[发明专利]具有可更换的液体子系统的用于化学处理液体剂的喷洒装置和基于喷洒装置的喷洒系统

说明书

本发明旨在用于例如在精细农业系统中组织用于化学处理液体剂从无人驾驶交通工具进行的喷洒的自动化过程。在本发明的喷洒装置中使用可更换的、标记的且气密密封的液体子系统以及利用了压缩气体能量和压力调节器而非标准泵的一体的自我诊断系统减轻了喷洒装置的重量、改善了喷洒精度、确保了人员安全和喷洒装置的主要单元的累积寿命资源的核算。所有这些结合起来使能够形成全自动的喷洒系统。

技术领域

本发明涉及农业和林业领域，具体地涉及用于通过通常借助于安装在无人驾驶交通工具特别是安装在无人机上的喷洒装置喷洒化学处理液体剂来处理农业区域、林地和其他区域的装置。

本发明旨在用于精细农业系统中化学处理液体剂的剂量分配，包括肥料、植物生长刺激剂和类似材料的剂量分配，以及用于防治沿着道路、管线等的有害昆虫、害虫和杂草以及植物。

背景技术

在农业和其他行业中使用的喷洒液体通常是有毒的。涉及这种液体的任何操作(再填充、喷洒、溅出和清洗)会对人员健康构成风险，因此需要特定的安全措施。

由农药和有毒物质造成的高死亡率对农业行业而言是常见的[(http://www.aljazeera.com/news/2017/03/200000-die-year-pesticide-poisonin g-170308140641105.html)]，这表明现有的保护手段不足。

对人员有危险的液体保留在喷洒装置的单元中(在储存器、连接软管、过滤器、喷洒器，喷嘴、液体泵和阀中)。

用于化学处理液体剂的喷洒的已知装置通常包括壳体；用于液体剂的储存器；具有一个或多个喷洒器的一个或多个喷洒单元；喷洒装置控制器(可选地)；液体输送系统，该液体输送系统包括一组液体软管；以及用于确保液体通过液体输送系统从储存器流至一个或多个喷洒单元的装置。

无论如何，已知的解决方案经常提及作为用于化学处理液体剂的喷洒装置的一体部分的液体子系统，包括安装在无人驾驶交通工具上的那些液体子系统。通常，液体子系统通常包括用于化学处理液体剂的储存器以及连接至储存器的液体软管，储存器设置有出口通道。用于无人驾驶交通工具的已知喷洒装置具有相当大尺寸(重且体积大)的静态组装的结构，因此使整个系统维修并符合工作安全标准复杂化。

现有的喷洒装置不能自我诊断，并且很少用于自动化系统/机器人系统。

此外，残留液体及其蒸气在较长的时间段内也对喷洒装置及承载喷洒装置的无人驾驶交通工具的元件有害。

在当前的技术解决方案中的部分技术解决方案中，液体以大的固定体积自由飞溅，因此，随着液体消耗，会导致无人驾驶交通工具由于重心的偏移而摆动。

当前的装置对其部件而言不具有统一的可靠性标准，并且无法跟踪与液体接触的部件的使用寿命/资源，因此当前的装置既不提供安全性也不提供可靠性。

在专利申请US2017/0129605A1中公开的喷洒装置的主要部件基于泵的使用，并且喷洒装置安装在无人机上。喷洒装置中的液体消耗(流速)由泵循环的频率设定。在所述申请中提到了液体输送系统(液体子系统)，通过该液体输送系统(液体子系统)液体被从储存器供应至喷洒器。

该解决方案的主要缺点和问题在于，这种喷洒装置需要泵，即，需要具有相当大重量的机构，并且这在喷洒装置安装在无人驾驶交通工具上时是必要的。

所讨论的技术解决方案的其他缺点是，喷洒装置被设计成仅用于无人驾驶飞机，而不能用于无人地面交通工具。事实是液体输送系统是固定的，并且不能轻易移除或完全更换一个新的液体输送系统；当对喷洒装置进行再填充或对其进行维修时，不能避免人员与液体输送系统的容纳物或其残留物接触，而这对于维修人员而言可能是危险的。