植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可實(shí)時(shí)采集植保機(jī)械田間作業(yè)時(shí)的霧滴參數(shù)的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)及其操作方法。本發(fā)明的目的在于提供一種用于植保機(jī)械田間作業(yè)過(guò)程中，霧滴形態(tài)參數(shù)的采集的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)及其操作方法。本發(fā)明具有測(cè)量精確，使用方便，效率高的優(yōu)點(diǎn)，有利于適時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)田間作業(yè)植保機(jī)械的噴霧效果進(jìn)行的快速全面的采集、測(cè)定，在快速準(zhǔn)確采集霧滴形態(tài)參數(shù)的同時(shí)，亦可為判斷植保機(jī)具本身的性能優(yōu)劣提供參考依據(jù)；是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)范化管理中所必需的信息采集工具。
【專利說(shuō)明】植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可實(shí)時(shí)采集植保機(jī)械田間作業(yè)時(shí)的霧滴參數(shù)的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“植保環(huán)節(jié)”是農(nóng)業(yè)管理過(guò)程當(dāng)中重要的作業(yè)環(huán)節(jié)。在植保機(jī)械的作業(yè)過(guò)程當(dāng)中，一般會(huì)采用噴霧的方式進(jìn)行施藥。施藥機(jī)械多種多樣，田間的實(shí)際噴霧效果差異性很大。在田間作業(yè)過(guò)程中，霧粒直徑和噴施均勻性是判定噴霧作業(yè)質(zhì)量的重要指標(biāo)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ú杉F粒直徑和噴施面積基本信息，有助于對(duì)實(shí)際噴霧作業(yè)質(zhì)量建立定量的了解。
[0003]針對(duì)霧粒直徑的測(cè)量，主要有氧化鎂板測(cè)量法、油皿法、儀器法(如激光粒徑分析)等，上述方法主要是對(duì)噴頭的噴霧效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，并不能夠?qū)μ镩g作業(yè)效果信息進(jìn)行采集。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?00510086231.X，名稱為“一種霧滴譜的測(cè)量裝置及圖像處理方法”，著重闡述了通過(guò)圖像處理的方法對(duì)霧滴圖像進(jìn)行處理分析，并給出了圖像采集裝置，但該裝置主要是對(duì)已有的“靶紙(記錄有霧滴形態(tài)的試紙或鎂板)”進(jìn)行圖像采集，而如何實(shí)時(shí)有效地獲取“靶紙”卻沒(méi)有涉及。
[0005]針對(duì)田間噴施均勻性的測(cè)量，機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《植保機(jī)械通用試驗(yàn)方法》(JB-T9782-1999)明確規(guī)定，需要采集植株上層、中層、下層葉片的受藥情況。在田間作業(yè)時(shí)，霧滴從噴頭到葉片的過(guò)程中，受濕度、溫度、風(fēng)速等因素的影響，瞬間附著到葉片正反兩面上的霧滴形態(tài)很難采集。而涉及到直接獲取霧滴形態(tài)參數(shù)的儀器還尚未有，造成噴霧作業(yè)效果分析過(guò)程中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺失。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)機(jī)組田間作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求日益提高，因此，研究一種能夠快速、準(zhǔn)確收集霧滴形態(tài)參數(shù)信息，且成本低、操作簡(jiǎn)單、易于田間作業(yè)的儀器顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于植保機(jī)械田間作業(yè)過(guò)程中，霧滴形態(tài)參數(shù)的采集的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)及其操作方法，具有測(cè)量精確、使用方便、效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0008]一種植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)，其中:
