CN101371656A - 小区试验变量喷洒装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小区试验变量喷洒装置，包括：机架，该机架具有轨道；驱动器，固定在所述机架上；喷洒器，设置在所述机架的轨道上，并且与所述驱动器电连接，用于在所述驱动器的驱动下在轨道上运动并喷洒。本发明提供的小区试验变量喷洒装置，通过在轨道上设置由驱动器驱动的喷洒器以及采用手动方式、单次方式和自动方式的变量喷洒方法，该装置可以方便地利用固定在下部的轮子移动到试验及测试现场；也可以反复多次的进行实验，有利于缩短开发周期，实现农药的变量喷洒。

Description

小区试验变量喷洒装置

技术领域

本发明涉及一种实验用喷洒装置，尤其是一种适合小区化学农药变量喷洒的小区试验变量喷洒装置。

背景技术

目前农田病虫害的防治主要有三种方法:农业生态防治，生物防治和化学防治。由于生态防治和生物防治见效慢，防治效果不理想，所以大部分农田病、虫、草害只有依靠化学防治才能得到及时的控制和解决。化学农药对于防治病、虫、草害，保证作物增产方面有着非常明显的作用，但是如果使用不当，任意加大农药量、滥施乱用化学农药，将会造成土壤污染，对生态***的结构和功能产生严重的危害。

精准施药能够根据田间病虫草害的差异和分布的不均匀选择性地变量施药，这对提高农药的利用率，减少药液的浪费和环境污染，使资源得到更合理的利用和降低生产成本，减少化学农药对环境的破坏等具有重要的意义。目前广泛采用的施药方法，是在假定农田病、虫、草害发生情况相同的前提下，使用相同的喷药处理，这种传统的施药方式往往忽视一定区域内病、虫、草害灾情的变化，采取一致的施药量，化学农药在部分作业区内用量不足，而在有些地方施量过度，直接导致农药投入加太、生产成本提高、农作物产生药害和污染环境等诸多问题。随着农业机械化的发展.作业面积越来越大，这种施药方式的弊端日趋严重。要彻底克服传统施药方法的上述弊端，唯有实行“变量施药”，即针对病、虫、草害发生情况不同的地块采用不同的农药投入量和投入方式，核心是获取农田小区域内病虫草害的差异性信息，采取变量施药技术，按需施药。

现有变量施药技术中，虽然也开发了大量的机具和控制装置，但不适用于田间试验小区，操作不便，无法与各种农药喷洒机具配合使用，以及在进行各种工况下的农药自动喷洒实验时，开发周期长，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种小区试验变量喷洒装置，用来解决现有技术中，不适用于田间试验小区，操作不便，无法与各种农药喷洒机具配合使用，以及在进行各种工况下的农药自动喷洒实验时，开发周期长，工作效率低的问题，以缩短开发周期，实现农药的变量喷洒。

为了实现上述目的，本发明提供了一种小区试验变量喷洒装置，包括:

机架，该机架具有轨道；

驱动器，固定在所述机架上；

喷洒器，设置在所述机架的轨道上，并且与所述驱动器电连接，用于在所述驱动器的驱动下在轨道上运动并喷洒。

所述机架底部具有用来运动的车轮。

所述驱动器包括:

电动机；

钢丝缠绕轮，所述电动机通过一联轴器和驱动轴与所述钢丝缠绕轮相连接，该钢丝缠绕轮上缠绕有钢丝；

滑轮，固定在所述机架上，所述钢丝缠绕该滑轮。

所述驱动器还包括控制器，与所述电动机电连接，用于控制所述电动机的转动速度。

所述控制器包括:

