專利名稱：一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種植物保護施藥機具領域的噴霧施藥車，特別涉及一種集紅外探測技術、 靜電噴霧技術和植株莖部施藥技術于一體的農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車。
背景技術：
現(xiàn)代植物病蟲害防治仍以化學藥物防治為主，化學防治是植物病蟲害防治中最有效、最 經(jīng)濟，應用最廣、而且較少受地區(qū)限制的方法?；瘜W防治中，最常用的施藥方法有常量噴霧、 (超)低量噴霧、彌霧、煙霧、涂抹、噴粉等多種，使用最多的是常量噴霧。國內(nèi)生產(chǎn)噴霧 機械的企業(yè)很多，噴霧機械的品種多、類型雜，使用量和保有量大，但機械化和自動化程度 低，大多只是在泵藥上實現(xiàn)了機械化，作業(yè)過程中仍然采用人工、大容量連續(xù)噴灑方式，不 僅勞動強度大，作業(yè)效率低，更嚴重的是農(nóng)藥有效利用率低，污染了環(huán)境。國內(nèi)外專家研究 發(fā)現(xiàn)目前這種"雨淋式"的噴灑方式，由于噴霧量太大，霧滴粗，難以沉積在作物表面，真 正附著在植株上的藥液量不到噴灑總量的20%，絕大部分藥液流淌到地面，造成了大量的農(nóng)藥 浪費，加劇了對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染(1) 揮發(fā)和流失，浪費農(nóng)藥，污染環(huán)境。施藥技術的落后使得所施藥劑的大部分經(jīng)揮發(fā)和 漂移，造成藥劑的有效作用損失而浪費農(nóng)藥，同時這種揮發(fā)和漂移引起的流失進入水源、土 壤和大氣中，并不斷積累，造成嚴重的環(huán)境污染，對人畜和生物的安全以及生態(tài)平衡帶來許 多嚴重后果。(2) 水資源的大量消耗，常規(guī)施藥需用上千倍的水稀釋藥液，這樣浪費大量的水資源。 上述問題，激發(fā)植保工作者不斷探索，尋找新的施藥技術，研制高效的施藥器具，提高農(nóng)藥利用率，降低防治成本，減小造成的環(huán)境污染，同時提高生產(chǎn)效率和社會效益，降低勞 動強度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，開發(fā)一種農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車，集 紅外探測技術、靜電噴霧技術和植株莖部施藥技術于一體。本發(fā)明的基本原理如下紅外自動探測用于主動識別施藥目標植株。紅外光電傳感器檢測到植株信號反饋給MCU (微控制單元)控制單元，再經(jīng)放大電路放大來控制電磁閥的通斷，藥液由藥泵增壓至所需4的工作壓力，當檢測到植株時，電磁閥打開，噴頭朝著植株方向進行噴霧，噴頭噴出的高濃 度低藥量霧滴正好噴在植物的莖部或所其它要求施藥的部位，當檢測到的是植株間的空隙時, 電磁閥關閉，停止噴霧；這樣間歇作用使霧滴有效地噴施在作物植株上，減少污染和浪費。實際上噴頭噴出的霧滴并非全部落在植株上，為提高霧滴落在植株上的概率，采用靜電 噴霧技術，直流高壓發(fā)生器提供實現(xiàn)靜電噴霧技術中電極環(huán)所需要的高壓電能，使從噴頭噴 出的霧滴在負高壓電場中荷電，并進一步霧化，荷電霧滴作定向運動飛向植株，同時在電場 力的作用下，霧滴軌跡朝著植株方向運動，并吸附在植株上，大大提高了藥液在植株上的吸 附率，從而提高噴藥質(zhì)量和防治效果。吸附在植株莖部的荷電霧滴藥劑具有內(nèi)吸性，通過藥劑內(nèi)吸的特性進入植株體內(nèi)，隨體 液輸運到植株的其它部位，即為實施植株莖部施藥，起到防治病蟲害的作用。本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明的農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車由供藥部分、紅外探測部分、噴霧控制部分、 供電部分、荷電噴霧部分、行駛部分和機架組成。