本發(fā)明田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人涉及一種噴頭角度可調(diào)、噴灑量可調(diào)、植株接近探測(cè)器信號(hào)控制、一控多高效自動(dòng)作業(yè)的農(nóng)用噴藥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

田間病蟲害消除情況直接影響農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。目前在田間消除病蟲害作業(yè)中，無論是人工噴灑，還是機(jī)械設(shè)備空中噴灑，都無法解決藥液靠自由落體從高處飄落，灑落在植物葉面的上表面，而不能有效殺死寄生在植物葉面的下表面寄生蟲的問題。由于生存習(xí)性的原因，許多寄生蟲是習(xí)慣寄生在植物葉面的下表面的，這部分寄生蟲不能被有效的消除使得農(nóng)作物品質(zhì)、產(chǎn)量的保證受到一定限制；又由于不同生長(zhǎng)期的農(nóng)作物植株高度不同，故對(duì)噴灑高度、噴頭角度和藥液噴灑量的可調(diào)性有一定要求；同時(shí)在藥液噴灑過程中，不能識(shí)別植株的位置致使藥液過度噴灑，對(duì)環(huán)境造成過多且不必要的污染。目前的噴灑設(shè)備暫不能很好的全部滿足以上要求解決以上問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人，該噴藥機(jī)器人不僅可在田間壟溝中爬行，針對(duì)性地有效殺死寄生在植物葉面的下表面寄生蟲；噴頭位于背靠式噴管的中部和頂部滿足對(duì)農(nóng)作物噴灑高度的要求；噴頭角度和藥液噴灑量可調(diào)的設(shè)計(jì)可以合理地對(duì)不同生長(zhǎng)期農(nóng)作物需求進(jìn)行消除病蟲害作業(yè)；同時(shí)通過植株接近探測(cè)器的檢測(cè)，進(jìn)而控制噴頭開關(guān)作業(yè)，對(duì)位植物葉面或根部噴灑液體肥料，精準(zhǔn)有效殺死寄生在植物葉面下表面的寄生蟲，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人由履帶式牽引車、植株接近探測(cè)器、控制單元、能量供給單元、第二節(jié)輪式車廂、藥液（液體肥料）輸送單元以及噴頭等部分構(gòu)成。

所述履帶牽引車位于蛇形機(jī)器人的最前端，從上到下依次設(shè)置為攝像機(jī)部分、控制單元部分、能量供給單元部分。所述攝像機(jī)部分固定在牽引車的外部前端頂部，植株接近探測(cè)器分別固定在牽引車的外部前端頂部的左右兩側(cè)；所述控制單元部分與能量供給單元部分依次固定在履帶牽引車的車廂內(nèi)。

所述第二節(jié)輪式車廂從上到下依次設(shè)置噴頭部分、背靠式噴管部分、吸液泵部分。所述噴頭部分固定在噴管的兩側(cè)，背靠式噴管對(duì)稱放置的4個(gè)噴頭。所述背靠式噴管連接在吸液泵上。所述吸液泵部分固定于車廂外側(cè)頂部。

所述藥液（液體肥料）輸送單元即為藥液（液體肥料）車廂1、藥液（液體肥料）車廂2和藥液（液體肥料）車廂3。

所述田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人的履帶牽引車與第二節(jié)輪式車廂、第二節(jié)輪式車廂與藥液（液體肥料）車廂1、藥液（液體肥料）車廂1與藥液（液體肥料）車廂2之間、藥液（液體肥料）車廂2與藥液（液體肥料）車廂3之間通過牽引銷連接。吸液泵與藥液（液體肥料）車廂1之間、藥液（液體肥料）車廂1與藥液（液體肥料）車廂2之間、藥液（液體肥料）車廂2與藥液（液體肥料）車廂3之間再通過軟管連接。

上述田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人，所述噴頭外腔與噴管為一體化設(shè)計(jì)，球形空腔與噴頭為一體化設(shè)計(jì)，噴頭的外腔為2/3對(duì)稱式球形空腔，與球形內(nèi)腔球面相切配合，噴頭角度可調(diào)范圍大。

上述田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人，所述植株接近探測(cè)器通過檢測(cè)結(jié)果控制噴頭作業(yè)，調(diào)整噴頭高度和角度對(duì)位植株葉面或根部噴灑液體肥料，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

有益效果：

第一、蛇形機(jī)器人采用履帶驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，軸向截面小，越野性能好，適于田間作業(yè)，特別適合壟溝中爬行。

第二、通過植株接近探測(cè)器信號(hào)控制噴頭作業(yè)的開關(guān)，以脈沖形式、不同方向噴灑液體肥料，對(duì)位植物葉面或根部噴灑液體肥料，精準(zhǔn)有效殺死寄生在植物葉面下表面的寄生蟲，藥液噴灑更合理有效，減少對(duì)環(huán)境的不必要污染。

