一种双系统联合施药喷雾机的制作方法

1.本发明涉及施药喷雾机技术领域，尤其涉及一种双系统联合施药喷雾机。


背景技术：

2.随着果园规范化栽培技术的普及，苹果、梨、桃等乔木果树普遍采用“队列化”排布的栽培模式。该栽培模式下，果树冠层以一定间距依次排布，相邻果树的冠层主体区域之间存在侧枝交汇区域，整排果树的冠层主体区域与侧枝交汇区域交替分布。冠层主体区域与侧枝交汇区域的枝叶分布特点、枝叶密度指数等相差较大，其中，冠层主体区域枝叶茂密、分布集中，需使用大风量高穿透施药作业；侧枝交汇区域枝叶离散分布，大风量施药极易造成农药流失，需使用高风压精准对靶施药。因此，不同区域对施药作业的雾滴穿透性、对靶精准性需求存在显著差异，如不进行区别作业，则会降低果园施药作业的精细化，增加药害污染。现有的施药喷雾机一般只具备一套喷雾系统，针对树木不同的冠层区域和侧枝区域，如进行区别施药作业，不仅难以调整喷雾风量和风压，无法达到精细化，而且切换作业模式效率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种双系统联合施药喷雾机，能同时对冠层主体区域和侧枝交汇区域进行针对性施药作业，不需切换作业模式，提高果园施药作业的精细化和高效化，减小药害污染。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种双系统联合施药喷雾机，包括：自走地盘，所述自走地盘能够自动行走；分段式变量施药装置，所述分段式变量施药装置固定连接于所述自走地盘上，所述分段式变量施药装置包括轴流风机和多个竖直分布的变量喷雾组件，所述轴流风机的出风口连通所述变量喷雾组件，所述分段式变量施药装置被配置为向冠层主体区域进行喷雾施药；以及对靶式变量施药装置，所述对靶式变量施药装置固定连接于所述自走地盘上，所述对靶式变量施药装置包括离心风机和多个竖直分布的对靶喷雾组件，所述离心风机的出风口连通所述对靶喷雾组件，所述对靶式变量施药装置被配置为向侧枝交汇区域进行喷雾施药。
5.作为本发明的一种优选结构，还包括：冠层识别装置，所述冠层识别装置固定连接于所述自走地盘上，所述冠层识别装置包括激光雷达扫描组件和行走定位组件，所述激光雷达扫描组件能够获取树木冠层信息，所述行走定位组件能够获取所述自走地盘的空间位置和行走信息；智能测控装置，所述智能测控装置通讯连接所述冠层识别装置，所述智能测控装置能够接收所述冠层识别装置发送的信息，并控制所述分段式变量施药装置和/或所述对
靶式变量施药装置工作。
6.作为本发明的一种优选结构，所述变量喷雾组件包括：风筒，所述风筒的一端连通所述轴流风机；风量调节机构，所述风量调节机构设置于所述风筒上，所述风量调节机构被配置为调节所述风筒内的风量；第一喷头，所述第一喷头设置于所述风筒内，所述第一喷头被配置为喷送雾滴；以及导流罩，所述导流罩固定连接于所述风筒远离所述轴流风机的一端。
7.作为本发明的一种优选结构，所述风量调节机构包括滑动圆环和多个阻风弯板，所述风筒设置有多个阻风口；所述滑动圆环滑动连接于所述风筒外，所述阻风弯板的一端转动连接所述滑动圆环，另一端能够穿过所述阻风口伸入所述风筒内。
8.作为本发明的一种优选结构，所述风量调节机构还包括多个滑槽，多个所述滑槽间隔均匀设置于所述风筒的外周壁，所述滑槽沿所述风筒的轴向延伸，所述滑动圆环能够沿所述滑槽滑动。
9.作为本发明的一种优选结构，所述变量喷雾组件还包括整流机构，所述整流机构设置于所述风筒内靠近所述导流罩的一端，所述整流机构包括多个整流板，多个所述整流板的一端固定连接于所述风筒的内壁，另一端沿所述风筒的径向延伸并相交。
10.作为本发明的一种优选结构，所述分段式变量施药装置还包括导风组件，所述导风组件包括：导风盘，所述导风盘固定连接所述轴流风机，所述导风盘设置有多个接口，所述接口沿所述导风盘的周向间隔均匀布置，所述接口连通所述轴流风机的所述出风口；多个导风管，所述导风管的一端连通所述接口，另一端连通所述变量喷雾组件，所述导风管包括相互连通的第一导风段和第二导风段，所述第一导风段和所述第二导风段之间角度可调。
11.作为本发明的一种优选结构，所述对靶喷雾组件包括：导风爪，所述导风爪设置有多个能够竖直排布的气力雾化喷头；旋转臂，所述旋转臂的一端连通所述离心风机，另一端连通所述导风爪，所述旋转臂包括相互连通的第一转臂和第二转臂，所述第一转臂和所述第二转臂之间角度可调。
