喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置与主动防飘移方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及喷雾机技术领域，提供一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置与主动防飘移方法。上述喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置包括：喷雾装置、挡风导流装置、传感检测组件和控制模块；喷雾装置包括喷杆和喷施单元，喷施单元具有可改变喷施角度的喷头；挡风导流装置包括挡风导流固定板和挡风导流单元；传感检测组件包括激光雷达、高度探测传感器和风速风向仪；控制模块用于根据传感检测组件采集的信息，对不同位置的喷头的喷施角度和挡风导流移动板的位姿进行调整，以在环境风场变化的情况下对各个喷头的喷药进行主动防飘移控制。本发明专利技术能够适应环境风场、作物信息变化，主动调整挡风导流单元和喷施单元，从而达到良好的药液喷施和飘移防减效果。防减效果。防减效果。

【技术实现步骤摘要】
喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置与主动防飘移方法


[0001]本专利技术涉及喷雾机
，尤其涉及一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置与主动防飘移方法。

技术介绍

[0002]化学农药防治病虫草害是保障粮食作物健康生长不可或缺的手段之一，农药飘移是农药安全施用的一个最大限制因素。喷杆喷雾机是大田喷药应用最广的地面农药喷施设备，其喷药防飘移性能优化对提高农药安全施用能力，降低农药对环境的污染、域外作物及人畜生命危害，对植保装备智能化水平提升具有重要的推动作用。
[0003]目前，喷杆喷雾机药液防飘移技术主要有防飘喷头、风幕防飘技术和挡风罩盖防飘技术等。防飘喷头应用较早，其原理是通过增大雾滴粒径，使得雾滴运移至作物的动能增加，但过大的雾滴粒径造成药液反弹，不利于雾滴沉积均匀性，且无法适应风场变化；风幕防飘技术存在结构复杂、耗能大、成本高的缺点，难以在中小型喷杆喷雾机上广泛应用；挡风罩盖防飘技术存在能耗损失，雾滴沉积慢引起气流飘移的问题。
[0004]现有的喷杆喷雾机技术多为针对最大预估侧风风速的被动式、固定式的药液防飘方法，无法适应自然风多变对喷雾飘移的影响,而且现有技术防飘仅考虑风速等单一参数，忽略了自然风、作物和喷施参数动态变化对药液飘移的影响，难以取得较好的农药雾滴沉积分布与药液防飘移双重效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置与主动防飘移方法，用以解决现有的被动式、固定式喷杆喷雾机喷药防飘移装置存在飘移防减效果差的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，包括：喷雾装置、挡风导流装置、传感检测组件和控制模块；
[0008]所述喷雾装置包括喷杆和喷施单元，多个所述喷施单元沿所述喷杆的延伸方向依次设置，所述喷施单元具有可改变喷施角度的喷头；
[0009]所述挡风导流装置包括挡风导流固定板和挡风导流单元，所述挡风导流固定板沿所述喷杆的延伸方向设置，多个所述挡风导流单元和多个所述喷施单元一一对应地设于所述挡风导流固定板的同一侧；所述挡风导流单元包括驱动组件和挡风导流移动板；所述驱动组件和所述挡风导流移动板连接，以调节所述挡风导流移动板对作物冠层的推拨深度和推拨角度；
[0010]所述传感检测组件包括激光雷达、高度探测传感器和风速风向仪；所述激光雷达用于检测作物冠层的稠密度，所述高度探测传感器用于检测所述喷杆相对于作物冠层的高度，所述风速风向仪用于检测所述喷杆所在位置的风速和风向；
[0011]所述传感检测组件和所述控制模块电性连接，所述控制模块分别与各个所述喷施
单元及各个所述挡风导流单元电性连接；
[0012]所述控制模块用于根据所述传感检测组件采集的信息，对不同位置的所述喷头的喷施角度和所述挡风导流移动板的位姿进行调整，以在环境风场变化的情况下对各个喷头的喷药进行主动防飘移控制。
[0013]根据本专利技术提供的一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，所述喷施单元包括支撑杆、舵机和所述喷头；
[0014]所述支撑杆和所述喷杆连接，至少部分所述支撑杆设于所述挡风导流单元的上侧；所述舵机设于所述支撑杆上，所述喷头和所述舵机的输出端连接。
[0015]根据本专利技术提供的一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，所述驱动组件包括第一伸缩驱动件和四连杆驱动机构；
[0016]所述喷杆通过所述第一伸缩驱动件和所述四连杆驱动机构连接，所述第一伸缩驱动件用于驱动所述四连杆驱动机构沿竖直方向升降；
[0017]所述挡风导流移动板设于所述四连杆驱动机构的底端，所述四连杆驱动机构用于改变所述挡风导流移动板的推拨角度。
[0018]根据本专利技术提供的一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，所述四连杆驱动机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第二伸缩驱动件；
[0019]所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆、所述第四连杆依次首尾铰接；所述第一连杆和所述第三连杆沿竖直方向呈平行设置，所述第二连杆和所述第四连杆平行设置；
[0020]所述第一伸缩驱动件的一端和所述喷杆连接，另一端和所述第一连杆连接；所述第二伸缩驱动件的一端和所述第一连杆铰接，另一端和所述第二连杆铰接；所述挡风导流移动板设于所述第四连杆的下侧。
