一种多功能环保型烟草精量喷雾机

摘要

本发明提供了一种多功能环保型烟草精量喷雾机，主要包括：机架升降装置、喷架变换装置、喷药装置、对靶喷雾装置、药液循环装置和自走式龙门架；机架升降装置控制喷雾机架的高度变换；喷架变换装置实现喷杆式和半封闭式两种药液喷施形态；喷药装置通过隔膜泵将药液抽出药液箱，由药液输送管输送到各喷头，实现药液的喷洒；对靶喷雾装置是通过烟叶识别器实现针对烟苗位置的对靶喷洒；药液循环装置将从烟叶上滴落的残余药液收集到收集槽中，再通过隔膜泵将残余药液回收至药液箱。该机通过针对烟草不同生长周期实现了三行半封闭式和五行喷杆式的喷雾作业，提高了作业效率和喷施效果。有效控制了药液浪费，提高了农药利用率，减小了环境影响。

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种多功能环保型烟草精量喷雾机，属于植保机械领域。

（二）背景技术

烟草作为吸食品,其中的农药残留问题已经引起世界各国的重视。烟草是我国重要 的经济作物,病虫害是影响我国烟草生产的重要因素之一。病虫害的防治工作以防为主，主 要结合化学药剂综合进行防治。烟草种植过程中，从团棵期到旺长期、打顶期以及采收期， 对于农药和液态肥的使用始终贯穿其中。农药高效、精量、高利用率、低飘失率的合理使用 对于保证烤烟的产量、降低生产成本、提高烤烟品质、降低环境污染至关重要。

目前，对于烤烟的喷药主要采取自上而下的喷洒方式。在烟草生长的团棵期到旺长 期中，烟叶低矮，冠层相对稀疏，适宜采用喷杆喷雾方式作业。但在烟草打顶期与采收期， 烟叶茂密，如果仍采用自上而下的喷药方式，由于上层烟叶遮挡住中下层烟叶，不仅使中下 层烟叶无法获得均匀的药液沉积，防治效果大打折扣，而且上层过量喷施的药液还会落入土 壤中，污染农田环境，并且造成了农药的巨大浪费，加大了种植成本。此时宜采取半封闭式 喷雾方式作业。因此，针对传统喷雾农业机械药液喷施功能单一、喷洒质量不高、农药利用 率低等问题，根据烤烟各生长期喷药生产实际的特点，发明一种三行和五行复用的烟草喷雾 机，以完成烟草在团棵期和旺长期的喷杆式喷雾，在打顶期和采收期进行半封闭式喷雾，并 实现残余药液回收和精确对靶的农药高效喷施装备，具有重要的现实意义。

（三）发明专利内容

针对上述技术问题，本发明专利提供了一种多功能环保型烟草精量喷雾机，该机具 备对靶喷雾和药液回收功能，并针对烟草不同生长期实现了三行半封闭式和五行喷杆式复用 精量喷雾。

一种多功能环保型烟草精量喷雾机，主要包括：机架升降装置、喷架变换装置、喷 药装置、对靶喷雾装置、药液循环装置和自走式龙门架；机架升降装置由滑索机构控制喷雾 机架，实现喷杆在竖直方向上高度的变换；喷架变换装置通过改变位架形态，从而实现喷杆 式和半封闭式两种药液喷施形态；喷药装置通过隔膜泵将药液抽出药液箱，由药液输送管输 送到各喷头，实现药液的喷洒；对靶喷雾装置是通过喷杆上的烟叶识别器控制对应喷头的电 磁阀开关，从而实现针对烟苗位置的定位喷洒；药液循环装置将从烟叶上滴落的残余药液经 收集布上的过滤孔过滤后汇集到收集槽中，再通过隔膜泵将残余药液回收至药液箱，提高药 液利用率。

