝置管道上的電磁閥13連接至嵌入式操控平臺4，超聲波探測裝置主要包括超聲波傳感器30，超聲波傳感器30的探測信號輸出連接至嵌入式操控平臺4，嵌入式操控平臺4根據超聲波傳感器30探測果樹信號來控制電磁閥13的開啟與關閉。本發明所述精準施藥機還可以包括施藥信號檢測控制裝置，施藥信號檢測控制裝置包括電磁閥13、速度傳感器26、流量傳感器22、壓カ傳感器23以及電動球閥24，速度傳感器26設置于行走裝置上，流量傳感器22和壓カ傳感器23都設置于施藥裝置管道上。所述施藥裝置包括藥箱1，藥箱I通過隔膜泵7連接主管道19，隔膜泵7接噴藥裝置變速箱6，噴藥裝置變速箱6接驅動噴藥汽油機及噴藥離合器5，主管道19上設置電動球閥24構成分路，一路連接進藥管18，一路連接回流管25，回流管25的另一端連接藥箱1，進藥管18再次分路連接至多個噴頭9，電磁閥13相應地有多個，設置于每個噴頭9與進藥管18的分路連接處，流量傳感器22和壓カ傳感器23設置于進藥管18上。所述噴頭9設置于可旋轉風箱11中，所述可旋轉風箱11中還設置有與噴頭9對應的離心式風扇12。本發明與現有技術相比，由于設有ー套自動對靶施藥裝置，可以根據前方有無果樹和樹形來調節噴頭的啟閉和噴霧量的多少，在行走輪處安裝有速度傳感器，可以根據拖拉機行走的速度來控制管道內的流量，在隔膜泵和噴頭之間安裝有壓カ傳感器和流量傳感器，感知軟管中的藥液流量來調節隔膜泵的流量，來保證藥物的均勻穩定噴施，提高了藥液的利用率，降低了果園的管理成本，減少了化學農藥對環境的污染，系統噴霧壓カ恒定，霧化效果良好，同時系統響應時間短，滯后小，控制精確。
圖I為本發明 的結構示意圖。圖2為本發明中噴霧裝置的主視圖。圖3為本發明控制原理圖。圖中附圖標記的含義I-藥箱；2_驅動前進汽油機及前進離合器；3_行走裝置變速箱；4_嵌入式操控平臺；5_驅動噴藥汽油機及噴藥離合器；6_噴藥裝置變速箱變速箱；7_隔膜泵；8_壓カ表；9-噴頭；10_導流板；11_可旋轉風箱；12_離心式風扇；13_電磁閥；14_皮帶傳動裝置；15-豎向支架；16-水平機架；17-驅動輪；18-進藥管；19-主管道；20_支撐輪；21_履帶；22-流量傳感器；23_壓カ傳感器；24_電動球閥；25_回流管；26_速度傳感器；27_導向輪；28-滑動支架；29_保護桶；30_超聲波傳感器；31_加強桿。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進ー步詳細說明。如圖I所示，為本發明帶探測功能自動對靶精準施藥機的ー種具體結構，包括行走裝置，行走裝置采用履帶式，包括后方的驅動輪17、前方的導向輪27、中間的支撐輪20以及履帶21，在行走裝置的上方設置水平機架16。在行走裝置行走的前端，水平機架16上設置上下部滑動相連的滑動支架28，滑動支架28可根據果樹高度需要進行上下調節，其上部設置有多個中空圓柱形結構的保護桶29，每個保護桶29中安裝一個超聲波傳感器30，滑動支架28的下部通過斜向的加強桿31連接至水平機架16。在行走裝置行走的后端，水平機架16上設置施藥裝置，施藥裝置包括藥箱1，藥箱I通過隔膜泵7連接主管道19，隔膜泵7接噴藥裝置變速箱6，噴藥裝置變速箱6接驅動噴藥汽油機及噴藥離合器5，主管道19上設置電動球閥24構成分路，一路連接進藥管18，一路連接回流管25，進藥管18再次分路連接至多個噴頭9，而各個管路上均可設置壓力表8，實時監控管路中藥液的壓カ情況。如圖2所示，噴頭9設置于可旋轉風箱11中，所述可旋轉風箱11中設置有與噴頭9對應的離心式風扇12，相鄰的噴頭9之間以可調整角度的導流板10隔開，導流板10的導流角度可根據樹形進行調節。電磁閥13相應地有多個，設置于每個噴頭9與進藥管18的分路連接處，每個電磁閥13控制ー個噴頭9，可旋轉風箱11有兩個，沿行走裝置前進方向分左右設置于豎向支架15上，可根據果樹樹形和高度進行角度調節，分別在90°范圍內旋轉，在果園進行作業時，可根據不同果樹的樹形、高低和行間距的大小來對風箱11進行旋轉調整，以適應不同果樹或果樹不同生長時期作業需要。兩個可旋轉風箱11之間設置有等速變向裝置，等速變向裝置連接兩個離心式風扇12，實現兩個離心式風扇12的等速旋轉，等速變向裝置連接皮帶傳動裝置14的從動輪，皮帶傳動裝置14的主動輪連接至噴藥裝置變速箱6。 本發明還可以包括施藥信號檢測控制裝置，施藥信號檢測控制裝置包括電磁閥
