CN110367230A - 一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，包括植保车底盘模块、车载电源模块、车载控制模块、车载配药模块和车载施药模块。与现有技术相比：（1）本发明提出了一种能够有效应对作业地块不同区域的较大发病指数差异、能够遵循“轻症用轻药、重症用重药”原则、作业过程中可自主实现“变浓度”施药的变量喷施植保车；（2）本发明采用的“水箱+纯药箱”双箱独立控制输出设计，实现了变量喷施植保车作业过程中不同浓度药液的“实时、按需”调配，且作业后剩余的水和药可回收再使用；（3）本发明采用单片机控制两种不同介质进行不同浓度药液调配的新型设计，具有***响应性好、浓度精确性高等优势，便于推广应用。

Description

一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车

技术领域

本发明涉及一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，更特别的说，该植保车能够根据目标作业区域病虫草害的严重程度不同，来自主改变所要喷施的药液浓度大小，以提高农药利用率进而实现精准作业，属于地面植保装备技术领域。

背景技术

我国拥有地球上7%的耕地，但化肥使用量却占全球总量的38%。人类95%的食物源自土壤，农药利用率低，不仅造成资源的大量浪费，还会产生环境污染，甚至对作物产生药害和农药残留，而过量的农药也会渗入土地并最终进入人体，食物和环境中的农药最终都会危害人类健康。

近年来，我国大力发展农机农艺融合基础上的精准、省药、绿色作业，以实现“低投入可持续农业”基础上的农业现代化。由于变量施药技术可广泛适用于种植业、畜牧业、园艺和林业，许多国家投入巨资开展变量施药装备的研发，目前已基于地理信息和实时传感技术研发出较为成熟的变流量施药控制***，并搭载在地面植保机械上，研制出变流量喷施植保车。变流量喷施植保车的工作过程是：在作业过程中，变流量施药控制***能够根据事先采集到的作业区域不同地块上的病虫草害严重程度不同，通过同步改变其施药装置的流量大小，有针对性的在对应地块上喷施不同流量的药液，即“多需多喷、少需少喷”，从而实现“按需施药、分而治之”的变量作业目的。

然而，现有的变量喷施植保车毕竟是一种“变流量”施药装备，若作业地块不同区域发病指数相差很大，则该施药装备会存在“小病情防治过量、大病情防治不足”的问题，亟需遵循“轻症用轻药、重症用重药”原则研发一种“变浓度”施药装备，以解决现有地面植保装备存在的上述问题。因此，进一步研发一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，对于丰富和提升变量喷施植保车的技术和装备水平、提高变量施药效果具有重要意义和推广价值。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够有效应对作业地块不同区域的较大发病指数差异、遵循“轻症用轻药、重症用重药”原则、作业过程中可自主实现“变浓度”施药的植保车，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，包括植保车底盘模块、车载电源模块、车载控制模块、车载配药模块和车载施药模块，所述车载电源模块、车载控制模块、车载配药模块和车载施药模块均安装、固定于植保车底盘模块上；所述植保车底盘模块包括植保车底盘；所述车载电源模块包括供电电池，供电电池的输出端与车载配药模块、车载控制模块、车载施药模块中各用电器件的输入端相连接；所述车载控制模块包括单片机、电子调速器I、软管泵I、流量传感器I、电子调速器II、软管泵II、流量传感器II，单片机的输出端分别与电子调速器I、电子调速器II的输入端相连接，单片机用于分别发送开关指令和转速控制指令给电子调速器I、电子调速器II，电子调速器I的输出端与软管泵I的电机控制器相连接，电子调速器II的输出端与软管泵II的电机控制器相连接，电子调速器I、电子调速器II分别用于控制软管泵I、软管泵II实现启停和转速调节，软管泵I的进水口通过管道与车载配药模块中水箱的出水口相连通，软管泵I用于控制单位时间内流过软管泵I的净水量，软管泵II的进药口通过管道与车载配药模块中纯药箱的出药口相连通，软管泵II用于控制单位时间内流过软管泵II的农药制剂原液量，流量传感器I与软管泵I的出水口相连通，流量传感器I用于实时检测流过软管泵I的净水量大小并反馈给单片机，流量传感器II与软管泵II的出药口相连通，流量传感器II用于实时检测流过软管泵II的农药制剂原液量大小并反馈给单片机；所述车载配药模块包括水箱、纯药箱、混药箱，水箱中储存有用于稀释市售农药制剂原液的净水，纯药箱中储存有未经兑水稀释的市售农药制剂原液，混药箱外部设有进水口、进药口和出药口，混药箱的进水口与软管泵I的出水口相连通，混药箱的进药口与软管泵II的出药口相连通，混药箱内部设有搅拌电机和搅拌叶片，搅拌电机带动搅拌叶片匀速转动，将进入混药箱内部的净水和农药制剂原液进行快速搅拌和均匀混合，以调配出达到当前喷洒浓度要求的混合喷洒药液；所述车载施药模块包括喷药泵、喷杆和喷头，喷药泵的进药口与混药箱的出药口相连通，喷药泵的出药口与喷杆的入药口相连通，喷药泵的开关指令由单片机发送，喷头固定于喷杆上，喷头的进药口与喷杆的出药口相连通，喷头用于将混药箱内调配好的混合喷洒药液雾化为药滴并喷施到作物上。

