CN108094148B - 无人驾驶喷药机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无人驾驶喷药机，包括：车体，其包括车架以及行车动力机构；移位装置，其包括移位架、移位动力机构和液压缸；药筒；药液输出装置；多个药液输出管；控制装置，其控制行车动力机构、药液输出装置、移位动力机构以及液压缸工作：行车动力机构驱动车体沿一个方向行进标准行车距离值，药液输出装置抽吸药筒内的水或者药液并药液输出装置入药液输出管内；液压缸的动力输出杆向下伸出，并将车体支撑至脱离地面，移位动力机构驱动车体从第一部分移动至第二部分，液压缸的动力输出杆向上收回，以使车体与地面接触；一对行程开关，分别设置于移位架的两端。本发明极大地节省了人力，提高了作物灌溉或者喷药的效率。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械。更具体地说，本发明涉及一种无人驾驶喷药机。
背景技术
灌溉喷药设备是农业生产中常用的一种设备，用于向农田喷洒水或者农药。目前常见的灌溉喷药设备有很多种，比如手持型和地面灌溉管网等，均存在着诸多不足。手持型体积下，需要人工背在身上，进行人工作业，人工劳动强度大，效率低，地面灌溉管网则需要在地下预先铺设管网，前期投入成本高，对农田的整体建设要求比较高。需要提供一种自动化程度高，使用方便的灌溉喷药设备。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种灌溉喷药设备：包括：
车体，其包括车架以及设置于所述车架上且用于驱动所述车体行进的行车动力机构；
移位装置，其包括移位架、移位动力机构和至少一对液压缸，所述移位架设置于所述车架的下部，且所述车架以可沿所述移位架横向移动的方向设置于所述移位架上，且所述移位架的第一部分位于所述车架的下部，第二部分延伸于所述车架的一侧，所述移位动力机构连接至所述车架，用于驱动所述车架在所述移位架上横向移动，所述至少一对液压缸设置于所述移位架的下部，所述液压缸的动力输出杆以可向下伸出的状态设置；
药筒，其设置于所述车架上，用于盛放水或者药液；
药液输出装置，其连通至所述药筒内，所述药液输出装置的出液端连接至一出液管；
多个药液输出管，分别布置在所述药筒的两侧，所述药液输出管连接至所述出液管；
控制装置，其包括控制模块和设定模块，所述设定模块用于设定一个标准行车距离值，所述控制模块连接至所述行车动力机构、所述药液输出装置、所述移位动力机构以及所述液压缸，并且控制所述行车动力机构、所述药液输出装置、所述移位动力机构以及所述液压缸以以下方式工作：
所述控制模块向所述行车动力机构发出行车控制指令，从而使所述行车动力机构驱动所述车体沿一个方向行进所述标准行车距离值，并且所述行车动力机构驱动所述车体沿一个方向行进的过程中，所述控制模块向所述药液输出装置发出抽吸控制指令，从而使所述药液输出装置抽吸所述药筒内的水或者药液并药液输出装置入所述药液输出管内；在所述车体行进所述标准行车距离值时，所述液压缸的动力输出杆向下伸出，并将所述车体支撑至脱离地面，所述移位动力机构驱动所述车体沿着所述移位架从所述移位架的第一部分移动至所述移位架的第二部分，所述液压缸的动力输出杆向上收回，以使所述车体与地面接触；所述行车动力机构驱动所述车体沿与所述一个方向相反的另一个方向行进所述标准行车距离值，并且所述行车动力机构驱动所述车体沿所述另一个方向行进的过程中，所述药液输出装置抽吸所述药筒内的水或者药液并药液输出装置入所述药液输出管内；
所述控制装置包括外部输入模块，所述外部输入模块与所述设定模块连接，所述外部输入模块用于接收外部输入的标准行车距离值，并输入给所述设定模块内；
红外对射装置，其包括多个红外发射器和一个红外接收器，其中，所述红外发射器设置于第一立柱上，所述红外接收器设置于第二立柱上，多个第一立柱设置于所述车体的每一段行进路径的终点位置，所述第二立柱设置于所述车体上，所述红外接收器连接至所述控制装置，所述红外接收器在接收到所述红外发射器发出的红外信号后发出第一检测信号，所述红外接收器在未接收到所述红外发射器发出的红外信号后发出第二检测信号，所述控制模块在接收到第二检测信号的情况下，控制所述行车动力机构停止工作。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述外部输入模块为触控屏或者数字键盘。