发明内容
本发明的目的是提供一种能仿造果树尤其是果树叶冠层形状进行喷雾的果树仿形精量喷雾机车,以降低雾滴飘移并提高作业效率。
本果树仿形精量喷雾机车,包括机动车,在机动车底盘上设置有竖立在树冠一侧的风扇支撑杆,风扇支撑杆与可带动其沿底盘横向移动的横向移动动力机构连接;风扇支撑杆上固定有套杆,套杆内转动连接旋转导杆;旋转导杆与带动其转动的旋转动力机构连接;用于包笼树冠的上部和另一侧的仿形喷雾杆铰接在旋转导杆上,旋转导杆与带动其绕前述铰接点摆动的上下升降动力机构连接;在风扇支撑杆和仿形喷雾杆上设置有向树冠吹风的风扇,风扇上设置喷头;喷头与串联有喷药水泵的给药管连接。
本发明根据果树外形,通过上下升降动力机构调节仿形喷雾杆的状态。通过横向移动动力机构调节风扇支撑杆相对于果树的距离。通过旋旋转动力机构带动旋转导杆转动,实现仿形喷雾杆绕着果树进行喷雾。本发明对果树采用双面交叉式喷雾有利于降低雾滴飘移,有效节约农药用量,同时机械化作业,又能提高工作效率。
作为改进,位于仿形喷雾杆上的风扇的前端设置用于检测风扇到树冠距离的超声波传感器,超声波传感器的输出接控制上下升降动力机构动作的控制机构。通过超声波传感器检测仿形喷雾杆上的风扇到树冠距离,并输出信号控制上下升降动力机构动作,使得仿形喷雾杆上的风扇到树冠的距离达到最佳值。优选地,位于风扇支撑杆上的风扇的前端设置用于检测风扇到树冠距离的超声波传感器,超声波传感器的输出接控制横向移动动力机构动作的控制机构。同理,通过超声波传感器检测风扇支撑杆上的风扇到树冠距离,并输出信号控制横向移动动力机构动作,使得风扇支撑杆上的风扇到树冠的距离达到最佳值。这就是能通过超声波进行自动调节仿形喷雾支架进行喷雾的车载式超声波自动仿形精量果树喷雾机车。
作为改进,风扇周边装有与喷头相通的环形供液管,多个喷头均布在环形供液管上,给药管与环形供液管相通。采用均布在风扇圆周上的多喷头结构,大大提高了喷雾均匀性。
作为改进,它还包括由微波发射阵列装置及相应的微波接收阵列装置组成的微波装置;微波发射阵列装置通过微波发射阵列旋转装置转动连接在风扇支撑杆上,仿形喷雾杆上安装微波接收阵列装置;微波发射阵列装置在微波发射阵列旋转装置的带动下与旋转导杆同步转动;微波发射阵列装置与微波接收阵列装置相互平行;微波发射接收阵列装置均分别是由多个微波发送发射器组成的阵列结构;微波装置的输出接用于控制风扇转速的风扇风速控制机构。微波装置主要实现在喷雾车喷雾时,实时检测果树冠层的茂密度。由于果树不同的冠层茂密度将会对微波产生不同的衰减量,根据微波接收阵列装置接收到的微波发射阵列装置发出的信号衰减程度,微波接收阵列装置接收到的信号传输给风扇风速控制机构,以实时控制风扇风速,对果树进行均匀渗透喷雾,防止过喷雾或欠喷雾等喷雾不均匀现象,从而达到精量喷雾最佳效果。
作为改进,所述风扇支撑杆、横向移动动力机构连接、套杆、旋转导杆、旋转动力机构、仿形喷雾杆、上下升降动力机构、微波装置、微波发射阵列旋转装置均为两个,并以机动车纵向轴线对称设置。这样,本发明就采用了对称式喷雾结构,同时能够进行两行的果树进行喷雾,提高作业效率。
