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制造方法及图纸

技术编号:24334460 阅读:55 留言:0更新日期:2020-05-29 21:34
本发明专利技术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。本发明专利技术提供了喷洒装置中的具有一体泵送室的可更换的、标记的且气密密封的液体子系统与一体的自我诊断系统的一起使用,从而允许确保人员安全性以及喷洒装置的主要部件的资源的核算。所有这些结合起来能够形成全自动的喷洒系统。

Spray devices for chemical treatment of liquid agents and spray system based on spray devices with replaceable liquid subsystem

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术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来处理农业区域、林地和其他区域的装置。本专利技术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。
技术介绍
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-poisoning-170308140641105.html)],这表明可用的保护手段不足。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动至一个或多个喷洒单元的装置。泵作为用于确保液体通过液体输送系统从储存器流动至喷洒单元的装置用在某些已知的装置中。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现有的喷洒装置具有相当大尺寸的静态组装结构,因此使整个系统维修并符合工作安全标准复杂化。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。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,因此当前的装置既不提供安全性也不提供可靠性。在当前的技术解决方案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。在许多已知的专利中,喷洒装置包括刚性罐,刚性罐包括具有化学处理液体剂的弹性储存器,或者刚性罐和储存器通过弹性膜分开。刚性罐限制弹性袋的最大膨胀。在弹性(挠性)袋的壁部对液体的恒定压力下,部分地解决了液体飞溅问题。在专利申请CN106035295A中,弹性袋(储存器)安置在刚性罐内部并且设置有入口通道和出口通道。这样做的主要缺点在于,袋被制成为罐的固定零件并且不能更换。专利申请CN105882973A中公开了类似的解决方案,其中,将用于农药的弹性内袋安置在填充有弹性材料的容器中。在再填充期间,填充物被压缩,并且随着液体消耗,填充物填充容器中的自由空间。在另一专利CN105966622A中,在用于农药的储存器内部设置有特殊的弹性膜,该弹性膜覆盖液体表面的一部分,使得液体位于储存器的内表面与膜之间。这种结构防止液体在其消耗时飞溅。在前述喷洒装置中,没有实现液体输送系统的安装普遍性和操作通用性,没有解决使用过的液体输送系统的利用问题,没有达到高的人员安全水平;喷洒装置的设计和维护很复杂;并且在没有合格人员参与的情况下,不能容易地更换液体输送系统。在相关
中,还存在将液体存储在一次性储存器中的许多已知的装置和方法,例如,用于染发(CA2953378A1等),用于存储一定剂量的药物(US3991758等),一次性储存器设置有用于液体的通道(液体子系统元件)。在多个已知的喷洒装置中,使用泵作为确保液体通过液体输送系统从储存器输送至一个或多个喷洒单元的装置。在专利WO2016/192023(US2017/0152843)中,安装在无人机上的喷洒装置基于泵,其中,使用了无刷马达;描述了与喷洒单元(液体子系统)的可能连接。该专利假设可以将泵送室安装在泵中。主要缺点在于,该专利未描述泵送室及其性能;泵送室可能是泵的一体部分且无法更换;未描述液体系统的性能。在专利申请WO2016/192024(US2017/0129605A1)中,喷洒装置也基于泵;喷洒装置安装在无人机上。在WO2016/192024(US2017/0129605A1)中描述的喷洒装置中,使用隔膜泵,并且通过该泵的循环频率设定液体流速。该申请提及一种液体输送系统(液体子系统),液体通过该液体输送系统从储存器流到喷洒器(喷洒单元)中。已知的解决方案的主要缺点和问题在于,未描述泵送室及其性能;液体子系统是固定的,并且在不进行很大努力的情况下不能将其移除并完全更换一个新的液体子系统。因此,当对喷洒装置进行再填充并对其进行维修时,无法避免人员与液体输送系统中的容纳物或容纳物的残留物接触,而这对维修人员而言可能是危险的。所讨论的技术解决方案的其他缺点在于,喷洒装置被设计成仅用于无人机,而不能用于无人驾驶的地面交通工具。在WO2016/192024(US2017/0129605A1)提供的解决方案中,没有实现:喷洒装置安装和应用的通用性、人员的高水平安全性以及在配备有防护装置的合格人员不参与的情况下容易地更换液体子系统的可能性,并且也没有解决使用过的液体子系统的利用问题。根据专利CN105438475A的解决方案,液体存储在储存器中并通过喷嘴(喷洒单元)喷洒,该装置通过具有螺帽的特定供给箱再填充。通过泵产生喷洒液体所需的增加的压力。喷洒装置被设计成安装在无人机上。这种解决方案的主要缺点在于,喷洒系统的再填充不是自动的(不排除人员参与),该解决方案被设计成仅用于无人机的喷洒装置,并且液体子系统是固定且不可更换的。该技术解决方案的其他缺点在于,尽管使用了泵,但是没有提供所喷洒的液体流的控制方法。液体仅以一种方式(通过喷嘴)且仅在竖向向下的一个方向上喷洒。该喷洒装置中的液体通道仅严格地竖向布置,这增大了结构的尺寸。出版物WO2014160589(US2014/0303814A1)公开了喷洒系统和无人机在农业中的使用,并且指出了对自动的再填充子系统(再填充模块)、无人驾驶交通工具的电池充电、用于停放和存储无人驾驶交通工具的基站的需求,以及对用于控制系统和与无人驾驶交通工具通信的软件的需求。在该申请中未考虑人员与液体系统的容纳物及其残留物的接触。US2014/0303814A1中的技术解决方案没有提供再填充子系统本身通过无人驾驶交通工具进行的再填充,并且没有提供无人驾驶交通工具或其喷洒装置的诊断,喷洒装置被连接用于再填充。所述技术解决方案的其他缺点在于,喷洒系统是固定的且设计成仅用于无人机;喷洒系统没有用于无人驾驶的地面交通工具;并且液体系统不能被更换。本说明书中使用以下限定:会话-无人驾驶的运动单元,限定要被处理的区域的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于在用于化学处理液体剂的喷洒装置中使用的液体子系统,所述喷洒装置安装在无人驾驶交通工具上,所述液体子系统包括用于化学处理液体剂的储存器以及液体软管,所述储存器设置有出口通道,所述液体软管连接至所述储存器,其特征在于,/n-所述液体子系统(B)被设计为能够整体更换的装置,其中,气密的所述储存器(3)以对液体介质不可渗透的袋的形式制成,并且/n-所述液体子系统(B)还包括具有一个或更多个出口端口的歧管(11),所述歧管(11)通过歧管通道(12)连接至所述储存器(3)的所述出口通道(10);/n-每个液体软管(15)在一个端部处气密地连接至所述歧管(11)的出口端口中的一个出口端口,并且在另一端部处设置有锁定阀(16),所述锁定阀(16)在断开连接的状态下关闭。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171010 LT 20170781.一种用于在用于化学处理液体剂的喷洒装置中使用的液体子系统,所述喷洒装置安装在无人驾驶交通工具上,所述液体子系统包括用于化学处理液体剂的储存器以及液体软管,所述储存器设置有出口通道,所述液体软管连接至所述储存器,其特征在于,
-所述液体子系统(B)被设计为能够整体更换的装置,其中,气密的所述储存器(3)以对液体介质不可渗透的袋的形式制成,并且
-所述液体子系统(B)还包括具有一个或更多个出口端口的歧管(11),所述歧管(11)通过歧管通道(12)连接至所述储存器(3)的所述出口通道(10);
-每个液体软管(15)在一个端部处气密地连接至所述歧管(11)的出口端口中的一个出口端口,并且在另一端部处设置有锁定阀(16),所述锁定阀(16)在断开连接的状态下关闭。


