CN112293384B - 一种基于作物群体承载力的植保装置及其作业方法 - Google Patents

一种基于作物群体承载力的植保装置及其作业方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于作物群体承载力的植保装置及其作业方法，植保装置包括主机身、喷施机构、通讯模块、控制模块、驱动机构和辅助驱动机构；主机身的至少一侧设有衔接机构，衔接机构的一端与主机身连接；喷施机构包括药箱、喷管和多个雾化喷头，衔接机构远离主机身的一端与药箱连接，喷管布置于衔接机构上，喷管的一端与药箱连通，多个雾化喷头分布于喷管上，雾化喷头上设有电磁阀，控制模块与电磁阀电性连接，主机身上设有驱动机构，药箱上设有辅助驱动机构；通讯模块和控制模块分别设于主机身上，通讯设备与外部电子设备电性连接，控制***与通讯模块电性连接，且控制***与驱动机构和辅助驱动机构电性连接。

Description

一种基于作物群体承载力的植保装置及其作业方法
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种基于作物群体承载力的植保装置及其作业方法。
背景技术
全球农业正在往机械化、信息化、智能化方向发展，其中，针对植保作业的农机装置层出不穷，节约了大量人力资源，不断打破传统农耕观念，例如，授权公告号为CN107284649A、CN 110525659A、CN111348190A的发明专利，公开了通过低空飞行方式进行低空植保作业的装置及作业方式，该种方式与大田及作物均非直接接触，进行喷施作业时会产生飘移而影响喷施精度；授权公告号为CN107839738A、CN 108308157A的发明专利，公开了通过行车方式进行近地植保作业，该种方式与大田及作物直接接触，一方面易在大田表面形成沟壑，另一方面在田间进行植保作业时相对不灵活。
由此，急需发明一种可在“冠层海”游走的植保装置，为现代农业植保装备提供一种防治新方式。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于作物群体承载力的植保装置，解决了现有植保装置防治精度难以保证或在田间行动不便等问题。
本发明的另一目的在于，提供一种上述基于作物群体承载力的植保装置的作业方法。
本发明的技术方案为：一种基于作物群体承载力的植保装置，包括主机身、喷施机构、通讯模块、控制模块、驱动机构和辅助驱动机构；
所述主机身的至少一侧设有衔接机构，衔接机构的一端与主机身连接；
喷施机构包括药箱、喷管和多个雾化喷头，衔接机构远离主机身的一端与药箱连接，喷管布置于衔接机构上，喷管的一端与药箱连通，多个雾化喷头分布于喷管上，雾化喷头上设有电磁阀，控制模块与电磁阀电性连接，主机身上设有驱动机构，药箱上设有辅助驱动机构；
通讯模块和控制模块分别设于主机身上，通讯设备与外部电子设备电性连接，控制***与通讯模块电性连接，且控制***与驱动机构和辅助驱动机构电性连接。
进一步，还包括多个辅助机身，多个辅助机身分别安装至衔接机构上，辅助机身位于相邻两个喷头之间，辅助机身呈椭圆球状。辅助机身用以增强衔接机构的机构强度，防止衔接机构承重过大造成损坏，辅助机身呈椭圆球状减少与作物冠层的摩擦。
进一步，所述衔接机构由多个杆件套接而成，所述杆件采用轻量材料制成，杆件与主机身之间的夹角为0°-90°。衔接机构采用多个杆件，方便根据作业田的宽度来调节衔接机构的长度，通过调节衔接机构与主机身之间的角度，使植保装置适用于不同规格的大田。
进一步，所述主机身的尾部设有扰流盘，主机身的两侧设有副翼，主机身内设有气囊，气囊内填充有密度小于空气的气体。通过设置气囊，可减轻主机身的重量。
进一步，所述驱动机构为两个涵道涡喷，两个涵道涡喷位于主机身尾部的两侧。
进一步，所述辅助驱动机构包括多个万向轮和驱动电机，多个万向轮分布于药箱的底部，万向轮上设有驱动电机，驱动电机与控制模块电性连接。
进一步，所述主机身采用具有弹性的轻量材料制成，主机身的外表面为曲面。主机身具有弹性，减少对作物冠层的冲击力；主机身的表面为曲面的形状减少摩擦，更便于在作物冠层移动。
进一步，还包括拍摄器和姿态传感器，拍摄器和姿态传感器均安装于主机身内，拍摄器与通讯模块电性连接，姿态传感器与控制模块电性连接，姿态传感器用以对主机身进行实时姿态结算。
