多功能静电喷雾装置的制作方法

本发明是一种农业机械，具体是一种多功能静电喷雾装置，主要应用于棉花和温室植被的喷雾作业。

背景技术：

申请号为201110167637.6的中国专利《自走式喷药机吊杆喷雾装置》公开了一种农业机械，一种自走式喷药机吊杆喷雾装置，其中的吊杆机构与本发明中的吊杆想似，前者的吊杆与水平喷杆之间是弹簧连接只能使喷雾作业前后方向有柔性连接，在前后方向具有好的通过性。而本专利中则是应用扭力弹簧作为中间段连接，在喷雾作业前后左右四个方向都具有良好的通过性。

申请号为201120522549.9的中国专利《自走式棉田吊杆喷雾机》公开了一种自走式棉田吊杆喷雾机，此专利中主要涉及的是拖拉机和喷雾装置的安装位置。而本发明中主要介绍了水平喷杆和吊杆组合式喷雾的方式和静电喷雾方式相结合的喷雾模式。

申请号为201410679629.3的中国专利《一种推车式高压静电喷雾机》公开了一种推车式高压静电喷雾机，采用气力式与静电式结合的喷雾方式，其中的静电喷雾采用的是感应式荷电的方式。而本发明中采用的静电式和组合式喷杆相结合的喷雾方式，其中静电式采用的是接触荷电方式，集中荷电方便快捷且荷电效果优于感应式荷电。

申请号为201310493606.9的中国专利《棉田风送式吊杆仿形催熟剂喷雾机》公开了一种棉田风送式吊杆仿形催熟剂喷雾机，此发明中涉及的仿形快成熟棉花的吊杆喷雾机，吊杆与升降板固定连接。而本发明中采用的是组合式喷雾的方式，吊杆与水平喷杆的罩式喷雾。

申请号为P2005-295903A的日本专利《药液喷雾作业喷雾的支持装置》公开了一种吊杆的机构，通过一个斜拉的弹簧连接吊杆和悬架，使其在喷雾机作业前后方向有良好的柔性，具有好的通过性。而本发明中则是应用扭力弹簧作为中间段连接，在喷雾作业前后左右四个方向都具有良好的通过性。

申请号为P2006-7109A的日本专利《喷雾机的喷雾装置》公开了一种吊杆的机构，一种可以折叠的水平喷杆装置，通过控制液压缸来改变水平喷杆的伸缩距离，从而改变喷幅的大小。而本发明中采用的是组合式喷雾的方式，吊杆与水平喷杆的罩式喷雾，是一种专用型的喷雾装置。

申请号为5310011的PCT专利《竖直圆盘形喷杆》公开了一种发明圆盘形喷杆的侧喷喷雾方式，喷嘴均匀地安装在圆盘上，下端通过液压控制。本发明中采用的杆状喷杆，也可通过液压调整喷嘴的位置。

技术实现要素：

本发明为了适用于多种植物的喷雾作业，是一种多功能的喷雾作业装置。

本发明涉及一种多功能静电喷雾装置，该装置主要包含三个部分，包括悬架喷杆装置、药液流路和静电发生装置。本专利中主要是结合三个部分提供一种新型的喷雾方式，静电与喷杆结构相结合的作业模式。

悬架喷杆装置结构主要是由后悬架、前悬架、水平喷杆、吊杆、转换接头、电动连杆、侧喷喷头和顶喷喷头组成；后悬架是固定在喷雾机身上的，前悬架与后悬架以铰接的方式相连，水平喷杆横套在前悬架的前爪上，吊杆套在水平喷杆上，并与水平喷杆相对垂直并能绕着水平喷杆转动；顶喷喷头安装在水平喷杆上，侧喷喷头安装在吊杆的底端；电动连杆一端连接着后悬架，另一端连接着转换接头，转换接头与前悬架以铰接的方式相连接。

进一步地，所述吊杆由三部分组成，吊杆上部、扭力弹簧和竖直杆组成，吊杆上部的上端采用定位销来固定水平喷杆和吊杆的相对垂直的位置，吊杆上部的下端通过扭力弹簧连接着竖直杆；侧喷喷头安装在竖直杆的底端。

