一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置及方法，属于植保施药领域，包括喷雾模块、多旋翼送风模块、柔性拨禾模块和支撑结构。通过柔性拨禾模块的柔性拨禾布打开郁闭冠层，突破冠层枝叶的屏蔽，为风送雾滴向冠层内部运移打开空隙通道，同时位于喷雾系统上方的多旋翼送风模块产生下压风场，可以夹带喷雾系统产生的药液雾滴沿柔性拨禾布拨开的冠层空隙处向冠层内部运移雾滴，实现面向郁闭作物冠层的高效低损植保作业目标。装置可进行喷雾模块的位置调整、多旋翼送风模块的位置调整、柔性拨禾模块的拨禾深度和角度调整以及喷雾施药作业的调整。装置具有结构简单、植株机械损伤小、施药效果好、机械重量轻等特点。机械重量轻等特点。机械重量轻等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置及方法


[0001]本专利技术属于植保
，涉及一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置及方法，尤其适用于高郁闭度作物冠层的高效均匀施药。

技术介绍

[0002]风送喷雾是一种高效先进的施药技术，广泛应用于各种施药场景。风送气流具有二次雾化、增强雾滴速度、夹带雾滴变轨运移等能力，从而使风送喷雾具有防飘移、提高雾滴穿透沉积等优势。然而，现代农业倡导的密植增产农艺下，生长中后期作物枝叶稠密、冠层郁闭，风送喷雾也无法有效突破郁闭冠层的表层阻截，大量雾滴被表层枝叶截获，只有少量雾滴能够穿透进入冠层内部，冠层内雾滴沉积衰减现象严重，导致冠层整体的药液沉积不均、防治效果不佳。为解决郁闭作物冠层无法实现高效均匀施药问题，陆续出现了吊杆式、分行式、拨禾式等单独依靠机械机构突破枝叶屏蔽的喷雾方式，也出现了上述机械机构与风送喷雾相结合的喷雾方式。
[0003]经对现有技术的文献检索发现，中国专利技术专利申请“自走式喷药机吊杆喷雾装置”，专利申请号201110167637.6，提供了一种自走式施药机吊杆喷雾装置，通过在横向喷杆和纵向吊杆上分别布置喷头，来实现郁闭冠层内上、中、下各部位的药液喷施。但该专利并未应用风送喷雾技术，也未应用拨禾机构扩展吊杆处雾滴的运移空间。中国专利技术专利申请“一种机械
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气流组合扰动施药系统”，专利申请号201510624278.0，在喷杆前方设有推开作物冠层的刚性连杆，刚性连杆拨开郁闭冠层的同时，利用风送气流沿拨开处向冠层内输送雾滴，提高了冠层内雾滴的沉积效果。中国专利技术专利申请“一种应用于施药机的分行器”，专利申请号201910240871.3，设计了弓形分行器，可以拨开复杂的棉株丛，并使分行后棉株及棉桃能快速合拢，拓展了分行器处雾滴的运移空间，有利于雾滴在冠层内的扩散沉积。上述专利技术虽然能够依靠刚性机构突破枝叶屏蔽，但刚性机构与稠密枝叶的快速交互极易损伤冠层枝叶，甚至损害棉铃、豆荚等器官。为此，中国专利技术专利申请“一种自适应冠层打开气流辅助喷雾装置及方法”，专利申请号202010944105.8，提出了柔性罩板拨禾与风筒送风相结合的施药形式，其柔性拨禾罩板虽减轻了对冠层枝叶的碰撞力度，但风筒送风的方式存在系统重量大、响应速度慢的缺陷。
[0004]因此，针对高郁闭度作物的雾滴沉积衰减难题，亟需一种能够低损伤突破枝叶屏蔽，实现雾滴在冠层内均匀沉积高效低损作业的装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的不足，提供一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置及方法，柔性拨禾可以通过平拨下压打开作物郁闭冠层，避免了传统刚性拨禾结构对作物枝叶造成的损伤；位于喷头上方的旋翼产生下压风场，可以夹带雾滴沿冠层打开处向冠层内部运移沉积，实现高效低损植保作业目标。
