自走式烟草智能喷药机及喷药方法与流程

本发明涉及一种喷药机，具体涉及一种自走式智能烟草喷药机及喷药方法，属于农业技术领域。

背景技术：

近年来，随着我国农业产量的大幅提升，农药的使用量在不断提升，农药的大量使用，对人们的健康和安全产生了很大的影响，同时，严重的破坏了生态环境。如何降低农药使用量，提高利用率，实现高效作业显得极其重要。烟草是我国重要的经济作物，种植管理复杂，在烟草生长期内合理的施药能够提高烟草产量，大大改善烤烟品质，植保是必不可少的环节。

现阶段，植保机械种类繁多，着重于基本功能的实现，往往体积较大，结构复杂，作业过程中智能化程度低，大大增加了作业强度。烟草这种经济作物是以摘取烟叶为主，烟叶的好坏直接影响经济产量。传统喷药方式多为自上而下的喷淋方式，对作物顶部防控效果较好，作物中下部喷药效果大大降低，难于满足烟草植保要求。

技术实现要素：

本发明主要针对烟草中期管理施药过程中易造成人员中毒、药液喷洒过多污染环境等问题，提供一种自走式智能烟草喷药机及喷药方法，实现烟草三维全方位精准喷药、作业过程中改善作业环境、降低劳动强度，提高作业效率及作业质量。

本发明采用以下技术方案：

一种自走式烟草智能喷药机，包括:

自走式底盘，设置有用于检测喷药机前进速度的速度传感器；

动力装置，设置在自走式底盘上；

仿形机构，包括固定架、升降动力单元和仿形架，固定架安装在自走式底盘上，仿形架由升降动力单元控制能够相对固定架上下移动，仿形架上设置有用于检测仿形架离地高度的激光传感器；

喷药装置，包括药箱、喷头和电泵，药箱设置在底盘上，电泵进液口与药箱连通，电泵出液口与喷头连通，电泵出液口连接有压力传感器和调压阀，喷头连接在仿形架上；

触摸屏，用于人机交互式对话；

图像采集装置，设置在固定架上，用于对作业过程进行监控；

控制系统，包括控制器，速度传感器、激光传感器、压力传感器、调压阀、动力装置、电泵、升降动力单元、图像采集装置均与控制器通信连接并由控制器控制其动作。

上述自走式烟草智能喷药机优选方案，升降动力单元包括伺服电机、钢丝绳、转轮、固定轮和导向组件，伺服电机通过电机座设置在仿形架上，伺服电机输出端连接转轮，固定轮设置在固定架上，钢丝绳分别连接转轮和固定轮，导向组件设置在仿形架与固定架之间。

上述自走式烟草智能喷药机优选方案，导向组件包括设置在固定架上的槽孔和与槽孔配合的设置在仿形架上的滑轮。

上述自走式烟草智能喷药机优选方案，仿形架包括侧架、伸缩缸、转动活页和仿形架主体，仿形架主体经龙门架设置在自走式底盘上，仿形架主体两侧经转动活页连接侧架，伸缩缸两端分别连接仿形架主体与侧架。

上述自走式烟草智能喷药机优选方案，其还包括设置在仿形架下端上的回收过滤装置，回收过滤装置包括护板、连接架、过滤网和托盘，连接架可拆卸连接在护板上，托盘设置在护板下部，托盘上部铺设有过滤网；托盘经管道连通电泵。

上述自走式烟草智能喷药机优选方案，过滤网为双层金属过滤网。

上述自走式烟草智能喷药机优选方案，托盘为半圆形结构，护板为弧形结构。

一种利用所述自走式烟草智能喷药机进行喷药方法，包括以下步骤：

1）在田间作业开始前，将药箱加满药液，并打开仿形架，触摸屏中输入每亩地喷药量；

2）自行走底盘沿田间行走，喷药机到达制定的位置；

3）仿形架上的激光传感器实时检测仿形架离地高度，伺服电机带动仿形架沿着固定架移动，调整合适离地高度；

4）履带行走机构行走过程中，速度传感器检测到喷药机前进速度，控制器根据速度传感器反馈的信号，控制调压阀开放程度，实现精准定量喷药；

5）当药液快用完时，控制器控制喷药机停止喷药，并控制喷药机返回起始点位置，添加药液后重新开始进行喷药直至喷药完成。

本发明的有益效果：

本发明的自走式智能烟草喷药机，能够根据作业速度自动调节喷药量、根据地表起伏自动升降仿形架、地头转向时能够及时关闭一侧喷头、对烟草进行三维立体喷药；设计有回收过滤装置，能够减少浪费与环境污染；智能触屏控制系统实现了人机交互，大大提高了烟草喷药的智能化水平，提高作业效率及作业质量。