供藥部分位于機架的中前部，通過供藥部 分的藥箱的箱托將其連接于機架上；供電部分裝入機架后部的金屬盒內(nèi)；行駛部分通過支撐 架連接于機架的下面；紅外探測部分和荷電噴霧部分分別通過固定架連接到機架下面，位于 行駛部分的前后輪中間，相對于機架兩側(cè)對稱布置，其中紅外探測部分在荷電噴霧部分的前 面；噴霧控制部分通過管路連接于荷電噴霧部分和供藥部分的中間。(1) 供藥部分供藥部分由藥箱(16)、藥箱蓋(14)、過濾網(wǎng)(15)、藥泵(9)、液位指示器(13)、放 藥螺塞(19)組成，藥泵(9)安裝在藥箱(16)的底部，藥箱蓋(14)位于藥箱(16)的上 面，蓋住進藥口，過濾網(wǎng)(15)位于藥箱(16)的進藥口的上端，防止雜物進入藥箱(16)， 放藥螺塞(19)位于藥箱(16)最低端，用于排放殘留藥液，液位指示器(13)沿藥箱(16) 外側(cè)安裝，指示藥箱(16)的藥液的存量。藥箱(16)通過箱托(18)連接在機架(26)上。 藥箱(16)盛放混合的藥液，設計總?cè)莘e為30L，能滿足4小時的的低量噴霧作業(yè)要求；采 用耐腐蝕性能優(yōu)良的不銹鋼板制造，防止農(nóng)藥的化學腐蝕，提高作業(yè)效率和使用壽命；底部 采用凹坑和坡度結(jié)構，保證在傾斜狀態(tài)下藥泵也能正常泵藥。藥泵使藥液加壓，達到能滿足 作業(yè)要求的工作壓力，輸出的藥液僅供噴頭噴霧。根據(jù)噴霧的噴幅、作業(yè)速度及單位面積施 藥量等指標要求，確定選擇藥泵(9)的工作壓力和流量，為了實現(xiàn)莖部施藥的目的，需要選 擇具有內(nèi)吸性的藥劑(17)。(2) 紅外探測部分紅外探測部分由紅外探測器(2)、電位器(22)、 MCU中央控制板(3)和信號放大器(4) 組成，各組件部分由電線連接。根據(jù)需噴灑植株(27)離噴頭的距離調(diào)節(jié)傳感器上的電位器 (22)，從而增大或減小紅外線的發(fā)射距離以獲得較高的靈敏度。采用主動探測方式，紅外探 測器(2)發(fā)出的信號遇到植株(27)時被反射回傳感器的接收系統(tǒng)，接收系統(tǒng)就產(chǎn)生一個脈 沖信號，該脈沖信號經(jīng)MCU中央控制板(3)通過信號放大器(4)放大到足夠的功率去控 制噴霧部分工作，實際上紅外檢測器(2)和信號放大器(4)電路構成一個開關電路去控制 電磁閥(5)工作。(3) 噴霧控制部分噴霧控制部分由信號放大器(4)和電磁閥(5)組成。紅外傳感器(2)獲得的目標信號 是比較微弱的脈沖信號，其幅值受目標物距離、大小、顏色、光澤、表面粗糙度的影響。噴 霧控制部分的作用是使在檢測范圍內(nèi)的目標物接受噴霧，在距離以外則被拒絕。信號放大器(4) 將噴霧范圍內(nèi)的被測信號放大到能推動電磁閥(5)工作，在接收到目標信號后迅速作 出反應并對被檢測的目標物進行噴射，從而實現(xiàn)自動目標噴霧的目的。(4) 供電部分供電部分由三節(jié)充電池(每節(jié)充電池12V)串聯(lián)組成一充電電池組(1) (36V)，可以共 享一個充電口)，供給系統(tǒng)能量。 一節(jié)12V充電池給兩個紅外探測器(2)供電，另外兩節(jié)充 電池串聯(lián)組成24V電源，通過熔斷器(10)、開關(11)供給直流高壓發(fā)生器(12)，輸出的 負高壓供給兩個電極環(huán)(25)給霧滴(10)荷電，指示燈和直流高壓發(fā)生器(12)并聯(lián)，指 示直流高壓發(fā)生器(12)是否處于工作狀態(tài)；其中一節(jié)12V電池同時通過開關給藥泵(9) 供電，以便使藥泵(9)進入噴霧作業(yè)時就處于連續(xù)的工作狀態(tài)。串聯(lián)的36V電源還給行駛 部分的驅(qū)動輪電機(23)供電，驅(qū)動噴霧車行駛。(5) 荷電噴霧部分荷電噴霧部分由噴頭(6)、直流高壓發(fā)生器(12)和電極環(huán)(25)組成。藥泵(9)將藥 液泵人噴頭(6),通過壓力實現(xiàn)霧化，噴頭(6)上連接的電極環(huán)(25)由直流高壓發(fā)生器(12) 產(chǎn)生15 20kV負高壓對噴出的霧滴荷電，并進一步霧化。