进一步的，所述植保车底盘是高地隙植保车底盘、履带式植保车底盘中的一种。

进一步的，所述软管泵是滑靴式软管泵、多压辊式软管泵、单压辊式软管泵中的一种。

进一步的，所述喷头是压力式雾化喷头。

本发明的一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，其工作过程为：（1）将作业地块病害（虫害、草害）严重程度划分为若干个防治等级，基于植保技术并参考所用药剂的使用要求，在不同防治等级下设置不同的用药浓度；（2）基于地理信息技术对作业地块进行网格化划分，将每个网格地块所涉及的地理位置信息、防治等级信息、用药浓度信息写入单片机程序；（3）按照车载模块所用软管泵、混药箱的工作参数，将变量喷施植保车作业过程中利用电子调速器控制软管泵实现启停和转速调节的指令写入单片机程序；（4）变量喷施植保车启动并准备在作业地块上开展施药作业，单片机首先读取第一个网格地块的地理位置信息、防治等级信息、用药浓度信息，同时预先读取下一个网格地块所对应的用药浓度信息，当变量喷施植保车行进到临近第一个网格地块位置前，单片机通过电子调速器改***管泵的转速，以实时控制分别流过软管泵I、软管泵II的净水量和农药制剂原液量，两个流量传感器会实时反馈流量信息给单片机，以保证单片机指令控制到位，单位时间内实现总量控制的净水和农药制剂原液同步进入混药箱，搅拌电机带动搅拌叶片匀速转动，调配出达到当前喷洒浓度要求的混合喷洒药液，混合喷洒药液再经喷药泵、喷杆和压力式雾化喷头雾化为药滴后喷洒到作物表面，从而完成该网格地块的农药喷洒，单片机、软管泵、混药箱同时联动，保证变量喷施植保车在行进至下一网格地块前对应浓度的药液已基本调配完毕；（5）变量喷施植保车沿着网格地块匀速前行，车载各模块会重复以上动作，直到完成作业地块上全部变浓度施药作业，作业完成后，水箱和纯药箱内剩余的水和药可回收再使用。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：（1）本发明提出了一种能够有效应对作业地块不同区域的较大发病指数差异、能够遵循“轻症用轻药、重症用重药”原则、作业过程中可自主实现“变浓度”施药的变量喷施植保车，弥补了现有“变流量”施药植保车存在的不足；（2）本发明采用的“水箱+纯药箱”双箱独立控制输出设计，实现了变量喷施植保车作业过程中不同浓度药液的“实时、按需”调配，且作业后剩余的水和药可回收再使用；（3）本发明采用单片机控制两种不同介质进行不同浓度药液调配的新型设计，具有***响应性好、浓度精确性高等优势，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明的一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车整机外观结构示意图。

图2是本发明的一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车拆去植保车底盘后各模块***构成示意图。

图中：1、供电电池 2、单片机 3、电子调速器I 4、软管泵I 5、流量传感器I6、电子调速器II 7、软管泵II 8、流量传感器II 9、水箱 10、纯药箱 11、混药箱 12、喷药泵 13、喷杆 14、喷头 15、植保车底盘。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1、图2所示，本发明是一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，包括植保车底盘模块、车载电源模块、车载控制模块、车载配药模块和车载施药模块，所述车载电源模块、车载控制模块、车载配药模块和车载施药模块均安装、固定于植保车底盘模块上。

所述植保车底盘模块包括植保车底盘15，所述植保车底盘15是履带式植保车底盘。

所述车载电源模块包括供电电池1，供电电池1的输出端与车载配药模块、车载控制模块、车载施药模块中各用电器件的输入端相连接。

所述车载控制模块包括单片机2、电子调速器I3、软管泵I4、流量传感器I5、电子调速器II6、软管泵II7、流量传感器II8，单片机2的输出端分别与电子调速器I3、电子调速器II6的输入端相连接，单片机2用于分别发送开关指令和转速控制指令给电子调速器I3、电子调速器II6，电子调速器I3的输出端与软管泵I4的电机控制器相连接，电子调速器II6的输出端与软管泵II7的电机控制器相连接，电子调速器I3、电子调速器II6分别用于控制软管泵I4、软管泵II7实现启停和转速调节，软管泵I4的进水口通过管道与车载配药模块中水箱9的出水口相连通，软管泵I4用于控制单位时间内流过软管泵I4的净水量，软管泵II7的进药口通过管道与车载配药模块中纯药箱10的出药口相连通，软管泵II7用于控制单位时间内流过软管泵II7的农药制剂原液量，所述软管泵I4、软管泵II7是滑靴式软管泵，流量传感器I5与软管泵I4的出水口相连通，流量传感器I5用于实时检测流过软管泵I4的净水量大小并反馈给单片机2，流量传感器II8与软管泵II7的出药口相连通，流量传感器II8用于实时检测流过软管泵II7的农药制剂原液量大小并反馈给单片机2。

