专利名称：三位一体多功能喷雾机及三工位变换方法
技术领域：
本发明涉及一种三位一体多功能喷雾机及三工位变换方法，尤其是一种适应大田作物、篱壁式栽培作物和果园等不同作业环境的三位一体多功能喷雾机及三工位变换方法，属于植保机械领域。
背景技术：
在植物病虫害防治措施中，农药防治的效果好，尤其在大范围的病虫害防治方面效果突出，因而化学防治仍然占据着植保领域的主体地位。目前农业正朝着现代化、规模化、生产集约化、农机专业化方向发展，特别是社会化的农机服务合作社成为我国农机发展的主流。在我国的专业化植保机械发展中，有三种主流喷雾方式，喷杆式喷雾机主要应用于大田作物的病虫害防治，隧道式喷雾机主要针对篱壁式栽培的园艺作物的植保作业，而仿形式喷雾机主要服务于果园的仿形喷雾。上述喷雾专用机械，面对众多的农作物病虫害防治仍然存在功能单一，机器使用频率季节性强，年使用效率很低等问题。尤其是在我国小田块生产模式占主要地位的大部分农业地区，不同作物栽培方式更需要采用不同的作业形式。针对上述传统喷雾农业机械药液喷施功能单一、喷雾效果由于机具的不同配置差异大、无法实现机具多功能复用、全部购置费用高等问题，发明一种农机周年利用率高、一机多用、能适应不同作业环境要求且喷雾效果有保证的植保机械具有重要的现实意义。经对现有技术文献检索发现，中国发明专利“喷杆式喷雾机及其喷杆变换方法”，申请号201010132576. 5，提供了一种喷杆式喷雾机及其喷杆变换方法，通过喷杆变换机构使喷杆可变化为“门”型和“一”型喷雾形式，并且可根据行距变化调整其喷雾区域，同时使用柔性风幕管吹出的气流强制将药雾滴喷向植物。中国发明专利“喷雾机喷杆的变换方法及其机构”，申请号201010132553. 4，提供了一种喷雾机喷杆的变换方法及其机构，通过调节设置在固定喷杆两侧侧喷杆的横向位置、侧喷杆和竖置喷杆的安装位置以及调节连接在侧喷杆和竖置喷杆之间的调节支撑杆的安装位置或长度，形成随动形状变化的喷管。果树树体相对大田作物和篱壁式栽培作物高大，针对果树树体的药液喷施多采用仿形喷雾，才能达到较好的精量喷施效果。但是上述专利均未涉及喷杆高度的调节，也未涉及喷施药液的回收。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种三位一体多功能喷雾机及三工位变换方法，是一种可同时适用于大田作物的喷杆式喷雾、篱壁式栽培作物的隧道式喷雾、果树仿形式喷雾等不同作业环境、不同作业方式的三位于一体多功能喷雾机。本发明所采用的技术方案是三位一体多功能喷雾机及三工位变换方法，包括喷杆变换装置、喷雾装置、气流辅助装置和药液回收装置。喷杆变换装置由液压系统分别控制各功能机架，实现喷杆的升、降、折叠及不同高度、不同喷洒方式的变换；喷雾装置将药液由药液箱输送到隔膜泵，再经输送管道连接至各喷头，实现药液的喷洒；气流辅助装置形成均匀风幕，提高喷洒雾滴的穿透性和沉积均匀性；药液回收装置将从作物枝叶上滴落的残余药液经回收布过滤孔过滤后汇流至收集管，再通过隔膜泵将残余药液回收至药液箱，提高药液利用率。所述的喷杆变换装置包括主机架、中间架及两个侧架。所述主机架是由两个竖立的长槽型主架立杆与角钢件构成的长方体框架式结构。主机架是三位一体多功能喷雾机的支撑机架，喷雾机的其他部件均安装其上。该结构可通过加装悬挂架用于拖拉机悬挂布置，也可加装行走轮用于形成牵弓I式喷雾机。