本發(fā)明涉及農(nóng)藥噴灑技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于自走式多自由度平臺(tái)的仿無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)噴藥作業(yè)裝置。

背景技術(shù)：

農(nóng)藥作為控制農(nóng)林作物病、蟲(chóng)、草、鼠等有害生物危害的特殊商品，在保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、促進(jìn)糧食穩(wěn)定增產(chǎn)和農(nóng)民持續(xù)增收等方面，發(fā)揮著極其重要的作用，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)不可或缺的生產(chǎn)資料和救災(zāi)物資。農(nóng)藥可以有效的對(duì)病蟲(chóng)害進(jìn)行控制，是目前以及未來(lái)最有效、同時(shí)也是最經(jīng)濟(jì)的手段，更是今后防治病蟲(chóng)害的最有力武器。農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志之一，沒(méi)有現(xiàn)代農(nóng)藥也就沒(méi)有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化步伐的加快，全世界對(duì)農(nóng)藥的需求仍呈與日俱增的態(tài)勢(shì)。

現(xiàn)階段農(nóng)藥的使用存在使用量過(guò)大的問(wèn)題。為了提高農(nóng)作物的平均抗病水平，人們通常采取大量噴灑農(nóng)藥的方式，在導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量下降的同時(shí)，還會(huì)引起土壤的板結(jié)問(wèn)題以及防治費(fèi)用的上升，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本并造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

傳統(tǒng)的人工噴灑農(nóng)藥的方法存在著成本高，效率低的問(wèn)題。近幾年來(lái)，人工成本的不斷增加等因素導(dǎo)致農(nóng)業(yè)作業(yè)人員短缺和作業(yè)效率降低，并且人工噴灑農(nóng)藥因受地域條件限制，毀苗率過(guò)高、施藥效果不理想。傳統(tǒng)人工噴灑農(nóng)藥往往無(wú)法做到噴灑均勻，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量，并且時(shí)常伴隨著過(guò)度施藥的現(xiàn)象，對(duì)土壤和環(huán)境造成傷害，制約農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，人體與農(nóng)藥接觸，容易受到藥物侵害，帶來(lái)安全隱患。

近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)具有噴施效率高、機(jī)動(dòng)性好、噴施均勻效果好、安全性高等優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到農(nóng)民的青睞。植保無(wú)人機(jī)每分鐘可噴灑2-4畝，一天(8小時(shí))一架植保機(jī)可噴灑2000畝，相當(dāng)于30-100個(gè)人的工效，解放了勞動(dòng)力。但與此同時(shí)，植保無(wú)人機(jī)存在著載重小、續(xù)航時(shí)間短、飛機(jī)穩(wěn)定性不足等問(wèn)題亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種基于自走式多自由度平臺(tái)的仿無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)噴藥作業(yè)裝置，該裝置解決了傳統(tǒng)人工噴施農(nóng)藥存在的成本高、效率低、不安全的問(wèn)題，既可以解放人力，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)還可彌補(bǔ)植保無(wú)人機(jī)載重少，續(xù)航時(shí)間短的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的仿無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)噴藥作業(yè)裝置包括自走車(chē)體、搭載在自走車(chē)體內(nèi)的儲(chǔ)藥箱及通過(guò)輸藥管與儲(chǔ)藥箱相連的農(nóng)藥噴施平臺(tái)；自走車(chē)體上設(shè)有載物臺(tái)，載物臺(tái)上安裝有豎直伸縮桿以及連接在豎直伸縮桿頂端的水平伸縮桿，且豎直伸縮桿的底端通過(guò)旋轉(zhuǎn)基座安裝在載物臺(tái)上；農(nóng)藥噴施平臺(tái)設(shè)置在水平伸縮桿的端部，其邊沿設(shè)有開(kāi)口向下的噴頭。

