一种适用于温室菊花的喷药装置的制作方法

本发明涉及一种适用于温室菊花的喷药装置，涉及农业植保机械技术领域。

背景技术：

随着我国设施农业的发展，温室大棚种植面积规模不断扩大，而棚内空间封闭、高温高湿，加之棚内天敌数较少，设施栽培作物相对露天栽培作物更容易受到病菌、害虫、杂草的侵害。因此，设施栽培作物的病虫害防止频率更高，难度更大，更加需要专业化的病虫害防治工具。

但是现有的喷药装置在喷药过程中，会发生偏移，难以适应温室大棚内现有的垄作模式，并且由于菊花生长的特性，现有的喷药装置也无法适用于菊花的喷药需求。因此，急需研发一种适用于菊花的，具有自动对行功能的喷药装置、适应当前温室大棚内的垄作模式且满足菊花生长环节的喷药需求。

技术实现要素：

本发明提供一种适用于温室菊花的喷药装置，用于解决现有的喷药装置无法实现自动对行功能，且无法对菊花均匀喷药的问题。

本发明提供了一种适用于温室菊花的喷药装置，包括机架、以及设置在所述机架上的导向单元、行走单元、控制单元以及喷药单元；

其中，所述行走单元包括前轮部分和后轮部分，所述导向单元包括连接板、角度传感器、角度传感器触杆以及探测板，所述连接板的一端与所述前轮部分的底部连接，所述连接板的另一端与所述角度传感器连接，所述角度传感器的另一端与所述角度传感器触杆的一端连接，所述角度传感器的另一端与所述探测板连接；

所述喷药单元包括推杆、喷杆机架和喷杆，所述喷杆机架与所述机架连接，所述喷杆包括竖喷杆和横喷杆，所述竖喷杆和所述横喷杆设置在所述喷杆机架上，所述喷杆上包括多个喷嘴，所述推杆用于分别控制所述喷杆机架的垂直移动和所述喷杆沿喷杆机架轴的轴向转动；

所述控制单元分别与所述行走单元和所述喷药单元连接。

进一步地，所述行走单元、控制单元、导向单元以及喷药单元沿所述机架的中心轴对称设置。

进一步地，所述探测板为弧形。

进一步地，所述前轮部分和所述后轮部分分别通过前轮机架和后轮机架与所述机架连接，所述前轮机架包括横前轮机架和竖前轮机架，所述后轮机架包括横后轮机架和竖后轮机架，通过移动所述竖前轮机架和横前轮机架的连接位置，调整前轮之间的间距，通过移动所述竖后轮机架和横后轮机架的连接位置，调整后轮之间的间距。

进一步地，所述横前轮机架后侧设置有电动推杆，所述电动推杆的固定端与所述机架连接，所述电动推杆的伸缩端与所述横前轮机架连接。

进一步地，所述喷杆机架包括边喷杆机架和中间喷杆机架，所述边喷杆机架通过转接板与所述中间喷杆机架连接。

进一步地，所述推杆包括转向推杆，所述转向推杆的固定端与所述中间喷杆机架连接，所述转向推杆的自由端与所述转接板连接。

进一步地，所述喷杆机架通过喷杆机架连接件与喷杆架连接，所述喷杆架与所述横后轮机架连接，所述推杆包括升降推杆，所述升降推杆的固定端与喷杆架连接，所述升降推杆的伸缩端与所述喷杆机架连接件连接。

进一步地，设置在所述竖喷杆的喷嘴包括左右朝向的喷嘴。

进一步地，所述喷杆机架还包括边杆支撑杆、桥杆和弹簧钢丝绳，所述桥杆设置在所述边喷杆机架上，所述边杆支撑杆的一端与所述横喷杆的一端连接，所述边杆支撑杆的另一端与所述桥杆连接，所述弹簧钢丝绳的一端与所述桥杆连接，所述弹簧钢丝绳的另一端与所述转接板连接。

本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明提供的喷药装置，导向单元可探测到装置行走过程中的偏移方向，并将偏移数据传递给控制单元，控制单元根据偏移数据控制行走单元的行走方向，使喷药装置实现自动对行功能；喷药单元中包括推杆、竖喷杆和横喷杆，更能满足菊花顶部和侧面的喷药要求，且在菊花在生产初期，可拆卸掉竖直喷杆，不会导致竖直喷杆因喷杆装置太低导致与地面干涉；因此，本发明提供的喷药装置具有自动对行功能，且可对菊花进行均匀喷药。

2、导向单元中的弧形探测器能够更好的与垄面保持贴合，便于适应大棚菊花垄作种植模式和保证喷药的作业安全。

3、通过前轮机架和后轮机架连接位置的调整，可调整前轮、后轮之间的间距，适用于不同垄距的喷药工作。

4、本发明提供的喷药装置采用电机作为动力来源，绿色环保，无污染无噪音。

5、本发明采用对称结构设计，运动灵活，承载能力强，具有结构简单紧凑，设计合理，加工和装配工艺良好等优点。

附图说明

图1为本发明一实施例中提供的喷药装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例中提供的喷药装置中前轮部分的结构示意图；

