温室高架作物剪叉式行间喷药机及其控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种日光温室高架栽培作物行间自动喷药机，日光温室黄瓜、西红柿等采取绳索“吊蔓”栽培方式，植株较高较密，当前喷药机械无法深入作物行间均匀喷药。该喷药机由底盘轨道车、剪叉喷药系统、控制系统组成。底盘轨道车在日光温室北侧通道铺设的轨道上行驶，可单独用于大棚内物资、果实等的运输，剪叉喷药系统可快速安装底盘轨道车上、当轨道车行驶到作物行间时，可沿东西方向深入到作物行间进行施药，喷药均匀性更好，控制系统安装在底盘轨道车内，用于控制底盘轨道车的行驶以及日光温室内自动无人喷药，避免农药中毒状况，能够降低劳动强度，提高作业效率。

Crop scissor type spraying machine and its control system in Greenhouse

【技术实现步骤摘要】
温室高架作物剪叉式行间喷药机及其控制系统
本技术属于日光温室高架栽培作物的行间施药装置
，具体涉及温室高架作物剪叉式行间喷药机及其控制系统。
技术介绍
我国设施农业迅速发展，但设施农业配套机具种类较少，自动化程度较低。设施蔬菜因高温高湿病虫害频发，化学防治仍然是主要手段，农民为了追求高产，农药滥用现象十分严重，导致农产品农药残留超标、农田环境污染等一系列问题，且因日光温室环境密闭，喷药中毒现象时有发生。日光温室黄瓜、西红柿等采取绳索“吊蔓”栽培方式，植株较高较密，当前喷药机械无法深入作物行间均匀喷药。目前，我国的日光温室植保机具大多数为手动施药机具，技术手段落后，施药方法粗放、简单，未考虑施药均匀性，农药利用率低。为了提高农药利用率并降低农药对作业人员的伤害，农业智能化精准喷洒设备成为国际上农业植保器械领域研究的主要内容，由传统植保机具的大药量、低效率逐渐向对靶施药、变量喷药、低量喷洒等智能化精准施药技术发展。针对温室黄瓜、西红柿等高架栽培作物，设计深入作物行间进行精准自动施药的机具，对减少对作业人员健康的损害，提高农药利用率，以及全面提升日光温室自动化生产能力起到巨大的推动作用，有着良好的应用推广前景。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种温室高架作物剪叉式行间喷药机及其控制系统，智能控制，操作简单，性能可靠，动力稳定，喷药过程中能实现深入温室高架作物行间进行精准智能施药，以智能控制代替人工，节约劳动力。本技术是通过以下技术方案实现的：温室高架作物剪叉式行间喷药机，包括运输平台和剪叉喷药系统(2)；所述剪叉喷药系统(2)安装在运输平台上，运输平台在日光温室北侧通道铺设的轨道上行驶；运输平台行驶到作物行间时，可沿东西方向深入到作物行间进行施药。所述运输平台为底盘轨道车(1)，底盘轨道车(1)由机架(11)、一对主动轮(12)、一对从动轮(16)、主动轴(13)、从动轴(17)、带座轴承(14)、直流减速电机(19)、直流减速电机安装板(115)、主动链轮(112)、从动链轮(114)、链条(113)、菱形带座轴承(111)、菱形轴承安装板(110)、剪叉回收板(15)、把手(18)组成，直流减速电机(19)通过链条(113)带动主动轮(12)在轨道上完成平稳的前进后退；剪叉回收板(15)用于承载剪叉前进机构，以带动剪叉喷药系统(2)在轨道上移动。所述剪叉喷药系统(2)包括剪叉伸缩机构(21)、剪叉前进机构(25)、剪叉回收机构(26)、药箱(27)、药泵(29)、药管(28)、喷杆(24)、电磁阀(22)、喷头(23)；所述喷头(23)安装在剪叉伸缩机构(21)前端的喷杆(24)上，剪叉前进机构(25)带动喷头(23)深入作物行间，剪叉回收机构(26)带动喷头(23)收回到底盘轨道车剪叉回收板(15)上，药泵(29)和药箱(27)固定在底盘轨道车(1)上提供药液和压力，通过药管(28)输送至喷头(23)，喷头(23)分为两组，朝向两侧作物，分别由电磁阀(22)控制每组通断。所述的剪叉伸缩机构(21)包括C型滑道(211)、剪叉连接轴(212)、剪叉滑动轴(213)、剪叉固定轴(215)、剪叉连接杆(216)、滑道轮(214)；所述剪叉连接杆(216)通过剪叉连接轴(212)组成两组平行的多级X型剪叉机构，并通过剪叉滑动轴(213)与剪叉固定轴(215)将头尾剪叉连接杆(216)安装到C型滑道(211)上，滑道轮(214)安装在剪叉滑动轴(213)的两端，在C型滑道(211)内随剪叉伸缩机构(21)滚动；C型滑道(211)的尾端轨道可直接插入轨道车机架(11)内的相应槽内，进而固定剪叉喷药系统(2)。所述剪叉前进机构(25)由轮毂电机(256)、U型安装架(255)、弹簧减震器(252/253/254)组成，U型安装架(255)与剪叉伸缩机构C型滑道(211)的前端以及弹簧减震器相连，轮毂电机(256)与弹簧减震器相连，轮毂电机(256)旋转带动剪叉前进机构(25)，弹簧减震器保证轮毂电机(256)始终紧贴地面。所述剪叉回收机构(26)由绞盘底座(261)、主动齿轮轴(262)、从动齿轮轴(263)、步进电机(264)、联轴器(265)、钢丝、绞盘固定板(267)组成；绞盘固定板(267)将剪叉回收机构(26)与底盘轨道车(1)固定，钢丝与剪叉伸缩机构(21)前端相连、绞盘主动齿轮轴(262)通过联轴器(265)与步进电机(264)相连，步进电机(264)转动带动主动齿轮轴(262)转动，拉动钢丝收回剪叉伸缩机构(21)。所述的控制系统控制温室垄间喷药轨道车实现日光温室无人喷药，包括蓄电池、行程开关、超声波避障传感器、激光定位传感器、无线通讯模块、警报灯、控制箱，激光定位传感器用于定位作物垄间，超声波避障传感器装在轨道车运行方向以检测轨道车运行前方是否有障碍物，行程开关用于控制剪叉伸缩机构伸缩范围，无线通讯模块用于与温室物联网系统通讯，进行喷药量的设置。底盘轨道车(1)带动剪叉喷药系统(2)沿日光温室北墙行间行驶，底盘轨道车(1)一侧装有激光定位传感器，当其检测到日光温室北墙上垄间喷药标志时，底盘轨道车(1)停止，然后通过剪叉前进机构(25)带动剪叉伸缩机构(21)沿垄间横向伸展，附着剪叉伸缩机构(21)的喷杆也随之深入垄间，剪叉伸缩机构(21)完全展开后，电磁阀(22)、药泵(29)开启，喷头(23)开始喷药，同时轮毂电机(256)停止工作，剪叉回收机构(26)的步进电机带动绞盘工作，用钢丝绳拉回喷头(23)，同时剪叉随之收缩，直至轮毂电机(256)收回到剪叉回收板(15)，即完成一行的喷药作业。轨道车继续前进至下一垄，并重复上述作业过程，直至完成温室内全部喷药。另外，本温室高架作物剪叉式行间喷药机还具有超声波避障，当有障碍物或人在轨道时自动停止。喷药作业之余，可将剪叉喷药系统从底盘轨道车(1)上拆除，底盘轨道车(1)还可用于运输作业，通过操作轨道车上的按钮，可调整其前进方向。本技术有益效果在于：(1)温室高架作物剪叉式行间喷药机有利于实现深入高架作物行间进行精准喷药，提高了施药的均匀性。(2)温室高架作物剪叉式行间喷药机引入超声波避障模块、激光垄间定位模块、自动充电模块等，使作品更加智能化，实现了温室内无人喷药。(3)温室高架作物剪叉式行间喷药机有助于实现温室高架作物的全自动喷药，减少了因温室环境密闭而出现的作业人员中毒的情况。(4)温室高架作物剪叉式行间喷药机有利于通过控制轮毂电机转速、剪叉回收步进电机转速，从而保证剪叉装置匀速伸缩，保证施药效果。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1为本技术温室高架作物剪叉式行间喷药机的整体结构示意图；图2为本技术底盘轨道车的结构示意图；图3为本技术链传动连接的结构示意图；图4为本技术剪叉伸缩装置结构示意图；图5为剪叉前进机构结构示意图；图6为剪叉回收机构结构示意图；图7为本技术控制系统示意图；图8为本技术控制系统框架示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.温室高架作物剪叉式行间喷药机，其特征在于，包括运输平台和剪叉喷药系统(2)；所述剪叉喷药系统(2)安装在运输平台上，运输平台在日光温室北侧通道铺设的轨道上行驶；运输平台行驶到作物行间时，可沿东西方向深入到作物行间进行施药。