2.根据权利要求1所述的液体子系统,其特征在于,所述液体子系统还包括能够密封的存储袋(19)。


3.根据权利要求1或2所述的液体子系统,其特征在于,所述液体子系统还包括非接触式标签(18)。


4.根据权利要求3所述的液体子系统,其特征在于,所述非接触式标签(18)被制成为条形码、二维码或非接触式射频标签。


5.根据权利要求3或4所述的液体子系统,其特征在于,所述非接触式标签(18)包括只读信息。


6.根据权利要求5所述的液体子系统,其特征在于,所述只读信息包括所述液体子系统的唯一标识符,和/或制造日期,和/或保修有效期,和/或与各种液体的相容性的指定,和/或最大操作压力的指定,和/或规定的使用循环数。


7.根据权利要求3至6中的任一项所述的液体子系统,其特征在于,所述非接触式标签(18)还包括所述液体子系统(B)的可变指示器。


8.根据权利要求7所述的液体子系统,其特征在于,所述可变指示器包括所使用的液体类型的标识符,和/或所述液体子系统的不渗透状态,和/或用于所述使用循环的计数器。


9.根据权利要求1至8中的任一项所述的液体子系统,其特征在于,所述歧管通道(12)设置有一个或更多个测量部分(14),所述一个或更多个测量部分(14)被安置到外部液体流量传感器和/或液体存在检测器(6)中。