13、速度傳感器26、流量傳感器22壓カ傳感器23以及電動球閥24，速度傳感器26設置于行走裝置的支撐輪20上，流量傳感器22和壓カ傳感器23都設置于進藥管18上。速度傳感器26將速度信號傳送到嵌入式操控平臺4，流量傳感器22和壓カ傳感器23監測軟管中藥液流量和壓カ的大小，將信號傳送至嵌入式操控平臺4，并與速度信號共同控制電動球閥24的開度，實現藥物的均勻穩定噴施。本發明采用的嵌入式操控平臺4以ARM處理單元為核心，能實時獲取、顯示并長期存儲速度速度傳感器26、流量傳感器22、壓カ傳感器23和超聲波傳感器30信息；能夠融合傳感器信息并控制電動球閥24和電磁閥13進行對靶精準噴霧。如圖3所示，為本發明控制原理。超聲波傳感器探測的樹冠信號、速度傳感器采集的速度信號、流量傳感器采集的流量信號等、壓カ傳感器采集的壓カ信號以及作業信息通過人機界面與ARM處理單元交互，ARM處理單元應連接有存儲模塊、電源等基本設備，ARM處理單元根據接收的各種信號，綜合處理，通過輸出控制電動球閥或電磁閥的啟閉工作，實現精準施藥。本發明的工作過程如下根據作業對象的樹形、高低和行距等信息初步調整可旋轉風箱11的高度和角度以及超聲傳感器30的高度和分布；然后啟動驅動前進汽油機及前進離合器2、驅動噴藥汽油機及噴藥離合器5，驅動前進汽油機及前進離合器2通過行走裝置變速器3控制施藥機的整體行進速度；然后啟動嵌入式操控平臺4，設定施藥量；在施藥機的前進過程中，超聲傳感器30能夠判斷到前方的作業對象的樹形、高低和行距等，將信號傳回到嵌入式操控平臺4，嵌入式操控平臺4同時接收流量傳感器22、壓カ傳感器23以及速度傳感器26的信號，根據這些接收到的信號，控制電磁閥13和電動球閥24，以進行對靶精準噴霧。
權利要求
1.一種自走式自動對靶精準施藥機，包括行走裝置，其特征在于，行走裝置上方后端設置有施藥裝置，前端設置有超聲波探測裝置，施藥裝置管道上的電磁閥(13)連接至嵌入式操控平臺(4)，超聲波探測裝置主要包括超聲波傳感器(30)，超聲波傳感器(30)的探測信號輸出連接至嵌入式操控平臺(4)，嵌入式操控平臺(4)根據超聲波傳感器(30)探測果樹信號來控制電磁閥(13)的開啟與關閉。
2.根據權利要求I所述的精準施藥機,其特征在于,所述施藥裝置包括藥箱(I),藥箱(I)通過隔膜泵(7)連接主管道(19)，隔膜泵(7)接噴藥裝置變速箱出)，噴藥裝置變速箱(6)接驅動噴藥汽油機及噴藥離合器(5)，主管道(19)上設置電動球閥(24)構成分路，一路連接進藥管(18)，一路連接回流管(25)，回流管(25)的另一端連接藥箱(1)，進藥管 (18)再次分路連接至多個噴頭(9)，電磁閥(13)相應地有多個，設置于每個噴頭(9)與進藥管(18)的分路連接處，流量傳感器(22)和壓カ傳感器(23)設置于進藥管(18)上。
3.根據權利要求2所述的精準施藥機，其特征在于，所述噴頭(9)設置于可旋轉風箱(II)中，所述可旋轉風箱(11)中還設置有與噴頭(9)對應的離心式風扇(12)。
4.根據權利要求3所述的精準施藥機，其特征在于，所述可旋轉風箱(11)有兩個，沿行走裝置前進方向分左右設置于豎向支架(15)上。
5.根據權利要求4所述的精準施藥機，其特征在于，所述兩個可旋轉風箱(11)之間設置有等速變向裝置，等速變向裝置連接兩個離心式風扇(12)，實現兩個離心式風扇(12)的等速旋轉。
6.根據權利要求5所述的精準施藥機，其特征在于，還包括皮帶傳動裝置(14)，其主動輪連接至噴藥裝置變速箱出)，從動輪連接至等速變向裝置。
7.根據權利要求2至6任ー權利要求所述的精準施藥機，其特征在于，相鄰的噴頭(9)之間以可調整角度的導流板(10)隔開。
8.根據權利要求I所述的精準施藥機，其特征在于，所述超聲波傳感器(30)設置于中空圓柱形結構的保護桶(29)中，保護桶(29)設置于上下部滑動相連的滑動支架(28)的上部。
9.根據權利要求I所述的精準施藥機，其特征在于，所述行走裝置采用履帶式。
全文摘要
本發明為一種自走式自動對靶精準施藥機，包括行走裝置，行走裝置上方后端設置有施藥裝置，前端設置有超聲波探測裝置，施藥裝置管道上的電磁閥連接至嵌入式操控平臺，超聲波探測裝置主要包括超聲波傳感器，超聲波傳感器的探測信號輸出連接至嵌入式操控平臺，還可以包括施藥信號檢測控制裝置，施藥信號檢測控制裝置包括電磁閥、速度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器以及電動球閥，嵌入式操控平臺融合各傳感器信號控制電磁閥的開啟與關閉，本發明可以自動探測前方有無果樹并根據果樹的形狀自動對靶施藥，從而提高藥液的利用率，減少化學農藥對施用者人身安全的傷害，降低農藥對環境的污染。
文檔編號A01M7/00GK102613162SQ20121012068
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者張國遠, 張斌斌, 徐莎, 朱瑞祥, 李為, 李衛, 翟長遠, 郭俊杰, 韓潤哲 申請人:西北農林科技大學