【技术特征摘要】
1.温室高架作物剪叉式行间喷药机，其特征在于，包括运输平台和剪叉喷药系统(2)；所述剪叉喷药系统(2)安装在运输平台上，运输平台在日光温室北侧通道铺设的轨道上行驶；运输平台行驶到作物行间时，可沿东西方向深入到作物行间进行施药。2.根据权利要求1所述的温室高架作物剪叉式行间喷药机，其特征在于，所述运输平台为底盘轨道车(1)，底盘轨道车(1)由机架(11)、一对主动轮(12)、一对从动轮(16)、主动轴(13)、从动轴(17)、带座轴承(14)、直流减速电机(19)、直流减速电机安装板(115)、主动链轮(112)、从动链轮(114)、链条(113)、菱形带座轴承(111)、菱形轴承安装板(110)、剪叉回收板(15)、把手(18)组成，直流减速电机(19)通过链条(113)带动主动轮(12)在轨道上完成平稳的前进后退；剪叉回收板(15)用于承载剪叉前进机构，以带动剪叉喷药系统(2)在轨道上移动。3.根据权利要求1所述的温室高架作物剪叉式行间喷药机，其特征在于，所述剪叉喷药系统(2)包括剪叉伸缩机构(21)、剪叉前进机构(25)、剪叉回收机构(26)、药箱(27)、药泵(29)、药管(28)、喷杆(24)、电磁阀(22)、喷头(23)；所述喷头(23)安装在剪叉伸缩机构(21)前端的喷杆(24)上，剪叉前进机构(25)带动喷头(23)深入作物行间，剪叉回收机构(26)带动喷头(23)收回到底盘轨道车剪叉回收板(15)上，药泵(29)和药箱(27)固定在底盘轨道车(1)上提供药液和压力，通过药管(28)输送至喷头(23)，喷头(23)分为两组，朝向两侧作物，分别由电磁阀(22)控制每组通断。4.根据权利要求3所述的温室高架作物剪叉式行间喷药机，其特征在于，所述的剪叉伸缩机构(21)包括C型滑道(211)、剪叉连接轴(212)、剪叉滑动轴(213)、剪叉固定轴(215)、剪叉连接杆(216)、滑道轮(214)；所述剪...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭娜，须晖，田素博，李天来，朱文博，关旭生，刘自强，胡晓凯，李有臻，成慧婷，姚周翀，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21