[發(fā)明專利]基于超聲傳感的果園風(fēng)袋式對(duì)靶噴霧機(jī)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010664476.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111937835A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒偉;王秀;馮青春;竇漢杰;張春鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): A01M7/00
• 分類(lèi)號(hào): A01M7/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 沈軍

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于超聲傳感的果園風(fēng)袋式對(duì)靶噴霧機(jī)及方法，該噴霧機(jī)包括超聲波傳感器陣列，用于掃描果樹(shù)冠層不同高度處的靶標(biāo)距離；速度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)噴霧機(jī)的行駛速度信息；風(fēng)送裝置；噴霧裝置，具有設(shè)置于風(fēng)送裝置的出風(fēng)側(cè)的噴霧頭；控制裝置，控制裝置的輸入端通訊連接超聲波傳感器陣列與速度檢測(cè)裝置，控制裝置的輸出端通訊連接風(fēng)送裝置與噴霧裝置；本發(fā)明能夠適應(yīng)于不同果樹(shù)冠層的差異性而進(jìn)行對(duì)靶變量噴藥，在對(duì)靶噴藥時(shí)，可在風(fēng)送裝置的風(fēng)送作用下，實(shí)現(xiàn)噴施的霧滴的細(xì)小化和均勻化，并將對(duì)靶噴施的霧滴有效地送達(dá)至果樹(shù)冠層的膛內(nèi)，從而確保了對(duì)果樹(shù)冠層較好的噴施效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于超聲傳感的果園風(fēng)袋式對(duì)靶噴霧機(jī)及方法。

背景技術(shù)

病蟲(chóng)害防治是果樹(shù)種植中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)果樹(shù)噴施化學(xué)農(nóng)藥是主要的防治手段，但是，農(nóng)藥的大量使用甚至是濫用，會(huì)造成水果存在農(nóng)藥殘留，威脅著果品安全；另外，在對(duì)果樹(shù)進(jìn)行農(nóng)藥噴施時(shí)，大量農(nóng)藥飄散到空氣、水及土壤中，對(duì)生態(tài)環(huán)境亦造成了嚴(yán)重污染。

現(xiàn)有的果園噴藥工作大多仍然采用人工施藥的方式，這種施藥方式生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易造成作業(yè)人員藥物中毒及其它安全事故。近年來(lái)，隨著一些規(guī)劃化標(biāo)準(zhǔn)果園的新建，為果園的機(jī)械化噴施作業(yè)提供了有利條件。然而，現(xiàn)有的果園機(jī)械化噴藥技術(shù)大多采用均施法，即對(duì)所有果樹(shù)均勻噴灑藥物，并沒(méi)有根據(jù)果樹(shù)的差異情況而進(jìn)行變量施藥，自動(dòng)化程度低，造成農(nóng)藥施用不合理，病蟲(chóng)害防治效果差以及農(nóng)藥浪費(fèi)。

當(dāng)前，隨著傳感檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)靶噴施技術(shù)在對(duì)果園的機(jī)械化噴施作業(yè)方面得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)靶噴藥的核心在于通過(guò)不同的傳感器進(jìn)行果樹(shù)靶標(biāo)檢測(cè)，其中，主要采用紅外傳感器、激光雷達(dá)以及超聲傳感器等進(jìn)行靶標(biāo)檢測(cè)。

對(duì)于基于紅外傳感器的對(duì)靶噴霧機(jī)而言，它是通過(guò)安裝于噴霧機(jī)兩側(cè)的紅外光電傳感器來(lái)探測(cè)果園幼樹(shù)樹(shù)干的栽種位置，根據(jù)控制器的積分定位算法，計(jì)算出靶標(biāo)實(shí)際需要噴霧的位置，當(dāng)噴頭到達(dá)噴灑區(qū)域時(shí)進(jìn)行噴灑作業(yè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)靶噴藥。盡管紅外傳感器在探測(cè)噴霧機(jī)兩側(cè)有無(wú)果樹(shù)時(shí)，具有探測(cè)速度快的特點(diǎn)，但是，紅外傳感器的檢測(cè)距離范圍比較小，在使用時(shí)容易受到靶標(biāo)顏色以及溫度等環(huán)境因素的影響。在實(shí)際探測(cè)時(shí)，由于樹(shù)葉樹(shù)枝以及一些輔助設(shè)置的遮擋，且對(duì)于大多數(shù)果樹(shù)而言，其樹(shù)干樹(shù)枝的顏色呈現(xiàn)灰黑色，普通的紅外傳感器很難檢測(cè)到。因而，紅外傳感器往往只是探測(cè)靶標(biāo)的有無(wú)，對(duì)果樹(shù)的其他信息無(wú)法感知，存在信息獲取單一的問(wèn)題。

對(duì)于基于激光雷達(dá)的對(duì)靶噴霧機(jī)而言，現(xiàn)有的專利文獻(xiàn)中提供了一種可移植的對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)，它是通過(guò)單激光傳感器所探測(cè)的果樹(shù)信息來(lái)運(yùn)算和控制相應(yīng)的電磁閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶噴霧、間隙不噴霧的功能。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了靶標(biāo)探測(cè)的基本功能，但是，無(wú)法探測(cè)靶標(biāo)大小，激光傳感器的成本也比較高。與此同時(shí)，盡管基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理算法，可基于激光雷達(dá)所探測(cè)的果樹(shù)冠層的信息，準(zhǔn)確地獲取靶標(biāo)信息，但是，激光雷達(dá)不適用于快速檢測(cè)，在使用過(guò)程中需要保持鏡頭清潔，并防止噴藥時(shí)霧滴的影響，同時(shí)激光雷達(dá)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性還易受到使用時(shí)震動(dòng)的影響。

由于超聲波傳感器在探測(cè)靶標(biāo)時(shí)，不易受到環(huán)境溫度以及靶標(biāo)顏色等因素的影響，并且不受?chē)婌F霧滴的影響，可適應(yīng)于農(nóng)業(yè)作業(yè)的惡劣環(huán)境，從而相比于紅外傳感器與激光雷達(dá)的噴霧機(jī)而言，基于超聲波傳感器的對(duì)靶噴霧機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但是，該噴霧機(jī)并不能基于靶標(biāo)的大小而進(jìn)行對(duì)靶變量噴藥，即不能根據(jù)果樹(shù)冠層的差異性進(jìn)行對(duì)靶變量噴藥，并在噴藥時(shí)，噴施的霧滴的差異性大，難以有效地送達(dá)至果樹(shù)冠層的膛內(nèi)，從而大大影響到噴施效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于超聲傳感的果園風(fēng)袋式對(duì)靶噴霧機(jī)及方法，用于解決現(xiàn)有的噴霧機(jī)不能根據(jù)果樹(shù)冠層的差異性進(jìn)行對(duì)靶變量噴藥，難以將噴施的霧滴有效地送達(dá)至果樹(shù)冠層的膛內(nèi)，從而影響到噴施效果的問(wèn)題。