一种用于喷灌机的植保系统的制作方法

本公开涉及农用机械技术领域，特别是指一种用于喷灌机的植保系统。

背景技术：

随着生产力水平的发展，农业生产集约化程度不断提高，喷灌机的应用日益广泛。喷灌机具有灌溉效率高、节约水资源等优势，尤其适用于大规模的农业种植。然而，在农业生产过程中，农作物除了最基础的灌溉需求之外，还存在其他的诸多植物保护需求，如施药、播种、监测等。

基于此，如何扩展喷灌机的功能以满足农业生产过程中的植保需求是一项亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种用于喷灌机的植保系统。

基于上述目的，本公开提供了一种用于喷灌机的植保系统，所述喷灌机包括：依次间隔设置的至少两个塔架，以及跨设于所述塔架之间的跨体；

所述植保系统，包括：移动平台和输送组件；其中，

所述输送组件，被配置为使所述移动平台沿所述跨体运动；

所述移动平台，被配置为设置施药单元、播种单元、监测单元中的任意一种。

从上面所述可以看出，本公开提供的用于喷灌机的植保系统，移动平台用于设置施药单元、播种单元、监测单元中的任意一种。施药单元用于实现对农作物喷洒农药的功能；播种单元用于实现农作物的种子播撒功能；监测单元用于对农作物的状态数据或农作物所处的环境状态数据进行监测收集的功能。输送组件则用于使移动平台沿所述跨体运动。根据不同的农业生产需要，可以选择在移动平台上设置上述施药单元、播种单元、监测单元中的任意一种或几种，以满足农业生产过程中的各种植保需求。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为平移式喷灌机示意图；

图2为中心支轴式喷灌机示意图；

图3为本公开一个实施例的输送组件结构示意图；

图4为图3所示输送组件的具体结构示意图；

图5为本公开另一实施例的输送组件结构示意图；

图6为应用图5所示输送组件的植保系统结构示意图；

图7为本公开一个实施例的辅助施药单元结构示意图；

图8为图7的局部放大图；

图9为本公开一个实施例的补液箱结构示意图；

图10为本公开一个实施例的供药接头和补药接口结构示意图；

图11为本公开一个实施例的播种单元结构示意图；

图12为本公开一个实施例的运输组件结构示意图；

图13为本公开一个实施例的运输组件应用于中心支轴式喷灌机时的位置示意图；

图14为本公开一个实施例的运输组件应用于平移式喷灌机时的位置示意图；

图15为本公开一个实施例的物料运输小车结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本公开实施例提供了一种植保系统，该植保系统应用于喷灌机。其中，所述的喷灌机可以是平移式喷灌机和中心支轴式喷灌机。参考图1和图2，分别为平移式喷灌机和中心支轴式喷灌机的示意图。所述喷灌机，包括依次间隔设置的至少两个塔架1，以及跨设于所述塔架1之间的跨体2；塔架1和跨体2共同构成了喷灌机的拱形结构。对于平移式喷灌机，塔架1的底端一般安装有车轮，并在驱动下能够实现喷灌机整体的行走。对于中心支轴式喷灌机，任一所述的塔架1作为中心点，该中心点的位置固定，其他塔架1底端一般安装有车轮，能够带动跨体2以该中心点为圆心旋转。

本实施例的植保系统包括：移动平台和输送组件。移动平台用于设置施药单元、播种单元、监测单元中的任意一种。施药单元用于实现对农作物喷洒农药的功能或施洒化肥；播种单元用于实现农作物的种子播撒功能或施洒化肥；监测单元用于对农作物的状态数据或农作物所处的环境状态数据进行监测收集的功能。输送组件则用于使移动平台沿所述跨体运动。根据不同的农业生产需要，可以选择在移动平台上设置上述施药单元、播种单元、监测单元中的任意一种。

本实施例中，所述的施药单元，包括：设置于移动平台的储药箱、施药泵和施药组件。其中，移动平台施药单元包括的各个部件提供了承载和安装的空间。本实施例中，移动平台为一框架结构，其由梁、柱等构件刚性连结而成。本实施例中，储药箱用于存储农药或肥料。储药箱通过施药泵连接至施药组件，储药箱、施药泵和施药组件之间通过管路连接；在进行施药作业时，施药泵工作将储药箱内存储的农药或肥料泵送运输至施药组件，由施药组件将输送来的农药喷洒出。本实施例中，施药组件可以为喷嘴、喷头等。

