变量喷雾

摘要： 占空比是脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)变量喷雾技术的关键调控参数。为探究PWM占空比对变量喷雾雾滴飘移特性的影响,设计了PWM变量喷雾系统。以Hardi ISO F110-03标准扇形雾喷头为研究对象,分别测定了PWM频率为15Hz、占空比10%~100%工况下的药液雾化雾滴谱和风洞内雾滴飘移量,并以占空比100%为对照工况,分析了不同PWM占空比条件下雾滴飘移空间分布和潜在减飘特性。结果表明:随着占空比的增大,雾滴尺寸呈减小趋势,占空比70%时的雾滴粒径最小,D_(V50)较占空比10%工况降低了53.61μm。风洞飘移试验中,垂直面0.1m高度处的归一化飘移量最高,占空比10%~40%时的雾滴飘移量随高度增大逐渐降低;水平方向各占空比工况下,雾滴飘移随距离的增大逐渐降低,占空比70%时的平均归一化飘移量和相对体积飘移通量均最高,分别为486.24×10^(-6)和1916.1×10^(-6)。占空比10%和20%工况抗飘性能最优,水平方向潜在减飘率分别为32.91%和30.25%;占空比70%~90%工况时,作业未表现抗飘性能。根据试验结果,推荐PWM占空比范围为30%~70%,以降低喷雾过程的农药飘移污染风险。研究可为PWM变量喷雾工况参数选择优化及田间减飘作业提供参考和指导。

摘要： 针对农业精准施药的要求,为了提高喷雾质量和药液沉积率,提出了一种基于计算机控制器的变量喷雾控制系统,分析了系统的整体结构,从硬件和软件两方面设计了变量喷雾控制系统,实现了对喷药嘴和混药的实时控制。混药实验结果表明:实际药液浓度与设置浓度误差在5%以下,证明了混药模块稳定性和准确性较好,性能指标能够满足使用要求。

摘要： 农业植保喷药作业的质量对农田周边环境和农作物生产具有重大影响。变量喷雾技术作为农业植保喷药作业中的一项新技术,对改善当前农业生产模式起到了积极的作用。基于此,笔者针对传统植保喷药机使用现状和缺点进行分析,阐述了变量喷雾技术的技术原理和变量喷雾的实际应用。应用结果表明:1)拥有可变喷洒技术的植保喷药机械可以很好地满足农业生产的需要;2)科学合理喷洒农药,有利于保障食品安全,减少农业植保喷药作业对生态环境的破坏。

摘要： 针对现存农用无人机变量喷雾系统响应时间较长、超调量较大、跟随效果不稳定等问题,设计一种基于单神经元PID控制的农用无人机变量喷雾系统。该系统采用传感器检测流量信息作为控制依据,运用单神经元自学习能力不断调整PID参数精确调控喷雾流量,实现变量调节快速稳定的目标。为验证本系统控制算法的实际变量控制效果,采用Matlab平台对传统PID和单神经元PID控制算法进行仿真分析;室内喷雾试验过程中,对比单神经元PID和传统PID的连续变量效果;田间试验过程中,使用流量传感器检测实际的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布。算法仿真结果表明单神经元PID控制算法在上升时间方面优于传统PID,延迟时间较短,无稳态误差。室内喷雾试验结果表明,采用单神经元PID进行变量控制时的喷雾变化过程稳定迅速,喷雾流量最大超调量3.88%,平均上升时间0.85 s,平均绝对误差7.13%;田间变量喷雾试验结果表明,系统平均上升时间0.87 s,喷雾量控制误差在5%以内;雾滴测试结果表明,雾滴沉积量随喷雾流量的增加呈相应增加趋势。研究结果可为变量喷雾技术的发展提供理论基础。

摘要： 针对传统植保喷杆喷雾机作业时各喷头以同等药量喷洒的方式导致农药浪费、利用率低和污染环境等问题,以生长前期的小麦为研究对象,设计一种基于北斗定位系统和机器视觉的小麦变量喷雾作业系统。通过双平面高度投影法完成对感兴趣区域获取,研究了速度、植株密度对喷雾的影响,提出变量喷雾流量的控制方法。在定位系统规划的目标区域内,通过机器视觉处理实现变量喷雾,试验结果表明,相同机组速度下,植株密度稀疏区相对植株密度正常区的平均雾滴覆盖率平均减少12.06%;相同植株密度下机组前进速度0.75 m/s相对1.50 m/s的平均雾滴覆盖率平均增加3.94%。在满足喷雾标准的情况下,可以在不同速度、不同植株密度下实现变量喷雾。为验证目标区域边界行驶速度对等级变换准确度,进行定位传感器实时判断在目标区域边界喷头相对位置并控制开闭,试验结果表明,在行驶速度为0.50 m/s时准确度最高,区域边界行驶超出量误差平均值为48.72 cm;为验证行驶方式对喷雾等级变换准确度的影响,使用北斗定位系统在目标区域边界开展行驶方式对喷雾等级变换准确度的影响试验,试验结果表明,驶入目标区域超出量误差平均值为7.20 cm。

