一种自适应式果园喷雾机

摘要

一种自适应式果园喷雾机，包括牵引底盘，牵引底盘上方前端设置有施药装置和可移动的多个超声波探测装置，超声波探测装置主要包括超声波传感器和竖直移动装置；超声波传感器的探测信号输出连接至嵌入式操控平台；施药装置主要包括喷药装置和步进电机旋转控制装置，喷药装置上有电动球阀、流量传感器、压力传感器、电磁阀的检测及控制信号连接至嵌入式操控平台，嵌入式操控平台整合各传感器的信号来控制电动球阀的开度和电磁阀的动作，本发明可自动采集果园防治靶标的树形信息，根据信息自动分布超声波传感器的位置及自动调整风箱旋转角度，也可根据实际需要手动调节风箱旋转角度，以提高施药效率，降低在施药中造成的环境污染和对操作者的人身伤害。

主权项

一种自适应式果园喷雾机，包括牵引底盘(22)以及设置于牵引底盘(22)上的超声波探测装置、施药装置、竖直齿轮箱(26)和嵌入式操控平台(38)以及施药信息监测控制装置，其特征在于：所述超声波探测装置设置于牵引底盘(22)上方前端两侧，包括竖直移动装置和超声波传感器阵列，竖直移动装置包括竖直支架(4)，在竖直支架(4)上有纵向的竖直移动轨道(3)，所述超声波传感器阵列由安装于多个竖直移动机构上的多个超声波传感器(35)组成，所述每个竖直移动机构均位于竖直移动轨道(3)上且各自连接一个相应的驱动电机(40)，带动超声波传感器(35)上下运动；所述施药装置包括药箱(20)、可旋转风箱(5)和旋转控制装置，所述药箱(20)连接若干位于可旋转风箱(5)内的喷头(9)，可旋转风箱(5)有两个，分别设置于竖直齿轮箱(26)上端输出轴的两侧，所述旋转控制装置包括步进电机(6)及其电机驱动器，步进电机(6)连接可旋转风箱(5)控制其旋转角度；所述嵌入式操控平台(38)连接驱动电机(40)，通过控制驱动电机(40)实现对超声波传感器(35)运动方向和距离的控制，从而获取样本靶标的树形信息，并根据该信息输出控制信号至步进电机(6)的电机驱动器，通过控制步进电机(6)的旋转来控制可旋转风箱(5)的旋转角度；所述施药信息监测控制装置由电动球阀(19)、流量传感器(14)、压力传感器(15)、电磁阀(11)和速度传感器(23)构成，流量传感器(14)和压力传感器(15)监测主管道(16)的药液流量和压力的大小将信号送至嵌入式操控平台(38)，速度传感器(23)将速度信号送至嵌入式操控平台(38)，同时超声波传感器(35)的探测信号也传送至嵌入式操控平台(38)，嵌入式操控平台(38)整合流量信号、压力信号、速度信号和超声波传感器(35)的当前高度的靶标有无及外形大小来控制电动球阀(19)的开度和电磁阀(11)的启闭；在启动工作时，拖拉机(39)牵引喷雾机在果园中选靶标样本进行样本采集，嵌入式操控平台(38)控制竖直移动装置的驱动电机(40)运动带动两端的2个竖直移动机构沿竖直移动轨道(3)上下移动，超声波传感器(35)在移动过程中探测当前样本靶标的树形高度，选取一定数量的靶标，采集选取的各个靶标树形高度，嵌入式操控平台(38)存储样本靶标的树形高度并显示采集的样本个数；然后根据采集的所有的样本靶标计算出靶标的高度平均值，再根据树形高度平均值控制两侧超声波传感器(35)合理的高度分布位置，同时控制两侧的风箱旋转步进电机(6)转动带动两侧的可旋转风箱(5)旋转相应的角度，计算出喷雾范围内各个喷头的电磁阀(11)的工作状态，然后按靶标树形分布的超声波传感器(35)探测当前位置的靶标的有无，将信号传输至嵌入式操控平台(38)，嵌入式操控平台(38)同时收集流量传感器(14)、压力传感器(15)和速度传感器(23)的信号，根据其检测信号控制电动球阀(19)和电磁阀(11)的动作，以实现对靶变量喷雾。