12.作为本发明的一种优选结构，所述导风爪还包括：风爪本体，所述风爪本体设置有多个垂直排布的风爪；多个转动球，所述转动球一侧转动连接所述风爪，另一侧连通所述气力雾化喷头。
13.作为本发明的一种优选结构，所述对靶式变量施药装置还包括送风组件，所述送风组件包括：多个导风歧管，所述导风歧管固定连接所述离心风机；多个送风管，所述送风管的一端连通所述导风歧管，另一端连通所述对靶喷雾组件。
14.本发明的有益效果：本发明所提供的双系统联合施药喷雾机，具备分段式变量施药装置和对靶式变量施药装置的双系统作业模式，分段式变量施药装置采用风量大、输运雾滴能力强、冠层穿透性高的轴流风机，通过多个变量喷雾组件将轴流风机产生的大流量
输运气流在竖直方向进行分段并导流控制，根据每排果树冠层主体区域的空间位置分布、竖直方向的枝叶密度指数分布等参数，对每排果树的冠层主体区域进行分段变量施药；对靶式变量施药装置采用风压大、气流靶向性好的离心风机，通过多个竖直分布的对靶喷雾组件形成靶向雾化气流，依据侧枝交汇区域内侧枝的空间位置及形态变化，进行精准对靶变量施药；双系统联合施药喷雾机同时具备大风量的穿透性和高风压的精准性，实现冠层主体区域大风量强穿透施药，侧枝交汇区域高风压对靶精准施药，可进行双系统同时联合作业，不需进行功能切换，提高了果园变量施药作业的精细化和高效化，提高农药有效利用率，减少药害污染。
附图说明
15.图1是本发明实施例提供的双系统联合施药喷雾机作业时的结构示意图；图2是本发明实施例提供的双系统联合施药喷雾机的结构示意图；图3是本发明实施例提供的分段式变量施药装置的结构示意图；图4是本发明实施例提供的变量喷雾组件的结构示意图；图5是本发明实施例提供的对靶式变量施药装置的结构示意图；图6是本发明实施例提供的对靶喷雾组件的结构示意图。
16.图中：1、自走地盘；2、分段式变量施药装置；21、轴流风机；22、变量喷雾组件；221、风筒；2211、阻风口；222、风量调节机构；2221、滑动圆环；2222、阻风弯板；2223、滑槽；223、第一喷头；224、导流罩；225、整流板；23、导风组件；231、导风盘；232、导风管；2321、第一导风段；2322、第二导风段；3、对靶式变量施药装置；31、离心风机；32、对靶喷雾组件；321、导风爪；3211、气力雾化喷头；3212、风爪本体；3213、转动球；322、旋转臂；3221、第一转臂；3222、第二转臂；33、送风组件；331、导风歧管；332、送风管；4、冠层识别装置；5、智能测控装置；100、冠层主体区域；200、侧枝交汇区域。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
18.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。
20.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
21.如图1-图6所示，本发明实施例提供一种双系统联合施药喷雾机，包括自走地盘1、分段式变量施药装置2和对靶式变量施药装置3。如图2所示，自走地盘1能够自动行走，在本实施例中，自走地盘1为履带式行走装置，能在果园地面移动。自走地盘1的结构和行走原理为本领域内现有技术，本实施例在此不做赘述。分段式变量施药装置2固定连接于自走地盘1上，分段式变量施药装置2包括轴流风机21和多个竖直分布的变量喷雾组件22，轴流风机21的出风口连通变量喷雾组件22，分段式变量施药装置2被配置为向冠层主体区域100进行喷雾施药。轴流风机21出口风量大、输运雾滴能力强、冠层穿透性高，分段式变量施药装置2能通过多个变量喷雾组件22将轴流风机21产生的大流量输运气流在竖直方向进行分段并导流控制，根据每排果树冠层主体区域100的空间位置分布、竖直方向的枝叶密度指数分布等参数，对每排果树的冠层主体区域100进行分段变量施药。
