[发明专利]农药雾滴沉积结构定量模拟装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种农药雾滴沉积结构定量模拟装置及方法，属于农业技术领域。

背景技术

农药是我国农业生产中不可或缺的生产资料，然而由于我国施药器械与使用技术相对落后，绝大多数情况下以一种机型一种喷头“防治各种作物的病虫草害、打遍百药”，农药有效利用率不足30％，导致农药用量大、施药次数多、操作人员易中毒、农产品农药残留超标、环境污染严重等负面问题。农药达到最佳使用效果的理想情况为：将刚好足够剂量的农药有效成分安全有效地输送到靶标生物上获得预想中的防治效果；若剂量不足，则达不到防治效果；若剂量过多，则造成资源浪费、农残超标和环境污染。

申请人在深入实践研究后认为：由于单位面积上的农药剂量由雾滴体积、雾滴数量及雾滴中所包含的农药有效成分浓度决定，因此申请人将单位面积上的雾滴粒径、雾滴密度及雾滴中所包含的有效成分浓度定义为“农药雾滴沉积结构”。相同的农药剂量可存在多种不同的农药雾滴沉积结构形式，其对应的生物效果往往存在明显差异；农药雾滴沉积结构通过影响害虫与药剂的接触几率和接触期间获得的农药剂量来影响农药的生物效果；如，用相同剂量不同沉积结构的Bt处理的甘蓝叶片喂养斜纹夜蛾，用氟虫腈相同剂量不同沉积结构处理的甘蓝叶片喂养粉纹夜蛾，叶片的受损失程度及斜纹夜蛾和粉纹夜蛾的死亡率和食叶率均有很大的差异。因此，针对特定的药剂和防治对象，确定最佳的农药雾滴沉积结构形式对农药的高效应用具有重要意义。

然而，目前仅能通过喷雾塔等设备定性的模拟沉积结构，无法实现设定雾滴粒径、雾滴数量和有效成分浓度的定量模拟，严重制约了本研究领域相关研究工作的开展。

发明内容

本发明所要实现的发明目的是：克服现有技术存在的问题，提供一种农药雾滴沉积结构定量模拟装置及定量模拟方法，能够在植株叶片上直接定量模拟农药雾滴沉积结构，并批量制作出农药雾滴沉积结构相同的叶片，之后即可通过后续的药效试验来确证最有效的农药雾滴沉积结构，利于提高农药利用率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

农药雾滴沉积结构定量模拟装置，包括执行单元和控制单元，其特征是，

所述执行单元包括空压机、储液罐、胶阀、出液针、三轴机械手平台，所述空压机的压力输出口与储液罐的进气口连通，所述储液罐的出液口经胶阀与出液针连通，所述出液针支撑于三轴机械手平台的移动机头，所述三轴机械手平台还具有安置目标试样的承接台，所述出液针朝向承接台；

所述控制单元包括胶阀控制模块、机械手控制模块；所述胶阀控制模块的控制端与胶阀的受控端连接，所述机械手控制模块的控制端与三轴机械手平台的受控端连接。

该装置进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述三轴机械手平台还包括机身，所述机身设有由水平X轴传动副、水平Y轴传动副、纵向Z轴传动副构成的传动机构，X轴、Y轴、Z轴三者两两相互垂直，所述移动机头支撑于传动机构的输出端；所述移动机头的运动状态至少包括沿X轴移动的第一状态、沿Y轴移动的第二状态、沿Z轴移动的第三状态之一。

优选地，所述胶阀控制模块具有通过外部相应输入设备接收胶阀动作指令的第一状态，以及按照胶阀动作指令控制胶阀动作的第二状态；所述机械手控制模块具有通过外部相应输入设备接收机械手动作指令的第一状态，以及按照机械手动作指令通过三轴机械手平台控制移动机头动作的第二状态。

优选地，所述控制单元还包括中央配置模块，所述中央配置模块分别与胶阀控制模块、机械手控制模块数据连接；所述中央配置模块具有通过相应输入设备接收指令的第一状态，将指令处理分解成胶阀动作指令和机械手动作指令的第二状态，以及将胶阀动作指令发送至胶阀控制模块、将机械手动作指令发送至机械手控制模块的第三状态；所述胶阀控制模块具有接收从中央配置模块发来的胶阀动作指令的第一状态，以及按照胶阀动作指令控制胶阀动作的第二状态；所述机械手控制模块具有接收从中央配置模块发来的机械手动作指令的第一状态，以及按照机械手动作指令通过三轴机械手平台控制移动机头动作的第二状态。

更优选地，所述胶阀动作指令包括胶阀开启持续时间、胶阀关闭持续时间；所述机械手动作指令包括移动机头运动轨迹和各停留位置、移动机头的运动速度、移动机头在各停留位置的停留时间。

本发明还提供：

农药雾滴沉积结构定量模拟方法，其特征是，采用前述的农药雾滴沉积结构定量模拟装置；所述方法包括以下步骤：