一种实时变位喷药系统技术方案

一种实时变位喷药系统，涉及精准喷药技术领域。本实用新型专利技术是为了解决现有的农药喷洒模式造成农药浪费，给环境造成了污染的问题。本实用新型专利技术包括车体、计算机视觉识别装置、支架、药箱、药泵、喷药臂、喷药钢管、喷头实时变位调节机构、多个喷头和微控制系统，所述的计算机视觉识别装置安装在车体尾部机架的正上方，支架固定安装在车体的正前方，喷药臂固定安装在支架上，喷药钢管沿着喷药臂的长度方向固定安装在喷药臂上，药箱与药泵均安装在车体内，且药泵的进液口通过输药管连接药箱出液口，药泵的出液口通过多根输药管分别连接多个喷头的进液口，所述的喷头实时变位调节机构用于调节喷头的喷药方向和喷头位移。主要用于农田的精准喷药。准喷药。准喷药。

【技术实现步骤摘要】
一种实时变位喷药系统


[0001]本技术涉及精准喷药
，尤其涉及一种实时变位喷药系统。

技术介绍

[0002]目前的农药喷洒方式基本上是全覆盖的喷洒方式，不需要农药的土地也会被农药覆盖，造成了农药的浪费并且对生态环境造成了极大的污染。
[0003]当前的精准喷药方法基本上是以作物的生长情况不同改变药液的喷量的方式，但是在大垄双行的种植模式下，垄的面积占整体地块面积的60％以上，也就是说在传统全覆盖喷药模式下至少会有60％的农药被浪费，给环境造成了极大污染。