[0006]本专利技术一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置及方法，包括喷雾模
块、多旋翼风送模块、柔性拨禾模块和支撑结构；所述的喷雾模块包含喷头、隔膜泵、药液箱、喷头固定器；所述的喷头通过喷头固定器固定在空心铝管上；所述的隔膜泵将所述的药液箱中的药液输送至所述的喷头处，进而向郁闭作物冠层喷施雾化药液；所述的多旋翼送风模块包含旋翼、无刷电机、锂电池、调速控制电路；所述的无刷电机间距相等的安装在纵向支撑梁上；所述的旋翼安装在无刷电机上；所述的锂电池固定在横向支撑主梁上，为无刷电机供电；所述的调速控制电路安装在横向支撑主梁上，控制无刷电机的转速；所述的旋翼产生的下压风场，夹带雾滴向郁闭作物冠层内运移沉积，实现雾滴在冠层内部的均匀沉积；所述的柔性拨禾模块包括柔性拨禾布、弹簧钢丝、弹簧钢丝固定件；所述的弹簧钢丝具有特定的折弯弧度，使用弹簧钢丝固定件将弹簧钢丝固定在纵向支撑梁端部；所述的弹簧钢丝固定在所述的柔性拨禾布上；所述的支撑结构为电动推杆、横向支撑主梁、纵向支撑梁、侧面挡风布、主梁端部连接件、纵向主梁固定件、空心铝管；所述的电动推杆固定在横向支撑主梁上；所述的横向支撑主梁用于与作业施药机具进行挂接；所述的纵向支撑梁通过纵向主梁固定件固定在横向支撑主梁上；所述的主梁端部连接件用于连接郁闭冠层施药机构的其他主体单元；所述的侧面挡风布阻挡侧向来风；所述的空心铝管固定在纵向支撑梁上，用于提拉固定喷头。
[0007]本专利技术还提供一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置的调整方法，步骤如下：（1）多旋翼送风模块距离喷头位置的调整：旋翼风场的下洗气流纵向主截面呈现“收缩
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扩张
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再收缩”变化趋势，根据作物的冠层高度，通过调整空心铝管的长度进而调整多旋翼送风模块与喷头的相对距离（S），使得喷头处于气流扩张段，维持良好的喷幅宽度。
[0008]（2）喷雾模块的位置调整：依据喷头的喷雾角（α）与作物行距（L），调整喷头距离地面的高度（H1），保证喷头产生的雾面在到达植株底部时不会出现重喷或漏喷现象；喷头距离地面的高度（H1）需要满足的条件为:；可通过调节纵向主支撑梁固定件之间的距离从而调整作物行距（L），以适应不同种植模式的作物。
[0009]（3）柔性拨禾模块的拨禾深度和角度调整：在拨禾过程中，柔性拨禾布迫使与之相接触的冠层枝叶沿行进方向弯曲，拨开郁闭冠层形成一个风送雾滴进入冠层内部的空隙；植株原始自然状态下的高度与拨禾弯曲后的高度的差值称为拨禾深度（H2），柔性拨禾面与水平面之间的夹角称为拨禾角度（θ）；改变弹簧钢丝的长度和折弯弧度，调整拨禾深度（H2）和拨禾角度（θ），使得拨禾形成的空隙宽度不小于喷头与柔性拨禾布底端的水平距离（X1），需要满足的条件为：。
[0010]（4）拨禾宽度调整：为了确保雾滴进入作物冠层内部，柔性拨禾布应该在雾滴到达冠层之前拨开植株形成冠层空隙；装置在行进速度为（V1）的情况下，当柔性拨禾布开始与植株接触直至柔性拨禾布与植株脱离接触时，冠层枝叶沿行进方向弯曲，植株产生的平均水平距离称为拨禾宽度（W）；拨禾宽度，其中T为装置经过拨禾宽度（W）时所需的时间；拨禾宽度（W）应大于行进速度（V1）乘以雾滴从喷头到达冠层顶部所需的时间
