葡萄园立体风送式喷雾机

摘要

本发明涉及一种葡萄园立体风送式喷雾机，包括风送系统、喷雾系统、电控操作系统、传动系统、幅宽调节部分和机架；蝶式导流板进风口和轴流风机出风口连接；幅宽调节部分安装在蝶式导流板两侧；喷雾系统包括药液箱、隔膜泵、药管、高压喷头和药箱总开关；药管固定在调节幅板外侧；药管上连接有高压喷头；高压喷头与蝶式导流板的出风口对应设置。本发明可根据葡萄园葡萄架间的实际间距，通过控制箱来调整调节幅板，改变喷雾机的作业幅宽，来适应不同的葡萄架间距；轴流风机输送的气流经过导流板的分配送至出风口，对喷出的药液实现二次雾化。

说明书

技术领域

本发明涉及一种葡萄园立体风送式喷雾机，特别涉及一种用于沿海地区葡萄园的喷雾装置。

背景技术

如今，我国葡萄产量已跃居世界第二，山东省内沿海地区葡萄产量居高。植保作业是葡萄种植过程中的一个重要环节，在葡萄生产管理环节中，喷施化学农药进行病虫害防治仍然是主要的防治手段。目前，在我国对于葡萄病虫害防治专业化施药机具的研制较少，各地主要采用手动喷雾器、高压喷雾器、电动高压喷雾器、担架式喷雾机、踏板式手压喷雾器等施药机具，普遍使用大容量、粗雾滴的喷雾技术，该方式的污染严重，工作效率低，劳动强度大，施药效果差，大量农药以流失和飘失的方式损失，对环境安全、人身安全造成了巨大危害。传统的果园喷雾机虽然结构简单，生产率高，但是依然存在着喷头与葡萄篱架距离不一致，对靶性不强以及喷雾不均匀等问题。

在国内，对于果园植保机械的研究主要集中在果园风送式喷雾机，山东农业大学、中国农业大学、南京农业大学等单位对果园风送式喷雾机进行过研制，并对药液搅拌、风机参数优化以及自动对靶等技术进行了研究。

在国外，对于果园植保机械的研究主要集中在欧美发达国家，他们多以导流式果园风送喷雾机与装配了轴流风机的传统果园风送喷雾机作为主体，随着农药安全使用要求的不断提高，以及喷雾机技术的不断革新，多风管定向风送喷雾机、循环喷雾机和自动对靶喷雾机等新型喷雾机被越来越多的关注。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种葡萄园立体风送式喷雾机，目的是研究一种方便易操作的小型机载式、适合我国葡萄园篱架种植植株植保作业的喷雾机，这样不仅可以帮助果农提高产量，更可以大大的提高果农的工作效率以及节约生产成本。

一种葡萄园立体风送式喷雾机，包括风送系统、喷雾系统、电控操作系统、传动系统、幅宽调节部分和机架；

所述的风送系统包括蝶式导流板和轴流风机；所述的蝶式导流板为中空结构，其中部呈拱形弧面、两侧为直板；蝶式导流板两侧朝向其外侧分别设有四个出风口；蝶式导流板拱形弧面中下部设有圆形进风口，进风口与轴流风机出风口连接；根据气流在蝶式导流板内部的模拟仿真结果，在蝶式导流板内部设置有隔板；隔板将蝶式导流板的内部均分为八个风道，每侧四个风道；每侧的四个风道分别与对应一侧的四个出风口连通。所述的轴流风机通过轴 流风机皮带轮、传动轴皮带轮II、传动轴、传动轴皮带轮I、隔膜泵皮带轮、电机输出轴皮带轮、皮带组成的传动系统与电机输出轴连接，从而获取动力；轴流风机在电机与传动系统的带动下旋转，输送气流，气流通过进风口进入蝶式导流板内部的八个风道，并从蝶式导流板两侧的八个出风口排出。