进一步地，通过吊杆上部和竖直杆的两颗紧定螺钉固定吊杆内药液管道的位置，减少药液管道在吊杆中的震动。

进一步地，吊杆和顶喷喷头间隔地均匀地安装在在水平喷杆上。

进一步地，在前悬架的水平后梁上，在与吊杆对应的位置上安装有固定环。

进一步地，如图4所示，固定环主要由4个部件构成：门合页、固定环上端盖、固定环底座和定位销；固定环上端盖通过门合页与固定环底座相连，固定环上端盖一端与门合页一侧固定连接且固定环底座一端与门合页另一侧固定连接，固定环上端盖通过门合页能够绕着固定环底座旋转，定位销是用来固定固定环上端盖和固定环底座，当固定环上端盖的孔与固定环底座的孔同轴心时定位销插入孔中，固定固定环上端盖与固定环底座的位置。

药液流路主要包括药箱、回流搅拌装置、隔膜泵、蓄能器、管道、分流器和溢流阀；按照药液流动的方向，用管道依次连接药箱、隔膜泵、蓄能器、溢流阀和分流器，分流器与悬架喷杆装置中的侧喷喷头和顶喷喷头连接；蓄能器通过一支路管道与回流搅拌装置和药箱连接。

进一步地，静电发生装置主要包括直流电源、高压发生器和电极环；药液流路的连接分流器前的一段管路中引出一个三通阀，静电发生装置的电极环放置在三通阀中，电极环为环状电极。

本发明中悬架喷杆的装置采用如下的技术方案实现的：后悬架与机身相连接固定住位置，如图7、8所示，其中的电动连杆可以提供升降前悬架的动力源，可以根据植物的特性来调整作业的高度和角度；图1中所示的悬架喷杆机构是整体喷杆的1/5部分，且其为正中的与机身相连的部分。

前悬架与水平喷杆固定连接，如图1、2所示，水平喷杆上顶喷喷头也是固定连接件，在调整前悬架高度时，也可以相应改变水平喷杆上顶喷喷头的喷雾角度，限定顶喷喷头角度为-30°到+30°之间，这样不会影响水平喷杆正常的喷雾效果；吊杆与水平喷杆是以轴套相连接，吊杆可以绕着水平喷杆旋转一定的位置；如图6所示，吊杆处于不工作的状态下可以收放至前悬架上，前悬架上通过固定环来箍住吊杆，这样就不影响水平喷杆的独自作业的高度。

固定环的内圈直径是吊杆上竖直杆直径的两倍，这样可以很好的箍住吊杆，且不会在升降前悬架时损坏吊杆。

吊杆的设计如图9所示，扭力弹簧连接着吊杆的上端与水平喷杆的连接部分和下端竖直杆的喷嘴部分，扭力弹簧占据整个吊杆的1/4的尺寸，在喷雾作业时，可以在各个方向上都有很好的柔性，主要是针对喷雾机作业的前进后退方向和转弯时在机身两侧位置上因为植被枝叶所产生的干扰力，影响作业的效果和损坏植被的枝叶；吊杆上的紧定螺钉可以很好的固定吊杆内药液管道的位置，减少药液管道在吊杆中的震动，此外在组合式喷雾作业时吊杆与水平喷杆之间使用定位销来固定相对位置，确保喷雾时达到罩式喷雾的全包围的效果。

关于药液流路的回路设计如图2所示，药与水直接混合后通过管道到达隔膜泵，隔膜泵后装有蓄能器和回流搅拌装置是一个管道回路，为达到好的水药混合比例，之后药液通过开关和静电发生装置，再通过溢流阀和分流器传输到各个喷嘴上，其中的分流为十个部分，五组顶喷喷嘴和五组侧喷喷嘴(图1中显示的是一组顶喷喷嘴和一组侧喷喷嘴)，这样可以使各个喷嘴的喷雾压力均衡，得到好喷雾效果，顶喷和侧喷相互分开，互不影响，可以实现分开独立作业，且通过分流器的开关可以随时控制各个喷嘴的工作状态。

