【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业机械，具体涉及基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机及喷雾方法。
技术介绍
1、果园自动对靶喷雾技术可根据冠层靶标有无进行对靶施药，能有效提高农药利用率，减少农药浪费。稳定可靠的靶标探测技术是实施精准对靶喷雾的前提。目前，该领域所主要使用的靶标探测传感器包括：激光雷达、超声波传感器、红外传感器及ccd图像传感器等。其中，二维或三维激光雷达的探测精度较高，但其数据量庞大、配套系统复杂且成本较高，难以在小型果园上落地应用；超声波传感器价格低廉，但超声波束扩散角度大且易受靶标冠层疏密程度影响，分辨率和检测精度较低；红外传感器和ccd图像传感器均易受环境影响(光照、灰尘等)，检测稳定性较差。
2、近年来，我国对靶变量喷雾机械的研发工作不断深入。但限于系统复杂、工作性能不稳定和综合成本高等原因，相关机具主要集中在实验阶段。目前，我国尚无一种简单高效、可靠实用的高性能果园对靶变量喷雾机。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术目的是提供一种能同时适用于多种果树、稳定可靠、实用性好、靶标探测精度高、减少农药浪费的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机及喷雾方法，为促进我国果园的绿色节本、轻简高效植保作业提供技术和方法支持。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，
4、所述多作业模式喷雾机包括机架机构、喷雾机构、风送机构和电控机构；
5、所述风送
6、所述电控机构包括控制柜11和若干组对靶变量喷雾单体；
7、所述喷雾机构包括设置在所述机架机构顶部的药箱2，所述药箱2两侧还连接有喷管6；所述喷管6与若干组所述对靶变量喷雾单体连接；
8、每组所述对靶变量喷雾单体均包括电磁阀13、喷头7和单点激光雷达12；所述电磁阀13的入水口与所述喷管6相连，所述电磁阀13的出水口与所述喷头7相连；所述喷头7位于所述风送机构的出风口处，且所述喷头7的喷雾角度可以调节；所述单点激光雷达12与所述喷管6连接且位置可调节，所述单点激光雷达12与所述喷头7一一对应，且固定位置等高；
9、所述喷管6固定安装在所述风送机构上；
10、不通电时，所述电磁阀13和所述喷头7为常开状态，所述多作业模式喷雾机进行常量喷雾；通电时，所述电控机构的控制柜11通过控制电磁阀13的占空比控制喷头7的开关状态和喷雾量，进行定量喷雾或对靶喷雾或变量喷雾。
11、优选的，所述药箱2底部经过滤器3连接有药泵4；所述药泵4连接有调压阀5；所述调压阀5的出水口分别与所述药箱2两侧的喷管6的底部相连，所述调压阀5的溢流口与药箱2上部的回水口相连。
12、优选的，所述风送机构包括风机8，所述风机8上安装有风机增速箱9和风机罩壳10；所述风机增速箱9的输出轴与风机8的输入轴相连；所述风机增速箱9的输入轴与所述药泵4的输出轴相连；所述风机罩壳10上固定安装有所述喷管6和若干组对靶变量喷雾单体；所述喷头7位于所述风机罩壳10内部的出风口处。
13、优选的，所述风机罩壳10一侧安装有雷达固定板17，所述雷达固定板17和所述喷管6之间的安装距离根据作业时的一般作业速度调节，以确保对靶变量精度。
14、优选的，所述电控机构的控制柜11固定安装在所述风送机构的风机罩壳10一侧。
15、优选的，所述电控机构由蓄电池14提供电力。
16、果园多作业模式喷雾方法，基于上述的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，
17、所述喷雾方法包括：常量喷雾模式、定量喷雾模式、对靶喷雾模式和变量喷雾模式；
18、随着喷雾机的行进，药液从喷头7喷出并经过第一次雾化，然后在风送机构产生的辅助气流推动作用下，发生第二次雾化并吹向靶标冠层；
19、在所述常量喷雾模式下，所述控制柜11无需上电，所述喷雾机在作业行进过程中，所有喷头7始终保持全开状态喷药；
20、在所述定量喷雾模式下，作业前根据果树的生长时期、冠层轮廓和喷药需求，通过所述控制柜11上的人机交互界面输入各电磁阀13的占空比；所述每个电磁阀13根据脉宽调制原理按照输入的电磁阀13占空比控制对应喷头7的喷雾量；
21、在所述对靶喷雾或变量模式下，所述控制柜11通过人机交互界面上输入的作业果园种植行距自动计算所述单点激光雷达12的有效冠层靶标探测范围，果园行距的0.8倍，确保所述单点激光雷达12只获取当前作业行的靶标冠层信息；
22、在所述对靶喷雾模式下，作业时，随着喷雾机的前进，所述每个单点激光雷达12探测当前位置处是否存在果树冠层；若不存在果树冠层，所述电磁阀13保持闭合状态，对应的喷头7停止喷药；若存在果树冠层，所述电磁阀13保持常开状态，对应的喷头7以全量状态喷药；
23、在所述变量喷雾模式下，所述控制柜11根据人机交互界面上输入的单位厚度施药量和单点激光雷达14探测到的冠层厚度，自动计算出每个喷头7的喷药量和对应电磁阀13的占空比，进行基于冠层厚度的变量喷雾。
24、优选的，在进行对靶喷雾或变量喷雾作业时，可根据作业时的一般作业速度和实际喷洒情况，及时调整对靶变量喷雾单体与喷管6之间的距离，提高对靶变量喷雾精度；若喷头7在未达到靶标冠层时提前喷雾并造成飘移，增大对靶变量喷雾单体与喷管6之间的距离；若喷头7在到达靶标冠层后仍未开始喷雾并造成漏喷，减小对靶变量喷雾单体与喷管之间的距离。
25、本专利技术的有益效果是：
26、(1)本专利技术选用单点激光雷达探测冠层靶标信息，该传感器成本较低、响应灵敏、便于集成且环境适应能力强，能极大地提高对靶变量喷雾控制机构的精准性和稳定性，便于移植应用和落地推广；
27、(2)本专利技术操作简单、自动化程度高，同时具有常量喷雾、定量喷雾、对靶喷雾和变量喷雾四种功能，作业时可根据果树冠层的生长特点和防控需求，灵活选择作业模式，增加了机具的实用性和适应范围。具体而言，当果树冠层体积较大、间隙较多时(如柑橘、梨、苹果等)，选用对靶喷雾的省药效果较好；当果树冠层密集、叶幕连续分布时(如葡萄)，选用定量喷雾或变量喷雾的节药效果较好；
28、(3)在作业时，若突发电控机构故障、电磁阀响应不灵敏等意外情况，喷雾机将自动转换为常量喷雾模式以防止漏喷，提高了机具的容错率和可靠性。
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1.基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
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6.根据权利要求1所述的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
7.果园多作业模式喷雾方法，基于权利要求1-6任一项所述的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的果园多作业模式喷雾方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于单点激光雷达的果园多作业模式喷雾机，其特征在于，
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐丽明，闫成功，马帅，谭好超，沈聪聪，马俊龙，周慧能，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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