所述中间架由中间支撑架、滚轮和中空横杆构成；中间架通过滚轮安装在主机架上；滚轮安装在中间支撑架两侧并分别卡放于两侧长槽型主架立杆中，使中间架可沿长槽型主架立杆上下升降。中空横杆固接于中间支撑架上；风机支架安装在中间架上，用于放置 辅助风机。所述侧架分别安装在中间架的两侧。所述侧架包括肋架和两个翼架。所述肋架由悬架移动杆与回转悬架构成，悬架移动杆插入中间架的中空横杆中，并可在水平方向沿中空横杆做伸缩移动，用于依据作物行距调整侧架位置。所述回转悬架由悬架立杆和悬架水平杆构成，所述悬架立杆通过悬架铰链与悬架移动杆铰接，使悬架立杆可绕悬架铰链做0-90度回转。悬架水平杆垂直固定在悬架立杆上。所述翼架是由杆件构成的长方形框架式结构，每一个侧架的悬架立杆两端各安装有一个翼架，分别通过翼架铰链与悬架立杆相铰接，使翼架可绕翼架铰链做0-90度回转。所述喷雾装置由药液箱、喷雾隔膜泵、喷杆、雾化喷头及药液输送管道构成。所述药液箱和喷雾隔膜泵固定于主机架上。药液箱、雾化喷头与喷雾隔膜泵之间由药液输送管道相连通，喷雾隔膜泵将药液从药液箱中泵出，经药液输送管道送至雾化喷头喷出。所述雾化喷头可选用扇形防滴漏型喷头；所述喷杆分为悬架喷杆和翼架喷杆，悬架喷杆固定在悬架水平杆上，翼架喷杆分别固定在两侧翼架上。所述雾化喷头均匀固定在悬架喷杆和翼架喷杆上，并可根据需要设置安装个数。所述喷雾隔膜泵由拖拉机的动力输出轴提供动力。所述气流辅助装置由辅助风机和风助风筒组成。所述辅助风机通过风机支架安装在中间架上，辅助风机出风管与风助风筒相连通。所述风助风筒分为左右两部分，分别固定于两侧侧架的悬架水平杆和翼架外侧，风助风筒在对应各雾化喷头的位置开有出风孔，风助风筒内的风从出风孔吹出，在喷头位置形成风幕，风幕有助于提高药液二次雾化和雾滴的穿透性和沉积均匀性。所述药液回收装置包括手动收布机构、残液收集布、残液回收管道和回收隔膜泵。所述手动收布机构由旋杆、旋杆固定杆、伸缩框架、手旋机构中空杆及扁口集液器构成。所述手旋机构中空杆固定在翼架下部，旋杆固定杆固接于手旋机构中空杆上，旋杆固定杆上开有穿孔，所述旋杆安装在穿孔中，可在穿孔中旋转。所述伸缩框架上装有集液器固定架，伸缩框架两侧横杆插放于手旋机构中空杆中，可在其中往复移动。所述的残液收集布一端绕在旋杆之上，另一端固定于伸缩框架上，残液收集布中间部位与扁口集液器相连形成凹陷，扁口集液器上方对应的残液收集布上开有过滤孔。药液回收装置工作时，所述伸缩框架伸出手旋机构中空杆，绕在旋杆上的残液收集布相应展开。药液回收装置不工作时，所述伸缩框架缩进手旋机构中空杆，残液收集布相应绕回到旋杆上。所述过滤孔的设置可有效防止植被落叶、乱枝等杂物进入残液回收管道，从而导致喷雾堵塞等情况的发生，并可保证药液经残液回收管道回流至药液箱。所述的扁口集液器通过残液回收管道与药液箱和回收隔膜泵相通；残余药液经过滤孔过滤后进入残液回收管道，由回收隔膜泵将残余药液泵回药液箱。所述回收隔膜泵由拖拉机的动力输出轴提供动力。所述液压系统由拖拉机液压输出装置、主架升降油缸、悬架回转油缸、翼架旋转油缸和风机驱动马达构成。所述的拖拉机液压输出装置为各油缸提供液压油动力源。所述主架升降油缸缸筒的底部通过铰链联接于主机架底部，其活塞杆的顶部通过铰链联接于中间架底部。