（T3），但小于行进速度（V1）乘以雾滴从喷头到达冠层底部所需的时间（T1）；因此，装置拨禾宽度需满足以下条件，即：。
[0011]（5）喷雾施药作业：待上述参数设置完毕后，启动隔膜泵，调整药液输出压力，通过雾化喷头形成药液雾滴；启动旋翼，调整旋翼转速，产生下压风场，夹带雾滴向作物冠层运移；启动植保施药机器，保持稳定行进速度（V1）作业，柔性拨禾布将作物郁闭冠层拨开，形成雾化药液进入冠层的空隙通道，从而实现对郁闭作物冠层的高效低损施药。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术设计的柔性拨禾模块，可以有效打开作物郁闭冠层，形成雾化药液进入冠层的空隙通道，提高雾化药液在作物中下层的沉积效果，同时突破了传统刚性拨禾机构在拨禾过程中对作物冠层枝叶损伤的困境，实现了作物冠层拨禾施药低损伤的目标；2、本专利技术设计的多旋翼送风模块，使用结构轻简、响应迅速的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置，其特征在于：包括喷雾模块、多旋翼风送模块、柔性拨禾模块和支撑结构；所述的喷雾模块包含喷头、隔膜泵、药液箱、喷头固定器；所述的喷头通过喷头固定器固定在空心铝管上；所述的隔膜泵将所述的药液箱中的药液输送至所述的喷头处，从而向郁闭作物冠层喷施雾化药液；所述的多旋翼送风模块包含旋翼、无刷电机、锂电池、调速控制电路；所述的无刷电机间距相等的安装在纵向支撑梁上；所述的旋翼安装在无刷电机上；所述的锂电池固定在横向支撑主梁上，为无刷电机供电；所述的调速控制电路安装在横向支撑主梁上，控制无刷电机的转速；所述的旋翼产生下压风场，夹带雾滴向郁闭作物冠层内运移沉积，实现雾滴在冠层内部的均匀沉积；所述的柔性拨禾模块包括柔性拨禾布、弹簧钢丝、弹簧钢丝固定件；所述的弹簧钢丝具有特定的折弯弧度，使用弹簧钢丝固定件将弹簧钢丝固定在纵向支撑梁端部；所述的弹簧钢丝固定在所述的柔性拨禾布上；所述的支撑结构为电动推杆、横向支撑主梁、纵向支撑梁、侧面挡风布、主梁端部连接件、纵向主梁固定件、空心铝管；所述的电动推杆固定在横向支撑主梁上；所述的横向支撑主梁用于与作业施药机具进行挂接；所述的纵向支撑梁通过纵向主梁固定件固定在横向支撑主梁上；所述的主梁端部连接件用于连接郁闭冠层施药机构的其他主体单元；所述的侧面挡风布阻挡侧向来风；所述的空心铝管固定在纵向支撑梁上，用于提拉固定喷头。2.根据权利要求1所述的融合柔性拨禾和旋翼风场的郁闭冠层施药装置的调控方法，其特征在于，其步骤包括：（1）多旋翼送风模块距离喷头位置的调整：旋翼风场的下洗气流纵向主截面呈现“收缩
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扩张
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再收缩”变化趋势，根据作物的冠层高度，通过调整空心铝管的长度进而调整多旋翼送风模块与喷头的相对距离S，使得喷头处于气流扩张段，维持良好的喷幅宽度；（2）喷雾模块的位置调整：依据喷头的喷雾角度α与作物行距L，调整喷头距离地面的高度H1，保证喷头产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪美，于世辉，刘兴华，崔雷，苑进，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：