[發(fā)明專利]一種精準(zhǔn)施加林木障礙藥帶的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410077056.7
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103843744A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康峰;王亞雄;李文彬;鄭永軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01M1/20
• 分類號: A01M1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種農(nóng)林業(yè)施藥作業(yè)裝置，尤其涉及一種精準(zhǔn)施加林木障礙藥帶的裝置。?

背景技術(shù)

具有上、下樹干遷移習(xí)性的食葉害蟲是危害林木生長的主要害蟲。當(dāng)初春林木開始發(fā)芽時，食葉害蟲在夜間或者陰天等陽光較弱的時候順著樹干或藤蔓爬到樹冠上啃食嫩芽和新枝，從而造成林木、特別是經(jīng)濟(jì)林果樹減產(chǎn)或者整株死亡，危害嚴(yán)重。目前常見防治方法有人工捕捉、鋤地滅卵、誘殺法、灌水淹殺和化學(xué)防治等方法，其中化學(xué)方法仍是主要手段。傳統(tǒng)的化學(xué)防治采用漫播噴施方式對整株林木噴灑殺蟲劑以防治食葉害蟲。該方式會導(dǎo)致過度噴施，不但使成本增加，還會引發(fā)諸如土壤和地下水污染等環(huán)境問題，且藥液飄散現(xiàn)象嚴(yán)重，對人類健康產(chǎn)生不良影響。此外，食葉害蟲的防治方法還包括樹干注藥法和樹干涂膠法。注藥法是在樹干周圍鉆孔注藥，使全樹體都具有農(nóng)藥的有效成分，不論害蟲在什么部位取食，都會中毒死亡；對于具有上下樹遷移習(xí)性的害蟲，可直接將粘蟲膠涂于樹上，或先用膠帶在樹干光滑部位纏繞一圈，然后將粘蟲膠均勻涂在上面。這兩種方法都有各自的弊端：注藥法過程復(fù)雜，需要先鉆孔后注藥，且藥液濃度難以把握，容易因藥液濃度過高而對樹體產(chǎn)生藥害；涂膠法需先刮去樹皮，再纏繞膠帶，最后涂抹粘蟲膠，程序繁雜、勞動強(qiáng)度高、效率低下，且對涂抹的粘膠均勻性要求較高。?

將精準(zhǔn)施藥技術(shù)融入到樹干涂膠方法中：車輛勻速行進(jìn)過程中，根據(jù)每棵林木樹干的具體情況(大小和位置)來決定施藥動作，采用非液力的施藥方式在樹干上施加一道與樹干涂膠法類似的具有一定寬度的障礙藥帶以切斷食葉害蟲上下樹遷移必經(jīng)之路(樹干)。這類方法大幅節(jié)省用藥量、避免藥液飄散、提高農(nóng)藥利用率、降低環(huán)境污染，還可解放勞動力、提高生產(chǎn)效率，即可克服以上三種方法的弊端。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種以拋甩的方式自動精準(zhǔn)施加林木障礙藥帶的裝置，以避免霧滴飄散并提高作業(yè)效率。本發(fā)明還提出了應(yīng)用上述裝置以拋甩的方式對林木樹干精準(zhǔn)施加障礙藥帶的方法。?

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是提出一種精準(zhǔn)施加林木障礙藥帶的裝置，其包括：?

移動平臺、主控單元、激光掃描雷達(dá)以及施加障礙藥帶的拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)；激光掃描雷達(dá)固定在移動平臺一側(cè)的前部，其正直面對目標(biāo)樹干；在移動平臺后部與激光掃描雷達(dá)同側(cè)安裝有施加障礙藥帶的拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)，且拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)和激光掃描雷達(dá)位于同一水平位置上，?拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)上均勻分布有多個機(jī)械臂，每個機(jī)械臂末端裝有一個磁鐵，用以吸附障礙藥帶。?

該裝置還包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行拋甩動作。?

機(jī)械臂為3個，各機(jī)械臂之間的夾角為120°。?

拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)底部裝有直線電機(jī)模組，主控單元控制直線電機(jī)模組帶動拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對于移動平臺做往復(fù)移動。?

主控單元為軍用型筆記本電腦。?

障礙藥帶的材料為不銹鋼彈簧片，正常狀態(tài)卷曲成螺旋狀，拋甩時為繃直狀態(tài)，整個障礙藥帶的外表面上包裹著一層藥衣。?

本發(fā)明還提出一種應(yīng)用上述精準(zhǔn)施加障礙藥帶的裝置進(jìn)行精準(zhǔn)施藥的方法，其特征在于包括以下步驟：?

(1)移動平臺沿移動方向低速勻速行進(jìn)的過程中，激光掃描雷達(dá)二維水平掃描林木樹干并得到林木樹干的尺寸和位置；?

(2)當(dāng)某一樹干位置位于撞擊基準(zhǔn)線沿移動方向的一側(cè)，其到撞擊基準(zhǔn)線的垂直距離與其它樹干位置相比最小但大于該樹干直徑時，主控單元實時向直線電機(jī)模組發(fā)出信號，控制拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)沿激光掃描雷達(dá)的正中線方向往復(fù)移動，以保證在撞擊位置時機(jī)械臂末端與樹干位置在激光掃描雷達(dá)的正中線方向上的距離；?

(3)機(jī)械臂在裝載位置時，人工將處于繃直狀態(tài)的障礙藥帶通過磁鐵固定在機(jī)械臂的末端，要求障礙藥帶的外表面與磁鐵接觸；當(dāng)主控單元檢測到樹干位置到撞擊基準(zhǔn)線的垂直距離小于或等于樹干半徑，樹干位置位于撞擊基準(zhǔn)線沿移動方向的一側(cè)且未執(zhí)行拋甩動作時，控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動拋甩執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行拋甩障礙藥帶的動作；障礙藥帶在撞擊位置時撞擊到樹干，樹干給障礙藥帶垂直作用一個外力，使撞擊點處障礙藥帶繃直的臨界平衡狀態(tài)遭到破壞，障礙藥帶有恢復(fù)到原始螺旋狀態(tài)的彈性力，該彈性力從撞擊點分別向障礙藥帶的兩端蔓延，障礙藥帶自由端先纏繞在樹干上，然后障礙藥帶另一端擺脫磁鐵的吸力也纏繞在樹干，從而在樹干上形成一個環(huán)形封閉的障礙藥帶；?