[發明專利]一種林木障礙藥帶環形噴施裝置及方法

有效

• 申請號: 201510470416.4
• 申請日: 2015-08-05
• 公開（公告）號: CN105076099B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 康峰;王亞雄;許莎莎;李文彬
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種農林業植保作業裝置，尤其涉及一種林木障礙藥帶環形噴施裝置。

背景技術

具有上、下樹干遷移習性的食葉害蟲是危害林木生長的主要害蟲。當初春林木開始發芽時，食葉害蟲在夜間或者陰天等陽光較弱的時候順著樹干爬到樹冠上啃食嫩芽和新枝，從而造成林木、特別是經濟林果樹減產甚至整株死亡，危害嚴重。目前常見防治方法有人工捕捉、鋤地滅卵、誘殺法、灌水淹殺和化學防治等方法，其中化學方法仍是主要手段。傳統的化學防治采用漫噴方式對整株林木噴灑殺蟲劑以滅殺食葉害蟲。該方式會導致過度施藥，不但使成本增加，還會引發諸如空氣、土壤和地下水污染等環境問題。此外，食葉害蟲的化學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性的害蟲，可直接將粘蟲膠涂于樹干上，或先用膠帶在樹干光滑部位纏繞一圈，然后均勻涂抹粘蟲膠以阻隔食葉害蟲。這兩種方法都有各自的弊端：注藥法過程復雜，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、勞動強度高、效率低下，且對涂抹的粘膠均勻性要求較高，否則無法達到良好的阻隔效果。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術中的缺陷，提供一種林木障礙藥帶環形噴施裝置，車輛在樹干一側勻速行進過程中，能夠根據每棵林木樹干的具體情況(尺寸和位置)來進行精準環形施藥動作，在樹干上近距離、小范圍地噴涂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之路(樹干)。這類方法大幅節省用藥量、減少藥液飄散、提高農藥利用率、降低環境污染，還可解放勞動力、提高生產效率，即可克服以上三種化學防治方法的弊端。此外，本發明還提出了應用上述裝置對林木樹干精準仿形噴施障礙藥帶的方法。

本發明所提供的技術方案是提出一種林木障礙藥帶精準仿形施藥裝置，其包括：

移動平臺、主控單元、激光掃描雷達、環形噴施機械臂和噴藥子系統；其中，激光掃瞄雷達固定在移動平臺一側的前部，掃描識別樹干的位置和直徑；環形噴施機械臂，其安裝在移動平臺后部與激光掃描雷達同側位置，并與激光掃描雷達處于同一水平方向上；環形噴施機械臂由旋轉部分、升降部分、進給部分、手臂部分和手爪組成；主控單元接收由激光掃描雷達得到的樹干位置和直徑，在移動平臺的行進過程中，控制環形噴施機械臂轉過一定角度并環抱樹干，對樹干進行噴藥。

所述機械臂的旋轉部分包括步進電機、一個大錐齒輪和四個小錐齒輪，實現環形噴施機械臂的轉動；

所述機械臂的進給部分包括步進電機、絲杠、滑板和導軌，實現環形噴施機械臂的伸縮進給動作；

所述機械臂的手臂部分包含2個手臂，每個手臂末端均配有一個手爪，每個手爪包含2個鉸鏈，每個鉸鏈都由舵機控制，實現樹干包圍動作；

所述機械臂的每個手爪都有3個指節，每個指節上都裝有噴頭。

此外，本發明還提出了應用上述林木障礙藥帶環形噴施裝置自動噴施障礙藥帶的方法，其特征在于：

(1)移動平臺在樹干一側低速勻速行進的過程中，激光掃描雷達水平掃描林木樹干，當激光掃描雷達完成一次掃描后，計算得到樹干直徑和中心位置；

(2)移動平臺低速勻速行進的過程中，環形噴施機械臂的中心線與移動方向呈45°夾角，當環形噴施機械臂的中心線與樹干相切時，機械臂執行進給動作，以及手臂和手爪包圍樹干的操作，使手爪的仿形中心和樹干的中心位置的誤差控制在一定范圍內；

(3)所有噴頭開啟，噴施障礙藥帶；同時，環形噴施機械臂按順時針方向旋轉，同時配合伸縮動作，始終保持手爪的仿形中心和樹干的中心位置誤差在一定范圍內；當環形噴施機械臂旋轉到與移動方向呈135°夾角時，所有噴頭關閉停止噴施，實現在樹干上噴施一道環形封閉的障礙藥帶；

(4)主控單元控制手爪和手臂執行張開動作，同時控制進給部分執行退讓動作，脫開樹干后，環形噴施機械臂旋轉到其中心線與移動方向呈45°的位置。

本發明的有益效果為：移動平臺在樹干一側行進過程中，能夠對林木樹干進行快速、準確定位識別和尺寸估算，并控制環形噴施機械臂在移動平臺勻速行進、無需停車的情況下，即可在樹干指定部位的圓周方向上噴施一道具有一定寬度的、封閉的且藥液濃度分布均勻的環形障礙藥帶，以阻隔食葉害蟲。該裝置自動化水平高，能夠降低勞動強度、提高生產效率，大幅節省用藥量、減少藥液飄散、提高農藥利用率。

附圖說明