主架升降油缸推动中间架在竖直方向升降；所述悬架液压缸缸筒底部通过铰链联接于悬架移动杆上，其活塞杆顶部通过铰链联接于悬架立杆上，推拉悬架立杆绕铰链旋转；所述翼架旋转油缸底部通过铰链联接于悬架中间横杆上，其活塞杆顶部固接于翼架中间横杆上，翼架旋转油缸共有四个，分别控制四个翼架的旋转运动。所述风机驱动马达为辅助风机提供动力；拖拉机液压输出装置和主架升降油缸、悬架回转油缸、翼架旋转油缸及风机驱动马达通过液压油管连接。本发明一种多功能喷雾农业机械的有益效果是1、该三位一体多功能喷雾机实现集喷杆式、隧道式、仿形式三种喷雾方式于一体，具备大田作物喷杆式喷雾、园艺作物隧道式喷雾和果园仿形式喷雾三种喷雾模式的结构转换功能，可适应不同的作业环境且功能先进、实用性好、周年利用率高、一机多用。2、药液回收装置的设置有效控制了药液浪费，提高了农药的利用率，减小了农药对生态环境的影响。3、风机和风助风筒的使用可以形成均匀风幕，有效提高雾滴的穿透性和雾滴沉积的均匀性。
图1是主机架与中间架连接关系图。图2是中间架结构图。图3是侧架结构图。图4是回转悬架与翼架连接关系图。图5是药液回收装置正视图。图6是药液回收装置后视图。图7是喷雾机液压系统示意图。图8是隧道式喷雾模式工作示意图。图9是喷杆式喷雾模式工作示意图。图10是仿形式喷雾模式工作示意图。
图中1长槽型主架立杆、2主架升降油缸、3辅助风机、4药液箱、5中间支撑架、6中空横杆、7风机支架、8滚轮、9雾化喷头、10悬架立杆、11悬架喷杆、12悬架回转油缸、13悬架铰链、14悬架移动杆、15悬架水平杆、16翼架旋转油缸、17翼架喷杆、18悬架中间横杆、19翼架铰链、20翼架中间横杆、21伸缩框架、22旋转固定杆、23手旋机构中空杆、24旋杆、25残液收集布、26过滤孔、27风助风筒、28出风管、29集液器固定架、30扁口集液器具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。本发明所涉及的主机架、中间架、侧架、翼架和药液回收装置等部件的大小可根据作物高度、行距等实际参数进行确定。参照图f 4，一种三位一体多功能喷雾机，包括喷杆变换装置、喷雾装置、气流辅助装置和药液回收装置。喷杆变换装置由液压系统分别控制各功能机架，实现喷杆的升、降、折叠及不同高度、不同喷洒方式的变换；喷雾装置将药液由药液箱输送到隔膜泵，经输送管道连接至各喷头，实现药液喷施；气流辅助装置形成均匀风幕，可有效提高喷洒雾滴的穿透性和沉积均匀性；药液回收装置将从作物枝叶上滴落的残余药液经回收布过滤孔过滤后汇流至收集管，再通过隔膜泵将残余药液回收至药液箱，提高药液利用率。所述的喷杆变换装置包括主机架、中间架及两个侧架。所述主机架如图1所示，主机架是由两个长槽型主架立杆I与角钢件构成长方体框架式结构。主机架是三位一体多功能喷雾机的支撑机架，喷雾机的其他部件均安装其上。该结构可通过加装悬挂架用于拖拉机悬挂布置，也可加装行走轮用于形成牵引式喷雾机。所述中间架如图2所示，中间架由中间支撑架5、四个滚轮8和中空横杆6构成。滚轮8安装在中间支撑架5末端并分别卡放于两个长槽型主架立杆I中，使中间架可沿长槽型主架立杆I上下升降。中空横杆6固接于 中间支撑架5上。所述两个侧架分别布置在中间架的两侧。所述的每个侧架包括肋架和两个翼架。所述肋架如图3所示，肋架由悬架移动杆14与回转悬架构成，悬架移动杆14插入中间架的中空横杆6中，可在水平方向沿中空横杆6做伸缩移动，用于依据作物行距调整侧架位置。