所述机架升降装置包括机架连接板、滑槽架、支撑架和滑索机构。所述机架连接板 固接于龙门式固定架上。所述的滑槽架是由两根竖立的长槽型立杆与一根顶部槽型钢构成的 “门”字型框架式结构。滑槽架与机架连接板垂直固接在一起。所述滑槽架的长槽型立杆上 设有升降位置固定孔。所述支撑架主要包括槽型梁、滚轮、轨道杆、中位架和其他杆件，并 通过滚轮安装在长槽型立杆上；支撑架两侧设有滚轮并通过滚轮安放在滑槽架上；滚轮可活 动的卡放在滑槽架的长槽型立杆中，从而实现支撑架竖直方向上的运动；轨道杆固接于槽型 梁上。所述中位架由中位架立杆和中位架平杆组成，中位架立杆与中位架平杆垂直安装，中 位架立杆垂直安装在槽型梁下方；所述滑索机构由转向滑轮、牵引钢丝绳、牵引滚筒、牵引 电动机构成；所述转向滑轮固接于滑槽架上部；所述牵引钢丝绳一端通过中间支撑架固定铰 链铰接于支撑架杆件上，钢丝绳另一端绕过转向滑轮连接到牵引牵引滚筒上，牵引电动机输 出轴与牵引滚筒联接，当机架升降装置升降到喷杆式喷雾或半封闭式喷雾的合适位置时，使 用螺栓将滚轮固定在长槽型立杆的升降位置固定孔上。所述牵引电动机由自走式龙门架配套 蓄电池提供电源。

所述喷架变换装置主要由左右两个位架构成。所述位架分别安装在支撑架两侧。所 述位架主要包括脊架、肢架、垂位钩杆和挡板。所述脊架由固定垂架和垂架移动杆构成。固 定垂架由垂架立杆和垂架平杆构成，所述垂架平杆垂直固接于垂架立杆上；垂架移动杆可活 动的插入支撑架的轨道杆中，并能够沿轨道杆方向移动。所述肢架由肢架套杆、三角固定 杆、肢架芯杆、肢架喷杆、喷头移动环和肢架水平固定套构成；所述肢架套杆通过肢架铰链 与垂架立杆相铰接，使肢架能够实现水平状态和竖直状态的转换。所述三角固定杆与肢架套 杆固结在一起。所述肢架芯杆可活动的插入肢架套杆中，并能够沿肢架套杆方向移动。肢架 套杆的两端和肢架芯杆上均设有伸缩位置固定孔。所述肢架水平固定套可活动的插入垂架立 杆中，并能够沿水平方向移动，用于使肢架套杆在水平状态时与垂架立杆套接在一起。肢架 喷杆垂直安装在药液循环装置上部且与肢架芯杆平行；所述的喷头移动环可活动的安装在肢 架喷杆上，并能够沿肢架喷杆方向移动，喷头移动环用于卡放喷头，左右两个位架位于中间 相邻（内侧）的两个肢架上的每个喷头移动环同时装有两个背向喷头，位于左右两个位架外 侧的两个肢架上的喷头移动环装有一个朝向内侧的喷头。所述垂位钩杆一端通过铰链与垂架 平杆相铰接，另一端通过固定挂钩钩挂在三角固定杆上。所述挡板包括水平挡板、中间水平 挡板、竖直挡板和中间竖直挡板。所述水平挡板固接于垂架立杆上；所述竖直挡板固接于一 侧肢架芯杆上。所述中间水平挡板固接于中位架平杆上。所述中间竖直挡板固接于滑槽架 上。所述所有挡板均竖直固定在喷雾机前进方向一侧，并对喷头进行半封闭遮盖。

所述的对靶喷雾装置由烟叶识别器和喷雾控制电磁阀构成。所述烟叶识别器主要由 色标传感器构成，固定于肢架喷杆上，根据在喷杆式喷雾所对应的烟叶种植行数设置安装个 数，即每行烟草上方对应安装一个烟叶识别器；喷雾控制电磁阀固定于药液输送管道上，烟 叶识别器发出的控制信号驱动喷雾控制电磁阀，从而控制喷杆式管路开关的开启或关闭，实 现药液管道的通断。其中烟叶识别器能够由色标传感器感知绿色烟叶，产生喷雾控制信号。