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述第二立柱设置于所述车体的车头位置。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述移位动力机构包括一移位电机和一链条链轮传动机构，所述链条链轮传动机构包括三个链轮和一个链条，其中两个链轮分别可转动地设置在所述移位架的两端，所述链条套设在所述其中两个链轮上，与所述其中两个链轮彼此啮合，另一个链轮可转动地连接至所述车架，且所述另一个链轮与所述链条啮合，所述移位电机连接至位于所述移位架的一端的一个链轮；所述移位动力机构驱动所述车体沿着所述移位架从所述移位架的第一部分移动至所述移位架的第二部分的情况下，所述移位电机驱动所述位于所述移位架的一端的一个链轮转动，进而带动所述移位架沿着所述链条移动。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，还包括：一对行程开关，分别设置于所述移位架的两端，所述行程开关连接至所述控制装置，所述车***于所述移位架的第一部分时，抵靠于其中一个行程开关上，所述其中一个行程开关向所述控制模块发出第三检测信号，另一个行程开关不发出第四检测信号，而当所述车体移动至所述移位架的第二部分时，所述车体抵靠于所述另一个行程开关上，所述另一个行程开关向所述控制模块发出第四检测信号，所述其中一个行程开关不发出第三检测信号，所述控制模块接收第三检测信号或者第四检测信号。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，还包括：报警器；液位检测器，其设置于所述药筒内，用于检测所述药筒内的水或者药液的液量；所述液位控制器连接至所述控制装置，在所述液位检测器检测到所述药筒内的水或者药液的液量降低至液位下限值的情况下，向所述控制装置发出报警信号，所述控制模块根据所述报警信号控制所述报警器报警。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)在对农田进行灌溉或者喷药时，机器从一条田垄的一端开始行进，行车动力机构驱动车体沿着一个方向行进，同时药液输出装置将药筒内的水或者药液抽出，水或者药液通过药液输出管喷洒至田垄两侧的作物上。待车体行进至田垄的另一端，则行车动力机构停止工作，药液输出装置也停止抽水。接下来，车体在转动动力机构和液压药液输出装置的作用下移动至相邻的另一条田垄，以便于对另一条田垄两侧的作物进行灌溉。具体地，液压药液输出装置的动力输出杆先向下伸出，将车体支撑起来，使其离开地面，之后移位动力机构驱动车体沿着移位架横向移动，从而从移位架的第一部分移动至第二部分，液压缸的动力输出杆向上收回，将车体缓慢放置于相邻另一条田垄的地面上。行车动力机构再驱动车体沿着相反方向行进，对相邻另一条田垄两侧的作物进行灌溉。待行车动力机构再行进至相邻另一条田垄的另一端，可由人工将机器移动至相邻下一条田垄的一端，再重复上述过程。
(2)本发明所述的无人驾驶喷药机可以自动运行，极大地节省了人力，提高了作物灌溉或者喷药的效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的的一个实施例的灌溉喷药全自动一体机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种灌溉喷药设备：包括：车体，其包括车架以及设置于所述车架4上且用于驱动所述车体行进的行车动力机构；移位装置，其包括移位架5、移位动力机构和至少一对液压缸9,10，所述移位架5设置于所述车架4的下部，且所述车架以可沿所述移位架横向移动的方向设置于所述移位架上，且所述移位架的第一部分位于所述车架的下部，第二部分延伸于所述车架的一侧，所述移位动力机构连接至所述车架，用于驱动所述车架在所述移位架上横向移动，所述至少一对液压缸9,10设置于所述移位架的下部，所述液压缸的动力输出杆以可向下伸出的状态设置；药筒1，其设置于所述车架上，用于盛放水或者药液；药液输出装置，其连通至所述药筒内，所述药液输出装置的出液端连接至一出液管2；多个药液输出管3，分别布置在所述药筒的两侧，所述药液输出管3连接至所述出液管；控制装置，其包括控制模块和设定模块，所述设定模块用于设定一个标准行车距离值，所述控制模块连接至所述行车动力机构、所述药液输出装置、所述移位动力机构以及所述液压缸，并且控制所述行车动力机构、所述药液输出装置、所述