一種農作物精準噴灑系統的製作方法
2023-06-07 17:24:21 2
本發明涉及植保領域，具體涉及一種可以實現農作物規定高度自動施藥的精準噴灑系統。
背景技術：
在植保領域，目前的農藥噴灑方法主要有人工噴灑、農藥噴灑車噴灑、航空器噴灑等。人工噴灑需要人工背負器械在壟間作業，不但效率低下，而且高濃度的有害氣體對人體有傷害。農藥噴灑車噴灑、航空器噴灑僅能應對作業區域內農作物高度較為統一的場景，而對於農田地面高低不平、以及存在多品種作物導致的一個作業區域內的農作物高度不一致的場景，容易導致藥液在目標物上分布不勻的問題，需要操作者具有高超的操作技術，不斷調整噴藥高度，達到藥物噴灑均勻的要求，操作者僅靠目測控制施藥高度，不但對專業技術要求太高，而且精度難以保證。而且，針對大面積農田，採用航空器噴灑時，航空器需要來回好幾趟，中途還需進行添藥作業，對航空器的續航能力及操控人員的要求很高。因此在植保領域，人們迫切需求一種可以實現大面積農田在規定高度自動噴灑的精準噴灑系統。
技術實現要素：
針對上述情況，本發明提供了一種自走式、定高式、適用於大面積農田的農作物精準噴灑系統，可以克服地面起伏和不同農作物的生長高度，實現自動化的精準噴灑，減輕大面積農田噴灑負擔，提高噴灑效率。
為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案：
一種農作物精準噴灑系統，包括：
田間行走機構，包括N(N≥2)輛能在田間行走的小車；
高度調節機構，包括N根伸縮杆及N臺伸縮機構，所述N根伸縮杆分別垂直安裝在N輛小車的頂部，所述N臺伸縮機構分別安裝在N根伸縮杆上，所述伸縮杆的長度可在所述伸縮機構的控制下進行伸縮；
輸送及噴灑機構，包括藥箱、泵、運輸管以及噴頭，所述藥箱和泵安裝在所述小車內，藥箱的出口安裝泵，並連接所述伸縮杆的一端；所述運輸管架設在伸縮杆之間，運輸管的兩端分別連接伸縮杆的另一端；所述噴頭具有多個，均勻分布安裝在所述運輸管上；
測距系統，包括測距裝置和主控模塊，均安裝在所述運輸管上，所述主控模塊與所述測距裝置以及所述伸縮機構電連接。
依照本發明的一個方面，還包括運輸管張緊機構，包括上方卷揚機構、牽引繩以及兩側卷揚機構；所述上方卷揚機構安裝在所述伸縮杆的頂部，所述牽引繩具有多條，其一端連接所述上方卷揚機構，另一端分別固定在所述運輸管的不同位置；所述牽引繩的長度可在所述上方卷揚機構的控制下進行收放；所述兩側卷揚機構安裝在所述伸縮杆與運輸管的聯結處，所述運輸管的長度可在所述兩側卷揚機構的控制下進行收放。
依照本發明的一個方面，所述N輛小車內分別安裝有可保證N輛小車平行及同步運動的N個定位模塊。
依照本發明的一個方面，所述伸縮杆為內部中空的密封防水管，藥液在所述伸縮杆內部輸送；或者，所述伸縮杆的內部或外部安裝有沿著伸縮杆長度延伸的軟管，藥液在所述軟管中輸送。
依照本發明的一個方面，所述噴頭內具有流量控制單元；當噴頭處於所述兩側卷揚機構外時，所述流量控制單元打開，可進行作業；當噴頭處於所述兩側卷揚機構內時，所述流量控制單元關閉，不進行作業。
本發明實施的優點：
本發明在田間行進時，測距裝置同步測得與農作物頂部的距離，反饋給主控模塊，主控模塊控制伸縮機構動作，調整連接噴頭的運輸管的高度，保證噴頭與農作物頂部的距離，實現精準噴灑。無需人為操控，有效避免因地勢不平或者農作物種類不同而盲目人為調節，造成多噴或漏噴，提高農作物藥物的噴灑精準度，提高噴灑均勻度，提高農藥利用率，減輕大面積農田噴灑負擔，提高噴灑效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明一種實施例的結構示意圖。
圖2是本發明一種實施例的原理框圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1和圖2所示，本發明一種實施例的組成結構如下：