[0009]其包括支撐架1、仿形架2和靶標(biāo)盒3，所述仿形架2安裝在支撐架I上，仿形架2上設(shè)有靶標(biāo)盒3，支撐架I的頂端設(shè)有探測(cè)器4，探測(cè)器4包括發(fā)射單元和接收單元；
[0010]其中，所述仿形架2為多層的塔狀可調(diào)式結(jié)構(gòu)，每層包括多個(gè)對(duì)稱布置的支桿，各支桿末端布置有靶標(biāo)盒3 ;在各層中，靶標(biāo)盒3在支桿的對(duì)稱位置上分別左右對(duì)稱、正反放置；
[0011 ] 所述靶標(biāo)盒3包括霧滴直徑采集盒6和霧滴噴施面積采集盒8，兩盒中間設(shè)有隔板10 ;所述靶標(biāo)盒3上設(shè)有快門5，快門5上開(kāi)設(shè)有縫隙9 ；
[0012]所述霧滴直徑采集盒6和霧滴噴施面積采集盒8內(nèi)分別放置靶紙7 ；
[0013]在靶標(biāo)盒3閉合狀態(tài)下，快門5全部覆蓋霧滴直徑采集盒6和霧滴噴施面積采集盒8，并且快門5上的縫隙9對(duì)應(yīng)隔板10，且縫隙9的寬度小于隔板10的寬度。
[0014]所述仿形架2上的靶標(biāo)盒3的相對(duì)位置與被測(cè)植株外形輪廓相似。
[0015]所述仿形架2包括上、中、下三層，每層包括多個(gè)對(duì)稱布置的延伸長(zhǎng)度相同的支桿。
[0016]所述快門5可預(yù)調(diào)閉合時(shí)間。
[0017]一種植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)的操作方法，所述操作方法包括如下步驟:
[0018]a)將支撐架I水平放置田間，根據(jù)植株外形調(diào)整仿形架2各層的高度和各個(gè)靶標(biāo)盒3位置；
[0019]b)支撐架I的探測(cè)器4的發(fā)射單元發(fā)出紅外信號(hào)，當(dāng)植保機(jī)械經(jīng)過(guò)探測(cè)器上方時(shí)，探測(cè)器4的接收單元接收到反射信號(hào)；
[0020]c)此時(shí)，探測(cè)器4向各靶標(biāo)盒3發(fā)出控制信號(hào)，控制靶標(biāo)盒3上的快門5按預(yù)設(shè)的時(shí)間要求瞬間閉合， 由靶紙7保留該快門5閉合瞬間的霧滴形態(tài)；
[0021]d)由圖像處理裝置對(duì)靶紙7上的圖像進(jìn)行分析處理，得出不同高度層的霧滴直徑、噴霧面積等參數(shù)。
[0022]在步驟c中:
[0023]在所述靶標(biāo)盒3閉合動(dòng)作發(fā)生前，所述霧滴直徑采集盒6被快門5覆蓋，噴施面積采集盒8敞開(kāi)；
[0024]當(dāng)噴霧機(jī)械運(yùn)行至探測(cè)器4正上方時(shí)，閉合動(dòng)作發(fā)生，大量霧滴瞬間飄入噴施面積采集盒8，縫隙9從霧滴直徑采集盒6上方掃過(guò)，少量霧滴從縫隙9飄入霧滴直徑采集盒6 ；
[0025]閉合動(dòng)作完成時(shí)，縫隙9位于隔板10上方，霧滴直徑采集盒6和噴施面積采集盒8完全被快門5覆蓋。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0027]本發(fā)明具有測(cè)量精確、使用方便、效率高的優(yōu)點(diǎn)。有利于實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)田間作業(yè)植保機(jī)械的噴霧效果進(jìn)行的快速全面的采集、測(cè)定，在快速準(zhǔn)確采集霧滴形態(tài)參數(shù)的同時(shí)，亦可為判斷植保機(jī)具本身的性能優(yōu)劣提供參考依據(jù)；是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)范化管理中所必需的信息采集工具。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為圖1中的靶標(biāo)盒3閉合前的狀態(tài)示意圖；