作为另一种改进,横向移动动力机构为横向移动驱动油缸,旋转动力机构为旋转驱动油缸,微波发射阵列旋转装置为微波装置旋转油缸,上下升降动力机构为上下升降驱动油缸,风扇为液压马达风扇。采用液压驱动,成本低廉,易于控制。所述风扇支撑杆、横向移动驱动油缸、套杆、旋转导杆、旋转驱动油缸、仿形喷雾杆、上下升降驱动油缸、微波装置、微波装置旋转油缸均为两个,并以机动车纵向轴线对称设置,以能够进行两行的果树进行喷雾。
为了进一步简化液压控制机构,同时考虑到相邻的两行果树一般外形基本相同,两个横向移动驱动油缸并联接在横向移动供油管路上,横向移动供油管路上串联有调速阀和节流阀,通过该调速阀和节流阀可以同时控制两个横向移动驱动油缸动作。两个上下升降驱动油缸并联接在上下升降供油管路上,上下升降供油管路上串联有调速阀和节流阀,通过该调速阀和节流阀可以同时控制两个上下升降驱动油缸动作。
机动车纵向轴线两侧的微波装置旋转油缸与旋转驱动油缸分别串联后,再并联接在旋转供油管路上,旋转供油管路上串联有调速阀和节流阀。机动车纵向轴线一侧的微波装置旋转油缸与旋转驱动油缸分别串联,微波装置旋转油缸与旋转驱动油缸保持同时工作,做到同步同速转动,以确保机动车纵向轴线一侧的微波发射阵列装置与微波接收装置阵列始终相互平行。旋转供油管路上串联有调速阀和节流阀,通过该调速阀和节流阀可以同时控制机动车纵向轴线两侧的微波装置旋转油缸与旋转驱动油缸的动作。在机动车纵向轴线一侧的液压马达风扇串联在风扇供油管路上,风扇供油管路上串联有调速阀和节流阀,通过该调速阀和节流阀可以同时控制机动车纵向轴线一侧的液压马达风扇同步同速动作。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明进一步的描述,但其不代表为本发明的唯一实施方式。
图1:卡车1,操作室2,观察反射镜3,农药罐加液口4,农药罐5,液压油箱6,防尘网7,散热口8,液压控制***机械部分9,油管(油箱与液压控制部分间进回)10,油管(液压控制部分与液压控制***机械部分进回)11,液压控制柜12。
图2:果树示意13,滑轨14,左侧间距调节液压缸(横向移动动力机构,横向移动驱动油缸)15,风扇支撑杆16,液压控制***总支撑架17,液压马达风扇18,超声波传感器19,左侧微波装置旋转油缸(微波发射阵列旋转装置)20,左侧微波发射阵列装置21,液压马达风扇固定件22,左侧微波接收阵列装置23,左侧液压旋转缸(旋转动力机构,旋转驱动油缸)24,旋转导杆25,旋转缸套杆26,液压缸固定件27,左侧伸展收缩液压缸(上下升降动力机构,上下升降驱动油缸)28,旋转缸套杆固定件29,第一旋转关节30,第二旋转关节31,左侧仿形喷雾支架(仿形喷雾杆)32。
图3:喷头181,液压马达风扇罩182,环形供液铝管183。
图4:果树13,微波发射阵列21,微波接收阵列23。
图5:风扇油路滤油器33,液压泵34,第一溢流阀35,第一回流管36,第一压力表37,左侧风扇油路节流阀38,右侧风扇油路节流阀39,左侧流量控制器40,右侧流量控制器41,左侧第一液压马达风扇42,左侧第二液压马达风扇43,左侧第三液压马达风扇44,左侧第四液压马达风扇45,右侧第一液压马达风扇46,右侧第二液压马达风扇47,右侧第三液压马达风扇48,右侧第四液压马达风扇49,左侧第一液压马达风扇回流管50,左侧第二液压马达风扇回流管51,左侧第三液压马达风扇回流管52,左侧第四液压马达风扇回流管53,右侧第一液压马达风扇回流管54,右侧第二液压马达风扇回流管55,右侧第三液压马达风扇回流管56,右侧第四液压马达风扇回流管57。