摘要： 针对目前大田宽幅机械变量喷雾精准化程度低、农机车速变化对喷雾效果影响考虑不充分的问题,为了提高精准施药、施肥能效,基于3WF1000型喷杆式喷雾机,设计了一种自适应跟随车速的变量喷雾系统。该系统采用传感器实时采集农机行进速度、出水管流量与压力、药箱液位高度等信息,运用Bisector模糊控制算法优化控制策略,实现了比例阀阀门变化角度的动态控制,达到了对出水管流量精准调控的目标。为验证Bisector模糊控制算法应用于本系统的优越性,利用Matlab构建仿真模型,与PID算法、Centroid算法对比分析,Bisector模糊控制算法在调节时间、超调量、稳态误差方面均表现优越。田间试验过程中,进行了非行走设定车速、恒定车速跟随、动态车速跟随以及单位面积喷雾量试验,结果表明,3种车速运行状态,变量喷雾系统适应扰动达到稳定运行的调节耗时分别为13.4、27.6、17 s,单位面积喷雾量的最大绝对误差比率分别为1.20%、2.27%、2.87%,能够满足大田精准施药的精度要求。

摘要： 随着社会发展,人们对农药污染问题越来越重视。变量喷雾技术是根据实际目标作物情况,结合施药机械的行驶速度、喷雾压力等信息对施药对象按实际需求进行喷药的一种喷雾技术。与传统喷雾技术相比,变量喷雾技术具有农药利用率高、农药残留少、用水量少、对周围环境影响小等特点。文章主要介绍变量喷雾中的农作物信息探测技术和变量喷雾控制技术。

摘要： 针对现有的在线混药系统在农业作业中存在无法精确控制混药比、混药量仍然过剩等问题,设计了一种基于水和农药流量同步控制的在线混药系统.该系统主要由混药量的决策模型和控制系统组成.混药量决策模型的输入为变量喷雾系统中施药量决策模型的输出,并与混药量决策模型中的流量调节控制周期结合,用以实时计算系统中水和农药的流量.混药量控制系统中,经过处理后的脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)占空比数据传送至微控制单元(microcontroller unit, MCU),再由MCU生成PWM指令,发送至双路PWM驱动电路,并生成期望的PWM占空比数值,从而调节输送泵工作电压,进而同步调节水和农药的流量.试验结果表明:该系统中,蠕动泵和隔膜泵的流量精度分别在可控范围0~135.5 mL和0~18.65 L时,经过指定5.00 L混药量后,实测混药量误差小于5%;在混药比为100、300和500和流量调节控制周期为300、500和600 ms的条件下,进行交叉组合混药,混药比误差都保持在3.24%以内,可见混药效果良好.

摘要： 为满足变量喷雾机需要,设计一种对混药量进行控制的实时混药系统。该系统根据清水流量及混药比生成PWM调制信号,采用PI控制器对PWM信号的占空比进行反馈控制,实现蠕动泵精准吸药、混药比在线可调。清水和药液经混药器混合后进入缓冲罐,由液位传感器实时监测水箱及缓冲罐内的液位信息,确定混药进程。在蠕动泵的工作流量范围内对实时混药系统进行混药比控制试验,得到混药比误差变化曲线。试验结果表明:混药比在140∶1至400∶1之间在线可调,且控制精度达95%以上。采用脉宽调制信号控制蠕动泵吸药,并由PI控制器对PWM信号占空比进行反馈,可实现药液流量精确控制,混药比在线可调。系统根据液位信息调节混药量,稳定可靠,能满足变量喷雾需求。

摘要： 针对变量喷雾过程中引起压力变化的问题,为研究其中压力稳定性现象,利用PID恒压控制和PWM变流控制相结合的方法,建立了恒压变流喷雾试验台.在试验台上进行恒压控制试验、喷雾角测量和雾量分布测量试验,从而验证所搭建的恒压变流喷雾装置的恒压稳定性.结果表明:在喷雾流量发生变化时,试验装置能使喷头的喷雾角和雾量分布稳定在固定范围内.

