一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201820433488.0 (22)申请日 2018.03.29 (73)专利权人 西南交通大学 地址 610031 四川省成都市二环路北一段 111号 (72)发明人 冯岩 胡泽宇 张志斌 潘文武 何磊 王媛 张祖涛 潘亚嘉 刘昱岗 (74)专利代理机构 成都点睛专利代理事务所 (普通合伙) 51232 代理人 葛启函 (51)Int.Cl. A01G 9/24(2006.01) A01M 7/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新

2、型名称 一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置 (57)摘要 本实用新型提供了一种轨道式精准施药及 灌溉一体化装置， 属于植保机械技术领域。 一级 横轨的两端外侧各设有一台驱动电机三， 其输出 轴与齿轮固定； 二级横轨的一端分别与纵向轨道 车的 “T字形” 梁两端固定； 横向轨道车底板的两 侧均设有驱动电机二， 其输出轴分别与各自一侧 的主动轮轴固定； 药箱和水箱并列在横向轨道车 底板上方， 通过管路与电磁换向阀和液压泵及其 喷头相连； 横向轨道车底板下方设转轴电机， 转 轴电机的输出轴与主动转盘固定； 主动转盘底部 边缘与连杆的上端通过球铰副连接； 从动转盘通 过球铰副与连杆的下端连接， 从动转

3、盘的边缘下 方均布三个弧形挡板， 两弧形挡板之间设有铰 链； 铰链的下端设有喷头。 主要用于温室内精准 施药及灌溉。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 208338476 U 2019.01.08 CN 208338476 U 1.一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置， 包括纵向轨道车、 横向轨道车和水箱， 其特 征在于： 纵向轨道车(4)的两组车轮踏面分别与两条对称布置的等边直角结构的纵轨(1)内 侧水平面配合， 每组车轮均有一个驱动电机一(5)与主动轮轴固定； 两根方钢管结构的一级 横轨(3)的两端各设有一根槽钢结构的二级横轨(2)， 两根二级横轨(2)之间为腰对腰设置， 下腿上表

4、面设有与一级横轨(3)端部内的齿轮(21)啮合的齿条(22)， 一级横轨(3)的两端外 侧各设有一台驱动电机三(11)， 其输出轴与齿轮(21)固定； 二级横轨(2)的一端分别与纵向 轨道车(4)的 “T字形” 梁两端固定； 横向轨道车(10)底板两侧各设有两个车轮， 其踏面与一 级横轨(3)与二级横轨(2)配合； 横向轨道车(10)底板的两侧均设有驱动电机二(18)， 其输 出轴分别与各自一侧的主动轮轴固定； 药箱(8)和水箱(9)并列在横向轨道车(10)底板上方 上位机(23)的一侧， 通过管路与电磁换向阀(7)和液压泵(6)输入相连， 液压泵(6)的输出通 过管路与喷头(16)相连； 横

5、向轨道车(10)底板下方设转轴电机(19)， 转轴电机(19)的输出 轴与主动转盘(12)固定； 主动转盘(12)底部边缘与连杆(13)的上端通过球铰副连接； 从动 转盘(14)通过球铰副与连杆(13)的下端连接， 横向轨道车(10)底板下方设有两套垂直设置 的活塞(20)， 活塞(20)的缸体上端与横向轨道车(10)底板固定， 活塞杆的下端与从动转盘 (14)的上表面固定， 从动转盘(14)的边缘下方均布三个弧形挡板(17)， 两弧形挡板(17)之 间设有铰链(15)； 铰链(15)的下端设有喷头(16)。 2.根据权利要求1所述的一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置， 其特征在于： 所述纵

6、向轨道车(4)、 横向轨道车(10)为上下布置， 纵向在下， 横向在上。 3.根据权利要求1所述的一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置， 其特征在于： 所述二 级横轨(2)的一端位于方钢管结构的一级横轨(3)内部， 间隙配合。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 208338476 U 2 一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置 技术领域 0001 本实用新型属于植保机械技术领域。 背景技术 0002 我国农业自然灾害频发， 为了获得优质的农产品和较高的经济收入， 需要使用农 药预防控制病虫害的发生。 目前， 多数温室仍采用人工方式进行施药， 工作效率低， 工作环 境恶劣， 农药利用率低、 浪