关于静电发生装置，如图3中的静电发生单元部分，静电发生装置引出一个电极插入到药液流路的三通阀中，并且采用绝缘的密封材料做好防漏电措施，其中的电极采用环形的电极，可以很好的配合管道的圆形尺寸，与药液充分地接触，得到更好的荷电效果，这种集中荷电方式，方便快捷且荷电效果优于其他荷电方式。

此外整个的喷雾系统中的三个部分，相互结合，静电喷雾的优点来解决组合式喷雾中吊杆与植物枝叶碰撞导致的重喷和漏喷的问题，由于静电喷雾使液滴带上静电，在喷雾过程中具有更好环绕和吸附特性，解决了棉花和温室植被等植保作业中喷雾沉积性不好的问题。同时该装置的结构简单、操作方便且用途广泛，可以更好的适应现代多种植物的作业要求，该装置也可应用在多个机动平台上，方便快捷。

本专利的优点：

1.前悬架上水平喷杆和吊杆组合式喷雾方式，也可直接使用水平喷杆的顶喷喷雾。

2.前悬架中的固定环机构，可以将不使用的吊杆固定在前悬架上。

3.吊杆上，用扭力弹簧连接竖直杆，侧喷喷头安装在竖直杆上，扭力弹簧在喷雾机作业前后方向和左右方向都有很好的柔性连接。具有很好的通过性。

4.药液流路中，利用分流器将水平喷杆和吊杆的喷雾管道分离开来，可以保证两者的液压相互平衡达到好的喷雾效果。

5.静电发生装置中静电发生装置与药液流路管道以环形的电极相连接，环形的电极可以挺高荷电效果。

6.静电发生装置使药液荷上静电，配合组合式喷雾方式中吊杆作业可以减少由于与植被接触碰撞所引起的漏喷和重喷的问题。通过实验数据雾滴的覆盖率来比较，主要采用的水敏纸采集有效喷幅内的非静电喷雾和静电喷雾之间的区别，在整个喷幅内，静电喷雾比非静电喷雾的有效沉积总量高，平均覆盖率提高了4.85个/cm²，提高了喷雾沉积均匀性，可以节省药液，提高防治效果。

附图说明

图1为本发明的悬架喷杆装置轴测图。

图2为本发明的悬架喷杆装置正视图。

图3为药液流路和静电发声单元原理图。

图4为图1中局部视图Ⅰ。

图5为图1喷杆正常作业俯视图。

图6为悬架喷杆装置的吊杆收至前悬架解析图。

图7为图1中局部视图Ⅱ正视图。

图8为图1中局部视图Ⅱ侧视图。

图9为图1中吊杆的示意图。

图中：1-后悬架，2-前悬架，3-水平喷杆，4-吊杆，5-转换接头,6-电动连杆，7-紧定螺钉，8-扭力弹簧，9-侧喷喷头，10-定位销，11-顶喷喷头，12-固定环，13-固定环上端盖，14-定位销，15-门合页，16-固定环底座，17-吊杆上部，18-竖直杆。

具体实施方式

本发明涉及一种多功能静电喷雾装置，该装置包括悬架喷杆装置、药液流路和静电发生装置，结合三个部分提供一种新型的喷雾方式，静电喷雾与组合式喷杆结构相互结合的作业模式。

本装置中在正常工作时，与前后悬架2、1相连的电动连杆6提供动力使前悬架2伸展开来，套在前悬架2上的水平喷杆3与地面平行，吊杆4与水平喷杆3相互垂直且吊杆4垂直地面向下，药液通过隔膜泵、蓄能器、溢流阀、分流器在管道中流向水平喷杆和吊杆上的喷头，且在管道中有一个三通阀，静电装置的电极环安装在三通阀中，使经过的药液带上静电，最后再经喷头雾化喷出雾滴。