上述技術(shù)方案中，利用自走式車(chē)體搭載噴藥平臺(tái)取代人工施藥，提高噴施效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)精確施藥，減少農(nóng)藥對(duì)土壤和環(huán)境的污染，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)裝載有大容量的儲(chǔ)藥箱彌補(bǔ)了植保無(wú)人機(jī)載重小的問(wèn)題，對(duì)于實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有巨大的意義。另外，通過(guò)旋轉(zhuǎn)基座、水平伸縮桿及豎直伸縮桿的配合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該農(nóng)業(yè)噴藥作業(yè)裝置的多自由度運(yùn)轉(zhuǎn)，在各個(gè)方向上進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同高度的作物或不同寬度的作物田地。作業(yè)時(shí)，自走車(chē)體無(wú)需進(jìn)入作物種植地內(nèi)，只需在田埂上運(yùn)行，通過(guò)旋轉(zhuǎn)基座、水平伸縮桿及豎直伸縮桿調(diào)節(jié)農(nóng)藥噴施平臺(tái)的位置，可以防止對(duì)作物造成破壞。

具體的方案為自走車(chē)體前端設(shè)置有g(shù)ps模塊。根據(jù)預(yù)定規(guī)劃路線或由遙控實(shí)時(shí)操控在田間自主行走，定位精度高。利用差分gps系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)調(diào)整行走路線，提高定位、行走的準(zhǔn)確度。

另一個(gè)具體的方案為載物臺(tái)與自走車(chē)體間設(shè)有液壓千斤頂起重設(shè)備。通過(guò)驅(qū)動(dòng)操控液壓千斤頂起重設(shè)備頂起上方的載物臺(tái)及載物臺(tái)上方的所有裝置，起到起重、支撐和調(diào)整高度的作用，結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠。

另一個(gè)具體的方案為農(nóng)藥噴施平臺(tái)為直徑至少0.4米的圓形平臺(tái)，圓形平臺(tái)的邊沿均勻設(shè)有至少12個(gè)噴頭。以實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥更加均勻地噴灑。根據(jù)需要通過(guò)輸藥管從不同方向，不同時(shí)間控制每一個(gè)噴頭的流量和開(kāi)閉，從而調(diào)節(jié)噴藥范圍以及噴藥力度，實(shí)現(xiàn)全方位精確、變量地噴灑農(nóng)藥。

另一個(gè)具體的方案為輸藥管采用柔性水管。輸藥管采用柔性較好的水管，可以通過(guò)折疊配合伸縮桿伸縮作業(yè)，避免妨礙伸縮桿伸縮。

另一個(gè)具體的方案為農(nóng)藥噴施平臺(tái)設(shè)有產(chǎn)生向下氣流的螺旋槳。旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加霧流對(duì)作物的穿透性，進(jìn)而提高噴施效率。

再一個(gè)具體的方案為噴頭采用離心式噴頭，且其噴盤(pán)和離心電機(jī)分離設(shè)計(jì)。通過(guò)離心式噴頭可噴出實(shí)心錐噴霧，藥液霧化均勻，可以將農(nóng)藥?kù)F化至100微米以下的小顆粒。同時(shí)噴頭的噴盤(pán)和離心電機(jī)分離式設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)噴盤(pán)的快速更換，節(jié)省維修時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的自走式多自由度平臺(tái)的農(nóng)業(yè)噴藥作業(yè)裝置利用自走式車(chē)體搭載多自由度噴藥平臺(tái)取代人工施藥，提高噴施效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)精確施藥，減少農(nóng)藥對(duì)土壤和環(huán)境的污染，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)裝載有大容量的藥箱彌補(bǔ)了植保無(wú)人機(jī)載重小的問(wèn)題，對(duì)于實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有巨大的意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的農(nóng)藥噴施平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、自走車(chē)體；2、gps模塊；3、儲(chǔ)藥箱；4、載物臺(tái)；5、旋轉(zhuǎn)基座；6、豎直伸縮桿；7、水平伸縮桿；8、輸藥管；9、農(nóng)藥噴施平臺(tái)；10、噴頭；11、螺旋槳。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

