果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī),包括自動(dòng)對(duì)靶控制系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)架;自動(dòng)對(duì)靶控制系統(tǒng)包括超聲波傳感器、電磁閥、光耦隔離繼電器模塊、降壓模塊、無(wú)線WiFi模塊、單片機(jī)、蓄電池組和安卓手機(jī)應(yīng)用程序;噴霧系統(tǒng)包括藥箱、柱塞泵、噴桿、藥管和扇形噴頭;傳動(dòng)系統(tǒng)包括花鍵軸、汽油機(jī)皮帶輪、柱塞泵皮帶輪、傳動(dòng)軸皮帶輪I、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸皮帶輪II、離心風(fēng)機(jī)皮帶輪、離心風(fēng)機(jī)軸;風(fēng)送系統(tǒng)包括離心風(fēng)機(jī)、氣流分配器、導(dǎo)流管、扇形出風(fēng)口;安卓手機(jī)應(yīng)用程序通過(guò)無(wú)線WiFi對(duì)單片機(jī)發(fā)送控制指令。本實(shí)用新型可提高果農(nóng)的工作效率、減少農(nóng)藥的浪費(fèi),還可以減輕果農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度以及節(jié)約生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】
果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī),特別涉及一種用于低矮果樹(shù)的噴霧裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]植保作業(yè)是果樹(shù)種植過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在果樹(shù)生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)中,噴施化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行病蟲(chóng)害防治仍然是主要的防治手段。目前,在我國(guó)對(duì)于果樹(shù)病蟲(chóng)害防治主要采用手動(dòng)噴霧器、高壓噴霧器、電動(dòng)高壓噴霧器、擔(dān)架式噴霧機(jī)、踏板式手壓噴霧器等施藥機(jī)具,普遍使用大容量、粗霧滴的噴霧技術(shù),該方式的污染嚴(yán)重,工作效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大,施藥效果差,大量農(nóng)藥以流失和飄失的方式損失,對(duì)環(huán)境安全、人身安全造成了巨大危害。
[0003]在國(guó)內(nèi),對(duì)于果園植保機(jī)械的研究主要集中在果園風(fēng)送式噴霧機(jī),山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位對(duì)果園風(fēng)送式噴霧機(jī)進(jìn)行過(guò)研制,并對(duì)藥液攪拌、風(fēng)機(jī)參數(shù)優(yōu)化以及自動(dòng)對(duì)靶等技術(shù)進(jìn)行了研究。
[0004]在國(guó)外,對(duì)于果園植保機(jī)械的研究主要集中在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,他們多以導(dǎo)流式果園風(fēng)送噴霧機(jī)與裝配了軸流風(fēng)機(jī)的傳統(tǒng)果園風(fēng)送噴霧機(jī)作為主體,隨著農(nóng)藥安全使用要求的不斷提高,以及噴霧機(jī)技術(shù)的不斷革新,多風(fēng)管定向風(fēng)送噴霧機(jī)、循環(huán)噴霧機(jī)和自動(dòng)對(duì)靶噴霧機(jī)等新型噴霧機(jī)被越來(lái)越多的關(guān)注。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī),目的是研究一種方便易操作的植保噴霧機(jī)械、適合我國(guó)果園植保作業(yè)的噴霧機(jī),這樣不僅大大的提高果農(nóng)的工作效率、減少農(nóng)藥的浪費(fèi),還可以大大的減輕果農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度以及節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0006]—種果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī),包括自動(dòng)對(duì)靶控制系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)架;