技术实现思路

[0004]本技术需要解决的技术问题是：现有的农药喷洒模式造成农药浪费，给环境造成了污染的问题；进而提供一种实时变位喷药系统。
[0005]本技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：
[0006]一种实时变位喷药系统包括车体、计算机视觉识别装置、支架、药箱、药泵、喷药臂、喷药钢管、喷头实时变位调节机构、多个喷头和微控制系统，所述的计算机视觉识别装置安装在车体尾部机架的正上方，所述的支架固定安装在车体的正前方，喷药臂固定安装在支架上，喷药钢管沿着喷药臂的长度方向固定安装在喷药臂上，药箱与药泵均安装在车体内，且药泵的进液口通过输药管连接药箱出液口，药泵的出液口通过多根输药管分别连接多个喷头的进液口，所述的喷头实时变位调节机构用于调节喷头的喷药方向和喷头位移。
[0007]进一步的，所述的微控制系统包括Arduino微控制器和拓展板，拓展板与Arduino微控制器相连接。
[0008]进一步的，所述的计算机视觉识别装置包括安装在机架上方的摄像头和安装在控制盒中的控制终端。
[0009]进一步的，所述的喷头实时变位调节机构包括第一球形万向节、连杆、第二球形万向节、拉杆和舵机，所述的第一球形万向节的外壳固定安装在喷药钢管上，第一球形万向节通过连杆与喷头固定连接，所述的第二球形万向节的外壳固定安装在连杆的中间位置，第二球形万向节通过拉杆与舵机固定连接，所述的舵机固定安装在喷药钢管上。
[0010]进一步的，在喷头与喷药钢管之间的输药管上沿着水流方向依次设置有电磁阀和流量传感器。
[0011]进一步的，所述的喷药臂一共分为三段，三段喷药臂依次铰接在一起，每相邻的两段喷药臂之间均设有液压马达、螺杆和螺母，液压马达铰接在其中一段喷药臂上，螺母铰接在另一段喷药臂上，螺杆的一端与液压马达的输出端固定连接，螺杆的另一端螺纹连接在螺母上；
[0012]所述的喷药钢管也分为三段，每段喷药臂上设置有一段喷药钢管。
[0013]进一步的，所述的实时变位喷药系统还包括安装在药箱上的水位传感器和安装在驾驶室中的LCD显示屏及警报器。
[0014]本技术与现有技术相比产生的有益效果是：
[0015]本技术使用计算机视觉识别装置和微控制系统识别出苗带中心线坐标，经Arduino微控制器处理控制喷头的开关和角度的偏转，使喷头只对苗带区域进行喷洒，避免了对垄的喷洒，减少了农药的使用量，极大的提高了农药的利用率，保护了土壤和生态环境，有利于保护性耕作的推进，提高了农产品的安全性。
附图说明
[0016]图1为实时变位喷药系统的整体结构示意图；
[0017]图2为喷头实时变位调节机构初始位置示意图；
[0018]图3为喷头实时变位调节机构位移的示意图；
[0019]图4为喷药臂展后的结构示意图；
[0020]图5为实时变位喷药与全覆盖式喷药仿真实验对比图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案：
[0022]具体实施方式一：如图1所示，本实施方式中，一种实时变位喷药系统包括车体、计算机视觉识别装置1、支架2、药箱3、药泵4、喷药臂5、喷药钢管6、多个喷头实时变位调节机构7、多个喷头8、微控制系统和供电系统，所述的计算机视觉识别装置1安装在车体前端机架的正上方并用于拍摄作业地块的图像，所述的支架2固定安装在车体的尾端，喷药臂5固定安装在支架2上，喷药钢管6沿着喷药臂5的长度方向固定安装在喷药臂5上，药箱3与药泵4均安装在车体内，且药泵的进液口通过输药管连接药箱出液口，药泵的出液口通过多根输药管分别连接多个喷头8的进液口，喷头8通过喷头实时变位调节机构7安装在喷药钢管6上，所述的喷药钢管6用于固定喷头8；所述的供电系统包括一块5v锂电池组、一块24v锂电池组、稳压装置和电路保护装置18，5v锂电池组为计算机视觉识别装置和微控制系统供电，24v电源模块为电磁阀9和舵机供电，稳压装置和电路保护装置18可以防止因为大电流损坏用电器。
[0023]所述的喷头实时变位调节机构7用于调节喷头8的喷药方向和喷头的位移量。
[0024]具体实施方式二：本实施方式中，所述的微控制系统包括Arduino微控制器14和拓展板，拓展板与Arduino微控制器14相连接，拓展板用于增加Arduino微控制器14的输出端口。
[0025]其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。
[0026]具体实施方式三：本实施方式中，所述的计算机视觉识别装置1包括安装在机架上方的摄像头和安装在控制盒中的控制终端，摄像头用于拍摄作业地块图像，经控制终端计算处理得到苗带中心线16的横坐标。
[0027]其他组成及连接方式与具体实施方式二相同。
[0028]具体实施方式四：如图2和图3所示，本实施方式中，所述的喷头实时变位调节机构7包括第一球形万向节7
‑
1、连杆7
‑
2、第二球形万向节7
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3、拉杆7
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4,和舵机7
‑
5，所述的第一
球形万向节7
‑
1的外壳固定安装在喷药钢管6上，第一球形万向节7
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1通过连杆7
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2与喷头8固定连接，所述的第二球形万向节7
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3的外壳固定安装在连杆7
‑
2的中间位置，第二球形万向节7
‑
3通过拉杆7
‑
4与舵机7
‑
5固定连接，所述的舵机7
‑
5固定安装在喷药钢管6上。
[0029]如图3所示，当舵机7
‑
5发生位移时，舵机带动拉杆7
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4产生位移，进而拉杆7
‑
4带动连杆7
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2以第一球形万向节7
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1为圆心发生偏转，喷头8在连杆7
‑
2的带动下，产生位移和偏转。
[0030]其他组成及连接方式与具体实施方式三相同。
[0031]具体实施方式五：如图1所示，本实施方式中，在喷头8与喷药钢管6之间的输药管上沿着水流方向依次设置有电磁阀9和流量传感器10，流量传感器10用于检测喷头的药液流量是否正常，当喷头发生堵塞时，可以准确的判断出是哪一个喷头发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时变位喷药系统，其特征在于：它包括车体、计算机视觉识别装置(1)、支架(2)、药箱(3)、药泵(4)、喷药臂(5)、喷药钢管(6)、喷头实时变位调节机构(7)、多个喷头(8)和微控制系统，所述的计算机视觉识别装置(1)安装在车体前端机架的正上方，所述的支架(2)固定安装在车体的尾端，喷药臂(5)固定安装在支架(2)上，喷药钢管(6)沿着喷药臂(5)的长度方向固定安装在喷药臂(5)上，药箱(3)与药泵(4)均安装在车体内，且药泵(4)的进液口通过输药管连接药箱(3)出液口，药泵(4)的出液口通过多根输药管分别连接多个喷头(8)的进液口，所述的喷头实时变位调节机构(7)用于调节喷头(8)的喷药方向和喷头位移。2.根据权利要求1所述的一种实时变位喷药系统，其特征在于：所述的微控制系统包括Arduino微控制器(14)和拓展板，拓展板与Arduino微控制器(14)相连接。3.根据权利要求2所述的一种实时变位喷药系统，其特征在于：所述的计算机视觉识别装置(1)包括安装在机架上方的摄像头和安装在控制盒中的控制终端。4.根据权利要求3所述的一种实时变位喷药系统，其特征在于：所述的喷头实时变位调节机构(7)包括第一球形万向节(7
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1)、连杆(7
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2)、第二球形万向节(7
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3)、拉杆(7
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4),和舵机(7
‑
5)，所述的第一球形万向节(7
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【专利技术属性】
技术研发人员：王跃勇，刘媛媛，崔舒然，王君，张永光，何铭，韩君鹏，罗代跃，刘美男，周小康，孙嘉惠，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：新型
国别省市：