移位动力机构以及所述液压缸以以下方式工作：所述控制模块向所述行车动力机构发出行车控制指令，从而使所述行车动力机构驱动所述车体沿一个方向行进所述标准行车距离值，并且所述行车动力机构驱动所述车体沿一个方向行进的过程中，所述控制模块向所述药液输出装置发出抽吸控制指令，从而使所述药液输出装置抽吸所述药筒内的水或者药液并药液输出装置入所述药液输出管内；在所述车体行进所述标准行车距离值时，所述液压缸的动力输出杆向下伸出，并将所述车体支撑至脱离地面，所述移位动力机构驱动所述车体沿着所述移位架从所述移位架的第一部分移动至所述移位架的第二部分，所述液压缸的动力输出杆向上收回，以使所述车体与地面接触；所述行车动力机构驱动所述车体沿与所述一个方向相反的另一个方向行进所述标准行车距离值，并且所述行车动力机构驱动所述车体沿所述另一个方向行进的过程中，所述药液输出装置抽吸所述药筒内的水或者药液并药液输出装置入所述药液输出管内；所述控制装置包括外部输入模块，所述外部输入模块与所述设定模块连接，所述外部输入模块用于接收外部输入的标准行车距离值，并输入给所述设定模块内；红外对射装置，其包括多个红外发射器和一个红外接收器13，其中，所述红外发射器设置于第一立柱上，所述红外接收器设置于第二立柱上，多个第一立柱设置于所述车体的每一段行进路径的终点位置，所述第二立柱设置于所述车体上，所述红外接收器连接至所述控制装置，所述红外接收器在接收到所述红外发射器发出的红外信号后发出第一检测信号，所述红外接收器在未接收到所述红外发射器发出的红外信号后发出第二检测信号，所述控制模块在接收到第二检测信号的情况下，控制所述行车动力机构停止工作。
在对农田进行灌溉或者喷药时，机器从一条田垄的一端开始行进(设定模块内设定的标准行车距离值就是一条田垄的长度)，行车动力机构驱动车体沿着一个方向行进，同时药液输出装置将药筒内的水或者药液抽出，水或者药液通过药液输出管喷洒至田垄两侧的作物上。待车体行进至田垄的另一端，则行车动力机构停止工作，药液输出装置也停止抽水。接下来，车体在转动动力机构和液压药液输出装置的作用下移动至相邻的另一条田垄，以便于对另一条田垄两侧的作物进行灌溉。具体地，液压药液输出装置的动力输出杆先向下伸出，将车体支撑起来，使其离开地面，之后移位动力机构驱动车体沿着移位架横向移动，从而从移位架的第一部分移动至第二部分，液压缸的动力输出杆向上收回，将车体缓慢放置于相邻另一条田垄的地面上。行车动力机构再驱动车体沿着相反方向行进，对相邻另一条田垄两侧的作物进行灌溉。待行车动力机构再行进至相邻另一条田垄的另一端，可由人工将机器移动至相邻下一条田垄的一端，再重复上述过程。
其中，第二部分的宽度应该至少与相邻两条田垄之间的间距相等，以确保车体可以从一条田垄移动至相邻另一条田垄上。
行车动力机构包括设置于所述车架下方的三个轮体以及驱动电机，轮体可旋转地设置于所述车架，其中两个轮体通过一个驱动轴连接，所述驱动电机连接至所述驱动轴，以向所述驱动轴输出旋转驱动力。驱动电机向驱动轴输出旋转驱动力，驱动轴带动一对轮体旋转，从而实现车体的行进。当需要改变行进方向时，则驱动电机输出相反方向的驱动力即可实现。
控制装置包括外部输入模块，外部输入模块与设定模块连接，外部输入模块用于接收外部输入的标准行车距离值，并输入给设定模块内。田垄的长度可以根据实际情况确定后，输入至外部输入模块，再由设定模块完成设定。
在每一段行程路径的终点位置均设置一个第一立柱，在车体沿着一条田垄正常行进时，且该条田垄上没有障碍物时，第二立柱上的红外接收器可以接收到红外发射器发出的红外信号，从而使红外接收器产生第一检测信号。但是当车体没有正常行进，比如车体没有沿着田垄行进，或者田垄上放置了影响车体前进的障碍物，导致红外接收器无法接收到红外信号，红外接收器就会发出第二检测信号，控制模块根据这一第二检测信号，控制车体停车。操作人员看到这种情况，可以及时对车体的状态和田垄的情况进行检查，排除故障。
本发明所述的无人驾驶喷药机可以自动运行，极大地节省了人力，提高了作物灌溉或者喷药的效率。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述多个药液输出管相对于所述药筒呈放射状排布。
多个药液输出管可以同时喷出水或者药液，增加了一次喷洒的覆盖面积，提高了灌溉的效率。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述报警器设置于所述车体上。