參見(jiàn)圖1和圖2，基于自走式多自由度平臺(tái)的仿無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)噴藥作業(yè)裝置包括自走車(chē)體1、gps模塊2、儲(chǔ)藥箱3、載物臺(tái)4、旋轉(zhuǎn)基座5、豎直伸縮桿6、水平伸縮桿7、輸藥管8及農(nóng)藥噴施平臺(tái)9。

gps模塊2搭載在自走車(chē)體1的前端，利用gps模塊2可根據(jù)預(yù)定規(guī)劃路線或由遙控實(shí)時(shí)操控自走車(chē)體1在田間自主行走，定位精度高。利用差分gps系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)調(diào)整行走路線，提高定位、行走的準(zhǔn)確度。

儲(chǔ)藥箱3放置在自走車(chē)體1內(nèi)，其容積大，一次可搭載足夠多的農(nóng)藥，實(shí)現(xiàn)大面積噴藥。同時(shí)儲(chǔ)藥箱3設(shè)有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)口，方便及時(shí)添加藥水。同時(shí)儲(chǔ)藥箱3可根據(jù)需求裝載水或液態(tài)肥，實(shí)現(xiàn)灌溉或施肥的功能。

載物臺(tái)4與自走車(chē)體1之間設(shè)有液壓千斤頂起重設(shè)備，通過(guò)驅(qū)動(dòng)操控液壓千斤頂起重設(shè)備頂起上方的載物臺(tái)4及載物臺(tái)4上方的設(shè)備，起到起重、支撐和調(diào)整高度的作用，結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠。

旋轉(zhuǎn)基座5安裝在載物臺(tái)4上，可相對(duì)載物臺(tái)4繞豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且可實(shí)現(xiàn)順逆時(shí)針不同方向，不同速度旋轉(zhuǎn)。豎直伸縮桿6安裝在旋轉(zhuǎn)基座5上，頂端連接水平伸縮桿7，水平伸縮桿7與豎直伸縮桿6垂直，且水平伸縮桿7可沿水平方向伸縮運(yùn)動(dòng)，距離可達(dá)10米以上，豎直伸縮桿6可沿豎直方向上下伸縮運(yùn)動(dòng)，高度可達(dá)數(shù)米，方便不同作物的噴灑作業(yè)。本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)基座5、豎直伸縮桿6及水平伸縮桿7構(gòu)成了本實(shí)施例的多自由度伸縮旋轉(zhuǎn)裝置，因其多自由度靈活操作，有效實(shí)現(xiàn)大面積的農(nóng)田噴灑覆蓋作業(yè)。

農(nóng)藥噴施平臺(tái)9呈圓形，設(shè)置在水平伸縮桿7的端部，其直徑達(dá)0.5m，在圓形平臺(tái)的邊沿每30°設(shè)一離心式的噴頭10，共12個(gè)，噴頭10開(kāi)口均朝向下，實(shí)心錐噴霧，藥液霧化均勻，可以將農(nóng)藥?kù)F化至100微米以下的小顆粒，同時(shí)噴頭10的噴盤(pán)和離心電機(jī)分離式設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)噴盤(pán)的快速更換，節(jié)省維修時(shí)間。農(nóng)藥噴施平臺(tái)9上配有四個(gè)螺旋槳11，工作時(shí)旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加霧流對(duì)作物的穿透性。

輸藥管8用于連接儲(chǔ)藥箱3和農(nóng)藥噴施平臺(tái)9，為了避免妨礙水平伸縮桿7和豎直伸縮桿6的伸縮，輸藥管8采用柔性較好的水管，可以通過(guò)折疊配合各伸縮桿伸縮作業(yè)。農(nóng)藥噴施平臺(tái)9可根據(jù)需要通過(guò)輸水管8從不同方向，不同時(shí)間控制每一個(gè)噴頭10的流量和開(kāi)閉，從而調(diào)節(jié)噴水范圍以及噴水力度，實(shí)現(xiàn)全方位精確、變量地噴灑農(nóng)藥。