7、费大、 流失严重， 容易造成农药浪费和食品安全问题。 0003 据检索， 现有的施药机械大多对靶性较差， 工作范围受到限制， 仍存在一定程度的 过量施药问题。 例如中国专利申请号201620065780.2公开的 “一种温室轨道施药机器人” ， 该专利所述的施药机器人虽然能识别作物位置并自动施药， 但其电动小车只能沿一个方向 运动， 每次施药只能精确到垄， 对靶性较差， 且由于每株作物与喷头距离不同， 会有施药量 不均匀的问题； 再如中国专利申请号201510630986.5公开的 “温室自走式自动喷雾机” ， 该 专利所述的自动喷雾机， 其移动平台也只能沿一个方向运动， 且由于喷头方向固定斜

8、向下， 当温室面积较大时， 会出现药液无法覆盖所有作物的问题。 0004 因此有必要设计一种对靶性好且工作范围能够覆盖整个温室的施药装置。 实用新型内容 0005 本实用新型的目的是提供一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置， 它能有效地解 决喷头精确移动的问题。 0006 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种轨道式精准施药及灌溉一 体化装置， 包括纵向轨道车、 横向轨道车和水箱， 纵向轨道车的两组车轮踏面分别与两条对 称布置的等边直角结构的纵轨内水平面配合， 每组车轮均有一个驱动电机一与主动轮轴固 定； 两根方钢管结构的一级横轨的两端各设有一根槽钢结构的二级横轨， 两根二级横轨之

9、间为腰对腰设置， 下腿上表面设有与一级横轨端部内的齿轮啮合的齿条， 一级横轨的两端 外侧各设有一台驱动电机三， 其输出轴与齿轮固定； 二级横轨的一端分别与纵向轨道车的 “T字形” 梁两端固定； 横向轨道车底板两侧各设有两个车轮， 其踏面与一级横轨与二级横轨 配合； 横向轨道车底板的两侧均设有驱动电机二， 其输出轴分别与各自一侧的主动轮轴固 定； 药箱和水箱并列在横向轨道车底板上方上位机的一侧， 通过管路与电磁换向阀和液压 泵输入相连， 液压泵的输出通过管路与喷头相连； 横向轨道车底板下方设转轴电机， 转轴电 机的输出轴与主动转盘固定； 主动转盘底部边缘与连杆的上端通过球铰副连接； 从动转盘 通

10、过球铰副与连杆的下端连接， 横向轨道车底板下方设有两套垂直设置的活塞， 活塞的缸 体上端与横向轨道车底板固定， 活塞杆的下端与从动转盘的上表面固定， 从动转盘的边缘 下方均布三个弧形挡板， 两弧形挡板之间设有铰链； 铰链的下端设有喷头。 0007 所述纵向轨道车、 横向轨道车为上下布置， 纵向在下， 横向在上。 0008 所述二级横轨的一端位于方钢管结构的一级横轨内部， 间隙配合。 0009 本实用新型的工作过程和原理如下： 说 明 书 1/3 页 3 CN 208338476 U 3 0010 施药过程： 全局摄像头将图像传至上位机， 经图像处理后确定病虫害发生的植株， 并将该植株的位置信息

11、传至下位机， 驱动电机一和驱动电机二依次工作， 使从动转盘中心 移动至目标植株的正上方； 随后转轴电机开始工作， 使主动转盘旋转， 从而连杆与从动转盘 平面的夹角变大， 从动转盘高度降低， 挡板和喷头下落至目标植株冠层高度； 此时电磁换向 阀接通药箱与液压泵； 紧接着液压泵开始工作， 喷头喷洒药液； 施药时未粘附到叶片上的药 液会被挡板阻隔， 最终汇聚到挡板下方的腔体中， 可回收利用； 最后液压泵停转， 主动转盘 反方向旋转复位， 从动转盘升起， 完成一次施药作业。 0011 灌溉过程： 电磁换向阀连通水箱与液压泵， 其余过程与施药过程相同， 纵向轨道车 与小车依次移动， 使小车能够按S形路径

