一种农业航空植保自动分级变量施药系统的制作方法

本实用新型属于航空植保技术领域，具体涉及一种农业航空植保自动分级变量施药系统。

背景技术：

农业航空施药是实现国家生态安全和粮食安全的有效保障。目前，对植保机械的研究也逐渐从地面植保机械延伸到航空植保机械。地面喷施作业装备喷雾系统的自动化已经较为成熟，而农用飞机配套的施药设备性能和施药核心技术研究尚不完善。在果树航空喷施领域，由于同一果树在不同生长时期最大冠径不一致，同一果园同一生长期的不同种类果树的最大冠径也不一致。喷施过程中若以固定喷幅喷洒不同最大冠径的果树必会造成药液浪费或者漏喷现象。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种农业航空植保自动分级变量施药系统，避免出现由于以固定喷幅喷洒不同最大冠径的果树造成的药液浪费或者漏喷现象。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

本实用新型提供一种农业航空植保自动分级变量施药系统，该系统包括药箱1、多条施药管路、左分段喷杆5和右分段喷杆7。

关于无人机轴线相互对称设置的左分段喷杆5和右分段喷杆7位于同一条水平线上，且具有相同的结构；左分段喷杆5和右分段喷杆7均包括多段长度相等且互不连通的喷杆段，每段喷杆段上设有一喷头6。

所述药箱1的出液口分别与各条施药管路连通，每条施药管路上均设有电动隔膜泵2，并分别与左分段喷杆5和右分段喷杆7中的两个关于无人机轴线相互对称的喷杆段连通。

所述左分段喷杆5和右分段喷杆7的喷杆段数量与施药管路的数量相等。

左分段喷杆5和右分段喷杆7的各喷杆段的长度等于喷头6的最大喷幅。

各条施药管路的电动隔膜泵2的出液口还设有一与药箱1的回流管路，各条回流管路上均设有调压阀3。

在所述调压阀3的进液口之前的管路上设有过滤器4。

所述药箱1内设有液位传感器。

所述左分段喷杆5的相邻喷杆段之间以及右分段喷杆7的相邻喷杆段之间分别通过螺纹连接件8可拆卸地连接，并用密封圈进行密封。

所述喷头6采用防滴漏喷头。

所述施药管路为三条：分别为第一施药管路、第二施药管路和第三施药管路；三条施药管路上分别对应设置第一电动隔膜泵a、第二电动隔膜泵b和第三电动隔膜泵c；左分段喷杆5包括三个喷杆段，自内向外依次为：第一左喷杆段a1、第二左喷杆段b1和第三左喷杆段c1；右分段喷杆7包括三个喷杆段，自内向外依次为：第一右喷杆段a2、第二右喷杆段b2和第三右喷杆段c2；其中，第一左喷杆段a1与第一右喷杆段a2关于无人机轴线相互对称，第二左喷杆段b1与第二右喷杆段b2关于无人机轴线相互对称，第三左喷杆段c1与第三右喷杆段c2关于无人机轴线相互对称；第一施药管路分别与第一左喷杆段a1和第一右喷杆段a2连通，第二施药管路分别与第二左喷杆段b1和第二右喷杆段b2连通，第三施药管路分别与第三左喷杆段c1与第三右喷杆段c2连通。

所述农业航空植保自动分级变量施药系统进一步包括电气控制单元和无人机遥控单元；电气控制单元控制各条施药管路的电动隔膜泵2的启停；无人机遥控单元显示各条施药管路的电动隔膜泵2的工作状态及药箱液位，选择施药系统的自动控制方式或手动控制方式。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型不仅可以实现根据所获得的果树最大果树冠层直径的不同使用单片机技术进行分级变量喷雾，从而达到节能节药的效果，而且设计了配套可拆装的分段式喷杆装置，以改变整个喷雾系统的最大喷幅，从而提高系统的适用性。

附图说明

图1为本实用新型的农业航空植保自动分级变量施药系统液压控制系统的示意图；

图2为螺纹连接件8的结构示意图；

图3为本实用新型的农业航空植保自动分级变量施药系统液压控制系统的控制流程图。

其中的附图标记为：

1药箱 2电动隔膜泵

3调压阀 4过滤器

5左分段喷杆 6喷头

7右分段喷杆 8螺纹连接件

a第一电动隔膜泵 b第二电动隔膜泵

c第三电动隔膜泵 a1第一左喷杆段

a2第一右喷杆段 b1第二左喷杆段

b2第二右喷杆段 c1第三左喷杆段

c2第三右喷杆段

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

如图1所示，本实用新型的一种农业航空植保自动分级变量施药系统，包括药箱1、多条施药管路、左分段喷杆5和右分段喷杆7。

关于无人机轴线相互对称设置的左分段喷杆5和右分段喷杆7位于同一条水平线上，且具有相同的结构；左分段喷杆5和右分段喷杆7均包括多段长度相等且互不连通的喷杆段，每段喷杆段上设有一喷头6。

所述左分段喷杆5和右分段喷杆7的喷杆段数量与施药管路的数量相等。左分段喷杆5和右分段喷杆7的各喷杆段的长度等于喷头6的最大喷幅，左分段喷杆5和右分段喷杆7的喷杆段数量根据果树冠径设定。