本实施例中，移动平台通过输送组件连接至跨体，并能够在输送组件的驱动下沿跨体的运动，以实现对跨体所延伸到的范围内的农田内的作物进行施药作业。

作为一个可选的实施例，参考图3和图4，所述的输送组件，包括：第一承托钢缆101、第一主动轮102、第一从动轮103、第一运动钢缆104和承托连接架105。其中，第一承托钢缆101用于对移动平台010起到承托的作用，其在至少两个所述塔架1之间延伸。第一主动轮102设置在任一塔架1上，具体的，可以是中心支轴式喷灌机的中心点，或者是平移式喷灌机的中心车；第一主动轮102连接有减速电机。第一从动轮103设置在除上述设置第一主动轮102的塔架1之外的另一塔架1上，通常是设置在位于最外侧的塔架1上。第一运动钢缆104绕置于第一主动轮102和第一从动轮103之间，且通过第一主动轮102和第一从动轮103的设置位置配合实现张紧；在设置位置上，第一运动钢缆104位于第一承托钢缆101的上方。减速电机输出动力驱动第一主动轮转动102，以带动第一运动钢缆104在第一主动轮102和第一从动轮103之间往复运行。

承托连接架105用于将移动平台010与第一承托钢缆101、第二运动钢缆102相连。具体的，承托连接架105的一端朝向第一承托钢缆101的方向延伸，并且设置有第一滚轮组1051，第一滚轮组1051能够滚动连接至已经预拉紧的第一承托钢缆101，以实现移动平台010通过第一滚轮组1051中的滚轮的滚动在第一承托钢缆101上运行。第一滚轮组1051不仅能够固定第一承托钢缆101，同时还考虑到滚轮的接近角和离去角，防止移动的滚轮在接触时产生硬性碰撞。承托连接架105的另一端可拆卸的接至第一运动钢缆104；具体的，可以通过抱索器等可拆卸连接件实现承托连接架105与第一运动钢缆104的连接。此外，为使移动平台在010运动过程中能够适应与第一承托钢缆101之间发生的相对位置变化，承托连接架105的另一端还通过转向架1052与移动平台010相连。

工作时，减速电机输出动力驱动第一主动轮102转动，带动第一运动钢缆104在第一主动轮102和第一从动轮103之间往复运行。由于移动平台010与第一运动钢缆104的固定关系，运行的第一运动钢缆104将带动移动平台010一起运动。在移动平台010运动过程中，承托连接架105的第一滚轮组1051沿第一承托钢缆101滚动运行，并通过第一承托钢缆101来实现对移动平台的承托。

本实施例中，通过第一承托钢缆101和第一运动钢缆104分别实现对移动平台010的承托和驱动，能够有效的提升移动平台010运动的稳定性，并保证钢缆的使用寿命。

本实施例中，参考图4，所述的施药单元，还包括：第一直线模组和第二直线模组。第一直线模组用于实现施药组件在竖直方向上的移动，而第二直线模组用于实现施药组件在水平方向上的移动。此外，施药单元包括的储药箱以及其他的控制装置、蓄电池等均设置在移动平台010上。

具体的，第一直线模组包括：沿竖直方向设置的第一导杆201，以及滑动配合设置于第一导杆201的第一移动端202。第一移动端202固定于移动平台010，当第一直线模组工作时，第一移动端202为固定点，第一导杆201能够进行竖直方向上的上下移动。第二直线模组，包括：沿水平方向设置的第二导杆203，以及滑动配合设置于第二导杆203的第二移动端204。第二导杆203的布置方向与第一导杆201垂直，且可以设置在第一导杆201的任意位置，如上端、下端等；当第一导杆201进行竖直方向移动时，能够携带第二直线模组实现竖直方向的移动。本实施例中，施药组件包括：施药杆205。施药杆205设置于第二移动端204，能够随第二移动端204在第二导杆203上移动。施药杆205上均匀分布有若干喷头或出药孔，用于实现向作物施药。