噴霧車的兩側(cè)分別對稱安裝荷電噴霧部分，對兩側(cè)的植株(27)進行噴霧作業(yè)，根據(jù)不 同防治對象對噴霧量和噴灑位置的要求，在噴霧量變化較大時，工作前需更換噴頭(6)， 一 般只需調(diào)整藥泵(9)的輸出壓力及噴頭(6)的高度即可，不需要調(diào)整每個噴頭(6)的偏轉(zhuǎn) 角度，從而減少了噴頭(6)更換及調(diào)整時間。電極環(huán)(25)采用①2mm不銹鋼絲制成O60mm的環(huán)形電極和6個均布在環(huán)形電極上的放電針(7)構成電極環(huán)(25)，接直流高壓發(fā)生器(12)的負極，即負高壓充電。 (6)行駛部分行駛部分由前輪(24)和驅(qū)動輪(28)和充電電池組(1)組成。前輪(24)和驅(qū)動輪(28) 由支撐架連接到機架(26)上，充電電池組(1)由金屬盒固定在機架上。噴霧車采用三輪結(jié) 構成等腰三角形布置，前面一個車輪處于綜向中軸線上，前面為二個車輪。后面一輪為轉(zhuǎn)向 和驅(qū)動輪(28)，前兩輪為承重輪。本發(fā)明的優(yōu)點在于利用本發(fā)明可以減少農(nóng)藥漂移和無效沉積，提高農(nóng)藥的有效利用率， 獲得最佳的施藥效果和最少環(huán)境污染；本發(fā)明適用于較高莖桿類農(nóng)作物生長過程中病蟲害防 治。


圖1噴霧施藥車結(jié)構示意圖其中24—前輪16—藥箱26_機架27—植株2—紅外探 測器20—荷電噴霧部分l一充電電池組30—控制盒28—驅(qū)動輪29—車把8 —霧滴；圖2供藥部分結(jié)構圖13 —液位指示器14一藥箱蓋15—過濾網(wǎng)16—藥箱17—藥劑18 一箱托9一藥泵19一放藥螺塞20—荷電噴霧部分；圖3紅外探測部分結(jié)構圖21 — 12V充電電池22—電位器2—紅外探測器3—MCU中 央控制板4一信號放大器；圖4噴霧控制部分圖21 — 12V充電電池3—MCU中央控制板4一信號放大器5—電磁 閥9一藥泵；圖5供電部分圖l一充電電池組2—紅外探測器IO—熔斷器ll一開關12—直流高壓 發(fā)生器9一藥泵23—驅(qū)動輪電機；圖6荷電噴霧部分圖8—霧滴7—放電針25—電極環(huán)6—噴頭9一藥泵12—直流高壓 發(fā)生器。
具體實施方式
本施藥噴霧車使用前看充電電池電量是否充足，不用時利用智能充電器分別插入充電口 給充電電池組(l)充電，以備使用。使用充電器時要注意以下幾點輸入電壓AC220V/50HZ; 輸出電壓DC/48V1.8A。操作者可以通過控制盒(32)來控制驅(qū)動輪電機(23)、藥泵(9)、直流高壓發(fā)生器(12)、 紅外探測傳感器(2)的開啟和停止。按鈕按下啟動，按鈕彈起停止；通過旋轉(zhuǎn)旋鈕來調(diào)節(jié)電 機速度。在實際作業(yè)過程中，利用紅外探測器(2)接受到目標信號經(jīng)過放大去控制直流高壓 發(fā)生器(12)和藥泵(9)的開啟，無探測到目標則閉合直流高壓發(fā)生器(12)和藥泵(9)。通過撥動靜電荷電極環(huán)(25)(其中噴頭與靜電荷電極環(huán)是聯(lián)動的)調(diào)到合適位置(離地 高度和植株莖部中部高度一致)；用平口螺絲刀旋轉(zhuǎn)紅外探測器(2)的調(diào)距旋鈕，調(diào)整探測 距離至適當?shù)臋n位。噴霧車在田地進行施藥前，首先關閉驅(qū)動輪電機(23)，同時檢查紅外探測器(2)、直流 高壓發(fā)生器(12)、藥泵(9)開關是否關閉，關閉后，通過濾網(wǎng)(15)把藥劑與水按適當?shù)?比例倒進藥箱(16)，推薦濃度l : 5或1 : 10，攪拌搖勻，蓋上藥箱蓋(14)，以備噴霧施藥 使用。操作者準備工作做好后，將噴霧車行駛至需要施藥植株的行距中間，開啟紅外探測器(2) 開關，借助電力和人力驅(qū)動噴霧車向前行駛，紅外探測器(2)主動探測施藥目標對象，探測 到發(fā)送信號去驅(qū)動直流高壓發(fā)生器(12)和藥泵(9)的開啟，藥泵(9)噴出的液滴在直流 高壓發(fā)生器(12)的電場中帶電并進一步細化，霧滴(10)作定向運動飛向植株，同時在電 極環(huán)(25)與植株(27)間的電場力的作用下，改變霧滴(10)軌跡朝著植株(27)方向運 動，并吸附在植株莖部，大大提高了藥劑(17)在植株上的吸附率，噴施的藥劑(17)具有 內(nèi)吸特性進入植株體內(nèi)，隨體液輸運到植株的其它部位，即實施植株莖部施藥，起到防治病 蟲害的作用，達到減少農(nóng)藥漂移和無效沉積，提高農(nóng)藥的有效利用率，獲得最佳的施藥效果 和最少環(huán)境污染為目標。