田間行走機構，包括兩輛能在田間行走的小車1。小車上裝有定位模塊2，通過GPS、差分法、北鬥等進行定位，可以確保兩輛小車1保持平行及同步運動。
高度調節機構，包括兩根伸縮杆3及兩臺伸縮機構4。兩根伸縮杆3分別垂直安裝在兩輛小車1的頂部，兩臺伸縮機構4分別安裝在兩根伸縮杆3上。伸縮杆3的長度可在伸縮機構4的控制下進行伸縮。第一種方案，伸縮杆3本身為密封防水管，內部中空，藥液可直接在伸縮杆3內部輸送。第二種方案，伸縮杆3本身不輸送藥業，而是在伸縮杆3的內部或外部安裝有沿著伸縮杆3長度延伸的軟管，藥液通過該軟管輸送。
輸送及噴灑機構，包括藥箱5、泵6、運輸管7以及噴頭8。藥箱5和泵6安裝在兩輛小車1內，泵6安裝在藥箱5的出口處，藥箱5的出口處連接伸縮杆3的一端。運輸管7架設在兩根伸縮杆3之間，運輸管7的兩端分別連接兩根伸縮杆3的另一端。噴頭8為可控流量噴頭，具有多個，均勻分布安裝在運輸管7上。每個噴頭8內都具有獨立的流量控制單元9。當噴頭8處於兩側卷揚機構12外時，該噴頭8的流量控制單元9打開，該噴頭8可進行作業；當噴頭8被捲入兩側卷揚機構12內時，該噴頭8的流量控制單元9關閉，該噴頭8不進行作業，避免農藥洩漏到兩側卷揚機構12裡。
運輸管張緊機構，包括上方卷揚機構10、牽引繩11以及兩側卷揚機構12。上方卷揚機構10和牽引繩11的作用是把運輸管7往上拉或往下放，兩側卷揚機構12的作用是是控制運輸管7的長度。上方卷揚機構10安裝在兩根伸縮杆3的頂部，牽引繩11具有多條，牽引繩11的一端連接上方卷揚10機構，另一端分別固定在運輸管7的不同位置，牽引繩11的長度可在上方卷揚機構10的控制下進行收放。兩側卷揚機構12安裝在兩根伸縮杆3與運輸管7的聯結處，運輸管7的長度可在兩側卷揚機構12的控制下進行收放。
測距系統，包括測距裝置13和主控模塊14。測距裝置13和主控模塊14安裝在運輸管7上或者噴頭8上。主控模塊14與測距裝置13以及伸縮機構4、上方卷揚機構10以及兩側卷揚機構12電連接。
結合圖1和圖2，本發明的工作原理如下：
本發明工作時，通過泵6將藥箱5中的農藥打到運輸管7中，噴頭8開始工作，噴灑農藥，同時兩輛小車1開始同步運動。農作物的高低通過運輸管7上的測距裝置13反饋數據(測距裝置與農作物頂面的距離)後，主控模塊14控制伸縮機構4工作，上下調節運輸管7的高度，使運輸管7與農作物頂端的距離保持一定值(例如10cm，此定值可根據不同農作物、不同藥劑的施藥高度要求調節)。
當兩輛小車1距離相近時，運輸管7中間會下垂，通過上方卷揚機構10將牽引繩11拉緊，把運輸管7往上拉。但是，如果僅僅靠上方卷揚機10和牽引繩11的牽引，運輸管7還是會在重力的作用下微微往下彎曲。因此需要兩側卷揚機構12的配合，通過兩側卷揚機構12來控制運輸管7的長度，使得運輸管7張緊，保證運輸管7呈直線狀態維持在一定的水平高度，同時運輸管7上的各個噴頭8保持垂直向下。
圖2中的白色「箭頭」表示的是農藥運輸線路，黑色「箭頭」表示的是控制線路。
上述實施例採用了兩輛小車，兩輛小車之間的距離有一極限值，不能離開的太遠，這是因為如果兩輛小車離的過遠的話，運輸管上的重力作用就會太大，即使用張緊機構也不能克服重力作用而保證運輸管的張緊。因此當面對更大面積的噴灑任務時，就需要以上述實施例的結構為單位進行橫向複製，設置平行同步運動的三輛、四輛甚至更多輛的小車，以覆蓋更大的噴灑面積。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本領域技術的技術人員在本發明公開的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。