[发明专利]一种风送式变量喷雾机

说明书

本技术涉及农林机械领域中的植保机械，提供一种风送式变量喷雾机，主要用于基于果树特征的对果树施药时进行变量喷雾；至少包括由设置在机架后部的风送系统和变量喷雾系统构成的变量喷雾执行模块，风送系统包括由设置在机架内的发动机驱动、设置在机架后部的离心式风机，与离心式风机出口相通的多出口管道风送装置，通过软风管与多出口管道风送装置相通且具有多个风送口的风送管，变量喷雾系统包括设置在机架内的药箱和由发动机驱动的柱塞泵，设置在机架上、通过药液软管与柱塞泵相通具有多个分液管的分流器，设置在每个风送口内、由药液软管通过电磁阀与分液管联通的喷头，电磁阀与单片机电连接。

技术领域

本技术涉及农林机械领域中的植保机械，提供一种风送式变量喷雾机，主要用于基于果树特征的对果树施药时进行变量喷雾。

背景技术

现有技术的果园生产环节中，化学防治仍是病虫害最有效的防治措施。目前国内外普遍采用的果园施药器械是风送式喷雾机。风送式喷雾机是依托辅助气流的作用将细小的雾滴送达靶标，虽一定程度上增加了树叶间的扰动，提高了雾滴的穿透能力和药液的覆盖率，改善了喷雾效果，但是这些喷雾器械仍采用的是恒量喷雾，往往通过对果树的过量施药来获得理想的防治效果，使得农药的有效利用率大大降低。过度的喷施农药不仅造成经济损失，而且对附近居民的生活环境产生潜在的危害。

相比之下，新一代的果园变量施药器械以感兴趣区域为导向，可将果树特征包括树高、树宽、冠层体积、叶密度等与施药量进行匹配，形成基于精准施药的变量喷雾技术。果树特征的测量和采集系统通常包括超声波传感探测系统、机器视觉探测系统和激光扫描探测系统。其中超声波传感器发出的超声波在传输过程中因其巨大的角度发散而严重影响系统分辨率和测量精度，所以超声波传感探测系统在果园中的应用都需要一组超声波传感器配合使用；机器视觉测量系统存在需要校准、精度没有LIDAR传感器高、不能适用于低光照条件的密闭果园等问题；而激光传感测量法具有测量精度高、速度快等优点，采用适当的算法可以将3D点云数据重构出高精度的果树结构，因此激光扫描探测系统是目前广泛使用的非接触式测量技术。

目前的果园喷雾机主要分为大型有人驾驶式和中小型遥控自走式两种。有人驾驶式喷雾机在进行林间施药作业时，施药环境会对作业人员造成一定程度的健康威胁，也增加了人力成本；遥控自走式喷雾机由于受到遥控距离的限制，在进行施药作业时，必须有人手持遥控器进行跟踪操作。

现有的果园喷雾机在实际喷雾过程中，由于未知复杂地形的影响，往往会造成车辆的颠簸以及不线性行驶等情况，激光传感器检测容易出现偏差，从而影响喷雾效果。

果园、苗圃的土壤较为疏松，有的地面起伏较为明显，要求喷雾机需具有较好的通过性能和爬坡能力，现有技术中，喷雾机的载具多选用履带式底盘载具。

发明内容

本技术的目的是提供一种风送式变量喷雾机，主要用于基于果树特征的对果树施药时进行变量喷雾。

本技术的目的是通过以下技术方案实现：

一种风送式变量喷雾机，包括行走系统、车体信息采集系统、变量喷雾系统和计算机；

行走系统包括履带式底盘，设置在履带式底盘上的机架，设置在机架上的电气箱；

电气箱与设置在机架上的计算机电连接；

与计算机通过USB串口通信的车体信息采集系统包括设置在机架前部的固定杆上的RTK-GPS接收机、IMU惯性测量单元、卡尔曼滤波器；IMU惯性测量单元包括加速度计、陀螺仪角速度计和电子罗盘；竖向的固定杆位于履带式底盘的中分面上；

变量喷雾系统包括果树信息采集模块、信息处理和决策模块、变量喷雾执行模块；通过USB数据线与计算机相连的信息采集模块包括设置在RTK-GPS接收机下方的激光扫描传感器、设置在机架两侧、关于履带式底盘对称的一对激光测距传感器、设置在机架中部的地速传感器；信息处理和决策模块包括与计算机通过串口连接的单片机；