所述喷药装置由药液箱、喷雾隔膜泵、喷杆、雾化喷头组及药液输送管道构成。所 述药液箱和喷雾隔膜泵固定于自走式龙门架上。所述的雾化喷头组分为喷杆式喷头组和半封 闭式喷头组。药液箱、雾化喷头组与喷雾隔膜泵之间由药液输送管相连通，喷雾隔膜泵将药 液抽出药液箱，由药液输送管分两路输送到各雾化喷头组。第一路是喷杆式喷头组，经喷杆 式管路开关将药液输送到喷杆式喷头组的雾化喷头进行药液喷施；第二路是半封闭式喷头 组，经半封闭式管路开关将药液输送到半封闭式喷头组的雾化喷头进行药液喷施。所述喷杆 分为垂架喷杆、肢架喷杆和中位喷杆，垂架喷杆固定在垂架平杆上，肢架喷杆垂直安装在药 液循环装置上；中位喷杆固定在中位架平杆上。所述雾化喷头组固定在垂架喷杆、肢架喷杆 和中位喷杆上。所述喷杆式喷头组采用扇形防滴漏雾化喷头，半封闭喷头组采用圆锥形防滴 漏雾化喷头；所述喷杆式喷头组是由喷雾机处于喷杆式工作形态时多个对应于各烟垄的喷头 组成；所述半封闭式喷头组是由喷雾机处于半封闭式工作形态时多个对应于烟草上部和两 侧的喷头组成；喷头个数可由当喷雾对烟草实现全覆盖时，根据喷头参数计算确定；所述喷 雾隔膜泵由自走式龙门架的动力输出装置提供动力。

所述药液循环装置包括药液收集布、药液回收槽和药液回收隔膜泵。所述药液循环 装置安装在肢架下方。所述药液收集布固定于收集布展开架上，药液收集布中间部位与药液 回收槽相连形成凹陷，药液回收槽上方对应的药液收集布上开有过滤孔。所述过滤孔能够有 效防止植被落叶、乱枝等杂物进入药液收集管道，从而保证药液顺利由药液收集管道回流至 药液箱。所述药液回收槽通过药液收集管与药液箱和药液回收隔膜泵相通；残余药液经过滤 孔过滤后由药液回收隔膜泵抽回到药液箱中。所述回收隔膜泵由自走式龙门架的动力输出装 置提供动力。

所述自走式龙门架由龙门式固定架、自走式龙门架动力输出装置和行走履带构成； 所述龙门式固定架安装在自走式龙门架的中央；滑槽架通过焊接方式安装在龙门式固定架 上；所述自走式龙门架动力输出机构包括汽油机、齿轮传动箱和传动链条，汽油机通过传动 链条带动齿轮传动箱转动，齿轮传动箱通过传动链条带动行走履带运动，同时为喷雾隔膜泵 和药液回收隔膜泵的运转提供动力。

本发明具有以下有益效果：

1、该环保型烟草精量喷药机通过针对烟草不同生长周期，经过喷雾机构调整后，实现了三 行半封闭式和五行喷杆式的喷雾作业，提高了喷药作业效率和药物喷施效果。2、对靶喷雾 装置和药液回收装置的使用有效控制了药液浪费，提高了农药的利用率，减小了农药对烟田 生态环境的影响。