本发明的另一技术方案为：上述基于作物群体承载力的植保装置的作业方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据作业大田的宽度，将药箱通过衔接装置连接至主机身的侧面，将喷管固定至衔接机构上；
步骤S2：将药箱放置于大田侧边的道路上，主机身置于大田作物冠层上；
步骤S3：外部电子设备传输指令至通讯模块，通讯模块接收指令并传输至控制模块，控制模块控制驱动模块开始工作，使得主机身在大田作物冠层上移动，药箱通过辅助驱动机构随着主机身移动，且控制模块控制电磁阀启动，使雾化喷头开始喷施作业；
步骤S4：喷施作业完成后，将衔接机构和喷管拆解，药箱内残余药液倒出，清洁药箱。
本发明的基于作物群体承载力的植保装置的工作原理：将两个药箱分别放置于大田两侧的道路上，主机身置于大田作物冠层上，外部电子设备传输指令至通讯模块，通讯模块接收指令并传输至控制模块，控制模块控制驱动模块开始工作，使得主机身在大田作物冠层上移动，药箱通过辅助驱动机构随着主机身移动，且控制模块控制电磁阀启动，使雾化喷头开始喷施作业，拍摄器拍摄作业图像并通过通讯模块传输至外部电子设备，姿态传感器对主机身进行实时姿态结算，通过算法控制改变主机身气动布局，使其在作物冠层平稳移动，实现主机身的最小化倾斜。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的基于作物群体承载力的植保装置，主机身的气囊内可注入气体，减轻装置原有重量，将喷施机构置于冠层表面，通过主机身驱动及端点处药箱驱动，使喷施装置在作物冠层轻松横扫移动，省略了繁琐的操纵流程，简单进行植保作业，主机身与衔接机构可拼接成多种形状，满足不同规格田块的作业条件，迅速、准确地将肥料或药液精准喷向作物。
本发明的基于作物群体承载力的植保装置，主机身的移动方式类似于船在作物冠层游走，既避免了无人机喷施方式的较高操纵技术要求及雾滴飘失问题，也避免了植保车在田间行走困难的问题，能在不对田间土壤及作物造成物理损伤的同时，起到良好的防治效果。
附图说明
图1为本发明的基于作物群体承载力的植保装置的结构示意图。
图2为本发明的基于作物群体承载力的植保装置另一视角的结构示意图。
主机身1、驱动机构2、辅助驱动机构3、辅助机身4、拍摄器5、扰流盘6、副翼7、气囊8、衔接机构9、药箱10、喷管11、雾化喷头12。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供了一种基于作物群体承载力的植保装置，包括主机身1、喷施机构、通讯模块、控制模块、驱动机构2、辅助驱动机构3、辅助机身4、拍摄器5、姿态传感器和衔接机构。
如图1和图2所示，主机身的尾部设有扰流盘6，主机身的两侧设有副翼7，主机身内设有气囊8，气囊内填充有密度小于空气的气体，通过设置气囊，可减轻主机身的重量；驱动机构为两个涵道涡喷，两个涵道涡喷位于主机身尾部的两侧，主机身采用具有弹性的轻量材料制成，主机身的外表面为曲面，形状为球形或椭圆形，主机身具有弹性，减少对作物冠层的冲击力；主机身的表面为曲面的形状减少摩擦，更便于在作物冠层移动，通讯模块和控制模块分别设于主机身上，通讯设备与外部电子设备电性连接，控制***与通讯模块电性连接，且控制***与驱动机构电性连接，拍摄器和姿态传感器均安装于主机身内，拍摄器与通讯模块电性连接，姿态传感器与控制模块电性连接，姿态传感器用以对主机身进行实时姿态结算。
如图1和图2所示，衔接机构9由多个杆件套接而成，所述杆件采用轻量材料制成，杆件与主机身之间的夹角为0°-90°，喷施机构包括药箱10、喷管11和多个雾化喷头12，衔接机构的一端与主机身连接，另一端与药箱连接，喷管布置于衔接机构上，喷管的一端与药箱连通，多个雾化喷头分布于喷管上，雾化喷头上设有电磁阀，控制模块与电磁阀电性连接，药箱上设有辅助驱动机构，辅助驱动机构包括多个万向轮和驱动电机，多个万向轮分布于药箱的底部，万向轮上设有驱动电机，驱动电机与控制模块电性连接。在本实施例中，主机身的两侧均设有衔接机构，衔接机构与主机身之间的夹角为90°。
如图1和图2所示，多个辅助机身分别安装至衔接机构上，辅助机身位于相邻两个喷头之间，辅助机身呈椭圆球状。辅助机身用以增强衔接机构的机构强度，防止衔接机构承重过大造成损坏，辅助机身呈椭圆球状减少与作物冠层的摩擦。
