一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机及方法技术

本发明专利技术涉及农业机械技术领域，公开了一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机及方法，该喷雾机包括：超声传感阵列，超声传感阵列用于采集果树的靶标信息；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，控制装置的输入端通讯连接超声传感阵列，输出端分别通讯连接风送装置的进风面积调节机构与出风面积调节机构；本发明专利技术在对果园的果树进行对靶风送喷药时，可实现输送风速与风量可解耦控制的风，满足了对不同类型的果树冠层的风送喷药需求，达到了较好的药物喷施效果。

【技术实现步骤摘要】
一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机及方法
本专利技术涉及农业机械
，特别是涉及一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机及方法。
技术介绍
果园风送喷药技术作为一种高效的施药技术，是通过高速气流将喷头雾化的雾滴进一步撞击雾化成细小均匀的雾滴，以增强雾滴的附着性能，同时强大的气流会翻滚枝叶并裹挟着雾滴穿入靶标内膛，大大增加了雾滴的贯穿能力。近年来，随着传感器和自动控制技术的发展，出现了果园对靶变量喷雾技术。果园对靶变量喷雾包括对药量和风力的对靶变量调控，其中，药量对靶变量调控技术已经逐渐成熟，但是，在风力调控方面的研究较少。对于现有的具有自动对靶风力调控功能的喷雾机而言，大多是通过单独地调节风机的转速，或者单独地调节出风面积，以此来实现对风力的调节，但是，该单一调节方式输出风力的风速与风量之间存在“强耦合”关系，这种“强耦合”关系主要体现在，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，该“强耦合”关系使得无法实现对风速与风量的独立调节。然而，在实际对果树进行喷施作业中，不同类型的果树冠层具有不同的风速与风量需求，例如：对于枝叶稠密而体积较小的树冠而言，一般需要高风速低风量的风力，而对于枝叶稀疏但体积较大的树冠而言，则需要低风速高风量的风力。在喷药过程中，风力过小将导致冠层膛内沉积不足，过大又会将药液吹出冠层，造成农药飘移，带来农田生态环境污染。由此可见，现有的对靶喷雾机在对果树进行风送喷药时，输送的风力存在风速与风量间的“强耦合”关系，难以满足不同类型的果树冠层的风送喷药需求，从而难以达到较好的药物喷施效果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机及方法，用于解决现有的对靶喷雾机在对果树进行风送喷药时，输送的风力存在风速与风量间的“强耦合”关系，难以满足不同类型的果树冠层的风送喷药需求的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，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；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，所述控制装置的输出端分别通讯连接所述进风面积调节机构与所述出风面积调节机构。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。其中，所述进风面积调节机构包括第一挡风板与第一翻转驱动机构；所述第一挡风板包括多个，且并排分布于所述进风口；所述第一翻转驱动机构连接所述第一挡风板，并通讯连接所述控制装置。其中，所述出风面积调节机构包括出风调控单元与第二翻转驱动机构；所述出风调控单元包括多个，且并排分布于所述出风口；所述第二翻转驱动机构与所述出风调控单元一一对应，并连接所述出风调控单元，所述第二翻转驱动机构通讯连接所述控制装置。其中，所述出风调控单元包括两个第二挡风板，两个所述第二挡风板相对应的一边相铰接，两个所述第二挡风板的另一边连接所述第二翻转驱动机构。其中，所述喷雾装置包括多个喷雾头，所述喷雾头用于通过控制阀连通药箱；所述出风调控单元与所述喷雾头一一相对，并沿所述风送装置的出风方向布置。本专利技术实施例还提供一种如上所述的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机的喷施方法，包括：S1，采集果园中果树的靶标信息和喷雾机的行驶速度信息，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；S2，基于靶标信息计算对果树冠层不同位置喷施的药量，以控制喷雾装置进行喷药，同时，基于靶标信息计算风送装置对果树冠层不同位置输送的风速与风量，对进风面积调节机构和出风面积调节机构进行联合调控，以控制风送装置在输送的风速恒定下进行风量的按需调节；S3，基于喷雾机的行驶速度信息及果树的位置信息，对果树依次进行对靶喷施作业。其中，S2进一步包括：根据冠层轮廓信息、冠层体积信息对果树的冠层沿水平方向逐列进行网格划分，每一列形成多个单元网格；根据单一列的每个单元网格的冠层体积信息及冠层稠密信息，计算对每一个单元网格喷施的药量，以控制单个喷雾头向与其对应的单元网格喷药，同时，根据单一列的每个单元网格的冠层体积信息及冠层稠密信息，计算对每一个单元网格喷施的风量，以控制单个出风调控单元向与其对应的单元网格输送相应的风量；相应地，S3进一步包括：根据喷雾机的行驶速度信息及果树的位置信息，对果树的冠层进行逐列对靶喷施作业。其中，S1中所述采集果园中果树的靶标信息进一步包括：在沿着喷雾机的行进方向，基于超声传感阵列扫描果树冠层不同高度位置的靶标距离信息，以获取果树的位置信息、冠层轮廓信息及冠层体积信息；基于超声传感阵列接收的果树相应高度位置的回波信号，以获取果树的冠层稠密信息。本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本专利技术实施例提供的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机及方法，可通过超声传感阵列采集果树的靶标信息，在风送装置及相应的喷雾装置正对果树冠层并进行风送喷药时，可基于果树的靶标信息计算对果树喷施的药量，以控制喷雾装置进行喷药，并基于果树的靶标信息计算风送装置对果树输送的风速与风量，从而可通过对风送装置的进、出风口面积的协同调节，控制风送装置输送恒定的风速和不同风量的风，进而可基于喷雾机的行驶速度信息及果树的位置信息，对果园的各个果树依次进行对靶喷施作业。由此可见，本专利技术所示的喷雾机在对果园的果树进行对靶风送喷药时，不但可基于果树的靶标信息控制对果树对靶喷施的药量，而且可基于果树的靶标信息控制对果树对靶喷施的风速与风量，输送风速与风量可解耦控制的风，满足了对不同类型的果树冠层的风送喷药需求，达到了较好的药物喷施效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所示的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例所示的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机的右视结构示意图；图3为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，其特征在于，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；/n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；/n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；/n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，所述控制装置的输出端分别通讯连接所述进风面积调节机构与所述出风面积调节机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，其特征在于，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；
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，所述控制装置的输出端分别通讯连接所述进风面积调节机构与所述出风面积调节机构。


2.根据权利要求1所述的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，其特征在于，还包括：移动平台；所述移动平台上安装所述超声传感阵列、所述风送装置、所述喷雾装置及所述控制装置。


3.根据权利要求1所述的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，其特征在于，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。


4.根据权利要求1所述的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，其特征在于，所述进风面积调节机构包括第一挡风板与第一翻转驱动机构；所述第一挡风板包括多个，且并排分布于所述进风口；所述第一翻转驱动机构连接所述第一挡风板，并通讯连接所述控制装置。


5.根据权利要求1所述的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，其特征在于，所述出风面积调节机构包括出风调控单元与第二翻转驱动机构；所述出风调控单元包括多个，且并排分布于所述出风口；所述第二翻转驱动机构与所述出风调控单元一一对应，并连接所述出风调控单元，所述第二翻转驱动机构通讯连接所述控制装置。


6.根据权利要求5所述的联合调控进、出风面积的果园对靶喷雾机，其特征在于，所述出风调控单元包括两个第二挡风板，两个所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀，窦汉杰，翟长远，李思，马伟，高原源，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11