工作时，需要对施药杆205进行位置调整时，可通过第一直线模组和第二直线模组实现。具体的，若需要调整施药杆205的竖直位置，则第一直线模组工作，使第一导杆201携带第二直线模组在竖直方向上移动，从而调整第二移动端204上的施药杆205的竖直位置。若需要调整施药杆205的水平位置，则第二直线模组工作，使第二移动端204携带施药杆205沿水平设置的第二导杆203移动，从而调整施药杆205的水平位置。

具体的，第二直线模组的主要功能是控制施药杆205的实际喷幅并规避塔架1。当本实施例的施药单元应用于指针式喷灌机喷药时，按照其运行方向每次作业形成一个扇形区域，因此在移动平台010不同的运行位置要求有不同的喷福宽度。塔架1在移动平台010运行的方向呈现三角形结构，第二直线模组的相对位置越高则可通过的实际宽度越小。因此第二直线模组通过伸缩可以兼顾喷幅并躲避塔架1。

作为一个可选的实施例，参考图5，所述输送组件，包括：第二承托钢缆301，该承托钢缆301在至少两个所述塔架之间延伸。移动平台010通过第二滚轮组302滚动连接至第二承托钢缆301。第二承托钢缆301一方面限定出移动平台在塔架之间的移动路径并起到轨道的作用，另一方面通过对第二滚轮组302的承载实现与移动平台010连接。本实施例中，第二承托钢缆301共有四条，两两一组以跨体为中心线分布在跨体的两侧。相应的，第二滚轮组302共设置有四组，每组第二滚轮组302对应两条第二承托钢缆301。每个第二滚轮组302内，设置有八个滚轮，每四个滚轮对应设置在一条第二承托钢缆301上。需要说明的是，根据具体的实施需要，第二承托钢缆301和第二滚轮组302的数量、以及每个第二滚轮组302内包括的滚轮数量，均可以设置为其他任意合适的数量。本实施例中，施药单元可采用前述实施例中包括第一直线模组和第二直线模组的方案，具体结构可参考图5所示，工作方式可参考前述实施例。采用本实施例的输送组件的喷灌机的植保系统的整体示意图，可参考图6所示。

工作时，移动平台010的动力来源于第二承托钢缆301的提供的电力。本实施例中第二承托钢缆301为四根，可以根据实际能耗的需求选择其中的任意两根或四根作为给移动平台010的供电线路。第二承托钢缆301所提供的是36v直流电通过第二滚轮组302中的集电轮或是碳刷采集电能给移动平台010供电。考虑到电压下降的因素，第二承托钢缆301每隔一段距离都会从塔架上的控制塔盒取电。在控制塔盒内安装变压器将喷灌机组中110vac或220vac的电压转换为36vdc为进行供电。

作为一个可选的实施例，所述的植保系统还包括：辅助施药单元。该辅助施药单元设置在位于端部位置的塔架上。在进行施药作业时，移动平台设置施药单元沿跨体移动实现施药，施药的范围受跨体覆盖的范围限制。本实施例中，在依次间隔设置的若干塔架中，在位于端部位置的塔架处设置辅助施药单元，该辅助施药单元工作在位于端部位置塔架远离跨体一侧的空间，能够扩展施药范围。

具体的，参考图7和图8，本实施例的辅助施药单元，包括：悬臂401、承托导轨402、第三主动轮403、第三从动轮404、辅助钢缆405、滑动架406、辅助施药杆407、辅助供药管408。其中，为更清楚的展示出第三主动轮403、第三从动轮404、辅助钢缆405，图8通过省略处理和局部放大处理，突出展示上述三个部件。

悬臂401为辅助施药单元的主体结构，其一端固定在位于端部位置的所述塔架1的外侧；悬臂401整体在塔架1远离跨体一侧、即外侧的空间内，沿跨体的延伸方向延伸，从整体上看，悬臂401可以看作将跨体继续向外进行了延伸；悬臂401的另一端通过悬吊钢缆固定至前述塔架1上。

承托导轨402，用于提供辅助施药杆407的运动路径，其沿悬臂401的延伸方向延伸布设。承托导轨402通过若干辅助连接架409固定连接至悬臂。承托导轨402上滑动设置有若干滑动架406；该若干滑动架406在承托导轨402上依次设置，且能够沿承托导轨402滑动。