12、依次经过每一株作物的上空， 并降下喷头进行洒 水。 0012 需要增加横轨长度以扩大工作范围时， 两个驱动电机三开始工作， 齿条沿离开一 级横轨的方向运动， 带动一级横轨两端的二级横轨伸出， 从而增加横轨长度。 0013 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果： 采用直角坐标的定位方式， 降低了机构 和控制系统的复杂程度； 工作范围大， 可以通过改变横轨的长度适应大多数规模的温室； 精 确到单株作物进行施药， 进一步改善了过量施药的问题； 在喷头对侧安装挡板， 回收没有被 有效利用的药液， 有效减少农药浪费。 附图说明 0014 图1是本实用新型的斜视三维图； 0015 图2是本实用新型的仰视

13、三维图； 0016 图3是本实用新型的正视图； 0017 图4是本实用新型的横轨部分局部视图。 具体实施方式 0018 下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明: 0019 一种轨道式精准施药及灌溉一体化装置， 包括纵向轨道车、 横向轨道车和水箱， 纵 向轨道车4的两组车轮踏面分别与两条对称布置的等边直角结构的纵轨1内水平面配合， 每 组车轮均有一个驱动电机一5与主动轮轴固定； 两根方钢管结构的一级横轨3的两端各设有 一根槽钢结构的二级横轨2， 两根二级横轨2之间为腰对腰设置， 下腿上表面设有与一级横 轨3端部内的齿轮21啮合的齿条22， 一级横轨3的两端外侧各设有一台驱动电机三11， 其输

14、 出轴与齿轮21固定； 二级横轨2的一端分别与纵向轨道车4的 “T字形” 梁两端固定； 横向轨道 车10底板两侧各设有两个车轮， 其踏面与一级横轨3与二级横轨2配合； 横向轨道车10底板 的两侧均设有驱动电机二18， 其输出轴分别与各自一侧的主动轮轴固定； 药箱8和水箱9并 列在横向轨道车10底板上方， 通过管路与电磁换向阀7和液压泵6输入相连， 液压泵6的输出 通过管路与喷头16相连； 横向轨道车10底板下方设转轴电机19， 转轴电机19的输出轴与主 动转盘12固定； 主动转盘12底部边缘与连杆13的上端通过球铰副连接； 从动转盘14通过球 铰副与连杆13的下端连接， 横向轨道车10底板下方

15、设有两套垂直设置的活塞20， 活塞20的 缸体上端与横向轨道车10底板固定， 活塞杆的下端与从动转盘14的上表面固定， 从动转盘 14的边缘下方均布三个弧形挡板17， 两弧形挡板17之间设有铰链15； 铰链15的下端设有喷 说 明 书 2/3 页 4 CN 208338476 U 4 头16。 0020 所述纵向轨道车4、 横向轨道车10为上下布置， 纵向在下， 横向在上。 0021 所述二级横轨2的一端位于方钢管结构的一级横轨3内部， 间隙配合。 0022 本实用新型的工作过程和原理如下： 0023 施药过程： 全局摄像头将图像传至上位机23， 经图像处理后确定病虫害发生的植 株， 并将该植

16、株的位置信息传至控制器， 控制驱动电机一5和驱动电机二18依次工作， 使从 动转盘14中心移动至目标植株的正上方； 随后转轴电机19开始工作， 使主动转盘12旋转， 从 而连杆13与从动转盘14平面的夹角变大， 从动转盘14高度降低， 挡板17和喷头16下落至目 标植株冠层高度； 此时电磁换向阀7接通药箱8与液压泵6； 紧接着液压泵6开始工作， 喷头16 喷洒药液； 施药时未粘附到叶片上的药液会被挡板17阻隔， 最终汇聚到挡板17下方的腔体 中， 可回收利用； 最后液压泵6停转， 主动转盘12反方向旋转复位， 从动转盘14升起， 完成一 次施药作业。 0024 灌溉过程： 电磁换向阀7连通水箱9与液压泵6， 其余过程与施药过程相同， 纵向轨 道车4与小车10依次移动， 使小车10能够按S形路径依次经过每一株作物的上空， 并降下喷 头16进行灌溉作业。 说 明 书 3/3 页 5 CN 208338476 U 5 图1 说 明 书 附 图 1/3 页 6 CN 208338476 U 6 图2 说 明 书 附 图 2/3 页 7 CN 208338476 U 7 图3 图4 说 明 书 附 图 3/3 页 8 CN 208338476 U 8