[发明专利]一种喷雾姿态自适应调节机构与方法

说明书

本发明属于丘陵山区林果精准植保与装备领域，包括一种喷雾姿态自适应调节机构与方法。机构包括：靶标探测传感器、计算机、控制中心、对靶机构、测距传感器和倾角传感器等；所述的方法简述如下：使该机构可沿果园树行中线移动；启动该机构，并使该机构处于初始状态；利用靶标探测传感器探测果树中下部轮廓信息，利用测距传感器和倾角传感器检测对靶机构姿态信息；计算机获取果树中下部轮廓特征信息和对靶机构姿态信息；计算机比较靶标轮廓特征和对靶机构姿态信息，通过控制器调节对靶机构高度和对靶角度与果树中下部轮廓特征向匹配。本发明实现了：根据果树中下部轮廓对靶姿态调节，机具适应性好，可降低农药地面沉积与雾滴漂移，自动化程度高，通用性好。

技术领域

本发明属于丘陵山区林果精准植保与装备领域，包括一种喷雾姿态自适应调节机构与方法。

背景技术

喷施农药是我国丘陵果园植保的重要手段之一。然而，我国的丘陵山区大多数果园环境相对郁闭，树龄较大，树高较高，株间距不够均匀，大中型施药机械(如龙门式、多风管风送式)进园困难。现阶段，丘陵果园植保大多采用传统的人力背负施药方式，不仅效率低、对人威胁大，且农药利用率低，易造成环境污染，不再符合水果产业发展的需要。随着技术的发展，植保无人机逐渐在丘陵果园植保领域得到应用，但是对传统种植模式的果园进行施药作业，存在雾滴沉积分布不均匀现象，表现为树冠上层沉积分布较多，树中下层分布较少，很难保证病虫害防治效果。因此，研发能够自动对靶的果树中下部施药装置，将其与植保无人机协同作业很有必要。

现有的果树中下部自动施药装置，以轴流风机为风源的风送式对靶装置为主。该类装置的喷头沿出风口环形布置，机具较小，但喷头位置固定，存在漂移严重、均匀性差、地面沉积量大、污染环境等问题。有产品和成果包含了雾化性能改善、风机结构优化设计、流道优化等方面，但是不涉及针对果树中下部的自动对靶装置，更未研究该类装置的喷雾姿态调整机构与方法。

极少数研究涉及喷杆姿态可调整的施药装置，但是侧重于单种设备施药作业，如专利CN 108669047A提出的一种多模式双向喷药装置，该装置机具尺寸较大，能实现多种角度的双向喷雾，但在相对较郁闭的果园环境中(如苹果园、桃树等)不能实现向斜上方喷雾，适应性不是太高，且斜向下喷雾的模式容易造成底面沉积量较大。在喷雾角度调节方法的研究中，极少涉及到喷雾角度自适应调节的方法，如专利CN 104351156 A提出的一种电动遥控静电可调仿形喷雾方法，该方法采用的遥控的方法调节喷杆的姿态，且不能实现两侧喷杆角度独立调节，因此自动化程度偏低，对果树的适应性不高。

发明内容

本发明提出一种喷雾姿态自适应调节机构与方法，可根据树冠中下部轮廓调节对靶机构的角度和高度，对实现传统果园果树中下部均匀喷施技术，减少漂移以及地面沉积量，保证病虫害防治效果具有重要的意义。

具体技术方案如下：

一种喷雾姿态自适应调节机构，包括：机架1、靶标探测传感器2、靶标探测传感器支撑板3、对靶机构4、三个倾角传感器5、测距传感器6、计算机、控制器及电机驱动器；

所述靶标探测传感器支撑板3与机架1固定连接；

所述靶标探测传感器2与靶标探测传感器安装板3固定连接；

所述靶标探测传感器2位于喷雾姿态自适应调节机构的最前端，用于：探测靶标有无以及果树树冠的形状、大小、方位等；

所述对靶机构4包括：升降机构7、横梁8、喷雾支架9、喷雾单元、活动铰链14、推杆机构15、推杆支架16、推杆支架安装板17、倾角传感器安装支架18、测距传感器支架19；

所述升降机构7的底部固定于机架1的后侧中部，所述横梁8的中部与升降机构7的顶部固定连接；所述升降机构7上设有的升降机构电机，所述电机驱动器与升降机构电机连接，用于控制升降机构7的升降；通过升降机构7的升降带动横梁8的升降；