摘要： 综述了变量喷施技术的研究背景和研究现状,表明,必须继续深入研究变量喷施技术及其雾化特性,以提高农药利用效力、减小环境污染.概括并提出了一套适用性较广的研究变量喷雾雾化特性的研究思路和评价方法,即在建立变量喷雾控制装置后,先设计确定标准工况和随流量变化的各测量工况,在各工况下测量喷雾流量、雾量分布、喷雾角、雾滴粒径和雾滴速度,用统计方法拟合各雾化特性参数随流量的变化规律,从流量调节范围、雾量分布、喷雾角、雾滴粒径、雾滴速度、喷雾比能和喷雾动能中值直径等方面综合评价此种变量喷雾装置的喷雾特征和适用场合.

摘要： 喷雾作业传统的方法是作业前通过人工混药，对农作物进行常量喷雾作业。这样就容易造成操作人员中毒，药液使用不完造成农药浪费和环境污染。为此，设计了一种药水分离存放、自动混药、药水流量实时检测与独立控制的变量喷雾控制系统，并对流量检测、流量控制和混药等装置进行了研制，流量检测误差为±1.5％。该系统消除人工混药对人体带来的安全隐患问题，减小了喷雾造成农药浪费和环境污染问题。

摘要： 本发明提供了一种梯田果园风送式变量对靶喷雾机及对靶喷雾方法，属于农林机械技术领域。本发明的对靶喷雾机包括安装在不同高度的上部风送式喷雾机和下部风送式喷雾机，梯田果园风送式变量对靶喷雾机工作时，工控机根据激光雷达采集的点云数据得到喷雾延迟时间、植株高度和树冠体积，控制芯片据此调整雾滴风送距离、喷雾高度和喷雾垂直方向角度；工控机还将GPS组合导航设备获取的信息与激光雷达采集的点云数据进行融合处理，控制芯片由处理结果控制履带式底盘，规划行进路径。本发明对靶喷雾机施药的均匀性和精确性，提高施药效率。

摘要： 本发明提供了一种梯田果园风送式变量对靶喷雾机及对靶喷雾方法，属于农林机械技术领域。本发明的对靶喷雾机包括安装在不同高度的上部风送式喷雾机和下部风送式喷雾机，梯田果园风送式变量对靶喷雾机工作时，工控机根据激光雷达采集的点云数据得到喷雾延迟时间、植株高度和树冠体积，控制芯片据此调整雾滴风送距离、喷雾高度和喷雾垂直方向角度；工控机还将GPS组合导航设备获取的信息与激光雷达采集的点云数据进行融合处理，控制芯片由处理结果控制履带式底盘，规划行进路径。本发明对靶喷雾机施药的均匀性和精确性，提高施药效率。

摘要： 本实用新型公开了一种喷杆式喷雾机喷雾同步变量控制系统，旨在提供一种减少环境污染及农药残留，有效地提高农药利用率的喷杆式喷雾机喷雾同步变量控制系统。包括行走轮、供液管、出液管、喷杆，出液管与喷杆连接，该电磁压力调节阀的入口与供液管连接，该电磁压力调节阀的一个出口与出液管连接，其另一个出口连接设置回液管；在行走轮的轮毂上设有速度传感器，该速度传感器的输出端与控制器的输入端相连；控制器的输出端与电磁压力调节阀的输入端相连。本实用新型适用于大型宽幅喷杆式喷雾机植保喷雾作业变量控制。

摘要： 本发明公开了一种果树变量喷雾系统及喷雾量决策方法，系统包括移动车，以及安装在移动车上的药箱、若干组由上至下设置的喷头组和雷达；喷头组包括管路、电磁阀开关、比例电磁阀和若干个喷头；管路的一端与药箱相通；电磁阀开关和比例电磁阀设在管路上；若干个喷头由上至下并联设置在管路的另一端；全部喷头位于同一竖直线上；雷达位于喷头组的前方。本发明具有喷雾精准、有效等优点。