[0030]圖3為圖1中的靶標(biāo)盒3閉合后的狀態(tài)示意圖。
[0031]【主要組件符號(hào)說(shuō)明】
[0032]I支撐架
[0033]2仿形架[0034]3靶標(biāo)盒
[0035]4探測(cè)器
[0036]5快門
[0037]6霧滴直徑采集盒
[0038]7靶紙
[0039]8噴施面積采集盒
[0040]9縫隙
[0041]10隔 板
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面，結(jié)合附圖與實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
[0043]如圖1所示，為本發(fā)明的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。所述植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)包括支撐架1、仿形架2和靶標(biāo)盒3。所述仿形架2安裝在支撐架I上，仿形架2上設(shè)有靶標(biāo)盒3，支撐架I的頂端設(shè)有探測(cè)器4，探測(cè)器4包括發(fā)射單元和接收單元。
[0044]其中，所述仿形架2為多層的塔狀可調(diào)式結(jié)構(gòu)，每層包括多個(gè)支桿，各支桿末端布置有靶標(biāo)盒3 ;在各層中，靶標(biāo)盒3在支桿的對(duì)稱位置上分別左右對(duì)稱、正反放置。所述仿形架2上的靶標(biāo)盒3的相對(duì)位置與被測(cè)植株外形輪廓相似?？赡７轮仓瓴煌叨热~片的相對(duì)位置和植株外形輪廓。
[0045]在圖1所示的實(shí)施例中，所述仿形架2包括上、中、下三層，每層包括4個(gè)對(duì)稱布置的延伸長(zhǎng)度相同的支桿，各支桿末端布置有靶標(biāo)盒3 ;在各層中，靶標(biāo)盒3在支桿的對(duì)稱位置上分別左右對(duì)稱、正反放置。
[0046]所述靶標(biāo)盒3包括霧滴直徑采集盒6和霧滴噴施面積采集盒8，兩盒中間設(shè)有隔板10 ;所述靶標(biāo)盒3上設(shè)有可預(yù)調(diào)閉合時(shí)間的快門5，快門5上開(kāi)設(shè)有具有一定寬度的縫隙9 ；所述霧滴直徑采集盒6和霧滴噴施面積采集盒8內(nèi)分別放置可有效吸附霧滴的靶紙7，以保留快門閉合瞬間的霧滴形態(tài)。在閉合狀態(tài)下，快門5可全部覆蓋霧滴直徑采集盒6和霧滴噴施面積采集盒8，并且快門5上的縫隙9對(duì)應(yīng)于隔板10，且縫隙9的寬度小于隔板10的覽度。
[0047]本發(fā)明的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)在田間采集霧滴參數(shù)時(shí)，操作方法如下:
[0048]a)將支撐架I水平放置田間，根據(jù)植株外形調(diào)整仿形架2各層的高度和各個(gè)靶標(biāo)盒3位置；
[0049]b)支撐架I的探測(cè)器4的發(fā)射單元發(fā)出紅外信號(hào)，當(dāng)植保機(jī)械經(jīng)過(guò)探測(cè)器上方時(shí)，探測(cè)器4的接收單元接收到反射信號(hào)；
[0050]c)此時(shí)，探測(cè)器4向各靶標(biāo)盒3發(fā)出控制信號(hào)，控制靶標(biāo)盒3上的快門5按預(yù)設(shè)的時(shí)間要求瞬間閉合，由靶紙7保留該快門5閉合瞬間的霧滴形態(tài)；
[0051]d)由圖像處理裝置對(duì)靶紙7上的圖像進(jìn)行分析處理，得出不同高度層的霧滴直徑、噴霧面積等參數(shù)，便于對(duì)噴霧效果做進(jìn)一步的分析。
[0052]圖2和圖3為圖1中靶標(biāo)盒3的動(dòng)作示意圖。其中，圖2為靶標(biāo)盒3的閉合前的狀態(tài)示意圖，圖3為靶標(biāo)盒3的閉合后的狀態(tài)示意圖。
[0053]其中，靶標(biāo)盒3在閉合動(dòng)作發(fā)生前，所述霧滴直徑采集盒6被快門5覆蓋，噴施面積采集盒8敞開(kāi)；當(dāng)噴霧機(jī)械運(yùn)行至探測(cè)器4正上方時(shí)，閉合動(dòng)作發(fā)生，大量霧滴瞬間飄入噴施面積采集盒8，縫隙9從霧滴直徑采集盒6上方掃過(guò)，少量霧滴從縫隙9飄入霧滴直徑采集盒6 ；閉合動(dòng)作完成時(shí)，縫隙9位于隔板10上方，霧滴直徑采集盒6和噴施面積采集盒8完全被快門5覆蓋，有效避免外界環(huán)境對(duì)盒內(nèi)靶紙7的影響。