上述基于作物群体承载力的植保装置的作业方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据作业大田的宽度，将两个药箱分别通过衔接装置连接至主机身的两侧，将喷管固定至衔接机构上；
步骤S2：将两个药箱分别放置于大田两侧的道路上，主机身置于大田作物冠层上；
步骤S3：外部电子设备传输指令至通讯模块，通讯模块接收指令并传输至控制模块，控制模块控制驱动模块开始工作，使得主机身在大田作物冠层上移动，药箱通过辅助驱动机构随着主机身移动，且控制模块控制电磁阀启动，使雾化喷头开始喷施作业；
步骤S4：喷施作业完成后，将衔接机构和喷管拆解，药箱内残余药液倒出，清洁药箱。
本发明的基于作物群体承载力的植保装置的工作原理：将两个药箱分别放置于大田两侧的道路上，主机身置于大田作物冠层上，外部电子设备传输指令至通讯模块，通讯模块接收指令并传输至控制模块，控制模块控制驱动模块开始工作，使得主机身在大田作物冠层上移动，药箱通过辅助驱动机构随着主机身移动，且控制模块控制电磁阀启动，使雾化喷头开始喷施作业，拍摄器拍摄作业图像并通过通讯模块传输至外部电子设备，姿态传感器对主机身进行实时姿态结算，通过算法控制改变主机身气动布局，使其在作物冠层平稳移动，实现主机身的最小化倾斜。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，杆件与主机身之间的夹角为10°，两个药箱放置于大田的同一侧道路上，相比实施例1中药箱放置于大田两侧的道路上，本实施例中的药箱放置于大田的同一侧道路上进行移动，只需占用一条道路，更加方便使用。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (3)

1.一种基于作物群体承载力的植保装置，其特征在于，包括主机身、喷施机构、通讯模块、控制模块、驱动机构和辅助驱动机构；
所述主机身的至少一侧设有衔接机构，衔接机构的一端与主机身连接，主机身置于作物冠层上，作物冠层承载主机身，主机身在作物冠层上移动；
喷施机构包括药箱、喷管和多个雾化喷头，衔接机构远离主机身的一端与药箱连接，喷管布置于衔接机构上，喷管的一端与药箱连通，多个雾化喷头分布于喷管上，雾化喷头上设有电磁阀，控制模块与电磁阀电性连接，主机身上设有驱动机构，药箱上设有辅助驱动机构；
通讯模块和控制模块分别设于主机身上，通讯设备与外部电子设备电性连接，控制***与通讯模块电性连接，且控制***与驱动机构和辅助驱动机构电性连接；
还包括多个辅助机身，多个辅助机身分别安装至衔接机构上，辅助机身位于相邻两个喷头之间，辅助机身呈椭圆球状；
所述衔接机构由多个杆件套接而成，所述杆件采用轻量材料制成，杆件与主机身之间的夹角为0°-90°；
所述主机身的尾部设有扰流盘，主机身的两侧设有副翼，主机身内设有气囊，气囊内填充有密度小于空气的气体；
所述驱动机构为两个涵道涡喷，两个涵道涡喷位于主机身尾部的两侧；
所述辅助驱动机构包括多个万向轮和驱动电机，多个万向轮分布于药箱的底部，万向轮上设有驱动电机，驱动电机与控制模块电性连接；
所述主机身采用具有弹性的轻量材料制成，主机身的外表面为曲面。
2.根据权利要求1所述的基于作物群体承载力的植保装置，其特征在于，还包括拍摄器和姿态传感器，拍摄器和姿态传感器均安装于主机身内，拍摄器与通讯模块电性连接，姿态传感器与控制模块电性连接，姿态传感器用以对主机身进行实时姿态结算。
3.根据权利要求1-2任一所述的基于作物群体承载力的植保装置的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：根据作业大田的宽度，将药箱通过衔接装置连接至主机身的侧面，将喷管固定至衔接机构上；
步骤S2：将药箱放置于大田侧边的道路上，主机身置于大田作物冠层上；
步骤S3：外部电子设备传输指令至通讯模块，通讯模块接收指令并传输至控制模块，控制模块控制驱动模块开始工作，使得主机身在大田作物冠层上移动，药箱通过辅助驱动机构随着主机身移动，且控制模块控制电磁阀启动，使雾化喷头开始喷施作业；
步骤S4：喷施作业完成后，将衔接机构和喷管拆解，药箱内残余药液倒出，清洁药箱。
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