图6:仿形喷雾机械控制部分油路滤油器58,第二溢流阀59,第二回流管60,第二压力表61,伸展收缩液压油路节流阀62,左右间距调节油路节流阀63,旋转缸油路节流阀64,伸展收缩液压缸方向调节阀65,左右间距调节液压缸方向调节阀66,旋转方向调节阀67,伸展收缩速度调节阀68,间距调节速度调节阀69,旋转速度调节阀70,左侧伸展收缩液压缸71(即图2中的左侧伸展收缩液压缸28),右侧伸展收缩液压缸72,左侧间距调节液压缸73(即图2中的左侧间距调节液压缸15),右侧间距调节液压缸74,左侧旋转缸75(即图2中的左侧液压旋转缸24),右侧旋转缸76,左侧微波装置旋转油缸77(即图2中的左侧微波装置旋转油缸20),右侧微波装置旋转油缸78。
图7:电源控制箱79,总电源开关791,水泵电源开关792,液压泵电源开关793,喷雾流量控制箱80,风扇开关801,风速调节旋钮802,喷雾量控制旋钮803,仿形喷雾支架控制箱81,手动/自动调节支架开关811,伸展收缩方向开关812,左右间距调节开关813,旋转方向开关814,喷雾架伸展收缩速度控制旋钮815,左右间距调节速度控制旋钮816,旋转速度控制旋钮817,液压泵压力调节箱82,液压泵仿形喷雾架支路压力表821和压力调节旋钮823,液压马达风扇支路压力表822和压力调节旋钮824,微波装置射程调节器83。
请阅图1,车载式超声波自动仿形精量果树喷雾机车,卡车1货厢后部设有农药罐5,农药罐5上方为液压油箱6,防尘网7主要防止灰尘进入液压油箱6,液压油箱6通过油管10连接液压油箱5与液压控制柜12间的油路,液压控制柜12通过油管11连接液压控制***机械部分9间的油路,药剂可通过农药罐加液口4进行添加,散热口8主要实现对液压油箱6的油进行冷却,操作室2内装有观察反射镜3和仿形精量喷雾控制面板。
请阅图2,车载式超声波自动仿形精量果树喷雾机车后视图,喷雾对象为果树13,液压马达风扇18通过固定件固定在风扇支撑杆16上,在左侧间距调节缸15的作用下,可调节左侧风扇支撑杆16在滑轨14上进行左右滑移,在液压马达风扇18的中心装有测距超声波传感器19。
左侧微波装置旋转油缸20安装在风扇支撑杆16上,左侧微波发射阵列装置21安装在左侧微波装置旋转油缸20上,左侧微波接收阵列装置23安装在左侧仿形喷雾支架32上,并且左侧微波发射阵列装置与左侧微波接收阵列装置初始状态是处于平行的。左侧旋转缸24在液压驱动下可带动旋转导杆25在旋转缸套杆26中旋转,左侧伸展收缩液压缸28在液压驱动下左侧仿形喷雾支架32进行伸展收缩运动。仿形喷雾支架32机构状态主要根据超声波传感器19的实时检测信息,通过液压控制***调节机构状态,达到果树仿形喷雾目的。同时微波装置实时检测果树冠层叶茂密度,自动调节液压马达风扇组的实时风速,实现精量喷雾目的。图中右侧喷雾机构的结构、功能与左侧的结构、功能一致,不再描述。
请阅图3,液压马达风扇18圆周均匀分布8个喷头181,风扇罩182主要防止果树叶脱落进行风扇中,在液压马达风扇18的后侧有环形供液铝管183,通过水泵进行提供喷药剂。