22.对靶式变量施药装置3固定连接于自走地盘1上，且与分段式变量施药装置2沿自走地盘1的行走方向前后错开设置，便于同时作业。对靶式变量施药装置3包括离心风机31和多个竖直分布的对靶喷雾组件32，离心风机31的出风口连通对靶喷雾组件32，对靶式变量施药装置3被配置为向侧枝交汇区域200进行喷雾施药。离心风机31出口风压大、气流靶向性好，对靶式变量施药装置3利用离心风机31提供的高压气流，通过多个竖直分布的对靶喷雾组件32形成靶向雾化气流，依据侧枝交汇区域200内侧枝的空间位置及形态变化，进行精准对靶变量施药。
23.可以理解的是，本实施例的双系统联合施药喷雾机还设置有液压驱动系统，用于为分段式变量施药装置2和对靶式变量施药装置3的喷雾施药作业提供动力，在其他实施例中，也可以采用电动驱动方式，本实施例在此不作限制。本发明实施例的双系统联合施药喷雾机，具备分段式变量施药装置2和对靶式变量施药装置3，同时具备大风量的穿透性和高风压的精准性，实现冠层主体区域100大风量强穿透施药，侧枝交汇区域200高风压对靶精准施药，可进行双系统同时联合作业，不需进行功能切换，提高了果园变量施药作业的精细化和高效化，提高农药有效利用率，减少药害污染。
24.进一步地，双系统联合施药喷雾机还包括冠层识别装置4和智能测控装置5。冠层识别装置4固定连接于自走地盘1上，优选地，冠层识别装置4固定于自走地盘1的前端，便于执行果树冠层信息的探测。冠层识别装置4包括激光雷达扫描组件和行走定位组件，激光雷达扫描组件能够获取树木冠层信息，行走定位组件能够获取自走地盘1的空间位置和行走信息。激光雷达扫描组件可发射激光，并采集果树冠层的回波点云信；行走定位组件包括gnss（全球导航卫星系统）和imu（惯性传感器）定位定姿系统，gnss和imu定位定姿系统为激光雷达扫描组件和自走地盘1进行空间位置及行走姿态赋值。可以理解的是，冠层识别装置4还包括存储控制单元和点云数据处理端，存储控制单元收集并存储点云数据，点云数据处理端解算被测整排果树的冠层参数。冠层参数包括但不限于冠层主体区域100及侧枝交汇区域200的空间位置、枝叶分布特点、枝叶密度指数等，为双系统联合施药喷雾机的分段式
变量施药装置2和对靶式变量施药装置3联合作业提供前馈信息。智能测控装置5通讯连接冠层识别装置4，智能测控装置5能够接收冠层识别装置4发送的信息，并控制分段式变量施药装置2和/或对靶式变量施药装置3工作。优选地，智能测控装置5包括施药决策模型、高速处理器、存储器等，智能测控装置5综合处理冠层识别装置4获取的前馈冠层信息、自走地盘1的机具行进状态信息，通过高速处理器进行施药决策模型解算，形成以冠层施药需求为导向的作业需求规划和施药决策信息，制定冠层主体区域100分段式变量施药、侧枝交汇区域200对靶式变量施药的决策信息，并分别向分段式变量施药装置2和对靶式变量施药装置3发送执行命令，进行双系统多区域联合作业，如图1所示。通过冠层识别装置4和智能测控装置5，双系统联合施药喷雾机能够实现探测、决策和施药的全程智能化。
25.进一步地，如图4所示，变量喷雾组件22包括风筒221、风量调节机构222、第一喷头223和导流罩224。风筒221的一端连通轴流风机21，风量调节机构222设置于风筒221上，风量调节机构222被配置为调节风筒221内的风量；通过风量调节机构222可以调整风量大小，对不同的冠层主体区域100进行针对性作业。第一喷头223设置于风筒221内，第一喷头223被配置为喷送雾滴。导流罩224固定连接于风筒221远离轴流风机21的一端；优选地，导流罩224为喇叭状的扁形口，小口一端连接风筒221，大口一端自由延伸，能够扩大雾滴的喷送范围，具有更好的导流效果；扁形口具有长端和短端，长端沿竖直方向延伸，能在竖直平面内覆盖更多的喷送面积。
26.进一步地，风量调节机构222包括滑动圆环2221和多个阻风弯板2222，风筒221设置有多个阻风口2211，如图4所示；滑动圆环2221滑动连接于风筒221，阻风弯板2222的一端转动连接滑动圆环2221，另一端能够穿过阻风口2211伸入风筒221内。优选地，阻风口2211的两侧均设置有可以转动的滚筒，滚筒沿阻风口2211的长度方向延伸设置；当阻风弯板2222穿过阻风口2211并伸缩时，可转动的滚筒能减少阻风口2211与阻风弯板2222之间的摩擦，保障阻风弯板2222在风筒221内伸缩自由。可以理解的是，阻风弯板2222在风筒221内的面积越大，风筒221内的风量则相应减小，当阻风弯板2222在阻风口2211内滑动减小在风筒221内的面积时，则风筒221内的风量相应增加，达到风量调节的目的。