所述回转悬架由悬架立杆10和悬架水平杆15构成，所述悬架立杆10通过悬架铰链与悬架移动杆14铰接，使悬架立杆10可绕悬架铰链13向侧架外侧做0-90度回转。悬架水平杆15垂直固定在悬架立杆10上。所述翼架如图4所示，翼架是由杆件构成的长方形框架式结构，在一个侧架下部的左右两侧各布置有一个翼架，分别通过翼架铰链19与悬架立杆10铰接，使翼架可绕翼架铰链19向侧架外侧做0-90度回转。 所述喷雾装置由药液箱4、喷雾隔膜泵、喷杆、雾化喷头9及药液输送管道构成。所述药液箱4和喷雾隔膜泵固定于主机架。药液箱4、雾化喷头9和喷雾隔膜泵之间由药液输送管道相连通，喷雾隔膜泵将药液从药液箱4中泵出，经药液输送管道送至雾化喷头9喷出。所述雾化喷头9可选用扇形防滴漏型喷头。所述喷杆分为悬架喷杆和翼架喷杆，悬架喷杆11固定在悬架水平杆15上，翼架喷杆17分别固定在两侧翼架上。所述雾化喷头均匀固定在喷杆上，雾化喷头个数根据需要设置。所述喷雾隔膜泵由拖拉机的动力输出轴提供动力；所述气流辅助装置由辅助风机3和风助风筒27组成。所述辅助风机3通过风机支架7固定在中间架上，辅助风机3通过出风管28与风助风筒27相连通。所述风助风筒27分为左右两部分，分别固定于两侧侧架的悬架水平杆15和翼架外侧，风助风筒27在对应各雾化喷头9的位置开有出风孔，风助风筒27内的风从出风孔吹出，在喷头位置形成风幕，风幕有助于提高药液二次雾化和雾滴的穿透性和沉积均匀性。所述的风助风筒27可采用防水布等不透风柔性材料制作。所述药液回收装置如图5和图6所示，包括手动收布机构、残液收集布25、残液回收管道和回收隔膜泵。所述手动收布机构由旋杆24、旋杆固定杆22、伸缩框架21、手旋机构中空杆23及扁口集液器30构成。所述手旋机构中空杆23固定在翼架下部，旋杆固定杆22固接于手旋机构中空杆23上，旋杆固定杆22上开有穿孔，所述旋杆24安放于穿孔中，可在穿孔中旋转。所述的伸缩框架由三根杆体固装组成，伸缩框架21上装有集液器固定架29，用于放置扁口集液器30。所述伸缩框架的两侧横杆插放于手旋机构中空杆23中，可在其中往复移动。所述残液收集布25宽度与伸缩框架宽度相等，其一端绕在旋杆24之上，另一端固定于伸缩框架21上，扁口集液器30安装在残液收集布25中间下方，残液收集布25与扁口集液器30相连处形成凹陷，回收装置工作时，将伸缩框架21拉出手旋机构中空杆23，绕在旋杆24上的残液收集布25相应展开。回收装置不工作时，将伸缩框架21缩进手旋机构中空杆23，将残液收集布25相应绕回到旋杆24上。所述的扁口集液器30上方对应的残液收集布25上开有过滤孔26，过滤孔26可有效防止植被落叶、乱枝等杂物进入残液回收管道并保证收集的残余药液能回流至药液箱4，防止喷雾堵塞等情况的发生。残余药液经过滤孔26过滤后进入残液回收管道，由回收隔膜泵将残余药液泵回药液箱4。所述回收隔膜泵由拖拉机的动力输出轴提供动力；所述液压系统如图7所示，由拖拉机液压输出装置、换向阀、主架升降油缸2、悬架 回转油缸12、翼架旋转油缸16和风机驱动马达组成。所述的拖拉机液压输出装置为各油缸提供液压油动力源。所述主架升降油缸2缸筒底部通过铰链联接于主机架底部，活塞杆顶部通过铰链联接于中间架底部，主架升降油缸2推动中间架在竖直方向升降；所述悬架液压缸12缸筒底部通过铰链联接于悬架移动杆14上，活塞杆顶部通过铰链联接于悬架立杆10上，推拉悬架立杆10绕铰链旋转；所述翼架旋转油缸16底部通过铰链联接于悬架中间横杆18上，活塞杆顶部固接于翼架中间横杆20上，翼架旋转油缸16共有四个，分别控制四个翼架的旋转运动。