请阅图4、图8,左侧微波发射阵列装置21发射微波,穿越果树13,微波被左侧微波接收阵列装置23接收。由于果树不同的茂密度将会对微波产生不同的衰减量,根据微波接收阵列接收到的信号衰减程度,控制液压马达风扇风速,从而达到精量喷雾最佳效果。参见图4,仿形喷雾支架32初始状态下,左侧微波发射阵列装置21与左侧微波接收阵列装置23处于平行状态,当仿形喷雾支架32在液压旋转缸24的驱动下旋转时,微波装置旋转油缸20以同样的速度和方向进行旋转,使得左侧微波发射阵列装置21与左侧微波接收阵列装置23运动时也保持相互平行的状态。微波装置取其微波接收阵列衰减量平均作为检测果树茂密度的评判参数,提高了果树茂密度检测准确性。当仿形喷雾支架32在左侧伸展收缩液压缸28驱动下,使得微波发送阵列装置与微波接收阵列装置不再处于相互平行的状态(参见图8),减少了微波信号接收数量,对于这种情况,由于喷雾控制***实现精量控制,根据前几次果树冠层茂密度参数平均值,控制液压风扇风速的,减少了控制偏差,提高了喷雾效果。
请阅图5,液压泵34抽取液压油箱6中的液压油,通过风扇油路滤油器33进行过滤杂质,采用第一溢流阀35进行液压***压力保护,当液压大于设定压力时,通过第一回流管36回流到液压油箱6中,第一压力表37实时显示此时液压。可通过调节左侧风扇油路节流阀38来实现左侧液压马达风扇(42-45)的开关,通过左侧流量控制器40调节左侧液压马达风扇(42-45)的转速,多于液压油可通过左侧液压马达风扇回流管(50-53)回流到液压油箱6中。可通过调节右侧风扇油路节流阀39来实现左侧液压马达风扇(46-49)的开关,通过右侧流量控制器41调节左侧液压马达风扇(46-49)的转速,多于液压油可通过左侧液压马达风扇回流管(54-57)回流到液压油箱6中。
请阅图6,液压泵34抽取液压油箱6中的液压油,通过仿形精量喷雾机械控制部分油路滤油器58进行过滤杂质,采用第二溢流阀59进行液压***压力保护,当液压大于设定压力时,通过第二回流管60回流到液压油箱6中,第二压力表61实时显示此时液压。可通过调节伸展收缩液压油路节流阀62来实现左右两侧仿形支架的伸展收缩油路的开关,通过调节左右间距调节油路节流阀63来实现左右两侧间距调节油路的开关,通过调节旋转缸油路节流阀64来实现左侧液压旋转缸24、右侧液压旋转缸76、左侧微波装置旋转油缸20、右侧微波装置旋转油缸78的开关。通过伸展收缩液压缸方向调节阀65实现左右两侧仿形支架的伸展收缩缸(71、72)的方向变换,通过左右间距调节液压缸方向调节阀66实现左右两侧间距调节液压缸(73、74)的方向变换,通过旋转方向调节阀67实现左侧液压旋转缸24、右侧液压旋转缸76、左侧微波装置旋转油缸20、右侧微波装置旋转油缸78的旋转方向变换。伸展收缩速度调节阀68调节两侧仿形支架的伸展收缩速度,间距调节速度调节阀69调节两侧的左右间距调节速度,旋转速度调节阀70调节左侧液压旋转缸24、右侧液压旋转缸76、左侧微波装置旋转油缸20、右侧微波装置旋转油缸78的旋转速度。
请阅图7,电源控制箱79上有总电源开关791,水泵电源开关792,液压泵电源开关793,