（四）附图说明

图1是环保型烟草精量喷雾机整体装配图。

图2是机架升降装置与位架装配结构图。

图3是位架结构图。

图4是药液回收装置结构图。

图5是自走式龙门架结构图。

图6是喷杆式喷雾模式工作示意图。

图7是半封闭式喷雾模式工作示意图。

图中：1机架连接板、2滑槽架、3槽型梁、4滚轮、5轨道杆、6中位架立杆、7中位 架平杆、8垂架立杆、9垂架平杆、10垂架移动杆、11肢架套杆、12三角固定杆、13肢架 芯杆、14喷头移动环、15肢架水平固定套、16肢架铰链、17垂位钩杆、18水平挡板、19 中间水平挡板、20竖直挡板、21中间竖直挡板、22烟叶识别器、23垂架喷杆、24肢架喷 杆、25药液收集布、26药液回收槽、27收集布展开架、28过滤孔、29龙门式固定架、30 转向滑轮、31中间支撑架固定铰链、32行走履带、33半封闭式喷头组、34喷杆式喷头组、 35升降位置固定孔、36伸缩位置固定孔

（五）具体实施方式

下面结合附图对本发明专利作进一步描述。本发明专利所涉及的滑槽架2、支撑 架、位架、肢架和药液循环装置等部件的大小能够根据作物高度、行距等实际参数进行确 定。本实施例中，烟垄间距以1.1-1.2米为例。在喷杆式喷雾形态中，能同时实现5行烟草 的喷雾作业；在半封闭式喷雾形态中，能同时实现3行烟草的喷雾作业。

参照图1～4，本发明专利所采用的技术方案包括：机架升降装置、喷架变换装置、 喷药装置、对靶喷雾装置、药液循环装置和自走式龙门架。机架升降装置由滑索机构控制喷 雾机架，实现喷杆在竖直方向上高度的变换；喷药装置通过隔膜泵将药液抽出药液箱，由药 液输送管输送到各喷头，实现药液的喷洒；对靶喷雾装置是通过喷杆上的烟叶识别器22控 制对应喷头的电磁阀开关，从而实现针对烟苗位置的定位喷洒；药液循环装置将从烟叶上滴 落的残余药液经收集布上的过滤孔28过滤后汇集到收集槽中，再通过隔膜泵将残余药液回 收至药液箱，提高药液利用率。

所述机架升降装置包括机架连接板1、滑槽架2、支撑架和滑索机构。所述机架连 接板1固结于的龙门式固定架29上。所述的滑槽架2是由两根竖立的长槽型立杆与一根顶 部槽型钢构成的框架式结构。滑槽架2通过焊接与机架连接板1固接在一起。所述滑槽架2 的长槽型立杆上开有升降位置固定孔35。所述支撑架由槽型梁3、滚轮4、轨道杆5和中位 架构成。支撑架通过两侧的滚轮4安放在滑槽架2上；滚轮4卡放在滑槽架2的长槽型立杆 中，从而实现支撑架竖直方向上的运动；轨道杆5固接于槽型梁3上。所述中位架由中位架 立杆6和中位架平杆7组成。中位架立杆6和中位架平杆7固结于槽型梁3上。所述滑索机 构由转向滑轮30、牵引钢丝绳、牵引滚筒、牵引电动机构成；所述转向滑轮30固接于滑槽 架2上部；所述牵引钢丝绳一端通过中间支撑架固定铰链31铰接于支撑架杆件上，钢丝绳 另一端绕过转向滑轮30连接到牵引滚筒上，牵引电动机输出轴与牵引滚筒联接，当机架升 降到喷杆式喷雾或半封闭式喷雾的合适位置时，使用螺栓将滚轮4固定在长槽型立杆的升降 位置固定孔35上，从而固定机架的位置。所述牵引电动机由自走式龙门架配套蓄电池提供 电源；