所述的幅宽调节部分包括轨道、滑块、调节幅板、丝杠、万向节、双输出轴步进电机和蓄电池；轨道从蝶式导流板下部沿垂直于整机前进方向穿过蝶式导流板两侧直板，并固定在蝶式导流板下方的机架上；轨道与喷雾方向平行设置；轨道两侧分别可活动的安装有一个滑块，滑块可沿轨道滑动；所述调节幅板可活动的套在蝶式导流板两侧直板外面，调节幅板与每个直板形状相同、尺寸略大；每个调节幅板下端固定在与其对应一侧的滑块上，在滑块的带动下，可沿轨道直线运动；调节幅板中部沿高度方向焊接有加强板，以减少由于过高引起的震颤，增加调节幅板的稳定性；每侧调节幅板上与轨道平行焊接有两个螺母，每侧调节幅板上的两个螺母构成一组螺母；两个螺母分别连接有丝杠，双输出轴步进电机两端的输出轴通过万向节分别与左右两组丝杠相连；两侧调节幅板上的四个螺母处于同一水平高度；双输出轴步进电机通过导线与蓄电池连接，蓄电池为其提供电能；双输出轴步进电机在步进电机控制器及步进电机驱动器的作用下，可以接收操作人员通过按键输入的正反转的操作指令，实现输出轴正反转的功能，为丝杠提供动力，带动丝杠正向或反向转动，丝杠转动实现螺母在工作幅宽方向上的左右运动，使得两侧带有滑块的调节幅板能够沿导轨进行伸缩滑动，从而实现喷雾机作业幅宽的调节功能，实现立体风送式喷雾机作业幅宽的调节；

所述的喷雾系统包括药液箱、隔膜泵、药管、高压喷头和药箱总开关；所述药管固定在调节幅板外侧；每侧药管上连接有四个高压喷头；每个出风口对应安装有一个高压喷头；由于蝶式导流板内部每个风道中气流流动的方向和力度大小不一样，本发明根据试验验证对高压喷头和出风口的安装位置进行了确定。高压喷头和出风口自上而下的位置分别为：第一个高压喷头和第二个高压喷头距离第一出风口和第二出风口的上边缘的高度均为2-4cm；第三个高压喷头距离第三出风口的下边缘的高度为8-10cm；第四个高压喷头距离第四出风口的下边缘的高度为2-4cm；隔膜泵轴通过隔膜泵传动系统和三相异步电动机连接，三相异步电动机带动隔膜泵轴转动；隔膜泵低压进液口通过管路与药箱总开关连接，高压出液口通过管路与左右两侧调节幅板上的药管相连接；隔膜泵与药管连通。工作时，打开药液箱总开关，药箱内的药液通过低压管路进入隔膜泵，隔膜泵在三相异步电动机的带动下对药液进行加压，药液经隔膜泵加压后，从高压出液口进入高压管路，将药液输送至导流板左右两侧的药管，为八个高压喷头进行供液。

所述的电控操作系统包括开关电源、步进电机驱动器、步进电机控制器和蓄电池；开关 电源通过导线分别与蓄电池、步进电机控制器连接，蓄电池为开关电源和步进电机控制器供电；步进电机控制器通过导线与步进电机驱动器连接，通过脉冲的形式向步进电机驱动器提供工作指令；步进电机驱动器与所述的双输出轴步进电机通过导线连接，步进电机驱动器将步进电机控制器输送的脉冲信号转化后传输至双输出轴步进电机，为双输出轴步进电机提供动作指令。开关电源、步进电机驱动器、步进电机控制器三者组成控制箱，控制箱固定于隔膜泵上方的机架上。工作时，步进电机控制器为步进电机驱动器提供动作指令，步进电机驱动器驱动双输出轴步进电机转动，使双输出轴步进电机完成转动作。双输出轴步进电机两侧的输出轴通过万向节与两侧的丝杠连接，丝杠分别穿过两侧调节幅板上焊接的螺母，丝杠旋转，螺母在其上移动，从而带动两侧调节幅板伸缩，最终实现幅宽调节功能。

所述的传动系统由隔膜泵传动系统与风机传动系统两部分组成；其中，所述的隔膜泵传动系统是由电机输出轴皮带轮与隔膜泵皮带轮经皮带连接组成，功能是为高压喷雾系统提供动力；所述的风机传动系统由电机输出轴皮带轮、隔膜泵皮带轮、传动轴皮带轮I、传动轴、传动轴皮带轮II、轴流风机皮带轮和轴流风机轴依次连接组成。其功能是为风送系统提供动力，带动轴流风机旋转。

本发明可根据葡萄园葡萄架间的实际间距，通过控制箱来调整调节幅板，改变喷雾机的作业幅宽，来适应不同的葡萄架间距；通过电机输出轴的带动，经传动系统的动力输送，带动隔膜泵旋转，从药箱吸取药液，通过管路为多个喷头提供高压药液，实现喷雾；电机输出轴转动，经传动系统的动力输送，带动轴流风机旋转，风机输送的气流经过导流板的分配送至出风口，对喷出的药液实现二次雾化。