位于最外侧、即最远离承托导轨一端的滑动架上设置有辅助施药杆407。辅助施药杆407上分布设置有若干辅助喷头。位于端部位置的塔架1上还设置有辅助储药箱410，该辅助储药箱410内存储有农药或化肥，其通过辅助供药管408连接至辅助施药杆407。通过辅助供药管408能够将辅助储药箱410存储的农药或化肥输送至辅助施药杆407并由其上的辅助喷头喷洒，实现辅助施药作业。其中，辅助供药管408还依次与若干滑动架406固定连接；通过与滑动架406的连接，使辅助供药管408能够沿着承托导轨402延伸，而不会因自身重力产生过度的下坠。

为实现辅助施药杆407沿承托导轨402的运动，还相应设置有第二主动轮403、第二从动轮404和辅助钢缆405。第二主动轮403通过第一辅助轮轴411连接至设置于位于端部位置的塔架1上的辅助施药电机413；第二从动轮404，通过第二辅助轮轴412连接至所述悬臂401的另一端；辅助钢缆405，绕置于第二主动轮403和第二从动轮404之间，且辅助钢缆405与位于最外侧的滑动架406固定连接。

在工作时，由辅助施药电机413输出动力，通过第一辅助轮轴411带动第二主动轮403转动，进而使得辅助钢缆405能够在第二主动轮403与第二从动轮404间往复运行。由于辅助钢缆405与最外侧的滑动架406固定连接，则在辅助钢缆405运行过程中，其会带动最外侧的滑动架406沿承托导轨402运动。在最外侧的滑动架406沿承托导轨402运动过程中，辅助储药箱410将其存储的农药或化肥通过辅助供药管408输送至辅助施药杆407，并通过辅助施药杆407上的辅助喷头喷出，实现对悬臂401所覆盖的范围内的作物进行施药/施肥作业。

本实施例中，根据具体的施药需求，辅助施药杆407的设置方向可以任意设置，如可以设置为与悬臂401的延伸方向相同，也可以设置为与悬臂401的延伸方向垂直等。

本实施例中，第二主动轮403在第一辅助轮轴411上的位置可调节，相应的，第二从动轮404在第二辅助轮轴412上的位置也可调节。通过第二主动轮403和第二从动轮404在各自轮轴上的位置调节，以此来实现以适应不用的施药作业高度需求。

作为一个可选的实施例，参考图9和图10，所述跨体1上还可以通过可拆卸连接件设置有补液箱501，具体的如连接臂、连接钩爪等。该补液箱501通过供药管502连接至临近的塔架1并进一步连接至外部供药系统，补液箱501可以通过供药管502从供药系统获得农药进行存储。补液箱501还连接有供药接头503；供药管502将农药输送至补液箱501内后，通过供药接头503能够进一步的将补液箱501内存储的农药输出。当施药单元沿跨体移动至补液箱501处时，补液箱501可以通过供药接头503对接施药单元的储药箱的补药接口504，实现对施药单元的储药箱的补药。

本实施例中，补液箱501上还设置有供药装置505。供药装置505可以选用气缸、液压缸等，供药装置505的输出端连接供药接头；供药装置505工作时，通过输出端的伸缩可以带动供药接头503进行直线运动。本实施例中，施药单元的储药箱设置有喇叭状的补药接口504。供药接头503的形状为锥形，供药接头503能够配合的与补药接口504对接。

在进行补药作业时，移动平台由输送组件至补液箱501的位置，并进一步使得储药箱的补药接口504与供药接头503的位置相对。然后，供药装置505工作，其输出端伸出，带动供药接头503逐渐靠近补药接口504并最终与补药接口504对接，此时，储药箱即通过供药接头503与补液箱501实现连通。接着，补液箱501内的农药或化肥即能够通过供药接头503和补药接口504进入储药箱，从而实现为储药箱补充农药。

本实施例中，喷灌机为中心支轴式喷灌机，跨体能够以中心点为旋转中心旋转。相应的，参考图9，所述中心点上于跨体1转动连接的位置处设置有环形的中转储药箱506。中转储药箱506包括环形的腔体，中转储药箱通过供药管连接供药箱。中转储药箱朝向跨体的环形表面与中转储药箱的其他部分之间为转动连接，该环形表面能够以中转储药箱的圆心为旋转中心旋转；为保证密封，环形表面与中转储药箱的其他部分之间可设置自适应密封橡胶。环形表面上设置有出药口，该出药口通过供药管与补液箱501相连。

