[發(fā)明專利]基于舵機(jī)驅(qū)動(dòng)的噴頭切換裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510062346.9
• 申請(qǐng)日: 2015-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN104642284B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣煥煜;張利君;周鳴川;蔣卓華;施瑋囡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): A01M7/00
• 分類號(hào): A01M7/00;B05B12/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及噴頭切換裝置，尤其是涉及農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域中適用于對(duì)靶噴霧機(jī)械的一種基于舵機(jī)驅(qū)動(dòng)的噴頭切換裝置。

背景技術(shù)

農(nóng)林病蟲害嚴(yán)重危害當(dāng)今世界的農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境，化學(xué)方法防治病蟲害仍然是最主要的方法，然而植保機(jī)械和農(nóng)藥使用技術(shù)的滯后使得農(nóng)藥利用率低、施藥效果差，農(nóng)藥的過量使用給人們的身體健康及生態(tài)平衡帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。對(duì)靶噴霧技術(shù)能夠有效的解決這一沖突，該技術(shù)主要利用機(jī)器視覺技術(shù)獲取植物位置、大小等信息，縮減靶標(biāo)范圍，實(shí)現(xiàn)間歇噴霧。在保證防治有效性的前提下，對(duì)靶噴霧技術(shù)在一定程度上減少了農(nóng)藥使用量。

當(dāng)前對(duì)靶噴霧技術(shù)主要利用機(jī)器視覺技術(shù)處理靶標(biāo)圖像，將靶標(biāo)外接矩形的長(zhǎng)度信息作為噴霧的射流距離，實(shí)現(xiàn)噴霧機(jī)械前進(jìn)方向上的選擇性噴施。而噴霧機(jī)械射流寬度的調(diào)節(jié)主要通過手動(dòng)更換不同噴流角的噴頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得噴霧的射流寬度無(wú)法根據(jù)植株的實(shí)際寬度進(jìn)行實(shí)時(shí)并自動(dòng)的調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于舵機(jī)驅(qū)動(dòng)的噴頭切換裝置，旨在實(shí)現(xiàn)植保作業(yè)過程中根據(jù)植株寬度的變化自動(dòng)切換適宜噴流角的噴頭，實(shí)現(xiàn)更精確的對(duì)靶噴霧，減少農(nóng)藥的過量使用帶來(lái)的食品、環(huán)境等安全問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括信號(hào)采集處理單元、電磁閥、噴頭、多噴頭體、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、固定支承單元；

信號(hào)采集處理單元：包括CCD攝像機(jī)、PC機(jī)和DSP控制器；CCD攝像機(jī)與PC機(jī)通過以太網(wǎng)口電連接，PC機(jī)與DSP控制器電連接并通過串行方式通訊，DSP控制器分別與電磁閥和舵機(jī)電連接；

多噴頭體：包括圓周上設(shè)有等間距分布噴頭座的多噴頭體外殼、多噴頭體轉(zhuǎn)軸、彈簧、密封圈；多噴頭體轉(zhuǎn)軸與多噴體外殼中心孔形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，彈簧的一端頂在空心圓柱的端面上，空心圓柱與多噴頭體轉(zhuǎn)軸中垂直流道形成滑動(dòng)副，彈簧的另一端頂在垂直流道的頂面上，密封圈嵌入多噴頭體轉(zhuǎn)軸出水口處，在多噴頭體外殼的內(nèi)壁與多噴頭體轉(zhuǎn)軸的外壁之間形成密封，多個(gè)不同噴流角的噴頭通過螺紋連接裝配在各自的噴頭座上，接頭一端與多噴頭體轉(zhuǎn)軸水平流道連通，接頭另一端與電磁閥出水口連通；

舵機(jī)驅(qū)動(dòng)單元：包括舵機(jī)、第一齒輪和第二齒輪，舵機(jī)輸出軸裝配有第一齒輪，第二齒輪與多噴頭體外殼過盈配合并與第一齒輪相嚙合；

固定支撐單元：包括叉形支撐架和舵機(jī)固定板；多噴頭體的一端通過螺栓與叉形支撐架的一面連接，多噴頭體的另一端與叉形支撐架的另一面過盈連接，叉形支撐架上與多噴頭體過盈連接的面的外側(cè)面通過舵機(jī)固定板與舵機(jī)連接。

所述多噴頭體轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部流道為垂直流道及水平流道垂直相交構(gòu)成，垂直流道出水口處開有嵌入密封圈的槽，水平流道進(jìn)水口處鉆有螺紋以連接接頭，多噴頭體轉(zhuǎn)軸的一端鉆有四個(gè)螺紋孔以與叉形支撐架固定。

所述空心圓柱不與彈簧接觸的一端頭部呈弧狀。

所述多個(gè)不同噴流角的噴頭為標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)作業(yè)要求選購(gòu)。

所述的叉形支撐架設(shè)有三個(gè)連接面，第一個(gè)連接面開有四個(gè)插入螺栓的孔，內(nèi)壁帶有抵住多噴頭體外殼的凸緣，第二個(gè)連接面開有與多噴頭體轉(zhuǎn)軸過盈配合的孔，第三個(gè)連接面開有一對(duì)適于不同條件下舵機(jī)固定的調(diào)節(jié)槽孔。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明是通過舵機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)多噴頭體上的噴頭切換。在對(duì)靶噴霧作業(yè)過程中，通過攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集靶標(biāo)信息，利用機(jī)器視覺技術(shù)獲取靶標(biāo)的有無(wú)情況及其外接矩形的長(zhǎng)度和寬度信息。通過DSP控制器根據(jù)獲取的靶標(biāo)的有無(wú)情況及其外接矩形的長(zhǎng)度信息確定噴頭射流與否及射流距離，并控制電磁閥的開閉及動(dòng)作持續(xù)時(shí)間；根據(jù)獲取的靶標(biāo)外接矩形的寬度信息選擇合適霧流角的噴頭，并驅(qū)動(dòng)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)來(lái)切換噴頭。由此在實(shí)現(xiàn)噴霧過程中射流距離可調(diào)的同時(shí)，使得噴霧機(jī)械能夠根據(jù)植株寬度的變化自動(dòng)切換適宜噴流角的噴頭，實(shí)現(xiàn)更加精確的對(duì)靶噴霧，提高農(nóng)藥的利用率，緩解農(nóng)藥的過量施用帶來(lái)的食品、環(huán)境等安全問題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的爆炸示意圖。

圖3是多噴頭體和叉形支撐架配合的剖面圖。

圖中：1.?叉形支撐架，2.?舵機(jī)固定板，3.?舵機(jī)，4.?第一齒輪，5.?第二齒輪，6.?多噴頭體外殼，7.?多噴頭體轉(zhuǎn)軸，8.?彈簧，9.?密封圈，10.?接頭，11.?電磁閥，12.?噴頭，13.?多噴頭體，14.?CCD攝像機(jī)，15.?PC機(jī)，16.?DSP控制器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。