所述喷架变换装置主要由左右两个位架构成。所述两个位架分别安装在支撑架两 侧。所述位架由脊架、肢架、垂位钩杆17、挡板组成。所述脊架由固定垂架与垂架移动杆 10构成。固定垂架由垂架立杆8与垂架平杆9构成，所述垂架平杆9垂直固结接于垂架立 杆8上；垂架移动杆10可活动的插入支撑架的轨道杆5中，并能够沿轨道杆5方向移动。 所述肢架由肢架套杆11、三角固定杆12、肢架芯杆13、喷头移动环14和肢架水平固定套 15构成。所述肢架套杆11通过肢架铰链16与垂架立杆8相铰接，使肢架能够实现水平状 态和竖直状态的转换。所述三角固定杆12与肢架套杆11固结在一起。所述肢架芯杆13插 入肢架套杆11中，并能够沿肢架套杆11方向移动。肢架套杆11的两端和肢架芯杆13上打 有大小相对应的伸缩位置固定孔36。所述肢架水平固定套15可活动的插入垂架立杆8中， 并能够沿水平方向移动，用于使肢架套杆在水平状态时与垂架立杆8套接在一起。喷头移动 环可活动的安装在肢架喷杆上，并能够沿肢架喷杆方向移动，喷头移动环用于卡放喷头，左 右两个位架中间相邻（即内侧）的两个肢架上的每个喷头移动环同时装有两个背向喷头，两 个位架外侧的两个肢架上的每个喷头移动环装有一个朝向内侧的喷头。所述垂位钩杆17一 端通过铰链与垂架平杆9相铰接，另一端通过固定挂钩钩挂在三角固定杆12上。所述挡板 包括水平挡板18、中间水平挡板19、竖直挡板20和中间竖直挡板21。所述水平挡板18固 接于垂架立杆8上。所述竖直挡板20固接于肢架芯杆13上。所述中间水平挡板19固接于 中位架平杆7上。所述中间竖直挡板21固接于滑槽架2上。所述所有挡板固定在喷雾机前 进方向一侧，并对喷头进行半封闭遮盖。

所述的对靶喷雾装置由烟叶识别器22和喷雾控制电磁阀构成。所述烟叶识别器22 主要由色标传感器构成，固定于肢架喷杆24上，根据在喷杆式喷雾所对应的烟叶种植行数 设置安装个数，即每行烟草上方对应安装一个烟叶识别器；喷雾控制电磁阀固定于药液输送 管道上，烟叶识别器22发出的控制信号驱动喷雾控制电磁阀，从而控制喷杆式管路开关的 开启或关闭，实现药液管道的通断。其中烟叶识别器22能够由色标传感器感知绿色烟叶， 产生喷雾控制信号。

所述喷药装置由药液箱、喷雾隔膜泵、喷杆、雾化喷头组及药液输送管道构成。所 述药液箱和喷雾隔膜泵固定于自走式龙门架上。所述的雾化喷头组分为喷杆式喷头组34和 半封闭式喷头组33。药液箱、雾化喷头组与喷雾隔膜泵之间由药液输送管相连通，喷雾隔 膜泵将药液抽出药液箱，由药液输送管分两路输送到各雾化喷头组。第一路是喷杆式喷头组 34，经喷杆式管路开关将药液输送到喷杆式喷头组34的雾化喷头进行药液喷施；第二路是 半封闭式喷头组33，经半封闭式管路开关将药液输送到半封闭式喷头组33的雾化喷头进行 药液喷施。所述喷杆分为垂架喷杆23、肢架喷杆24和中位喷杆，垂架喷杆23固定在垂架 水平杆上，肢架喷杆24分别固定在两侧肢架上，中位喷杆固定在中位架平杆7上。所述雾 化喷头固定在垂架喷杆23、肢架喷杆24和中位喷杆上。所述喷杆式喷头组采用扇形防滴漏 雾化喷头，半封闭喷头组采用圆锥形防滴漏雾化喷头；所述喷杆式喷头组34是由喷雾机处 于喷杆式工作形态时多个对应于各烟垄的喷头组成；所述半封闭式喷头组33是由喷雾机处 于半封闭式工作形态时多个对应于烟草上部和两侧的喷头组成；喷头个数由当喷雾对烟草实 现全覆盖时，根据喷头参数计算确定；所述喷雾隔膜泵由自走式龙门架的动力输出装置提供 动力。