表l為田間防治棉鈴蟲的試驗結(jié)果。表l田間試驗對病蟲害的毒殺效果處理藥液 用量 (ml)株棉鈴蟲死亡率(％)防效*數(shù)葉片蕾鈴平均(%)鈴蛾凈 (5%高滲氯 氰菊酯)1: 5494887.587.585.486.886.1h 10595682.180.476.879.878.71: 25024505398.196.294.396.296.0h 5585483.383.375.980.879.7辛硫磷1: 10515276.975.075.075.674.3h 25024405191.787 .585.488.287.6CK (不用藥)515.93.95.95.24吐4 ,n,、 處理的死亡率一對照死亡率督(％) = ~l一對照死亡率-8
權利要求
1、一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車由供藥部分、紅外探測部分、噴霧控制部分、供電部分、荷電噴霧部分、行駛部分和機架組成，其特征在于供藥部分位于機架的中前部，通過供藥部分的藥箱的箱托將其連接于機架上；供電部分裝入機架后部的金屬盒內(nèi)；行駛部分通過支撐架連接于機架的下面；紅外探測部分和荷電噴霧部分分別通過固定架連接到機架下面，位于行駛部分的前后輪中間，相對于機架兩側(cè)對稱布置，其中紅外探測部分在荷電噴霧部分的前面；噴霧控制部分通過管路連接于荷電噴霧部分和供藥部分的中間。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車，其特征在于供藥部 分由藥箱(16)、藥箱蓋(14)、過濾網(wǎng)(15)、藥泵(9)、液位指示器(13)、放藥螺塞(19) 組成，其中藥泵(9)安裝在藥箱(16)的底部，藥箱蓋(14)位于藥箱(16)的上面，蓋住 進藥口，過濾網(wǎng)(15)位于藥箱(16)的進藥口的上端，防止雜物進入藥箱(16)，放藥螺塞(19)位于藥箱(16)最低端，用于排放殘留藥液，液位指示器(13)沿藥箱(16)外側(cè)安 裝，指示藥箱(16)的藥液的存量；藥箱(16)通過箱托(18)連接在機架(26)上；藥箱(16)盛放混合的藥液，設計總?cè)莘e為30L，能滿足4小時的的低量噴霧作業(yè)要求；采用耐 腐蝕性能優(yōu)良的不銹鋼板制造；藥箱(16)底部采用凹坑和坡度結(jié)構，保證在傾斜狀態(tài)下藥 泵也能正常泵藥。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車，其特征在于紅外探 測部分由紅外探測器(2)、電位器(22)、 MCU中央控制板(3)和信號放大器(4)組成， 各組件部分由電線連接；根據(jù)需噴灑植株(27)離噴頭的距離調(diào)節(jié)傳感器上的電位器(22)， 從而增大或減小紅外線的發(fā)射距離以獲得較高的靈敏度；采用主動探測方式，紅外探測器(2) 發(fā)出的信號遇到植株(27)時被反射回傳感器的接收系統(tǒng)，接收系統(tǒng)就產(chǎn)生一個脈沖信號， 該脈沖信號經(jīng)MCU中央控制板(3)通過信號放大器(4)放大到足夠的功率去控制噴霧部 分工作，實際上紅外檢測器(2)和信號放大器(4)電路構成一個開關電路去控制電磁閥(5) 工作。
4、根據(jù)權利要求1所述的一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車，其特征在于噴霧控 制部分由信號放大器(4)和電磁閥(5)組成；紅外傳感器(2)獲得的目標信號是比較微弱 的脈沖信號，其幅值受目標物距離、大小、顏色、光澤、表面粗糙度的影響；噴霧控制部分 的作用是使在檢測范圍內(nèi)的目標物接受噴霧，在距離以外則被拒絕；信號放大器(4)將噴霧 范圍內(nèi)的被測信號放大到能推動電磁閥(5)工作，在接收到目標信號后迅速作出反應并對被 檢測的目標物進行噴射，從而實現(xiàn)自動目標噴霧的目的。