可编程控制器；

变频器，与所述可编程控制器和电动机相连接，用于调节交流电的频率从而控制电动机的转速；

控制模块，与所述变频器相连接，用于控制所述变频器。

所述控制器还包括:位置传感器，设置在所述轨道上，并且与所述可编程控制器相连接。

所述控制器还包括速度传感器，设置在所述喷洒器上，并且与所述可编程控制器相连接。

所述喷洒器与所述钢丝相连接，所述电动机通过控制所述钢丝缠绕轮来控制钢丝的运动，从而控制该喷洒器在轨道上的运动。

所述喷洒器包括:

运动部件，与所述钢丝相连接；

连接杆，设置在所述运动部件上；

喷杆，固定在所述连接杆上；

喷头，与所述喷杆相连接并导通；

快速接头，设置在所述喷杆上，用于连接喷药机具。

上述小区试验变量喷洒装置还包括:

轴承，设置在所述机架上；

遮风布，与所述轴承相连接，用于遮挡风。

本发明提供了一种小区试验变量喷洒装置，通过在轨道上设置由驱动器驱动的喷洒器以及采用手动方式、单次方式和自动方式的变量喷洒方法，可以与各种农药喷洒机具配合使用，方便调试和校正；该装置可以方便地利用固定在下部的轮子移动到试验及测试现场，也可以反复多次的进行实验，有利于缩短开发周期，实现农药的变量喷洒。

附图说明

图1为本发明小区试验变量喷洒装置的主视结构示意图；

图2为本发明小区试验变量喷洒装置的侧视结构示意图。

附图标记说明:

1—车轮            2—机架       3—轨道

4—速度传感器      5—运动部件   6—喷杆

7—位置传感器      8—喷头       9—连接杆

10—钢丝           11—滑轮      12—遮风布

13—轴承           14—驱动轴    15—钢丝缠绕轮

16—联轴器         17—电动机    18—控制箱

19—快速接头

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明小区试验变量喷洒装置的主视结构示意图，图2为本发明小区试验变量喷洒装置的侧视结构示意图。如图1和图2所示，本发明主体结构包括:机架2、驱动器和喷洒器。机架2具有轨道3；驱动器，固定在机架2上；喷洒器，设置在机架2的轨道3上，并且与驱动器电连接，用于在驱动器的驱动下在轨道3上运动并喷洒。在本实施例中，喷洒器在驱动器的驱动下在轨道3上做往复运动，并进行喷洒，其中轨道3的长度可以设置为6米。

本发明小区试验变量喷洒装置设置在轨道上往复运动的喷洒器，方便调试和校正；也可以反复多次的进行实验，有利于缩短开发周期，实现农药的变量喷洒。

如图1和图2所示，在上一实施例的基础上，本发明的又一实施例的小区试验变量喷洒装置还包括:车轮1，设置在机架2的底部，用来运动，为了方便移动，该车轮1可以设置为四个万向轮，以便于小区试验变量喷洒装置的移动。进一步地，驱动器包括:电动机17、钢丝缠绕轮15和滑轮11，电动机17通过一联轴器16和驱动轴14与钢丝缠绕轮15相连接，该钢丝缠绕轮15上缠绕有钢丝10；滑轮11固定在机架2上，钢丝10缠绕该滑轮11。驱动器还包括控制器，与电动机17电连接，用于控制电动机17的转动速度。控制器包括:可编程控制器(PLC)、变频器和控制模块。变频器与PLC和电动机17相连接，用于调节交流电的频率从而控制电动机17的转速；控制模块，与变频器相连接，用于控制变频器。PLC、变频器和控制模块都设置在位于机架2一侧的控制箱18内。另外，控制器还包括位置传感器7，设置在轨道3上，与PLC相连接。控制器还包括速度传感器4，设置在喷洒器上，并且与PLC相连接。喷洒器与钢丝10相连接，电动机17通过控制钢丝缠绕轮15来控制钢丝10的运动，从而控制该喷洒器在轨道3上的运动。其中，喷洒器包括:运动部件5、连接杆9、喷杆6、喷头8和快速接头19。运动部件5与钢丝10相连接；连接杆9设置在运动部件5上；喷杆6固定在连接杆9上；喷头8，与喷杆6相连接并道通；快速接头19，设置在喷杆6上，用于连接喷药机具。