[0007]所述的自動(dòng)對(duì)靶控制系統(tǒng)包括超聲波傳感器、電磁閥、光耦隔離繼電器模塊、降壓模塊、無(wú)線WiFi模塊、單片機(jī)、蓄電池組和安卓手機(jī)應(yīng)用程序;超聲波傳感器的信號(hào)線與單片機(jī)上的ADC模塊引腳相連接;單片機(jī)收集處理超聲波傳感器信號(hào)并控制電磁閥動(dòng)作。所述的電磁閥與扇形噴頭串聯(lián)安裝在藥管上;所述的超聲波傳感器對(duì)稱安裝在兩側(cè)的噴桿上,每個(gè)電磁閥一側(cè)安裝一個(gè)超聲波傳感器。蓄電池組上有一路24V電源和兩路12V電源。24V電源正極和其中一路12V電源的正極并聯(lián)連接到光耦隔離繼電器模塊的動(dòng)作端;另一路12V電源正極和負(fù)極與降壓模塊相連接,降壓模塊將12V電源降壓處理為5V,降壓模塊輸出端連接單片機(jī)模塊的電源輸入端,給單片機(jī)供電。超聲波傳感器的信號(hào)線與單片機(jī)中負(fù)責(zé)ADC信號(hào)采集的GP1引腳連接;光耦隔離繼電器模塊的信號(hào)輸入端與單片機(jī)上負(fù)責(zé)控制電磁閥動(dòng)作及超聲波傳感器供電控制的GP1引腳連接;無(wú)線WiFi模塊與單片機(jī)中負(fù)責(zé)通信的GP1引腳連接。電磁閥、超聲波傳感器、降壓模塊、無(wú)線WiFi模塊、單片機(jī)模塊以及蓄電池組有共同的負(fù)極。
[0008]所述的噴霧系統(tǒng)包括藥箱、柱塞栗、噴桿、藥管和扇形噴頭,機(jī)架前端兩側(cè)分別安裝有噴桿,藥管安裝在兩側(cè)噴桿上。柱塞栗低壓進(jìn)液口通過(guò)管路與藥箱連接,其高壓出液口通過(guò)高壓管路分別與左右兩側(cè)的藥管相連接,高壓管路上裝有三通,將來(lái)自柱塞栗的藥液分為兩部分,分別輸送至左右兩側(cè)的藥管;藥管上均勻安裝有噴頭。工作時(shí),藥箱內(nèi)的藥液通過(guò)低壓管路進(jìn)入柱塞栗,柱塞栗在汽油機(jī)的帶動(dòng)下對(duì)藥液進(jìn)行加壓,藥液經(jīng)柱塞栗加壓后,從高壓出液口進(jìn)入高壓管路,進(jìn)而通過(guò)三通將藥液輸送至左右兩側(cè)噴桿的藥管,為與藥管直接連接的高壓噴頭供液。
[0009]所述的傳動(dòng)系統(tǒng)包括花鍵軸、汽油機(jī)皮帶輪、柱塞栗皮帶輪、傳動(dòng)軸皮帶輪1、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸皮帶輪I1、離心風(fēng)機(jī)皮帶輪、離心風(fēng)機(jī)軸;汽油機(jī)皮帶輪通過(guò)兩根V型三角帶與傳動(dòng)軸皮帶輪I連接,傳動(dòng)軸皮帶輪II與傳動(dòng)軸皮帶輪I同軸,傳動(dòng)軸皮帶輪11通過(guò)兩根V型三角帶與離心風(fēng)機(jī)皮帶輪連接;柱塞栗皮帶輪通過(guò)一根V型三角帶與汽油機(jī)皮帶輪連接,柱塞栗在汽油機(jī)的帶動(dòng)下獲得動(dòng)力;當(dāng)汽油機(jī)工作時(shí)為風(fēng)送系統(tǒng)提供動(dòng)力,帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0010]所述的風(fēng)送系統(tǒng)包括離心風(fēng)機(jī)、氣流分配器、導(dǎo)流管、扇形出風(fēng)口;離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接氣流分配器,氣流分配器的出口連接導(dǎo)流管,導(dǎo)流管另一端連接有扇形出風(fēng)口,每個(gè)扇形出風(fēng)口對(duì)應(yīng)安裝一個(gè)噴頭。工作時(shí),離心風(fēng)機(jī)制動(dòng),加壓后的空氣氣流從離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口吹出,吹向離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口上方的氣流分配器,氣流分配器根據(jù)噴頭個(gè)數(shù)設(shè)置出口,將氣流分流到各個(gè)噴頭。經(jīng)分配后的氣流從氣流分配器的出口流出進(jìn)入導(dǎo)流管,氣流在導(dǎo)流管的導(dǎo)向作用下流向扇形出風(fēng)口,最后從扇形出風(fēng)口流出,對(duì)高壓噴頭噴出的藥液進(jìn)行二次霧化。