摘要： 本发明公开一种履带式自主精准变量风送喷雾机器人结构及其路径规划和变量喷雾方法。履带式移动底盘1上固定有支架2，支架2上固定有电池3、中央处理器4、水泵5和水箱7；支架2上设有变量喷雾系统6；所述变量喷雾系统由风机61、涵道62和喷头63组成。数据采集模块8由导航模块81和激光雷达82组成。中央处理器4用于处理数据采集模块8的数据并控制履带车移动底盘1的前进速度和方向、变量喷雾系统6的喷雾量和喷雾时间、风机的风量和风速。本发明实现了精准的变流量和变风量的变量喷雾。提高了喷雾的穿透性和喷雾效率。

摘要： 本发明公开了一种自动对靶变量喷雾控制系统、喷雾机及控制方法，所述系统包括控制模块、数据采集模块、输入/输出模块、喷雾机构以及风送机构；所述数据采集模块包括激光雷达和旋转编码器，所述激光雷达用于采集靶标的位置和距离信息，所述旋转编码器用于采集喷雾机的位置信息、喷雾机的行驶速度和行驶距离；所述控制模块包括控制器、树莓派和继电器，所述树莓派与激光雷达连接，所述控制器分别与树莓派、继电器、旋转编码器、输入/输出模块、风送机构的风机连接，所述继电器与喷雾机构的喷头组连接；所述喷雾机包括上述的自动对靶变量喷雾控制系统。本发明系统可以根据树冠有无、树冠体积以及冠层疏密度实现靶标区域内喷施。

摘要： 本发明公开了一种果树变量喷雾系统及喷雾量决策方法，系统包括移动车，以及安装在移动车上的药箱、若干组由上至下设置的喷头组和雷达；喷头组包括管路、电磁阀开关、比例电磁阀和若干个喷头；管路的一端与药箱相通；电磁阀开关和比例电磁阀设在管路上；若干个喷头由上至下并联设置在管路的另一端；全部喷头位于同一竖直线上；雷达位于喷头组的前方。本发明具有喷雾精准、有效等优点。

摘要： 本发明公开了一种多功能变量喷雾机喷雾控制装置，包括相互连接的PLC控制器和串口通信模块，所述串口通信模块通过控制总线分别与喷射控制驱动单元、流量控制驱动单元相连接，所述PLC控制器上还连接有触摸屏模块。本发明解决了现有技术中农药的利用率低下，容易造成环境污染的问题，通过调整电动控制阀门开度大小的方式实现对喷雾量的控制，通过GPS定位模块获取喷雾剂所在位置，根据所在位置解析作业处对应的喷雾量，进而控制流量控制驱动单元实现变量喷雾，通过喷射控制驱动单元控制喷射高度和喷射幅度，实现了精准农业意义上的变量喷雾控制，提高了农药的使用效率，降低了环境污染，改善了农林业的生态环境，提高了产品的质量。

摘要： 本实用新型公开了一种自动对靶变量喷雾控制系统及喷雾机，所述系统包括控制模块、数据采集模块、输入输出模块、喷雾机构以及风送机构；所述数据采集模块包括激光雷达和旋转编码器，所述激光雷达用于采集靶标的位置和距离信息，所述旋转编码器用于采集喷雾机的位置信息、喷雾机的行驶速度和行驶距离；所述控制模块包括控制器、树莓派和继电器，所述树莓派与激光雷达连接，所述控制器分别与树莓派、继电器、旋转编码器、输入输出模块、风送机构的风机连接，所述继电器与喷雾机构的喷头组连接；所述喷雾机包括上述的自动对靶变量喷雾控制系统。本实用新型系统可以根据树冠有无、树冠体积以及冠层疏密度实现靶标区域内喷施。

摘要： 本实用新型公开了一种多功能变量喷雾机喷雾控制装置，包括相互连接的PLC控制器和串口通信模块，所述串口通信模块通过控制总线分别与喷射控制驱动单元、流量控制驱动单元相连接，所述PLC控制器上还连接有触摸屏模块。本实用新型解决了现有技术中农药的利用率低下，容易造成环境污染的问题，通过调整电动控制阀门开度大小的方式实现对喷雾量的控制，通过GPS定位模块获取喷雾剂所在位置，根据所在位置解析作业处对应的喷雾量，进而控制流量控制驱动单元实现变量喷雾，通过喷射控制驱动单元控制喷射高度和喷射幅度，实现了精准农业意义上的变量喷雾控制，提高了农药的使用效率，降低了环境污染，改善了农林业的生态环境，提高了产品的质量。