具体地，采用本发明的小区试验变量喷洒装置进行实验时，将所进行试验的喷头8固定在喷杆6上，并且将喷杆6上的快速接头19与所实验的喷药机具进行连接，方便操作。在本实施例中，利用PLC通过变频器控制电动机17工作，电动机17可采用三相异步变频电机，输入电压380V、功率750W、级数为4级，电动机17输出轴通过联轴器16与钢丝缠绕轮15相连，钢丝缠绕轮15可以为铝制钢丝缠绕轮，电动机17转动带动钢丝缠绕轮15转动。钢丝缠绕轮15通过联轴器16、驱动轴14与电动机17连接在一起，在两个铝制钢丝缠绕轮的内部设计有相反方向的棘轮，可以实现铝制钢丝缠绕轮的正向驱动反向滑动，钢丝10缠绕在两个钢丝缠绕轮15上，当电动机17运行时，通过联轴器16和驱动轴14带动钢丝缠绕轮15进行旋转运动，从而使钢丝10绕过机架2另一侧的滑轮11带动运动部件5在轨道3上运动，由于电动机17与钢丝缠绕轮15采用弹性联轴器连接，所以两者的转速一致，因此可以通过调整变频器的频率来控制电动机17的转速，从而调节运动部件5的运动速度，使运动部件5在机架2上的轨道3上作往复运动。安装在运动部件5上的速度传感器4能实时检测运动部件5的运动速度，根据速度传感器4所检测到的速度信号，反馈到控制箱18内的控制器，其中，控制箱18上设置了显示装置，显示当前状态，则可依据此状态，手动调节变频器的输出频率，对电动机17的速度进行调节控制，从而达到所需要的速度要求。另外，该装置设计的轨道3长为6米，可以满足田间试验小区的试验需求，同时，通过调整固定在轨道3上的位置传感器7的位置，可以调节运动部件5在轨道3上运动的长度实时检测运动部件5的运行速度，反馈给控制箱18中的控制器。控制箱18表面上安装有按钮和指示灯，便于操作。更进一步地，该小区试验变量喷洒装置的机架2左右两侧设置有轴承13和遮风布12，遮风布12与轴承13相连接，用于遮挡风。遮风布12可以根据需求升起和落下，在喷雾实验的过程中将遮风布12落下可以大大减少风速对试验数据的影响。运动部件5底部通过连接杆9将喷杆6、喷头8和它连接在一起，连接杆9既可以伸缩也可以进行360°旋转，从而达到在不同高度下进行喷洒实验的需求，使喷杆6与轨道3成任意角度，只要将喷药机具通过快速接头19与喷杆6相连接，调整喷杆6的高度和角度即可以进行试验。喷杆6距离地面的高度可以进行调节，从而满足不同作物的试验需求。另外，设置四个车轮1，该车轮1可以为自由转向的万向轮，可以很方便的进行移动，提高了移动性，也提高了使用效率。

下面通过对本小区试验变量喷洒装置的控制过程说明本发明的技术方案。

首先，选择手动方式、单次方式或自动方式的喷洒方式；根据选择的喷洒方式，进行喷洒。当选择的是手动方式的喷洒方式时，按下正转/反转按钮，运动部件运动，松开正转/反转按钮，运动部件停止运动。这种状态下，可以对该***进行调试、维护，调节变频器的频率，达到所需要的运动要求。当选择的是单次方式的喷洒方式时，按下正转/反转按钮，运动部件运动，当运动部件接触到位置传感器时，运动部件停止运动。这种状态下，可以满足喷头进行单次喷雾，达到实验要求。当选择的是自动方式的喷洒方式时，按下正转/反转按钮，运动部件运动，当运动部件接触到位置传感器时，运动部件停止运动并加入延时，运动部件反向运动，此时运动部件进行不断的往复运动，按下停止按钮，运动部件运动停止。当***工作在自动方式时，为了使***工作稳定、喷雾均匀，在小车运动接触到位置传感器时，加入***延时，延时时间可以在可编程控制器PLC梯形图程序中很方便的进行修改。为了保证***的工作安全，在***两侧安装了保护传感器和保护装置，当运动小车运动失去控制时，可以强制***断电。同时在控制箱表面上设计了各种按钮和旋钮，方便各种人群操作。另外，为了保护试验装置，在控制***的电源侧，设计了继电器保护电路，当***运行出现故障时，***自动断电，运动小车停止运动。