所述车载配药模块包括水箱9、纯药箱10、混药箱11，水箱9中储存有用于稀释市售农药制剂原液的净水，纯药箱10中储存有未经兑水稀释的市售农药制剂原液，混药箱11外部设有进水口、进药口和出药口，混药箱11的进水口与软管泵I4的出水口相连通，混药箱11的进药口与软管泵II7的出药口相连通，混药箱11内部设有搅拌电机和搅拌叶片，搅拌电机带动搅拌叶片匀速转动，将进入混药箱11内部的净水和农药制剂原液进行快速搅拌和均匀混合，以调配出达到当前喷洒浓度要求的混合喷洒药液。

所述车载施药模块包括喷药泵12、喷杆13和喷头14，喷药泵12的进药口与混药箱11的出药口相连通，喷药泵12的出药口与喷杆13的入药口相连通，喷药泵12的开关指令由单片机2发送，喷头14固定于喷杆13上，喷头14的进药口与喷杆13的出药口相连通，喷头14用于将混药箱11内调配好的混合喷洒药液雾化为药滴并喷施到作物上，所述喷头14是压力式雾化喷头。

Claims (4)

1.一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，其特征在于：包括植保车底盘模块、车载电源模块、车载控制模块、车载配药模块和车载施药模块，所述车载电源模块、车载控制模块、车载配药模块和车载施药模块均安装、固定于植保车底盘模块上；所述植保车底盘模块包括植保车底盘（15）；所述车载电源模块包括供电电池（1），供电电池（1）的输出端与车载配药模块、车载控制模块、车载施药模块中各用电器件的输入端相连接；所述车载控制模块包括单片机（2）、电子调速器I（3）、软管泵I（4）、流量传感器I（5）、电子调速器II（6）、软管泵II（7）、流量传感器II（8），单片机（2）的输出端分别与电子调速器I（3）、电子调速器II（6）的输入端相连接，单片机（2）用于分别发送开关指令和转速控制指令给电子调速器I（3）、电子调速器II（6），电子调速器I（3）的输出端与软管泵I（4）的电机控制器相连接，电子调速器II（6）的输出端与软管泵II（7）的电机控制器相连接，电子调速器I（3）、电子调速器II（6）分别用于控制软管泵I（4）、软管泵II（7）实现启停和转速调节，软管泵I（4）的进水口通过管道与车载配药模块中水箱（9）的出水口相连通，软管泵I（4）用于控制单位时间内流过软管泵I（4）的净水量，软管泵II（7）的进药口通过管道与车载配药模块中纯药箱（10）的出药口相连通，软管泵II（7）用于控制单位时间内流过软管泵II（7）的农药制剂原液量，流量传感器I（5）与软管泵I（4）的出水口相连通，流量传感器I（5）用于实时检测流过软管泵I（4）的净水量大小并反馈给单片机（2），流量传感器II（8）与软管泵II（7）的出药口相连通，流量传感器II（8）用于实时检测流过软管泵II（7）的农药制剂原液量大小并反馈给单片机（2）；所述车载配药模块包括水箱（9）、纯药箱（10）、混药箱（11），水箱（9）中储存有用于稀释市售农药制剂原液的净水，纯药箱（10）中储存有未经兑水稀释的市售农药制剂原液，混药箱（11）外部设有进水口、进药口和出药口，混药箱（11）的进水口与软管泵I（4）的出水口相连通，混药箱（11）的进药口与软管泵II（7）的出药口相连通，混药箱（11）内部设有搅拌电机和搅拌叶片，搅拌电机带动搅拌叶片匀速转动，将进入混药箱（11）内部的净水和农药制剂原液进行快速搅拌和均匀混合，以调配出达到当前喷洒浓度要求的混合喷洒药液；所述车载施药模块包括喷药泵（12）、喷杆（13）和喷头（14），喷药泵（12）的进药口与混药箱（11）的出药口相连通，喷药泵（12）的出药口与喷杆（13）的入药口相连通，喷药泵（12）的开关指令由单片机（2）发送，喷头（14）固定于喷杆（13）上，喷头（14）的进药口与喷杆（13）的出药口相连通，喷头（14）用于将混药箱（11）内调配好的混合喷洒药液雾化为药滴并喷施到作物上。

2.根据权利要求1所述的一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，其特征在于：所述植保车底盘（15）是高地隙植保车底盘、履带式植保车底盘中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，其特征在于：所述软管泵I（4）、软管泵II（7）是滑靴式软管泵、多压辊式软管泵、单压辊式软管泵中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种施药浓度自主可变的变量喷施植保车，其特征在于：所述航空喷头（14）是压力式雾化喷头。