[0011]所述的安卓手機(jī)應(yīng)用程序是果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)控制系統(tǒng)的上位機(jī),該程序可以安裝在任何一部手機(jī)上,手機(jī)連接無(wú)線WiFi模塊產(chǎn)生WiFi信號(hào),安卓手機(jī)應(yīng)用程序通過(guò)無(wú)線WiFi對(duì)單片機(jī)發(fā)送控制指令。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)行自動(dòng)對(duì)靶工作時(shí),首先手機(jī)連接WiFi模塊產(chǎn)生的WiFi信號(hào),然后運(yùn)行安卓手機(jī)應(yīng)用程序,設(shè)置超聲波傳感器有效探測(cè)范圍的上限值Dmax和下限值0_,選擇作業(yè)模式,點(diǎn)擊“開(kāi)始”,控制指令經(jīng)過(guò)WiFi傳遞給單片機(jī),單片機(jī)接收指令。單片機(jī)通過(guò)處理傳感器探測(cè)來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)控制噴霧與否:如果超聲波傳感器探測(cè)的數(shù)據(jù)滿足公式(3),則通過(guò)控制電磁閥的開(kāi)啟來(lái)實(shí)現(xiàn)扇形噴頭對(duì)靶噴霧;否則,則關(guān)閉電磁閥停止噴霧。噴霧時(shí),汽油機(jī)帶動(dòng)柱塞栗工作,從藥箱中吸取藥液通過(guò)管路為噴頭提供高壓藥液,汽油機(jī)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸送,帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn),風(fēng)機(jī)輸送的氣流經(jīng)過(guò)分配器的分配送至扇形出風(fēng)口,對(duì)噴出的藥液進(jìn)行二次霧化。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)
[0014]1、自動(dòng)對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),提高了整機(jī)對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)性。通過(guò)超聲波傳感器的探測(cè),自動(dòng)對(duì)探測(cè)到的有效植株進(jìn)行噴灑,避免了無(wú)效噴灑帶來(lái)的藥液浪費(fèi)。提高了噴灑的準(zhǔn)確性與針對(duì)性。無(wú)線WiFi技術(shù)的應(yīng)用,系植保機(jī)械上的首次應(yīng)用,避免了設(shè)備系統(tǒng)布線的冗雜。
[0015]2、提高了植株的受藥量,使藥液分布更均勻,減少了藥液的浪費(fèi),有效的保護(hù)了環(huán)境。在氣流的輔助作用下,高壓噴頭噴出的藥液被二次霧化形成更加細(xì)小的霧滴,強(qiáng)行吹向目標(biāo)物。同時(shí),在氣流的帶動(dòng)下植株葉子不斷翻轉(zhuǎn),使作物的葉背、葉面和上下都可以均勻著霧,這樣不僅提高了植株的受藥量還提高了霧滴的滲透性和農(nóng)藥的利用率。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)整機(jī)示意圖;
[0017]圖2果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)氣流分配器及扇形出風(fēng)口示意圖;
[0018]圖3果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖;
[0019]圖中:1.車輪,2.蓄電池箱,3.柱塞栗,4.藥箱,5.電磁閥,6.氣流分配器,7.超聲波傳感器,8.離心風(fēng)機(jī),9.高壓管路,10.機(jī)架,11.汽油機(jī),12.扇形出風(fēng)口,13.導(dǎo)流管,14.扇形噴頭,15.柱塞栗皮帶輪,16.汽油機(jī)皮帶輪,17.傳動(dòng)軸皮帶輪I,18.傳動(dòng)軸,19.傳動(dòng)軸皮帶輪II,20.離心風(fēng)機(jī)皮帶輪,21.