第三、噴頭的外腔2/3對(duì)稱式球形空腔，與球形內(nèi)腔球面相切配合，使得噴頭角度可調(diào)范圍大，更加適合不同需求的噴灑角度要求。

第四、一臺(tái)控制器同時(shí)控制多臺(tái)蛇形機(jī)器人，并且一臺(tái)控制器只需一名工作人員控制，提高自動(dòng)作業(yè)程度，節(jié)約資源，更加高效。

附圖說明

圖1是本發(fā)明田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人的主視圖。

圖3是本發(fā)明田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人的左視圖。

圖4是第二節(jié)輪式車廂的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是噴頭的主視圖。

圖6是一控多工作模式示意圖。

田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人包括攝像機(jī)(1)、植株接近探測(cè)器(2)、控制器(3)、能量供給單元(4)、履帶牽引車(5)、牽引銷(6)、背靠式噴管(7)、吸液泵(8)、第二節(jié)輪式車廂(9)、藥液（液體肥料）車廂1(10)、藥液（液體肥料）車廂2(11)、藥液（液體肥料）車廂3(12)、噴頭的2/3對(duì)稱式球形空腔(13)、履帶(14)、噴頭(15)、2/3對(duì)稱式球形外腔(16)、球形內(nèi)腔(17)、控制臺(tái)(18)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

具體實(shí)施例一

本實(shí)施例的田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖、正視圖和左視圖如圖1、圖2和圖3所示。它由履帶式牽引車(5)、植株接近探測(cè)器(2)、控制單元(3)、能量供給單元(4)、第二節(jié)輪式車廂(9)、藥液（液體肥料）輸送單元(10)、(11)、(12)以及噴頭(15)等部分構(gòu)成。

所述履帶牽引車(5)位于蛇形機(jī)器人的最前端，從上到下依次設(shè)置攝像機(jī)(1)、植物植株接近探測(cè)器(2)、控制單元(3)、能量供給單元(4)。所述攝像機(jī)(1)固定在牽引車的外部前端頂部，實(shí)時(shí)獲得當(dāng)前的路面情況；所述植株接近探測(cè)器(2)分別固定在牽引車的外部前端頂部的左右兩側(cè)，通過傳感器感知目標(biāo)植物的位置，傳遞感知信號(hào)給控制單元，打開噴頭作業(yè)開關(guān)。所述控制單元(3)位于履帶牽引車的車廂內(nèi)，接收攝像機(jī)(1)、植物接近探測(cè)器(2)、控制臺(tái)(18)信號(hào)，控制吸液泵(8)工作；能量供給單元(4)部分位于履帶牽引車(5)的車廂內(nèi)，為整個(gè)系統(tǒng)提供工作的能量。

所述田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人，所述履帶牽引車(5)與第二節(jié)輪式車廂(9)、第二節(jié)輪式車廂(9)與藥液（液體肥料）車廂1(10)、藥液（液體肥料）車廂1(10)與藥液（液體肥料）車廂2(11)之間、藥液（液體肥料）車廂2(11)與藥液（液體肥料）車廂3(12)之間通過牽引銷連接。吸液泵(8)與藥液（液體肥料）車廂1(10)之間、藥液（液體肥料）車廂1(10)與藥液（液體肥料）車廂2(11)之間、藥液（液體肥料）車廂2(11)與藥液（液體肥料）車廂3(12)之間再通過軟管連接。

所述第二節(jié)輪式車廂的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。第二節(jié)輪式車廂從上到下依次設(shè)置噴頭(15)、背靠式噴管(7)、吸液泵(8)。所述噴頭(15)固定在背靠式噴管的兩側(cè)，對(duì)稱放置4個(gè)噴頭，并通過噴管連接到吸液泵(8)上；所述吸液泵(8)位于車廂外，避免由于液體藥液的腐蝕性造成的損失。

所述噴頭的主視圖如圖5所示。所述噴頭的球形外腔與噴管為一體化設(shè)計(jì)，球形空腔與噴頭為一體化設(shè)計(jì)，減少藥液浪費(fèi)。

所述一臺(tái)控制器同時(shí)控制多臺(tái)蛇形機(jī)器人的示意圖如圖6所示。一臺(tái)控制器(18)通過無線接收信號(hào)同時(shí)控制多臺(tái)蛇形機(jī)器人，并且一臺(tái)控制器只需一名工作人員控制，提高自動(dòng)作業(yè)程度，節(jié)約資源，更加高效。

具體實(shí)施例二

本實(shí)施例的田間施肥噴藥作業(yè)履帶驅(qū)動(dòng)蛇形機(jī)器人，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定所述噴頭的外腔為2/3對(duì)稱式球形空腔(16)，與球形內(nèi)腔(17)球面相切配合，更加適合不同需求的噴灑角度要求。

這種結(jié)構(gòu)限定，給出了實(shí)現(xiàn)噴頭噴灑角度可調(diào)范圍大的具體實(shí)施方式。