需要说明的是，本实施例变量喷洒方法所采用的装置与装置实施例的结构相同，其控制***主要有两部分组成，硬件部分和软件部分。硬件部分包括核心PLC、输入环节(输入PLC的按钮、旋钮信号等)、传感器(位置传感器、速度传感器)、执行组件(变频器、电动机、运动部件等)和辅助组件(如状态指示灯)等组成，除了传感器之外其余部分都安装在控制箱内，按钮和指示灯安装在控制箱表面，便于操作。软件部分主要是对PLC进行编程，使用STEP 7 MicroWin软件在PC机上编写梯形图程序，然后通过专用电缆将程序下载到PLC中。该方法采用模块化设计，可以实现各动作互不干扰，易于修改和扩充功能。主控程序采用了梯形图逻辑语言，通过对每个主控单元写入不同的程序，实现不同的功能。

本发明提供的小区试验变量喷洒装置，可以采用手动方式、单次方式和自动方式喷洒，可以与各种农药喷洒机具配合使用，方便调试和校正；该装置可以方便地利用固定在下部的轮子移动到试验及测试现场，也可以反复多次的进行实验，有利于缩短开发周期，实现农药的变量喷洒。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种小区试验变量喷洒装置，其特征在于包括：

机架，该机架具有轨道；

驱动器，固定在所述机架上；

喷洒器，设置在所述机架的轨道上，并且与所述驱动器电连接，用于在所述驱动器的驱动下在轨道上运动并喷洒。

2.根据权利要求1所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述机架底部具有用来运动的车轮。

3.根据权利要求1所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述驱动器包括：

电动机；

钢丝缠绕轮，所述电动机通过一联轴器和驱动轴与所述钢丝缠绕轮相连接，该钢丝缠绕轮上缠绕有钢丝；

滑轮，固定在所述机架上，所述钢丝缠绕该滑轮。

4.根据权利要求3所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述驱动器还包括控制器，与所述电动机电连接，用于控制所述电动机的转动速度。

5.根据权利要求4所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述控制器包括：

可编程控制器；

变频器，与所述可编程控制器和电动机相连接，用于调节交流电的频率从而控制电动机的转速；

控制模块，与所述变频器相连接，用于控制所述变频器。

6.根据权利要求5所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述控制器还包括：位置传感器，设置在所述轨道上，并且与所述可编程控制器相连接。

7.根据权利要求5或6所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述控制器还包括速度传感器，设置在所述喷洒器上，并且与所述可编程控制器相连接。

8.根据权利要求3所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述喷洒器与所述钢丝相连接，所述电动机通过控制所述钢丝缠绕轮来控制钢丝的运动，从而控制该喷洒器在轨道上的运动。

9.根据权利要求8所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于所述喷洒器包括：

运动部件，与所述钢丝相连接；

连接杆，设置在所述运动部件上；

喷杆，固定在所述连接杆上；

喷头，与所述喷杆相连接并导通；

快速接头，设置在所述喷杆上，用于连接喷药机具。

10.根据权利要求1所述的小区试验变量喷洒装置，其特征在于还包括：

轴承，设置在所述机架上；

遮风布，与所述轴承相连接，用于遮挡风。

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