離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1和圖2所示,汽油機(jī)11可選用凱米爾CP-170F,其輸出軸旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)柱塞栗皮帶輪14、皮帶、傳動(dòng)軸皮帶輪117、傳動(dòng)軸皮帶輪II 19、離心風(fēng)機(jī)皮帶輪20組成的傳動(dòng)系統(tǒng)工作,為柱塞栗提供動(dòng)力,帶動(dòng)柱塞栗(3WZB-16W)旋轉(zhuǎn),從藥箱4中吸取藥液,通過(guò)高壓管路,經(jīng)過(guò)三通將高壓藥液輸送至兩側(cè)電磁閥及噴頭5,實(shí)現(xiàn)藥液的輸送;旋轉(zhuǎn)動(dòng)力經(jīng)過(guò)汽油機(jī)輸出軸皮帶輪16、皮帶、傳動(dòng)軸皮帶輪I 17、傳動(dòng)軸18、傳動(dòng)軸皮帶輪II 19、離心風(fēng)機(jī)皮帶輪20組成的傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)8旋轉(zhuǎn),氣流從離心風(fēng)機(jī)8進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入,經(jīng)氣流分配器6的作用,氣流被分為六部分,又經(jīng)導(dǎo)流管13的輸送,將氣流分輸送到扇形出風(fēng)口 12,對(duì)扇形噴頭14輸出的藥液進(jìn)行二次霧化。
[0021]圖3是果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)噴桿部分示意圖;
[0022]本實(shí)施例使用手機(jī)作為上位機(jī);安卓手機(jī)應(yīng)用程序可以根據(jù)果園植保作業(yè)實(shí)際制定不同作業(yè)模式,通過(guò)安卓手機(jī)應(yīng)用程序可以控制果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī)作業(yè)。
[0023]手機(jī)鍵入IP地址、遠(yuǎn)程端口號(hào)與本地端口號(hào)與單片機(jī)進(jìn)行WiFi連接。設(shè)置超聲波傳感器有效探測(cè)范圍的上限值Dmax和下限值0_,點(diǎn)擊“開(kāi)始”后,超聲波傳感器7開(kāi)始由蓄電池供電進(jìn)行工作,單片機(jī)不斷采集超聲波傳感器探測(cè)的數(shù)據(jù)X并對(duì)X處理判定。
[0024]進(jìn)行自動(dòng)對(duì)靶施藥時(shí),植保作業(yè)人員通過(guò)安卓手機(jī)應(yīng)用程序設(shè)定超聲波傳感器探測(cè)的有效距離。設(shè)定方法如下:根據(jù)果樹(shù)之間的實(shí)際行距H,設(shè)置超聲波傳感器有效探測(cè)范圍的上限值Dmax和下限值0_:
[0025]Dmax = H/2...............................................................(I)
[0026]式中:H為實(shí)際行距
[0027]Dmax為超聲波傳感器有效探測(cè)范圍的上限值;Dmax = H/2;
[0028]Dmin= (H-Amax )/2...................................................(2)
[0029]式中:A_XS噴霧機(jī)行進(jìn)中所在果樹(shù)行中最大樹(shù)冠直徑
[0030]Dmin為超聲波傳感器有效探測(cè)范圍的最小值,Dmin = Dmax_Amax/2[0031 ]若超聲波探測(cè)的數(shù)據(jù)X滿足
[0032]Dmin<X<Dmax............................................................(3)
[0033]若X滿足公式(3)則單片機(jī)發(fā)送信號(hào)給電磁閥5,電磁閥5開(kāi)啟,高壓管道內(nèi)的藥液經(jīng)過(guò)電磁閥及噴嘴5,對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行藥液的噴施作業(yè)。若X不滿足公式(3),單片機(jī)發(fā)送信號(hào)給電磁閥5,電磁閥5關(guān)閉,扇形噴頭14停止噴施藥液。這樣通過(guò)超聲波傳感器的實(shí)時(shí)探測(cè)達(dá)到對(duì)有效靶標(biāo)的實(shí)時(shí)噴施,避免無(wú)效噴施及藥液的浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)精確對(duì)靶噴藥。