[发明专利]基于超声传感的果园风力与药量对靶调控喷雾机及方法

说明书

本发明涉及农业机械技术领域，公开了一种基于超声传感的果园风力与药量对靶调控喷雾机及方法，该喷雾机包括：超声传感阵列，用于采集果树的靶标信息；速度检测装置，用于采集喷雾机的行驶速度信息；风送装置，用于输送风速与风量可解耦控制的风；喷雾装置，喷雾装置的喷雾端位于风送装置的出风侧；控制装置，控制装置分别连接超声传感阵列、速度检测装置、风送装置及喷雾装置；本发明实现了在果园对靶施药时，对果树冠层喷施的药量与风力进行协同按需调控，克服了传统的对果树进行对靶喷雾时风速与风量间存在“强耦合”的问题，达到了较好的药物喷施效果。

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种基于超声传感的果园风力与药量对靶调控喷雾机及方法。

背景技术

近年来，随着人口老龄化程度增加，繁重的喷药作业已经成为影响果园管理的主要因素。当前，为了克服这一问题，研发了一些用于果园作业的机器人，但是，这些机器人大多针对水果的采摘和收获，用于果园喷药的机器人相对较少。果园喷药机器人大多只适用于对喷施药量的按需调控，支持药量和风力按需调控的果园喷药机器人很少。在对果树喷药过程中，如果风力过小，则导致果树冠层膛内沉积不足，而风力过大，又导致药液吹出果树冠层，造成农药飘移，带来农田生态环境污染。

与此同时，随着传感器和自动控制技术的发展，现有的自动对靶喷雾机能够根据靶标的有无和靶标特征的变化有选择性地对靶施药，有效地提高农药在农作物上的附着率，明显地减少农药在非靶标区域的沉降，获得了较好的施药效果，但是，现有的自动对靶喷雾机功能单一，主要针对喷雾时药量的对靶调控，并没有涉及到针对风力的对靶调控。

尽管当前还研发了一些具有自动对靶风力调控功能的喷雾机，通过改变进、出风口面积和风机转速来实现风力调节，但是，这类喷雾机只能单一地调节风速或风量，在实际应用中，风速与风量之间具有“强耦合”关系，即在单独调节出风口面积时，出风口面积减少导致风量减小，但风速增加，反之风量增加风速减小；在单独调节风机转速时，风机转速增加导致出口风速风量同步增加，反之同步减小。由此，现有的喷雾机相应风速与风量之间的“强耦合”关系使其无法实现风速与风量的按需调控。

基于上述技术现状，现有的对靶喷雾机在对果园的果树对靶喷雾时，难以协同实现对药量与风力的按需调控，并克服喷雾时风速与风量间的“强耦合”关系，从而难以达到较好的药物喷施效果。

发明内容

本发明实施例提供一种基于超声传感的果园风力与药量对靶调控喷雾机及方法，用于解决现有的对靶喷雾机在对果园的果树对靶喷雾时，难以协同实现对药量与风力的按需调控，并克服喷雾时风速与风量间的“强耦合”关系的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于超声传感的果园风力与药量对靶调控喷雾机，包括：超声传感阵列，用于扫描果树冠层不同位置的靶标距离信息，并基于接收的相应位置的回波信号，以获取果树的靶标信息，所述靶标信息包括果树的位置信息、冠层轮廓信息、冠层体积信息及冠层稠密信息；速度检测装置，用于采集喷雾机的行驶速度信息；风送装置，包括风箱、风机、进风面积调节机构和出风面积调节机构；所述风箱的一端形成进风口，另一端形成出风口；所述进风面积调节机构安装于所述进风口，所述出风面积调节机构安装于所述出风口；喷雾装置，所述喷雾装置的喷雾端位于所述风送装置的出风侧；控制装置，所述控制装置的输入端通讯连接所述超声传感阵列与所述速度检测装置，所述控制装置的输出端分别通讯连接所述风机、所述进风面积调节机构、所述出风面积调节机构及所述喷雾装置。

其中，还包括：移动平台；所述移动平台上安装所述超声传感阵列、所述速度检测装置、所述风送装置、所述喷雾装置及所述控制装置。

其中，所述风送装置的第一端转动安装于底座上，所述风送装置的第二端与所述底座之间通过伸缩驱动机构相连接，和/或，所述风送装置包括多个，并分为两列排布，两列所述风送装置的出风方向呈背向设置。