报警器设置在车体上，可以对及时发出报警提示，以便于位于机器附近的工作人员了解到情况。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述报警器为声光报警器。
声光报警器发出声音提示和光提示，提示效果好，容易被工作人员注意到。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述药液输出装置为泵。
选择泵作为药液输出装置，其易于实现，有利于控制设备的制作成本。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述外部输入模块为触控屏或者数字键盘。
采用触控屏或者数字键盘向设定模块输入须设定的数值，操作过程简单可靠。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述第二立柱设置于所述车体的车头位置。
第二立柱位于车体的车头位置，保证在没有障碍物的情况下，红外接收器可以接收到红外发射器发出的红外信号。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述移位动力机构包括一移位电机和一链条链轮传动机构，所述链条链轮传动机构包括三个链轮和一个链条，其中两个链轮6,8分别可转动地设置在所述移位架的两端，所述链条套设在所述其中两个链轮上，与所述其中两个链轮彼此啮合，另一个链轮7可转动地连接至所述车架，且所述另一个链轮与所述链条啮合，所述移位电机连接至位于所述移位架的一端的一个链轮。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述移位动力机构驱动所述车体沿着所述移位架从所述移位架的第一部分移动至所述移位架的第二部分的情况下，所述移位电机驱动所述位于所述移位架的一端的一个链轮转动，进而带动所述移位架沿着所述链条移动。
在完成对相邻两个田垄的灌溉作业后，车体需要再移动至下一条田垄。此时，需要移位架先向下一条田垄的方向移动，即，移位架相对于车体移动，使第一部分移动至车体的下部。行车动力机构和药液输出装置先停止工作，车体保持与地面接触的状态，移位动力机构先动作，移位电机工作，移位架的第一部分移动回车体的下部，第二部分则移动至下一条田垄的上方。接下来，液压药液输出装置的动力输出杆向下伸出，将车体抬起，移位动力机构再动作，移位电机改变旋转方向，将车体从第一部分移动至第二部分，行车动力机构驱动车体沿着该条田垄行进，从而实现对该条田垄两侧作物的灌溉作业。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述至少一对液压缸包括均匀分布在所述移位架下部的四个液压缸。
四个液压缸可以为移位架提供稳定地支撑，从而保证移位的平稳进行。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，所述药液输出管的末端设置有喷雾式喷头12。
水或者药液经由喷雾式喷头喷出形成喷雾，保证水或者药液可以均匀地喷洒在作物上。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，还包括：一对行程开关，分别设置于所述移位架的两端，所述行程开关连接至所述控制装置，所述车***于所述移位架的第一部分时，抵靠于其中一个行程开关上，所述其中一个行程开关向所述控制模块发出第三检测信号，另一个行程开关不发出第四检测信号，而当所述车体移动至所述移位架的第二部分时，所述车体抵靠于所述另一个行程开关上，所述另一个行程开关向所述控制模块发出第四检测信号，所述其中一个行程开关不发出第三检测信号，所述控制模块接收第三检测信号或者第四检测信号。
本发明还通过一对行程开关来监测车体的位置和状态。车***于移位架的第一部分时，抵靠在其中一个行程开关上，从而使该行程开关发出第三检测信号，此时另一个行程开关不发出第四检测信号，控制模块确定车***于第一部分；当车体在移位动力机构的作用下移动至第二部分时，车体抵靠在另一个行程开关上，该行程开关发出第四检测信号，控制模块确定车***于第二部分。
优选的是，所述的无人驾驶喷药机中，还包括：报警器；液位检测器，其设置于所述药筒内，用于检测所述药筒内的水或者药液的液量；所述液位控制器连接至所述控制装置，在所述液位检测器检测到所述药筒内的水或者药液的液量降低至液位下限值的情况下，向所述控制装置发出报警信号，所述控制模块根据所述报警信号控制所述报警器报警。