所述换向阀控制各油缸的工作过程和顺序。所述风机驱动马达为辅助风机3提供动力。本发明同时提供了一种三位一体多功能喷雾机的三工位变换方法本发明通过调节侧架、翼架的位置可实现隧道式、喷杆式、仿形式三种工作形态。1、隧道式工作形态如图8所示。隧道式结构主要应对葡萄幼苗或小树苗等具有一定高度并单列种植的作物喷雾时使用。此状态下，侧架的回转悬架位于悬垂位置，两侧架之间的相对距离由作物垄距决定，置葡萄幼苗或小树苗于两个翼架之间即可实现半封闭式精量喷雾功能，改变悬架移动杆14在中空横杆6中的位置即可实现两侧架间相对距离的改变，2、喷杆式工作形态如图9所示。喷杆式结构主要应对大田小麦或其他农作物需要进行药物或化肥喷洒时的喷雾。此种状态下，保证侧架的回转悬架位于悬垂位置，并移动位于中空横杆6中的悬架移动杆14调整两侧架翼架间的相对距离。启动翼架旋转油缸16，推动翼架旋转使机械四个翼架处于水平位置，即可实现翼架下大田小麦或其它农作物的喷雾功能。3、仿形式工作形态如图10所示。仿形式结构主要应用于对较高大树木的喷雾作业。机械处于仿形式工作状态时，首先移动位于中空横杆中的悬架移动杆14调整两侧架翼架间的相对距离，然后启动悬架回转油缸12推动回转悬架转到合适角度,最后启动翼架旋转油缸16，推动翼架旋转一定角度使机械四个翼架处于合适工作位置，即可实现对较高大树木的仿形喷雾功能。本发明一种三位一体多功能喷雾机喷雾工作过程其工作由喷雾装置、气流辅助装置及药液回收装置共同协调配合完成。动力输出轴驱动喷雾隔膜泵工作，药液箱中的药液由喷雾隔膜泵泵出，经药液输送管道输送到雾化喷头处。雾化喷头均匀分布在喷杆上，药液喷出形成均匀雾幕。气流辅助装置由辅助风机3和风助风筒27组成。辅助风机3高速旋转后，将空气压入风助风筒27，风助风筒27对应于各雾化喷头的位置开有出风孔，辅助风机3工作，带有一定速度的风从风孔吹出，在喷头位置形成风幕，使药液喷洒更加均匀。在隧道式与仿形式喷药过程中，通过手动旋转装置将伸缩框架21伸出，展开绕在旋杆24上的残液收集布25。药液从作物枝叶上滴落时，收集的残余药液经残液收集布25上过滤孔26过滤后进入药液回收管道，动力输出轴驱动回收隔膜泵将过滤后的药液泵回药液箱4。药液在药液箱4经搅拌后循环利用。残液收集布25上的过滤孔26可有效防止植被落叶、乱枝 等杂物进入药液回收管道并回流至药液箱4，导致喷雾堵塞等情况的发生；通过调节侧架、翼架的位置实现隧道式、喷杆式、仿形式三种喷雾工作模式。
权利要求
1.一种三位一体多功能喷雾机，其特征在于由喷杆变换装置、喷雾装置、气流辅助装置、药液回收装置和液压系统组成； 所述的喷杆变换装置包括主机架、中间架及两个侧架；所述主机架是由两个竖立的长槽型主架立杆与角钢件构成的长方体； 所述中间架由中间支撑架、滚轮和中空横杆构成；中间架通过滚轮安装在主机架上；滚轮安装在中间支撑架两侧并分别卡放于两侧长槽型主架立杆中，中间架可沿长槽型主架立杆上下升降；中空横杆固接于中间支撑架上；风机支架安装在中间架上；所述侧架分别安装在中间架的两侧；所述侧架包括肋架和两个翼架；所述肋架由悬架移动杆与回转悬架构成，悬架移动杆插入中间架的中空横杆中，并可在水平方向沿中空横杆移动；所述回转悬架由悬架立杆和悬架水平杆构成，所述悬架立杆通过悬架铰链与悬架移动杆铰接，悬架立杆可绕悬架铰链向侧架外侧做0-90度回转；悬架水平杆垂直固定在悬架立杆上；每一个侧架的悬架立杆两端各安装有一个翼架，所述的翼架通过翼架铰链与悬架立杆相铰接，翼架可绕翼架铰链向侧架外侧做0-90度回转； 