[实用新型]一种精准施加林木障碍药带的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种农林业施药作业装置，尤其涉及一种精准施加林木障碍药带的装置。 

背景技术

具有上、下树干迁移习性的食叶害虫是危害林木生长的主要害虫。当初春林木开始发芽时，食叶害虫在夜间或者阴天等阳光较弱的时候顺着树干或藤蔓爬到树冠上啃食嫩芽和新枝，从而造成林木、特别是经济林果树减产或者整株死亡，危害严重。目前常见防治方法有人工捕捉、锄地灭卵、诱杀法、灌水淹杀和化学防治等方法，其中化学方法仍是主要手段。传统的化学防治采用漫播喷施方式对整株林木喷洒杀虫剂以防治食叶害虫。该方式会导致过度喷施，不但使成本增加，还会引发诸如土壤和地下水污染等环境问题，且药液飘散现象严重，对人类健康产生不良影响。此外，食叶害虫的防治方法还包括树干注药法和树干涂胶法。注药法是在树干周围钻孔注药，使全树体都具有农药的有效成分，不论害虫在什么部位取食，都会中毒死亡；对于具有上下树迁移习性的害虫，可直接将粘虫胶涂于树上，或先用胶带在树干光滑部位缠绕一圈，然后将粘虫胶均匀涂在上面。这两种方法都有各自的弊端：注药法过程复杂，需要先钻孔后注药，且药液浓度难以把握，容易因药液浓度过高而对树体产生药害；涂胶法需先刮去树皮，再缠绕胶带，最后涂抹粘虫胶，程序繁杂、劳动强度高、效率低下，且对涂抹的粘胶均匀性要求较高。 

将精准施药技术融入到树干涂胶方法中：车辆匀速行进过程中，根据每棵林木树干的具体情况(大小和位置)来决定施药动作，采用非液力的施药方式在树干上施加一道与树干涂胶法类似的具有一定宽度的障碍药带以切断食叶害虫上下树迁移必经之路(树干)。这类方法大幅节省用药量、避免药液飘散、提高农药利用率、降低环境污染，还可解放劳动力、提高生产效率，即可克服以上三种方法的弊端。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种以抛甩的方式自动精准施加林木障碍药带的装置，以避免雾滴飘散并提高作业效率。 

本实用新型所提供的技术方案是提出一种精准施加林木障碍药带的装置，其包括： 

移动平台、主控单元、激光扫描雷达以及施加障碍药带的抛甩执行机构；激光扫描雷达固定在移动平台一侧的前部，其正直面对目标树干；在移动平台后部与激光扫描雷达同侧安装有施加障碍药带的抛甩执行机构，且抛甩执行机构和激光扫描雷达位于同一水平位置上，抛甩执行机构上均匀分布有多个机械臂，每个机械臂末端装有一个磁铁，用以吸附障碍药带。 

该装置还包括步进电机驱动抛甩执行机构执行抛甩动作。 

机械臂为3个，各机械臂之间的夹角为120°。 

抛甩执行机构底部装有直线电机模组，主控单元控制直线电机模组带动抛甩执行机构相对于移动平台做往复移动。 

主控单元为军用型笔记本电脑。 

障碍药带的材料为不锈钢弹簧片，正常状态卷曲成螺旋状，抛甩时为绷直状态。 

本实用新型还提出一种应用上述精准施加障碍药带的装置进行精准施药的方法，其特征在于包括以下步骤： 

(1)移动平台沿移动方向低速匀速行进的过程中，激光扫描雷达二维水平扫描林木树干并得到林木树干的尺寸和位置； 

(2)当某一树干位置位于撞击基准线沿移动方向的一侧，其到撞击基准线的垂直距离与其它树干位置相比最小但大于该树干直径时，主控单元实时向直线电机模组发出信号，控制抛甩执行机构沿激光扫描雷达的正中线方向往复移动，以保证在撞击位置时机械臂末端与树干位置在激光扫描雷达的正中线方向上的距离； 

(3)机械臂在装载位置时，人工将处于绷直状态的障碍药带通过磁铁固定在机械臂的末端，要求障碍药带的外表面与磁铁接触。当主控单元检测到树干位置到撞击基准线的垂直距离小于或等于树干半径，树干位置位于基准线沿移动方向的一侧且未执行抛甩动作时，控制步进电机驱动抛甩执行机构执行抛甩障碍药带的动作；障碍药带在撞击位置时撞击到树干，树干给障碍药带垂直作用一个外力，使撞击点处障碍药带绷直的临界平衡状态遭到破坏，障碍药带有恢复到原始螺旋状态的弹性力，该弹性力从撞击点分别向障碍药带的两端蔓延，障碍药带自由端先缠绕在树干上，然后障碍药带另一端摆脱磁铁的吸力也缠绕在树干，从而在树干上形成一个环形封闭的障碍药带； 

(4)在上述障碍药带抛甩及缠绕树干的过程中，机械臂从装载位置匀速转过120°到达抛甩结束位置，完成一次抛甩动作，之后机械臂从抛甩结束位置到空闲位置，再从空闲位置回到装载位置的过程均为空行程，不执行与抛甩障碍药带有关的任何动作。