[发明专利]对靶变量喷雾实验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷雾机，尤其是涉及应用于农药的喷施作业的一种对靶变量喷雾实验机。

背景技术

目前，应用于农药喷施作业的普通型喷雾机，主要适用于全面积均匀作业，其病虫害防治效果较好。但是在其作业过程中，由于没有进行对施药目标有无、目标面积大小的分析，造成了农药有效利用率低、农产品中农药残留超标、环境污染、作物药害、操作者中毒等问题。为了减少农药施用量、提高农药有效利用率，对靶变量施药技术成为近年来的研究重点。

Slaughter D.C等（Precision offset spray system for roadway shoulder weed control. Journal of Transportation Engineering, Vol. 125, No.4, 1999）提出了一个适用于公路两侧地带的间隙喷施除杂草的喷雾系统。该系统主要由机器视觉部分和间隙喷雾执行机构组成，该系统能实时采集图像，并根据杂草的有无进行有选择地喷洒除草剂。Lei Tian等（Development of a sensor-based precision herbicide application system. Computers and Electronics in Agriculture, 2002, Vol. 36: 133-149）开发了基于机器视觉的变量施药系统。该系统通过准确测量杂草密度、杂草枝冠大小，实现对靶施药，该系统能够快速识别杂草、作物和土壤区域，从而有效进行对靶施药。

李丽君（基于ARM微处理器的变量喷药控制器设计，吉林大学学位论文，2007）提出了控制电磁阀的开关状态控制普通喷头的打开时间的长短来控制每个喷头的喷药量的方法，该系统的核心控制芯片为ARM7TDMI型处理器 S3C44B0X。沈成杰（变量喷雾系统设计及喷雾流量控制特性试验研究，江苏大学学位论文，2009）提出了采用PLC控制电动比例调节阀对系统喷雾流量进行控制的方法。袁玮锋（多功能变量喷雾机喷雾控制系统研究，上海交通大学学位论文，2010）提出了测速传感器、流量传感器、系统压力传感器、电动/电磁阀相结合的农药变量喷雾系统方案。

史岩等（专利号：ZL03266753.1，2003.07.07）提出了压力式变量施药喷雾机。通过调节各个喷雾部分的喷雾压力实现独立变量喷雾。傅泽田等（专利号：ZL03266754.X，2003.07.07）提出了自动对靶变量施药机动喷雾机。通过图像监测装置，把信号传输给计算机，计算机控制喷雾，能根据施药目标的有无自动对靶施药。郑家强等（专利号： 200710133009.X， 2007.10.10）提出了农药自动对靶喷雾系统构件化与模块化设计方法。该方法简化了设计的复杂度，将农药自动对靶喷雾系统划分为三个主要模块，即信息采集模块、信息处理模块、智能喷雾模块。冀荣华等（专利号：201010225374.5，2010.07.05）提出了精准智能对靶喷雾机。通过识别算法的参数和采集的现场数据，确定变量喷施方案。

综上所述，现有的喷雾机有三种形式，一是变量喷雾结合GIS和GPS技术，二是单一的对靶喷雾，三是目标识别方法与变量喷雾结合，但没有结合单片机和电动比例调节阀。因此，提出基于单片机控制电动比例调节阀控制流量、电磁阀控制开闭以及开启时间的长短与机器视觉对靶相结合的方法已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对靶变量喷雾实验机，即基于单片机控制电动比例调节阀控制流量、电磁阀控制开闭以及开启时间的长短与机器视觉对靶相结合，根据喷雾施药目标的有无、目标作物面积的大小、喷雾车行驶速度的变化，实施对靶变量喷雾，从而解决对农作物更精确的喷施。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括给药装置、变量喷雾控制装置、变量喷雾检测装置、施药装置和机器视觉对靶装置；其中：

1）给药装置：包括通过主管路顺序连接的药箱、第一过滤器、喷药泵、蓄能器、排气阀、第一手动控制阀和第二过滤器，以及喷药泵和药箱之间回路设有的安全阀；

2）变量喷雾控制装置：包括通过主管路顺序连接的电动比例调节阀，以及与电动比例调节阀并联的第二手动控制阀； 

3）变量喷雾检测装置：包括通过主管路顺序连接的压阻式压力传感器、涡轮流量计和第一压力表，以及液位传感器和霍尔传感器；