本发明的优点

(1)蝶式导流板的设计，有效的减小了导流板对由风机输送的气流的冲击，使气流的变向更加平滑，从而减小了进风口的风压损耗及进出风口的压降，提高了气流的利用率，有效的节省了能源，保证了二次雾化的效果，提高了效率。

(2)提高了植株的受药量，使药液分布更均匀，减少了药液的浪费，有效的保护了环境。在气流的辅助作用下，高压喷头喷出的药液被二次雾化形成更加细小的雾滴，强行吹向目标物。同时，在气流的带动下植株叶子不断翻转，使作物的叶背、叶面和上下都可以均匀着雾，提高了雾滴的渗透性和农药的利用率。

(3)幅宽调节部分的设计，提高了整机对不同环境的适应性。通过幅宽调节部分，可以改变整机的作业幅宽，调整喷头与植株之间的距离，从而选择最佳的喷雾位置，达到最好的喷雾效果，使喷雾机可以很好的适应不同地区葡萄园内不同的种植间距。

附图说明

图1是葡萄园立体风送式喷雾机整机结构图；

图中：1.蝶式导流板，2.高压喷头，3.药管，4.轴流风机，5.三通，6.机架，7.三相异步电动机，8.隔膜泵，9.药箱总开关，10.控制箱，11.药液箱。

图2是葡萄园立体风送式喷雾机传动示意图；

图中：12.电机输出轴皮带轮，13.隔膜泵皮带轮，14.花键轴，15.传动轴皮带轮I，16传动轴，17.传动轴皮带轮II，18.轴流风机皮带轮，19.轴流风机轴。

图3是调节幅板结构图；

图中：20.调节幅板，21轨道，22.滑块，23双输出轴步进电机，24.正、反丝杠，25.万向节。

图4是蝶式导流板结构图；

图中：26.隔板27.蝶式导流板进风口。

如图所示，图中最上面一个是出风口，下面每间隔一个空格是出风口，共计四个。

具体的实施方法

附图1和附图2分别是葡萄园立体风送式喷雾机整机和传动示意图,本示例中可选用双输出轴步进电机型号为23HS2430B混合式57步进电机，三相异步电动机型号为Y 100L₂-4三相异步电动机。

三相异步电动机(7)接通电源，输出轴旋转，带动电机输出轴皮带轮(12)、皮带、隔膜泵皮带轮(13)、花键轴(14)组成的传动系统工作，为隔膜泵提供动力，带动隔膜泵旋转，从药液箱(11)吸取药液，通过高压管路，经过三通(5)将高压药液输送至两侧高压喷头(2)，实现喷雾；旋转动力经过电机输出轴皮带轮(12)、皮带、隔膜泵皮带轮(13)传动轴皮带轮I(15)、传动轴(16)、传动轴皮带轮II(17)、轴流风机皮带轮(18)、轴流风机轴(19)组成的传动系统带动轴流风机(4)旋转，气流从蝶式导流板(1)进风口进入，经蝶式导流板作用，气流被分为左右两部分，又经左右两侧隔板作用，将气流分隔为八分，分别流向左右两侧共八个出风口，对高压喷头(2)输出的药液进行二次雾化。

附图3是葡萄园立体风送式喷雾机调节幅板工作示意图。

双轴电机(23)由蓄电池供电，双轴电机两端输出轴通过万向节(25)与丝杠(24)相连接，丝杠分别与两侧调节幅板上的螺母连接。工作时，双轴电机(23)供电，通过控制箱(10)上的开关控制其正、反转，从而带动丝杠(24)旋转，在丝杠的带动下，两侧焊接有螺母的调节幅板获得动力，依托下方的导轨(21)与滑块(22)，实现工作幅宽的调节功能。

整机作业前，操作人员根据葡萄园种植情况，通过控制箱控制调节幅板伸缩，使调节幅板两侧的喷头与两侧篱架上的植株之间达到最佳喷雾距离。整机工作时，打开药箱总开关， 为高压喷雾系统提供药液；启动风机，为风送系统提供高压气流，气流从蝶式导流板两侧出风口喷出，吹向两侧植株，气流方向与整机前进方向垂直；启动隔膜泵，为高压喷雾系统提供高压药液，打开高压喷头，高压喷头向两侧进行喷雾，方向与整机前进方向垂直。