【權(quán)利要求】
1.一種植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)，其特征在于: 其包括支撐架(1)、仿形架(2)和靶標(biāo)盒(3)，所述仿形架(2)安裝在支撐架(1)上，仿形架(2)上設(shè)有靶標(biāo)盒(3)，支撐架(1)的頂端設(shè)有探測(cè)器(4)，探測(cè)器(4)包括發(fā)射單元和接收單元； 其中，所述仿形架(2)為多層的塔狀可調(diào)式結(jié)構(gòu)，每層包括多個(gè)對(duì)稱布置的支桿，各支桿末端布置有靶標(biāo)盒(3);在各層中，靶標(biāo)盒(3)在支桿的對(duì)稱位置上分別左右對(duì)稱、正反放置； 所述靶標(biāo)盒(3)包括霧滴直徑采集盒(6)和霧滴噴施面積采集盒(8)，兩盒中間設(shè)有隔板(10);所述靶標(biāo)盒(3)上設(shè)有快門(5)，快門(5)上開(kāi)設(shè)有縫隙(9)； 所述霧滴直徑采集盒(6)和霧滴噴施面積采集盒(8)內(nèi)分別放置靶紙(7)； 在靶標(biāo)盒(3)閉合狀態(tài)下，快門(5)全部覆蓋霧滴直徑采集盒(6)和霧滴噴施面積采集盒(8)，并且快門(5)上的縫隙(9)對(duì)應(yīng)隔板(10)，且縫隙(9)的寬度小于隔板(10)的覽度。
2.如權(quán)利要求1所述的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)，其特征在于: 所述仿形架⑵上的靶標(biāo)盒⑶的相對(duì)位置與被測(cè)植株外形輪廓相似。
3.如權(quán)利要求1或2所述的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)，其特征在于: 所述仿形架(2)包括上、中、下三層，每層包括多個(gè)對(duì)稱布置的延伸長(zhǎng)度相同的支桿。
4.如權(quán)利要求1或2所述的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)，其特征在于: 所述快門(5)可預(yù)調(diào)閉合時(shí)間。
5.一種如權(quán)利要求1所述的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)的操作方法，其特征在于: 所述操作方法包括如下步驟: a)將支撐架(1)水平放置田間，根據(jù)植株外形調(diào)整仿形架(2)各層的高度和各個(gè)靶標(biāo)盒⑶位置； b)支撐架(1)的探測(cè)器(4)的發(fā)射單元發(fā)出紅外信號(hào)，當(dāng)植保機(jī)械經(jīng)過(guò)探測(cè)器上方時(shí)，探測(cè)器(4)的接收單元接收到反射信號(hào)； c)此時(shí)，探測(cè)器(4)向各靶標(biāo)盒(3)發(fā)出控制信號(hào)，控制靶標(biāo)盒(3)上的快門(5)按預(yù)設(shè)的時(shí)間要求瞬間閉合，由靶紙(7)保留該快門(5)閉合瞬間的霧滴形態(tài)； d)由圖像處理裝置對(duì)靶紙(7)上的圖像進(jìn)行分析處理，得出不同高度層的霧滴直徑、噴霧面積等參數(shù)。
6.一種如權(quán)利要求5所述的植保機(jī)械田間作業(yè)效果信息采集系統(tǒng)的操作方法，其特征在于: 在步驟c中: 在所述靶標(biāo)盒(3)閉合動(dòng)作發(fā)生前，所述霧滴直徑采集盒(6)被快門(5)覆蓋，噴施面積采集盒(8)敞開(kāi)； 當(dāng)噴霧機(jī)械運(yùn)行至探測(cè)器(4)正上方時(shí)，閉合動(dòng)作發(fā)生，大量霧滴瞬間飄入噴施面積采集盒(8)，縫隙(9)從霧滴直徑采集盒(6)上方掃過(guò)，少量霧滴從縫隙(9)飄入霧滴直徑采集盒⑶; 閉合動(dòng)作完成時(shí)，縫隙(9)位于隔板(10)上方，霧滴直徑采集盒(6)和噴施面積采集盒⑶完全被 快門(5)覆蓋。
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK103983202SQ201410241771
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】鄭志安, 王繼承, 張衛(wèi)鵬, 李朋濤, 蔣代兵, 孫剛, 王一星 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)