所述喷雾装置由药液箱、喷雾隔膜泵、喷杆、雾化喷头和药液输送管道构成；所述药液箱和喷雾隔膜泵固定于主机架上；药液箱、雾化喷头与喷雾隔膜泵之间由药液输送管道相连通；所述喷杆分为悬架喷杆和翼架喷杆，悬架喷杆固定在悬架水平杆上，翼架喷杆固定在两侧翼架上；所述雾化喷头均匀固定在悬架喷杆和翼架喷杆上； 所述气流辅助装置由辅助风机和风助风筒组成；所述辅助风机通过风机支架安装在中间架上，辅助风机出风管与风助风筒相连通；所述风助风筒固定于两侧侧架的悬架水平杆和翼架外侧，风助风筒在对应各雾化喷头的位置开有出风孔； 所述药液回收装置包括手动收布机构、残液收集布、残液回收管道和回收隔膜泵；所述手动收布机构由旋杆、旋杆固定杆、伸缩框架、手旋机构中空杆及扁口集液器构成；所述手旋机构中空杆固定在翼架下部，旋杆固定杆固接于手旋机构中空杆上，旋杆固定杆上开有穿孔，所述旋杆安装在穿孔中，在穿孔中可旋转；所述伸缩框架上装有集液器固定架，用于放置扁口集液器；所述的扁口集液器安装在残液收集布中间下方；所述伸缩框架两侧横杆插放于手旋机构中空杆中，可在其中往复移动；所述的残液收集布一端绕在旋杆之上，另一端固定于伸缩框架上，残液收集布中间部位与扁口集液器相连处形成凹陷，扁口集液器上方对应的残液收集布上开有过滤孔；所述的扁口集液器通过残液回收管道与药液箱和回收隔膜泵相通； 所述液压系统由拖拉机液压输出装置、主架升降油缸、悬架回转油缸、翼架旋转油缸和风机驱动马达构成；所述的拖拉机液压输出装置为各油缸提供液压油动力源；所述主架升降油缸缸筒的底部通过铰链联接于主机架底部，其活塞杆的顶部通过铰链联接于中间架底部；所述悬架液压缸缸筒底部通过铰链联接于悬架移动杆上，其活塞杆顶部通过铰链联接于悬架立杆上；所述翼架旋转油缸共有四个，每个翼架旋转油缸底部通过铰链联接于悬架中间横杆上，其活塞杆顶部固接于翼架中间横杆上；拖拉机液压输出装置和主架升降油缸、悬架回转油缸、翼架旋转油缸及风机驱动马达通过液压油管连接。
全文摘要
本发明提供了一种三位一体多功能喷雾机及三工位变换方法，包括喷杆变换装置、喷雾装置、气流辅助装置和药液回收装置；喷杆变换装置由液压系统分别控制各功能机架，实现喷杆的升、降、折叠及不同高度、不同喷洒方式的变换；喷雾装置将药液由药液箱输送到隔膜泵，再经输送管道连接至各喷头，实现药液的喷洒；气流辅助装置形成均匀风幕，提高喷洒雾滴的穿透性和沉积均匀性；药液回收装置将从作物枝叶上滴落的残余药液经回收布过滤孔过滤后汇流至收集管，再通过隔膜泵将残余药液回收至药液箱，提高药液利用率。本发明实现了集喷杆式、隧道式、仿形式三种喷雾方式于一体，具备大田作物喷杆式喷雾、园艺作物隧道式喷雾和果园仿形式喷雾的结构转换功能。
文档编号A01M7/00GK103004736SQ20121059475
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者刘雪美, 苑进, 闫晓海, 刘勤华, 陈勇 申请人:山东农业大学