药筒内的移位受到液位检测器的实时检测，当液量降低至液位下限值，则进行报警，提醒工作人员及时补充水或者药液。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (4)
1.无人驾驶喷药机，其特征在于，包括：
车体，其包括车架以及设置于所述车架上且用于驱动所述车体行进的行车动力机构；
所述行车动力机构包括设置于所述车架下方的三个轮体以及驱动电机，所述轮体可旋转地设置于所述车架，其中两个轮体通过一个驱动轴连接，所述驱动电机连接至所述驱动轴，以向所述驱动轴输出旋转驱动力；
移位装置，其包括移位架、移位动力机构和至少一对液压缸，所述移位架设置于所述车架的下部，且所述车架以可沿所述移位架横向移动的方向设置于所述移位架上，且所述移位架的第一部分位于所述车架的下部，第二部分延伸于所述车架的一侧，所述移位动力机构连接至所述车架，用于驱动所述车架在所述移位架上横向移动，所述至少一对液压缸设置于所述移位架的下部，所述液压缸的动力输出杆以可向下伸出的状态设置；
药筒，其设置于所述车架上，用于盛放水或者药液；
药液输出装置，其连通至所述药筒内，所述药液输出装置的出液端连接至一出液管；
多个药液输出管，分别布置在所述药筒的两侧，所述药液输出管连接至所述出液管；
控制装置，其包括控制模块和设定模块，所述设定模块用于设定一个标准行车距离值，所述控制模块连接至所述行车动力机构、所述药液输出装置、所述移位动力机构以及所述液压缸，并且控制所述行车动力机构、所述药液输出装置、所述移位动力机构以及所述液压缸以以下方式工作：
所述控制模块向所述行车动力机构发出行车控制指令，从而使所述行车动力机构驱动所述车体沿一个方向行进所述标准行车距离值，并且所述行车动力机构驱动所述车体沿一个方向行进的过程中，所述控制模块向所述药液输出装置发出抽吸控制指令，从而使所述药液输出装置抽吸所述药筒内的水或者药液并输入至所述药液输出管内；在所述车体行进所述标准行车距离值时，所述液压缸的动力输出杆向下伸出，并将所述车体支撑至脱离地面，所述移位动力机构驱动所述车体沿着所述移位架从所述移位架的第一部分移动至所述移位架的第二部分，所述液压缸的动力输出杆向上收回，以使所述车体与地面接触；所述行车动力机构驱动所述车体沿与所述一个方向相反的另一个方向行进所述标准行车距离值，并且所述行车动力机构驱动所述车体沿所述另一个方向行进的过程中，所述药液输出装置抽吸所述药筒内的水或者药液并输入至所述药液输出管内；所述控制装置包括外部输入模块，所述外部输入模块与所述设定模块连接，所述外部输入模块用于接收外部输入的标准行车距离值，并输入给所述设定模块内；
红外对射装置，其包括多个红外发射器和一个红外接收器，其中，所述红外发射器设置于第一立柱上，所述红外接收器设置于第二立柱上，多个第一立柱设置于所述车体的每一段行进路径的终点位置，所述第二立柱设置于所述车体上，所述红外接收器连接至所述控制装置，所述红外接收器在接收到所述红外发射器发出的红外信号后发出第一检测信号，所述红外接收器在未接收到所述红外发射器发出的红外信号后发出第二检测信号，所述控制模块在接收到第二检测信号的情况下，控制所述行车动力机构停止工作；
一对行程开关，分别设置于所述移位架的两端，所述行程开关连接至所述控制装置，所述车***于所述移位架的第一部分时，抵靠于其中一个行程开关上，所述其中一个行程开关向所述控制模块发出第三检测信号，另一个行程开关不发出第四检测信号，而当所述车体移动至所述移位架的第二部分时，所述车体抵靠于所述另一个行程开关上，所述另一个行程开关向所述控制模块发出第四检测信号，所述其中一个行程开关不发出第三检测信号，所述控制模块接收第三检测信号或者第四检测信号。
2.如权利要求1所述的无人驾驶喷药机，其特征在于，所述外部输入模块为触控屏或者数字键盘。
3.如权利要求2所述的无人驾驶喷药机，其特征在于，所述第二立柱设置于所述车体的车头位置。
4.如权利要求1所述的无人驾驶喷药机，其特征在于，还包括：报警器；液位检测器，其设置于所述药筒内，用于检测所述药筒内的水或者药液的液量；所述液位检测器连接至所述控制装置，在所述液位检测器检测到所述药筒内的水或者药液的液量降低至液位下限值的情况下，向所述控制装置发出报警信号，所述控制模块根据所述报警信号控制所述报警器报警。
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