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種果園自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)送式噴霧機(jī),其特征在于包括自動(dòng)對(duì)靶控制系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)架; 所述的自動(dòng)對(duì)靶控制系統(tǒng)包括超聲波傳感器、電磁閥、光耦隔離繼電器模塊、降壓模塊、無(wú)線WiFi模塊、單片機(jī)、蓄電池組和安卓手機(jī)應(yīng)用程序;超聲波傳感器的信號(hào)線與單片機(jī)上的ADC模塊引腳相連接;單片機(jī)收集處理超聲波傳感器信號(hào)并控制電磁閥動(dòng)作;所述的電磁閥與扇形噴頭串聯(lián)安裝在藥管上;所述的超聲波傳感器對(duì)稱安裝在兩側(cè)的噴桿上,每個(gè)電磁閥一側(cè)安裝一個(gè)超聲波傳感器;蓄電池組上有一路24V電源和兩路12V電源;其中一路24V電源正極和其中一路12V電源的正極并聯(lián)連接到光耦隔離繼電器模塊的動(dòng)作端;另一路12V電源正極和負(fù)極與降壓模塊相連接,降壓模塊將12V電源降壓處理為5V,降壓模塊輸出端連接單片機(jī)模塊的電源輸入端,給單片機(jī)供電;超聲波傳感器的信號(hào)線與單片機(jī)中負(fù)責(zé)ADC信號(hào)采集的GP1引腳連接;光耦隔離繼電器模塊的信號(hào)輸入端與單片機(jī)上負(fù)責(zé)控制電磁閥動(dòng)作及超聲波傳感器供電控制的GP1引腳連接;無(wú)線WiFi模塊與單片機(jī)中負(fù)責(zé)通信的GP1引腳連接;電磁閥、超聲波傳感器、降壓模塊、無(wú)線WiFi模塊、單片機(jī)模塊以及蓄電池組有共同的負(fù)極; 所述的噴霧系統(tǒng)包括藥箱、柱塞栗、噴桿、藥管和扇形噴頭;機(jī)架前端兩側(cè)分別安裝有噴桿,藥管安裝在兩側(cè)噴桿上;柱塞栗低壓進(jìn)液口通過(guò)管路與藥箱連接,其高壓出液口通過(guò)高壓管路分別與左右兩側(cè)的藥管相連接,高壓管路上裝有三通,將來(lái)自柱塞栗的藥液分為兩部分,分別輸送至左右兩側(cè)的藥管;藥管上均勻安裝有噴頭;工作時(shí),藥箱內(nèi)的藥液通過(guò)低壓管路進(jìn)入柱塞栗,柱塞栗在汽油機(jī)的帶動(dòng)下對(duì)藥液進(jìn)行加壓,藥液經(jīng)柱塞栗加壓后,從高壓出液口進(jìn)入高壓管路,進(jìn)而通過(guò)三通將藥液輸送至左右兩側(cè)噴桿的藥管,為與藥管直接連接的高壓噴頭供液; 所述的傳動(dòng)系統(tǒng)包括花鍵軸、汽油機(jī)皮帶輪、柱塞栗皮帶輪、傳動(dòng)軸皮帶輪1、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸皮帶輪I1、離心風(fēng)機(jī)皮帶輪、離心風(fēng)機(jī)軸;汽油機(jī)皮帶輪通過(guò)兩根V型三角帶與傳動(dòng)軸皮帶輪I連接,傳動(dòng)軸皮帶輪II與傳動(dòng)軸皮帶輪I同軸,傳動(dòng)軸皮帶輪II通過(guò)兩根V型三角帶與離心風(fēng)機(jī)皮帶輪連接;柱塞栗皮帶輪通過(guò)一根V型三角帶與汽油機(jī)皮帶輪連接,柱塞栗在汽油機(jī)的帶動(dòng)下獲得動(dòng)力;當(dāng)汽油機(jī)工作時(shí)為風(fēng)送系統(tǒng)提供動(dòng)力,帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn); 所述的風(fēng)送系統(tǒng)包括離心風(fēng)機(jī)、氣流分配器、導(dǎo)流管、扇形出風(fēng)口;離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口連接氣流分配器,氣流分配器的出口連接導(dǎo)流管,導(dǎo)流管另一端連接有扇形出風(fēng)口,每個(gè)扇形出風(fēng)口對(duì)應(yīng)安裝一個(gè)噴頭;工作時(shí),離心風(fēng)機(jī)制動(dòng),加壓后的空氣氣流從離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口吹出,吹向離心風(fēng)機(jī)出風(fēng)口上方的氣流分配器,氣流分配器根據(jù)噴頭個(gè)數(shù)設(shè)置出口,將氣流分流到各個(gè)噴頭;經(jīng)分配后的氣流從氣流分配器的出口流出進(jìn)入導(dǎo)流管,氣流在導(dǎo)流管的導(dǎo)向作用下流向扇形出風(fēng)口,最后從扇形出風(fēng)口流出,對(duì)高壓噴頭噴出的藥液進(jìn)行二次霧化;所述的安卓手機(jī)應(yīng)用程序安裝在安卓手機(jī)上,手機(jī)連接無(wú)線WiFi模塊產(chǎn)生WiFi信號(hào),安卓手機(jī)應(yīng)用程序通過(guò)無(wú)線WiFi對(duì)單片機(jī)發(fā)送控制指令。
【文檔編號(hào)】A01M7/00GK205596968SQ201620203451
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月16日
【發(fā)明人】張曉輝, 姜紅花, 白鵬, 付曉翠, 候存良, 葉旭鵬
【申請(qǐng)人】山東農(nóng)業(yè)大學(xué)