[发明专利]自平衡喷杆喷雾机

说明书

技术领域：

    本发明涉及一种自平衡喷杆喷雾机，属于植保喷洒机械领域。

背景技术

由于化学防治见效快，效率高等优点已经并且在可预见的未来仍将成为农业病虫害防治的主要手段。但是，由于化学防治造成的农药残留、环境污染以及出于经济性和对施药者健康等因素考虑，人们在保证病虫害防治效果前提下，希望尽可能提高农药的使用效率以降低施药用量。因此，具有能满足以上需求潜力的喷杆喷雾机，以其高效、快速、可控和自动化等优势，成为了人们研究的热点，并在世界范围内得到了广泛的应用。

喷杆喷雾机的显著特点是具有较长的喷杆。当喷杆喷雾机的喷杆和喷雾机主体之间采用刚性连接时（如专利申请号为200420018588.5、200520031026.9和200820103556.3），喷杆喷雾机施药时轻微的外部激励都可能造成喷杆末端的剧烈运动，这不但影响沉积均匀性的，还可能造成喷杆末端触地，损坏作物甚至机具本身。所以无论是出于对喷雾质量的要求还是对喷杆喷雾机稳定性、安全性和经济性考虑，都必须降低喷杆的弹性变形，同时对喷杆的刚性运动进行平衡补偿。

目前可以看到的专利中，大部分的喷杆结构为杆式结构（如专利申请号为200820161811和03206296.6）和面式结构（如专利申请号为200820041049.1）。杆式结构就是指喷杆总体上为一根细长杆。该结构显然刚度较差。具有该结构喷杆的喷雾机，作业时往往难以达到较大的施药质量。面式结构是指喷杆在垂直面内，有多杆组成框架结构。该框架结构只能保证喷杆在垂直面内的刚度，对喷杆水平面内的刚度无任何改善。

喷雾机作业时在喷杆和喷雾机主体之间增设机械式自平衡装置（如专利申请号为200620021828.6）可减小喷杆的运动，并能一定程度上提高喷雾均匀性。但喷杆喷雾机作业时，外界环境和喷杆喷雾机本身的系统参数均为时变参数，单靠机械式自平衡装置的平衡效果往往非常有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有独特结构的喷杆结构和具有该结构的自平衡喷杆喷雾机，用于减小喷雾机作业时喷杆各种弹性变形和刚性运动，提高喷杆喷雾机的喷施均匀性。

本发明是对现有喷杆喷雾机的喷杆结构进行重新思考的基础上，设计出从长度方向看呈 “L”形结构的喷杆。该喷杆和位姿传感器、数据处理器和喷杆位姿补偿执行器等，共同组成喷杆位姿主动平衡控制的闭环系统。该平衡控制系统可在喷杆喷雾机作业过程中，实时监测喷杆的位姿，并进行补偿，能大幅减小喷杆的弹性变形和刚性运动，进而提高喷施均匀性。

本发明包括机械部分和控制部分。

机械部分包括：行走底盘、喷雾机主体、移动架、喷杆组件、静液压缸和动液压缸等。喷雾机主体安装在行走底盘上；喷雾机主体上设有垂直导轨；移动架通过静液压缸连接在喷雾机主体上的垂直导轨上，静液压缸可带动移动架沿垂直导轨上下滑动；喷杆组件铰接在移动架上；静液压缸通过移动架带动喷杆组件上下移动实现喷施高度的调整；喷杆组件和移动架之间还装有动液压缸；动液压缸带动喷杆组件进行角度调整。

上述喷杆组件可以是一体式刚性结构，也可以采用折叠或伸缩结构（出于运输和出入库的方便）；喷杆组件由垂直构架和水平构架垂直相连组成从长度方向看呈 “L”形的结构；所述垂直构架从后方向前看成矩形、等腰梯形或上侧位圆弧的弦形；所述水平构架从顶部向下看成矩形；该垂直构架的下边沿和水平构架的左边沿共边；所述垂直构架和水平构架的内部可设一根或多根连接杆用于提高构架的刚度和稳定性。

本发明具有以下有益效果，为了方便说明，假设垂直构架上边沿处为A点，垂直构架下边沿和水平构架左边沿共边处为B点，水平构架右边沿处为C点：

一、从长度方向看呈“L”形结构的喷杆，在保证喷杆的水平刚度的同时，大大提高了喷杆的水平刚度。

二、从长度方向看呈“L”形结构的喷杆，可有利于实现风幕辅助式喷雾。将风幕辅助式喷雾系统中的风筒安装于“L”形的右上部。由于风筒的断面为圆形，且在风筒下部，垂直对称轴的两侧设有出风口，因此当喷头安装在喷杆的C点时，很容易使喷头出于两出风口的中间。同时，风筒也很容易固定在A点、B点和C点。