图1中所示的悬架喷杆机构是整体喷杆的1/5部分，且其为正中的与机身相连的部分；后悬架1与机身相连接固定住位置，前悬架2与水平喷杆3固定连接，如图1、2所示，水平喷杆3上顶喷喷头11也是固定连接件；其中前悬架2上固定环12如图4所示，固定环12主要由4个部件构成：门合页15、上端盖13、底座16和定位销14；固定环12的内圈直径是吊杆4上竖直杆18直径的两倍；吊杆4的设计如图9所示，扭力弹簧8连接着吊杆4的上端与水平喷杆3的连接部分和下端竖直杆18的喷嘴部分，扭力弹簧8占据整个吊杆4的1/4的尺寸；此外在组合式喷雾作业时吊杆4与水平喷杆3之间使用定位销10来固定相对位置，确保喷雾时达到罩式喷雾的全包围的效果。

关于药液流路的回路设计如图3所示，药与水直接混合后通过管道到达隔膜泵，隔膜泵后装有蓄能器和回流搅拌装置是一个管道回路，通过溢流阀和分流器传输到各个喷嘴上。关于静电发生装置，如图3中的静电发生单元部分，静电发生装置引出一个电极插入到药液流路的三通阀中，并且采用绝缘的密封材料做好防漏电措施，其中的电极采用环形的电极。

在实际应用中，例如在棉花中后期的脱叶剂的喷洒作业下，水平喷杆和吊杆全部作业，吊杆通过定位销与水平喷杆保持垂直角度，由于棉花种植较为密集，吊杆会与棉花枝叶碰撞，虽然吊杆上的柔性连接部分有很好的通过性且在喷雾机的前进和两侧的方向上的棉花枝叶的干扰力对其影响较小(由于扭力弹簧的可各个方向受力均衡)，但是依然会导致吊杆的侧喷喷头在喷雾作业过程中发生重喷和漏喷的现象，加入静电喷雾单元可以得到带上静电的液滴，带静电的液滴具有良好的环绕和吸附特性，在棉花植株的内部下侧枝叶和叶片背面也可以得到好的沉积率。

例如在棉田喷雾机的喷雾作业速度为1m/s时，竖直杆与棉花枝干的横向剪切应力不能大于棉花枝干所能承受的最大剪切强度，最大强度值为0.6-1.8mpa，而本专利选用的弹簧的是正常的扭力弹簧大小尺寸是长为100mm、横截面外直径为50mm，通过选用不同粗细的弹簧来选用在扭力弹簧转过一定角度时所需要的最大应力值，限定扭力弹簧的转过的角度的范围是-5°—+5°，扭力弹簧在偏转到最大角度时，竖直杆所受到的最大的应力值要小于0.6mpa，因此本专利中选用的弹簧横截面内径为45—48mm之间，这样才能确保棉花枝干不损坏且竖直可以很好的通过棉花植株。

另外在棉花的前期的农药的喷洒作业下，吊杆处于不工作的状态，可以收起吊杆固定在前悬架上，关闭吊杆的分流器开关，启动前悬架和后悬架之间的电动连杆来调整水平喷杆的离地高度和喷嘴角度，根据喷雾机的正常作业的参数的情况下来调整作业高度。同时也可以选择是否使用静电喷雾模式，通过开关直流电源来选择静电发生单元的启用或停止。

在温室植被的喷雾作业中，植株之间的间距较大且枝叶之间没有相互交叉，吊杆作业并没有与枝叶碰撞的问题，可选择开关静电喷雾模式，直接使用组合式喷雾方式的作业模式(罩式喷雾)，并且在温室中，可以搭载简易的移动平台进行喷雾作业，不需要搭载在自走式喷雾机上，这样可以减少成本，充分利用这种装置的多种模式。

本发明的多功能静电喷雾装置中的模式可以根据使用的环境特征来选择相应的模式，充分体现了此装置的多功能性，并且节省了作业的成本，专用型喷雾和仿形式喷雾随机选择使用，另外在使用效果上，喷雾沉积效果也要优于一般的喷雾装置。