图3是本发明一实施例中提供的喷药装置中后轮部分的结构示意图；

图4是本发明一实施例中提供的喷药装置中喷药单元的主视图；

图5是本发明一实施例中提供的喷药装置中喷药单元的俯视图。

附图标记说明：

1-导向单元、2-前轮部分、3-机架、4-控制单元、5-储药箱、6-后轮部分、7-储药箱控制箱、8-喷药单元；

101-弧形探测板、102-角度传感器触杆、103-角度传感器、104-连接板；

201-前轮、202-前轮支架；

301-前轮机架、302-机架连接板、303-电动推杆、304-连接件；

601-后轮、602-后轮支架、603-减速器、604-传动轴、605-电机、607-连接件、608-后轮机架、609-u型连接件、610-喷杆架；

801-竖喷杆、802-横喷杆、803-喷杆机架、804-喷头、805-转接板、806-转向推杆、807-杆件、808-喷杆机架连接件、809-转接片、810-边杆支撑杆、811-桥杆、812-弹簧钢丝绳。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种适用于温室菊花的喷药装置，如图1所示，该喷药装置包括机架3、以及设置在机架3上的导向单元1、行走单元、控制单元4、以及喷药单元8；其中，行走单元包括前轮部分2以及后轮部分6，前轮部分2和后轮部分6对称的设置在机架3底部；该喷药装置还包括与喷药单元8配套的储液箱5以及储液箱控制器7，控制单元4、储液箱5、储液箱控制器7以及喷药单元8设置在机架3上，并沿机架3的中心轴轴向对称设置。

图2为本发明一实施例中前轮部分的结构示意图，如图2所示，包括导向单元1、前轮部分2以及与前轮部分连接的部分机架3。

其中，前轮部分2包括前轮201和前轮支架202，前轮201使用的材料为pvc橡胶，该材料具有硬度高、强度大以及成本低的优点，前轮201与前轮支架202构成刚性连接；

前轮支架202通过中心转轴与前轮机架301构成转动连接，前轮机架301由30×30的普通方管焊接而成，前轮机架301包括横前轮机架和竖前轮机架，横前轮机架和竖前轮机架通过机架连接板302固定连接，机架连接板302为l型结构，其一面固定焊接在竖前轮机架上，另一面通过螺栓螺母连接在横前轮支架上；横前轮支架前侧方管两端设有若干通孔，通过调节机架连接板302与横前轮支架上不同位置通孔的连接，以实现前轮部分2左右两边的前轮之间轮距的调节，从而适应不同垄距的大棚菊花种植环境；横前轮支架后侧连接有电动推杆303，主要用于调节前轮的转向和平衡前轮，连接板304用于前轮支架301和后侧机架3连接。

前轮201上还设置有导向单元1，用于在行走单元前进过程中提供导向功能，使得喷药装置在菊花垄沟中保持直线行走。

导向单元包括弧形探测板101、角度传感器触杆102、角度传感器103以及连接板104；连接板104为l型结构，其一端通过轴承与前轮支架202的中心转轴连接，另一端与角度传感器103的支架通过螺栓螺母固定一起，角度传感器103的另一端与角度传感器触杆102的一端刚性连接，角度传感器触杆102的另一端通过螺栓和压板与弧形探测板101刚性连接。当喷药装置开始运行时，首先使得弧形探测板101与垄面保持紧密贴合，并且弧形探测板101采用限位结构使得角度传感器触杆102只能沿垄侧向外摆动，当喷药装置在垄沟中走向发生左右偏移时，弧形探测板101转动一定的角度，即角度传感器触杆102也绕角度传感器输出轴转过相应的角度，控制单元4根据角度大小，采用pid速度控制方式控制电动推杆303的速度大小，从而使前轮部分2发生偏转，保持直线行走，实现自动对行功能。

图3为喷药装置中后轮部分6的结构示意图，如图3所示，后轮单元6包括后轮601、后轮支架602、减速器603、传动轴604、电机605、连接件607、后轮机架608、u型连接件609和喷杆架610：

其中，机架3后侧连接有后轮机架608，连接架608包括横后轮机架和竖后轮机架，横后轮机架为圆管组成的矩形结构，竖后轮机架为左右对称的、由圆管组成的“y”形结构，横后轮机架和竖后轮机架通过连接件607固定，通过调节横后轮机架和竖后轮机架的连接位置，可调节两侧后轮601之间的间距，以适应不同垄距的大棚菊花种植环境作业需求。

后轮机架608的竖后轮机架与后轮支架602的中心转轴连接，后轮601和后轮支架602构成刚性连接，并对称的设置喷药装置的两侧，与前轮201相同，后轮601的材料也为pvc橡胶；后轮支架602的中心转轴与减速器603的输出轴连接，减速器603的另一端通过传动轴604与电机605连接，电机605为步进电机，电机605将动力通过传动轴604和减速器603传递给后轮601，以驱动后轮601转动；