27.更进一步地，风量调节机构222还包括多个滑槽2223，多个滑槽2223间隔均匀设置于风筒221的外周壁，滑槽2223沿风筒221的轴向延伸，滑动圆环2221套装于风筒221外且能够沿滑槽2223滑动，如图4所示。通过滑动圆环2221在滑槽2223内的往复运动，调节阻风弯板2222在风筒221内的伸缩量，从而快速调节风筒221内的风量大小。滑槽2223的长度能够限制滑动圆环2221在于风筒221轴向的滑动范围，从而对阻风弯板2222的风量调节能力进行控制。
28.进一步地，变量喷雾组件22还包括整流机构，整流机构设置于风筒221内靠近导流罩224的一端，整流机构包括多个整流板225，多个整流板225的一端固定连接于风筒221的内壁，另一端沿风筒221的径向延伸并相交，也即多个整流板225相交于风筒221的轴线并呈辐射状沿风筒221的径向延伸。通过整流板225，可对风筒221内的风向进行整流，使风量更为集中，流速更快。优选地，第一喷头223固定于整流机构，经过整流的风对第一喷头223喷出的雾滴有更强的输送能力。
29.更进一步地，分段式变量施药装置2还包括导风组件23，导风组件23包括导风盘231和多个导风管232。导风盘231固定连接轴流风机21，导风盘231设置有多个接口，接口沿
导风盘231的周向间隔均匀布置，接口连通轴流风机21的出风口，如图3所示。导风管232的一端连通接口，另一端连通变量喷雾组件22；多个导风管232呈多爪辐射状，使多个变量喷雾组件22分布在自走地盘1两侧，能够同时对两侧的冠层主体区域100进行喷雾作业，作业效率更高。导风管232包括相互连通的第一导风段2321和第二导风段2322，第一导风段2321和第二导风段2322之间角度可调。通过调整第一导风段2321和第二导风段2322之间角度，使多个变量喷雾组件22在竖直方向内间隔均匀分布，达到更均匀的施药效果。
30.进一步地，对靶喷雾组件32包括导风爪321和旋转臂322，如图5所示。导风爪321设置有多个能够竖直排布的气力雾化喷头3211，如图6所示，气力雾化喷头3211利用高压高速气流将药液雾化为雾滴，使雾滴分布更均匀，对靶性能更好。旋转臂322的一端连通离心风机31，另一端连通导风爪321，旋转臂322包括相互连通的第一转臂3221和第二转臂3222，第一转臂3221和第二转臂3222之间角度可调。可以理解的是，第一转臂3221和第二转臂3222均为内部中空的输送管，并采用转接头进行铰接，从而通过转接头实现第一转臂3221和第二转臂3222之间的角度调整，且不影响风流。旋转臂322可根据侧枝交汇区域200内侧枝空间位置，使第二转臂3222进行转向对靶，也即调整导风爪321在竖直平面的位置，使得导风爪321的气力雾化喷头3211更准确对准枝交汇区域200。
31.进一步地，导风爪321还包括风爪本体3212和多个转动球3213。风爪本体3212设置有多个能够竖直排布的风爪，通过多个分支的风爪更易于调整单个气力雾化喷头3211的位置。转动球3213一侧转动连接风爪本体3212，另一侧连通气力雾化喷头3211，转动球3213可带动气力雾化喷头3211在竖直面内转动。转动球3213具有密封性，在转动连接风爪本体3212的同时不会引起风压损失。对靶喷雾组件32上的多个气力雾化喷头3211相互组合，共同形成靶向雾化气流。转动球3213带动气力雾化喷头3211联动转向，可根据侧枝交汇区域200内侧枝形态的垂向宽度变化调节对靶式变量施药装置3的靶向雾化气流垂向宽度。
32.进一步地，对靶式变量施药装置3还包括送风组件33，送风组件33包括导风歧管331和多个送风管332。导风歧管331固定连接离心风机31；多个送风管332的一端分别连通导风歧管331，另一端连通对靶喷雾组件32，形成多爪辐射状，使多个对靶喷雾组件32分布在自走地盘1两侧，能够同时对两侧的侧枝交汇区域200进行喷雾作业，作业效率更高。优选地，送风管332采用硬质光滑内壁管材，并可以万向弯折且具有良好的支撑性能，便于调整单个对靶喷雾组件32在竖直平面内的位置，可以增加或者减小对靶式变量施药装置3的喷药区域，更为精确对准侧枝交汇区域200。
33.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。