打开电源控制箱上所有开关,仿形精量喷雾机进入工作状态,也可以按需要分别开启相应开关;通过喷雾流量控制箱80上风扇开关801打开和关闭风扇,通过风速调节旋钮802调节风扇旋转速度,通过喷雾量控制旋钮803控制喷雾量;仿形喷雾支架控制箱81上有手动/自动调节支架开关811,可根据情况选择手动操作或自动操作,自动操作时,仿形喷雾架直接根据超声波传感器实时测距数据来调节仿形喷雾架的形状,可根据实际作业需要,通过伸展收缩速度控制旋钮815,左右间距调节速度控制旋钮816,旋转速度控制旋钮817来调节仿形喷雾架的动作速度;可通过压力调节旋钮(813,814)调节喷雾架液压泵压力调节箱82上的液压泵仿形喷雾架支路压力821和液压马达风扇支路压力822。微波装置射程调节器83与微波发射阵列装置相连,以根据果树冠径不同大小,控制微波发射的功率,满足不同的微波射程,满足实际精量喷雾要求。
本发明中,卡车货厢设有农药罐,液压油箱,液压控制***机械部分以及控制柜,其中液压控制***机械部分主要实现果树仿形的机械结构,控制柜中要包括柴油发电机组,水泵,液压泵以及控制阀等。水泵吸液管和回流管接入农药罐中,液压泵吸液管和回流管接入液压油箱中。柴油发电机组实现为液压控制***和喷药水泵提供电源。液压控制***主要包括:仿形喷雾支架伸展收缩液压缸,左右间距调节液压缸,旋转液压缸,滤油器,换向阀,流量控制阀,节流阀,压力表等组成。根据果树外型,通过伸展收缩液压缸调节仿形支架的状态。根据两行果树间距,通过左右间距调节液压缸调节左右支架的间距。通过旋转液压缸实现绕着果树进行喷雾。喷雾部分主要包括:喷药水泵,水管,液压马达风扇,超声波传感器,微波装置,流量控制阀等组成,在液压马达风扇上装有环形供液管和多个喷头,超声波传感器装在液压马达风扇的前端中心位置,检测液压风扇与叶冠层的距离,实现自动调节仿形喷雾架的形状,微波装置实时检测果树冠层茂密度,控制液压马达风扇输出不同的风速,从而满足仿形精量喷雾要求。卡车操作室内设有仿形喷雾机车电源控制箱,喷雾流量控制箱,仿形喷雾支架控制箱,液压泵和水泵压力调节箱,微波装置射程调节器等。
所述的操作室设在卡车的驾驶室内,电源控制箱上有总电源开关、水泵电源开关、液压泵电源开关;喷雾流量控制箱上有风扇开关、风速调节旋钮、喷雾量控制旋钮;仿形支架控制箱上有手动/自动调节支架开关、伸展收缩方向开关、左右间距调节开关、旋转方向开关、喷雾架伸展收缩速度控制旋钮、左右间距调节速度控制旋钮、旋转速度控制旋钮;液压泵压力调节箱上有液压泵仿形喷雾架支路压力表和压力调节旋钮,液压马达风扇支路压力表和压力调节旋钮;微波装置射程调节器。
所述的操作室内部装有观察反射镜,可供操作人员在不用回头的情况下观察室外仿形喷雾支架与车两侧的果树对应情况。
所述的液压马达风扇固定在仿形喷雾架上,左右两侧各有4个风扇,每个风扇上有8个平头均匀分布在风扇的一周。
所述的环形供液管固定于液压马达风扇后侧,由水泵提供喷雾液。
本发明由于采用了超声波自动仿形技术,通过超声波传感器实时数据,通过液压控制***自动调节仿形支架,可同时进行两行果树进行喷雾作业,大大提高了喷雾作业效率。采用多风扇、多喷头结构,大大提高了喷雾均匀性。采用微波装置实时检测果树冠层茂密度,实时控制液压马达风扇风速,进行均匀渗透喷雾,防止果树过喷雾或欠喷雾等喷雾不均匀现象,从而达到精量控制目的。采用车载式超声波自动仿形精量果树喷雾机车,进行果树喷雾,大大提高了果树喷雾效率,有效节约农药用量和减少了雾滴飘移。整个***的操作室设在卡车的驾驶室内,操作员可坐在操作室,操作仿形喷雾***可选用自动和手动操作,防止操作人员被药液污染的可能性。本发明特别适用于种植中小型果树的果园、城市果树绿化带等喷雾喷药。