5、根據(jù)權利要求1所述的一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車，其特征在于供電部分由三節(jié)充電池串聯(lián)組成一充電電池組(1)，其中每節(jié)充電池12V,可以共享一個充電口，供給系統(tǒng)能量； 一節(jié)12V充電池給兩個紅外探測器(2)供電，另外兩節(jié)充電池串聯(lián)組成24V 電源，通過熔斷器(10)、開關(11)供給直流高壓發(fā)生器(12)，輸出的負高壓供給兩個電 極環(huán)(25)給霧滴(10)荷電，指示燈和直流高壓發(fā)生器(12)并聯(lián)，指示直流高壓發(fā)生器 (12)是否處于工作狀態(tài)；其中一節(jié)12V電池同時通過開關給藥泵(9)供電，以便使藥泵 (9)進入噴霧作業(yè)時就處于連續(xù)的工作狀態(tài)；串聯(lián)的36V電源還給行駛部分的驅(qū)動輪電機 (23)供電，驅(qū)動噴霧車行駛。
6、 根據(jù)權利要求1所述的一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車，其特征在于荷電噴 霧部分由噴頭(6)、直流高壓發(fā)生器(12)和電極環(huán)(25)組成；藥泵(9)將藥液泵人噴頭(6)，通過壓力實現(xiàn)霧化，噴頭(6)上連接的電極環(huán)(25)由直流高壓發(fā)生器(12)產(chǎn)生 15~20kV負高壓對噴出的霧滴荷電，并進一步霧化；噴霧車的兩側(cè)分別對稱安裝荷電噴霧部 分，對兩側(cè)的植株(27)進行噴霧作業(yè)，根據(jù)不同防治對象對噴霧量和噴灑位置的要求，在 噴霧量變化較大時，工作前需更換噴頭(6)， 一般只需調(diào)整藥泵(9)的輸出壓力及噴頭(6) 的高度即可，不需要調(diào)整每個噴頭(6)的偏轉(zhuǎn)角度，從而減少了噴頭(6)更換及調(diào)整時間； 電極環(huán)(25)采用O2mm不銹鋼絲制成cD60mm的環(huán)形電極和6個均布在環(huán)形電極上的針狀 電極構成電極環(huán)(25)，接直流高壓發(fā)生器(12)的負極，即負高壓充電。
7、 根據(jù)權利要求1所述的一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車，其特征在于行駛部 分由前輪(24)和驅(qū)動輪(28)和充電電池組(1)組成；前輪(24)和驅(qū)動輪(28)由支撐 架連接到機架(26)上，充電電池組(1)由金屬盒固定在機架上；噴霧車采用三輪結(jié)構成等 腰三角形布置，前面一個車輪處于綜向中軸線上，前面為二個車輪；后面一輪為轉(zhuǎn)向和驅(qū)動 輪(28)，前兩輪為承重輪。
全文摘要
本發(fā)明一種用于農(nóng)作物病蟲害防治的噴霧施藥車屬于植物保護施藥機具領域，由供藥部分、紅外探測部分、噴霧控制部分、供電部分、荷電噴霧部分、行駛部分和機架組成；其中供藥部分位于機架的中前部，通過供藥部分的藥箱的箱托將其連接于機架上；供電部分裝入機架后部的金屬盒內(nèi)；行駛部分通過支撐架連接于機架的下面；紅外探測部分和荷電噴霧部分分別通過固定架連接到機架下面，位于行駛部分的前后輪中間，相對于機架兩側(cè)對稱布置，其中紅外探測部分在荷電噴霧部分的前面；噴霧控制部分通過管路連接于荷電噴霧部分和供藥部分的中間。本發(fā)明可以減少農(nóng)藥漂移和無效沉積，提高農(nóng)藥的有效利用率；適用于較高莖桿類農(nóng)作物生長過程中病蟲害防治。
文檔編號A01M7/00GK101574077SQ20091003319
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月15日 優(yōu)先權日2009年6月15日
發(fā)明者儲金宇, 吳春篤, 波 張, 許小紅, 陳志剛, 黃勇強 申請人:江蘇大學