10.根据权利要求9所述的液体子系统,其特征在于,所述传感器(6)中的任一者是超声波的、光学的、感应的或电容的,所述测量部分(14)被安置到所述传感器(6)中。


11.根据前述权利要求中的任一项所述的液体子系统,其特征在于,所述液体子系统还包括一个或多个液体泵的一个中央泵送室(13)或若干个单独的泵送室(17),其中,所述泵送室结合到所述液体子系统(B)中,以与所述液体子系统(B)一起被更换,同时所述泵送室的尺寸和形式由适当的液体泵的类型限定。


12.根据权利要求11所述的液体子系统,其特征在于,在设置有所述液体泵的单个所述中央泵送室(13)的情况下,所述歧管连接通道(12)配备有所述中央泵送室(13)。


13.根据权利要求12所述的液体子系统,其特征在于,所述中央泵送室(13)安置到适当的中央液体泵(31)的中央泵送发动机(7)的操作区域中。


14.根据权利要求11所述的液体子系统,其特征在于,在设置有所述液体泵的若干个所述单独的泵送室(17)的情况下,每个液体软管(15)配备有所述单独的泵送室(17),所述液体软管(15)设计成用于与适当的喷洒单元连接。


15.根据权利要求14所述的液体子系统,其特征在于,每个单独的泵送室(17)安置到适当的单独的液体泵(32)的泵送发动机(8)的操作区域中。


16.根据前述权利要求中的任一项所述的液体子系统,其特征在于,所述液体不可渗透的储存器(3)的材料从一组在化学上呈惰性的聚合物材料中选择,所述聚合物材料包括热塑性聚氨酯、硅树脂、橡胶、聚酰亚胺、聚乙烯、聚酰胺的单层或多层膜,所述聚合物材料优选地为热塑性聚氨酯。


17.一种用于化学处理液体剂的喷洒装置(A),所述喷洒装置(A)安装在无人驾驶交通工具上,并且所述喷洒装置包括壳体、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、具有一组软管的液体输送系统以及用于将液体通过所述液体输送系统从所述储存器输送至所述一个或多个喷洒单元的装置,其特征在于,
-所述储存器和所述液体输送系统以能够整体更换的根据权利要求1至16中的任一项所述的液体子系统(B)的形式制成;
-其中,所述储存器(3)被安置到所述喷洒装置的篮形件(2)中;
-用于将液体从所述储存器(3)输送至所述一个或多个喷洒单元(4)的所述装置包括一个中央液体泵(31)或若干个单独的液体泵(32),其中,一个或多个泵送室结合到能够更换的所述液体子系统(B)中;
-每个喷洒单元(4)与所述液体子系统(B)的适当的液体软管(15)的锁定阀(16)气密地连接;
-所述喷洒装置控制器是会话控制器(9),所述会话控制器(9)被设计成考虑反馈传感器的读数来控制流速。


18.根据权利要求17所述的喷洒装置,其特征在于,所述喷洒装置还包括压缩机构(20),所述压缩机构(20)将所述储存器(3)按压至所述篮形件(2)的底部。


19.根据权利要求17或18所述的喷洒装置,其特征在于,每个液体泵是适当类型的容积泵,比如蠕动型、隔膜型或活塞型的容积泵。


20.根据权利要求17至19中的任一项所述的喷洒装置,其特征在于,所述喷洒装置包括单个的中央泵送发动机(7)或若干个单独的泵送发动机(8),所述中央泵送发动机(7)或所述单独的泵送发动机(8)与适当的可变形的泵送室一起形成单个的中央泵(31)或若干个单独的泵(32)。


21.根据权利要求17至20中的任一项所述的喷洒装置,其特征在于,所述喷洒装置包括多于一个所述液体子系统(B)。


22.根据权利要求17至21中的任一项所述的喷洒装置,其特征在于,所述液体子系统(B)固定在所述喷洒装置(A)的节点中,使得能够对所述液体子系统(B)进行快速安装、拆除和/或更换。


23.根据权利要求17至22中的任一项所述的喷洒装置,其特征在于,所述喷洒装置设置有一个或更多个液体再填充阀(5),每个液体再填充阀通过适当的所述液体软管(15)连接至所述液体子系统(B)的所述歧管(11),并且所述液体再填充阀(5)被设计成用化学处理液体剂对所述液体子系统(B)进行再填充。


24.根据权利要求17至23中的任一项所述的喷洒装置,其特征在于,所述液体再填充阀(5)由再填充站(30)控制并且与所述再填充站断开连接,所述液体再填充阀(5)和...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢尔盖·奥季诺科夫利纳斯·萨穆奥利斯
申请(专利权)人:机器人土地有限公司
类型:发明
国别省市:立陶宛;LT

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