附图说明

图1是自走式智能烟草喷药机的结构示意图；

图2是图1中的仿形架结构示意图；

图3是图1中的回收过滤装置结构示意图；

图4是自走式智能烟草喷药机非工作模式示意图；

图5是控制系统工作原理示意图。

图中：1、伸缩缸，2、仿形架，3、固定架，4、图像采集装置，5、自走式底盘，6、药箱，7、调压阀，8、速度传感器，9、控制器，10、封闭式驾驶室，11、触摸屏，12、动力装置，13、回收过滤装置，14、喷药装置，15、钢丝绳，16、固定轮，17、压力传感器，131、护板，132、连接架，133、过滤网，134、托盘，135、管道，21、侧架，22、转动活页，23、仿形架主体，24、电机座，25、滑轮、26、伺服电机，27、激光传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

参考图1，一种自走式烟草智能喷药机，包括自走式底盘5、动力装置12、仿形机构、喷药装置14、封闭式驾驶室10和控制系统；自走式底盘5为整机结构基础，本实施例中采用履带式底盘结构，自走式底盘5的动力轮上设置有用于检测喷药机前进速度的速度传感器8，自走式底盘5上方设置动力装置12和封闭式驾驶室10；喷药装置14包括药箱6、喷头和电泵，药箱6设置在底盘上，电泵进液口与药箱6连通，电泵出液口连接有压力传感器17和调压阀7，调压阀7经管道135与喷头连通，喷头连接在仿形机构上；仿形机构与龙门架连接，且设置用于检测仿形架2离地高度的激光传感器27；控制系统包括图像采集装置4和控制器9，速度传感器8、激光传感器、动力装置12、电泵、压力传感器17、调压阀7、激光传感器27均与控制器9通信连接并由控制器9控制其动作，图像采集装置4设置在仿形机构上端。

仿形机构包括固定架3、升降动力单元和仿形架2，固定架3底端通过螺栓安装在自走式底盘5上，固定架3中部与龙门架连接，仿形架2由升降动力单元控制能够相对固定架3上下移动，仿形架2上设置用于检测仿形架2离地高度的激光传感器17。

上述升降动力单元包括伺服电机26、钢丝绳15、转轮、固定轮16和导向组件，伺服电机通过电机座24设置在仿形架2上，伺服电机输出端连接转轮，固定轮设置在固定架3上，钢丝绳15分别连接转轮和固定轮16，导向组件包括设置在固定架上的槽孔和与槽孔配合的设置在仿形架2上的滑轮25。采用此结构能够实现仿形架升降调节。

上述仿形架包括侧架21、伸缩缸1、转动活页22和仿形架主体23，仿形架主体23两侧经转动活页22连接侧架21，伸缩缸1两端分别连接仿形架主体23与侧架21，采用此结构作业时可以实现仿形架折叠和展开，作业时通过伸缩缸1将侧架21展开，非作业状态下伸缩缸2缩回将侧架21折叠。

上述仿形架下端设置回收过滤装置，回收过滤装置包括弧形护板131、连接架132、双层金属过滤网133、和半圆形托盘134，连接架可拆卸连接在弧形护板131上，半圆形托盘134设置在弧形护板131下部，半圆形托盘134上部铺设有双层金属过滤网133；半圆形托盘134连接管道135，能够减少浪费与环境污染。

动力装置12为驱动该喷药机行走的驱动机构，动力装置12和药箱6分别设置在自走式底盘5上表面的左右两侧，封闭式驾驶室10设置在自走式底盘5左侧后部。

本实施例中，喷头经螺栓和锁扣连接在仿形架上，喷药方向呈u形分布，能够对烟草进行全方位喷洒，喷头数量可以根据需要设置个数。

在本实施例中，动力装置12带动自走式底盘5使得喷药机行走，并有控制器9控制喷雾机行走和喷药装置14进行喷洒；通过图像采集装置4采集喷雾机前方的图像信息，从而确定待喷区域，电泵将药箱6中的药液送至喷头喷出，私服电机34则在控制器9的控制下，带动仿形架上下移动，调整作业高度，实现全方位喷药；因此，与现有的植保机械相比，其自动化程度高、操作简便、作业效率高，实现了根据植物长势不同进行智能化喷洒，可以进行自动定位、自动行走、自动调节喷雾量，同时也节约了用药量和用水量，极大限度降低了环境污染。

一种喷药方法，包括以下步骤：

1、在田间作业开始前，将药箱6加满药液，并打开仿形架2，触摸屏11中输入每亩地喷药量；

2、自行走底盘5沿田间行走，喷药机到达制定的位置；

3、仿形架2上的激光传感器17实时检测仿形架2离地高度，伺服电机26带动仿形架2沿着固定架3移动，调整合适离地高度；

4、履带行走机构2行走过程中，速度传感器8检测到喷药机前进速度，控制器根据速度传感器8反馈的信号，控制调压阀7开放程度，实现精准定量喷药；

5、当药液快用完时，控制器控制喷药机停止喷药，并控制喷药机返回起始点位置，添加药液后重新开始进行喷药直至喷药完成。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本发明技术原理的前提下，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入本发明的专利保护范围。