所述药液循环装置包括药液收集布25、药液回收槽26和药液回收隔膜泵。所述药 液收集布25固定于收集布展开架27上，药液收集布25中间部位与药液回收槽26相连形成 凹陷，药液回收槽26上方对应的药液收集布25上开有过滤孔28。所述过滤孔28能够有效 防止植被落叶、乱枝等杂物进入药液收集管道，从而保证药液顺利由药液收集管道回流至药 液箱。所述药液回收槽26通过药液收集管与药液箱和药液回收隔膜泵相通；残余药液经过 滤孔28过滤后由药液回收隔膜泵抽回到药液箱中。所述回收隔膜泵由自走式龙门架的动力 输出装置提供动力。

所述自走式龙门架由龙门式固定架29、自走式龙门架动力输出装置和行走履带32 构成；所述龙门式固定架29固定于自走式龙门架中央，通过焊接方式与滑槽架2连接在一 起；所述自走式龙门架动力输出机构包括汽油机、齿轮传动箱和传动链条，汽油机通过传动 链条带动齿轮传动箱转动，齿轮传动箱通过传动链条带动行走履带32运动，同时为喷雾隔 膜泵和药液回收隔膜泵的运转提供动力。

本发明专利一种环保型烟草精量喷药机喷雾模式变换过程：

本发明专利在烟草不同生长周期能够实现喷杆式和半封闭式两种工作模式。

1、喷杆式工作形态如图6所示。喷杆式结构主要应对烟草团棵期和旺长期的喷 雾。此种状态下，移动位于轨道杆5中的垂架移动杆10调整两位架间的相对距离。当垂架 移动杆10移动到极限位置时，拉动肢架旋转使机械四个肢架处于水平位置，将肢架水平固 定套15移动到肢架套杆11上，并在肢架水平固定套15两端使用固定销固定。喷杆式喷头 组34中各喷头均对准各垄烟草。喷雾机开始工作时，打开喷杆式管路开关，当烟叶识别器 22识别到烟草位置，控制喷雾控制电磁阀打开药液输送管将药液送入喷杆式喷头组34，实 现对靶喷雾。水平挡板18、中间水平挡板19与竖直挡板20、中间竖直挡板21通过遮挡喷 头，起到雾滴防飘的作用。

2、半封闭式工作形态如图7所示。半封闭式结构主要应对烟草打顶期和近采收期 时使用。此状态下，移动位于轨道杆5中的垂架移动杆10调整两位架间的相对距离，两位 架之间的相对距离由烟垄距决定；移动位于肢架套杆11中的肢架芯杆13调整肢架的高度， 肢架的高度由烟苗高度决定，同时将喷头移动环14移到最佳喷雾位置；拉动肢架旋转使机 械四个肢架处于竖直位置，旋转位于垂架平杆上的垂位钩杆17，将其钩挂在三角固定杆12 上，对位架进行结构定型。此时，烟草置于两个肢架之间及中位喷杆下方，当自走式龙门架 带动喷雾机在陇间移动时，手动开启半封闭式管路开关，药液进入半封闭式管路中，通过半 封闭式喷头组33喷出，即可实现三行喷雾状态。水平挡板18、中间水平挡板19与竖直挡 板20、中间竖直挡板21通过拨动烟叶，使烟叶小幅度的铺展，有利于药液穿透，增加药液 沉积效果。竖直挡板20、中间竖直挡板21将穿过烟叶的残余药液进行阻挡，使其流入药液 循环装置中，加到了残余药液的收集循环效果。

本发明专利在喷药机处于喷杆式工作形态时其对靶喷雾控制过程：精量喷药机对准 烟草行喷雾过程中，当烟叶识别器22对准烟苗间土地时，识别器未识别烟草，不发出控制 信号，喷雾控制电磁阀关闭，喷头不喷施药液；当烟叶识别器22对准烟苗时，识别器发出 控制信号，驱动喷雾控制电磁阀打开，喷头喷施药液。