后轮机架608的横后轮机架后侧通过u型连接件609与喷杆架610构成刚性连接，喷杆架610为长方形结构，由30×30的普通方管焊接而成。

图4-图5分别为该装置中喷药单元的主视图和俯视图，如图4-图5所示，所述喷药单元包括竖喷杆801、横喷杆802、喷杆机架803、喷头804、转接板805、转向推杆806、杆件807、喷杆机架连接件808、转接片809、边杆支撑杆810、桥杆811、弹簧钢丝绳812。

喷杆机架803可分为三个部分，分别为左边喷杆、中间喷杆以及右边喷杆，左喷杆和右喷杆为对称结构，分别设置在中间喷杆两侧，中间喷杆和左喷杆、右喷杆之间通过转接板805连接，转接板805为u型结构板件，其中间通过转轴与喷杆机架803构成铰接，其一个板件与中间喷杆连接，另一个板件与左边喷杆连接。

中间喷杆还包括升降推杆、转向推杆806、杆件807以及喷杆机架连接件808，喷杆机架连接件808与喷杆架610连接；杆件807为平行四边形杆件并与喷杆架610构成铰接，使得杆件807可绕喷杆架610转动；升降推杆的固定端固定在喷杆架610上，其伸缩端固定在喷杆机架连接件808上，通过电动推杆伸出端的伸缩位移量带动喷杆机架连接件808的升降，从而实现整个喷药单元8的升降；转向推杆806为电动推杆，转向推杆806的固定端固定在喷杆机架803上，其伸缩端通过螺栓连接固定在转接板805上，通过转向推杆806使中间转接板805绕喷杆机架803的转轴转动，从而将四边形杆件807、左边喷杆和右边喷杆绕转轴转动，形成90°的折叠。

左边喷杆和右边喷杆的结构相同，以左边喷杆为例，左边喷杆包括竖喷杆801、横喷杆802、喷头804、转接片809、边杆支撑杆810、桥杆811以及弹簧钢丝绳812，

竖喷杆801的一端固定在喷杆机架803上，另一端垂直地面设置，竖喷杆801与横喷杆802的两端构成铰接，横喷杆802与竖喷杆801垂直设置，竖喷杆801和横喷杆802上设置有多个喷头804，设置在竖喷杆801上的喷嘴包括左右朝向的喷嘴，且朝左和朝右的喷嘴交互排列，可同时向菊花的顶部和侧面进行喷药作业；横喷杆802的端点处还设置有转接片809，转接片809呈135°安装；转接片809还与边杆支撑杆810的一端通过螺栓螺母固定连接，边杆支撑杆810为方型铝合金方管，边杆支撑杆810的另一端与桥杆811构成刚性连接，桥杆811通过连接轴固定在喷杆机架803上，边杆支撑杆810为方型铝合金方管，桥杆811还与弹簧钢丝绳812一端连接，弹簧钢丝绳812另一端与转接板805连接，起到平衡左喷杆的作用，防止喷药装置在作业过程中由于不平衡造成喷药不均匀现象。

本发明的控制单元包括电气控制单元和液压控制单元，电气控制单元包括第一电缸驱动器和第二电缸驱动器，分别用于驱动电动推杆303和升降推杆、转向推杆806；所述液压控制单元的输出端分别与第一电缸驱动器、第二电缸驱动器输入端并联连接；所述第一电缸驱动器的输出端与第一电缸连接，接受控制器发出的脉冲信号控制电动推杆303；所述第二驱动器的输出端与第二电缸连接，接受控制器发出的脉冲信号控制升降推杆和转向推杆806；所述液压控制单元包括液压泵、液压传感器、控制器、电磁阀以及药液管路等组成，所述液压传感器用以检测药箱药液高度，所述控制器用以控制电磁阀的开关，控制药液传送至各个喷头。

本发明提供的喷药装置进入菊花大棚进行喷药作业时，首先根据垄面宽度，调整好导向单元中弧形探测板101的角度，使之紧贴地垄表面，操作人员在菊花种植区域外侧手拿遥控器操控喷药装置的前进后退，同时根据菊花的生长高度调整喷杆机架803的高度，液压泵启动工作，打开电磁阀，此时药箱的药液输送到各个喷嘴，进行雾化喷药；当喷药装置在垄沟中走向发生左右偏移时，弧形探测板101转动一定角度，即角度传感器触杆也绕角度传感器输出轴转过相应的角度，电气控制器根据角度大小，采用pid速度控制方式控制电缸的速度大小，从而使前轮底盘发生偏转，实现对行功能。

本发明提供的喷药装置，导向单元可探测到装置行走过程中的偏移方向，并将偏移数据传递给控制单元，控制单元根据偏移数据控制行走单元的行走方向，使喷药装置具有自动对行功能；喷药单元中包括推杆、竖喷杆和横喷杆，更能满足菊花顶部和侧面的喷药要求，且在菊花在生产初期，可拆卸掉竖直喷杆，不会导致竖直喷杆因喷杆装置太低导致与地面干涉；因此，本发明提供的喷药装置具有自动对形功能，且可对菊花进行均匀喷药。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。