所述药箱1的出液口分别与各条施药管路连通，每条施药管路上均设有电动隔膜泵2，并分别与左分段喷杆5和右分段喷杆7中的两个关于无人机轴线相互对称的喷杆段连通。

优选地，各条施药管路的电动隔膜泵2的出液口还设有一与药箱1的回流管路，用于调节喷头6的喷雾压力并保持其恒定，同时使多余的药液流回药箱1；各条回流管路上均设有调压阀3。

优选地，在所述调压阀3的进液口之前的管路上设有过滤器4。

优选地，所述药箱1内设有液位传感器。

所述农业航空植保自动分级变量施药系统进一步包括电气控制单元和无人机遥控单元。

在电气控制单元中，利用已有的果树冠径探测技术(如中国发明专利申请No.201710356205.7一种基于无人机探测技术的果树树冠体积测量方法)获取果树冠层信息并将该信息转化成数字信号输入单片机，从而控制各条施药管路的电动隔膜泵2的启停。

在无人机遥控单元中，通过无线收发模块，显示各条施药管路的电动隔膜泵2的工作状态及药箱液位；通过手动自动转换开关来选择施药系统的自动控制方式或手动控制方式。

优选地，如图2所示，所述左分段喷杆5的相邻喷杆段之间以及右分段喷杆7的相邻喷杆段之间分别通过螺纹连接件8可拆卸地连接，并用密封圈进行密封，方便根据果树冠径快速调整喷杆段的数量。

所述喷头6采用防滴漏喷头，在压力不足(达不到规定压力时)的情况下，喷头6无液体喷出。

在本实用新型的一个实施例中，农业航空植保自动分级变量施药系统包括三条施药管路：分别为第一施药管路、第二施药管路和第三施药管路；各条施药管路上分别对应设置第一电动隔膜泵a、第二电动隔膜泵b和第三电动隔膜泵c。左分段喷杆5包括三个喷杆段，自内向外依次为：第一左喷杆段a1、第二左喷杆段b1和第三左喷杆段c1；右分段喷杆7包括三个喷杆段，自内向外依次为：第一右喷杆段a2、第二右喷杆段b2和第三右喷杆段c2；其中，第一左喷杆段a1与第一右喷杆段a2关于无人机轴线相互对称，第二左喷杆段b1与第二右喷杆段b2关于无人机轴线相互对称，第三左喷杆段c1与第三右喷杆段c2关于无人机轴线相互对称。第一施药管路分别与第一左喷杆段a1和第一右喷杆段a2连通，第二施药管路分别与第二左喷杆段b1和第二右喷杆段b2连通，第三施药管路分别与第三左喷杆段c1与第三右喷杆段c2连通。

上述实施例的工作过程为：

如图3所示，通过无人机遥控单元的手动自动转换开关来选择施药系统的自动控制方式或手动控制方式。

手动控制方式主要应用于施药前检查、施药系统故障检测及施药过程中的紧急停泵，能够手动控制第一电动隔膜泵a、第二电动隔膜泵b和第三电动隔膜泵c的启动/停止。

自动控制方式需要根据无人机的飞行状态及果树最大冠层的大小来自动做出判断并控制各电动隔膜泵做出相应的动作。

如果无人机处于飞行状态，则各电动隔膜泵均不工作。如果无人机处于悬停状态，则根据果树冠层信息来控制各电动隔膜泵做出下一步动作。

如果果树最大冠径小于等于第一左喷杆段a1的外端至第一右喷杆段a2的外端的距离(小冠径果树)，则第一电动隔膜泵a工作，仅由第一左喷杆段a1和第一右喷杆段a2进行施药作业。

如果果树最大冠径小于等于第二左喷杆段b1的外端至第二右喷杆段b2的外端的距离，且大于第一左喷杆段a1的外端至第一右喷杆段a2的外端的距离(中冠径果树)，则第一电动隔膜泵a和第二电动隔膜泵b同时工作，由第一左喷杆段a1和第一右喷杆段a2，以及第二左喷杆段b1和第二右喷杆段b2进行施药作业。

如果果树最大冠径大于第二左喷杆段b1的外端至第二右喷杆段b2的外端的距离(大冠径果树)，则第一电动隔膜泵a、第二电动隔膜泵b和第三电动隔膜泵c同时工作，由第一左喷杆段a1、第一右喷杆段a2、第二左喷杆段b1、第二右喷杆段b2、第三左喷杆段c1和第三右喷杆段c2进行施药作业。

另外，为防止由于定位不准，或者果园某定心位置有漏种现象，果树最大冠径等于0时，即没有探测到果树冠层时，各电动隔膜泵均不工作。

如果果园果树最大冠径的最大值超出本实施例设置的第三左喷杆段c1的外端至和第三右喷杆段c2的外端的距离范围，可以在左分段喷杆5和右分段喷杆7各增设一段喷杆段，加装一条施药管路和相应的电动隔膜泵，并与第一电动隔膜泵a、第二电动隔膜泵b和第三电动隔膜泵c同时工作，由第一左喷杆段a1、第一右喷杆段a2、第二左喷杆段b1、第二右喷杆段b2、第三左喷杆段c1、第三右喷杆段c2以及新增加的两段喷杆段进行施药作业。