[0021]根据本专利技术提供的一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，所述喷杆朝向所述挡风导流单元的一侧设有滑槽；所述第一连杆沿竖直方向可移动地穿设于所述滑槽中。
[0022]根据本专利技术提供的一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，所述挡风导流装置还包括弹性连接板；相邻的两个所述喷施单元的挡风导流移动板之间通过所述弹性连接板连接。
[0023]根据本专利技术提供的一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，所述激光雷达设于喷杆喷雾机的车身前端的中心位置；所述高度探测传感器和所述风速风向仪分别设于所述喷杆上。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种基于如上所述的喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置的主动防飘移方法，包括：
[0025]获取药液飘移影响参数，所述药液飘移影响参数包括作物冠层的稠密度、喷杆相对于作物冠层的高度与喷杆所在位置的风速和风向；
[0026]将药液飘移影响参数输入至主动防飘移控制模型，获取所述主动防飘移控制模型输出的飘移防减输出参数，所述飘移防减输出参数包括喷头的喷施压力、喷头的喷施角度及挡风导流移动板的位姿参数；
[0027]根据设定的喷施参数和所述飘移防减输出参数，对喷施单元和挡风导流单元进行控制；
[0028]其中，所述主动防飘移控制模型是根据喷杆喷雾机进行药液喷施过程中作物的损伤程度和药液的飘移量为衡量标准进行构建的。
[0029]根据本专利技术提供的一种主动防飘移方法，所述主动防飘移控制模型是以所述药液飘移影响参数为样本，以与所述药液飘移影响参数对应的所述飘移防减输出参数为标签，采用神经网络模型进行训练获取。
[0030]根据本专利技术提供的一种主动防飘移方法，在构建所述主动防飘移控制模型之前，还包括：
[0031]建立基于喷杆喷雾机的近冠层风雾场模型，确定喷杆上不同位置的喷头喷雾的飘移量；
[0032]建立风速、风向、推拨深度和推拨角度相对于飘移量的回归方程，根据喷杆上不同位置的喷头喷雾的飘移量和所述回归方程，获取挡风导流单元在所述飘移量处于最小值时的结构参数；
[0033]基于所述挡风导流单元的结构参数，建立作物冠层的稠密度、喷杆相对于作物冠层的高度、推拨深度和推拨角度相对于作物的损伤程度的第一关联函数，以及建立风速、风向和喷头的喷施角度相对于飘移量的第二关联函数；
[0034]基于所述第一关联函数和所述第二关联函数，确定主动防飘移控制模型的药液飘移影响参数和飘移防减输出参数。
[0035]本专利技术提供的喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置与主动防飘移方法，通过使用激光雷达检测作物冠层的稠密度，高度探测传感器检测喷杆相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，其特征在于，包括：喷雾装置、挡风导流装置、传感检测组件和控制模块；所述喷雾装置包括喷杆和喷施单元，多个所述喷施单元沿所述喷杆的延伸方向依次设置，所述喷施单元具有可改变喷施角度的喷头；所述挡风导流装置包括挡风导流固定板和挡风导流单元，所述挡风导流固定板沿所述喷杆的延伸方向设置，多个所述挡风导流单元和多个所述喷施单元一一对应地设于所述挡风导流固定板的同一侧；所述挡风导流单元包括驱动组件和挡风导流移动板；所述驱动组件和所述挡风导流移动板连接，以调节所述挡风导流移动板对作物冠层的推拨深度和推拨角度；所述传感检测组件包括激光雷达、高度探测传感器和风速风向仪；所述激光雷达用于检测作物冠层的稠密度，所述高度探测传感器用于检测所述喷杆相对于作物冠层的高度，所述风速风向仪用于检测所述喷杆所在位置的风速和风向；所述传感检测组件和所述控制模块电性连接，所述控制模块分别与各个所述喷施单元及各个所述挡风导流单元电性连接；所述控制模块用于根据所述传感检测组件采集的信息，对不同位置的所述喷头的喷施角度和所述挡风导流移动板的位姿进行调整，以在环境风场变化的情况下对各个喷头的喷药进行主动防飘移控制。2.根据权利要求1所述的喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，其特征在于，所述喷施单元包括支撑杆、舵机和所述喷头；所述支撑杆和所述喷杆连接，至少部分所述支撑杆设于所述挡风导流单元的上侧；所述舵机设于所述支撑杆上，所述喷头和所述舵机的输出端连接。3.根据权利要求1所述的喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，其特征在于，所述驱动组件包括第一伸缩驱动件和四连杆驱动机构；所述喷杆通过所述第一伸缩驱动件和所述四连杆驱动机构连接，所述第一伸缩驱动件用于驱动所述四连杆驱动机构沿竖直方向升降；所述挡风导流移动板设于所述四连杆驱动机构的底端，所述四连杆驱动机构用于改变所述挡风导流移动板的推拨角度。4.根据权利要求3所述的喷杆喷雾机喷药主动防飘移装置，其特征在于，所述四连杆驱动机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第二伸缩驱动件；所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆、所述第四连杆依次首尾铰接；所述第一连杆和所述第三连杆沿竖直方向呈平行设置，所述第二连杆和所述第四连杆平行设置；所述第一伸缩驱动件的一端和所述喷杆连接，另一端和所述第一连杆连接；所述第二伸缩驱动件的一端和所述第一连杆铰接，另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨硕，翟长远，潘孝勇，窦汉杰，吴建国，李成前，
申请(专利权)人：北京市农林科学院信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：