工作时，跨体以中心点为旋转中心持续旋转，补液箱501与中转储药箱506之间的供药管502则相应带动环形表面旋转。通过本实施例的上述设计，能够防止供药管502随着跨体旋转产生的管路缠绕问题。

作为一个可选的实施例，参考图11，所述的播种单元，包括：储种箱601、转盘602和播种电机603。储种箱601用于存储种子，其形状为漏斗形，在其底端设置有用于排出种子的排出口。转盘602位于储种箱601下方，且与排出口的位置相对。转盘602上设置有若干用于限定种子排出方向的导向板604。转盘602还与播种电机603驱动连接。

在工作时，储种箱601底端的排出口打开，储种箱601内存储的种子或化肥在重力作用下由排出口排出并掉落在转盘602上。相应的，播种电机603工作，驱动转盘602以其圆心为旋转中心旋转。落在转盘602上的种子随转盘一起转动，并在离心力作用下，种子会从转盘的边缘飞出，实现播种作业。转盘602上的导向板604限定了种子飞出的方向；其中，导向板604的数量的具体的分布方式可根据播种需要而设定。此外，通过播种电机603控制转盘的转速能够控制播种的范围；当转盘602的转速较快时，种子所受的离心力较大，飞出的距离较远，反之则飞出的距离较近。

作为一个可选的实施例，所述的监测单元，包括：图像采集装置，温度传感器、湿度传感器、作物生长传感器、虫情、病情监测传感器中的任意一种或几种。图像采集装置，能够采集作物的图形数据，用于对作物的长势、健康状态等进行监测分析；其中，根据不同的数据采集需要，图像采集装置可以选择红外图像采集装置、光谱成像装置等。温度传感器和湿度传感器则分别用于监测作物生长环境的温度和湿度数据，用于对作物生长环境进行监测分析。

作为一个可选的实施例，所述的植保系统还包括：运输组件，该运输组件用于为前述实施例中的补液箱进行补药，并能够对移动平台进行成承托以辅助完成上述补药的过程。具体的，参考图12，运输组件包括：运输小车701、储液罐702、第一升降组件703和承托轨道704。

本实施例中，补液箱501的设置形式和结构可参考前述实施例以及图9所示。本实施例的补液箱501设置在移动平台工作的起点位置随喷灌机移动。本实施例中的输送组件采用前述实施例中的第二承托钢缆和移动平台设置有第二滚轮组的实施方式。则相应的，补液箱501位于第二承托钢缆的端点位置处，其作用是当移动平台所搭载的药液或肥料不足时进行补充。

运输小车701为运输组件主体部分，设置有车轮7011，并通过车轮7011的驱动，使运输小车701能够方便的运动。进一步的，车轮7011上还可以设置有液压千斤顶。由于大部分情况下在田地中地势不能保证平坦，所以通过在车轮7011上设置液压千斤顶，通过液压千斤顶来调节车轮7011相对于运输小车701的位置，从而调整运输小车701达到水平状态以方便对接补液箱501和移动平台。

运输小车701上设置有储液罐702。储液罐702中储存用于向补液箱501补充的药液/肥液，其通过补液管路连接至补液箱501；可以根据不同需求设置不同容积的储液罐702。但不论何种大小的储液罐702都具有排气、液位监测、防絮凝搅拌、排空、冲洗等功能。此外，运输小车701上还可以设置有配液系统。配液系统是根据每次施药/施肥的配方对浓缩液进行配比、稀释的装置。当药液配置完成后进入储液罐702，再由储液罐702打入补液箱501、由补液箱501为移动平台供液。

第一升降组件703用于带动补液箱501升降。具体的，第一升降组件703能够带动补液箱501上升至跨体附近，并通过可拆卸连接件固定在跨体上，进行为补液箱501补液操作。当补液操作完成后，第一升降组件703能够带动补液箱501下降并回到运输小车701上，可随运输小车701上转移到下一个工作位置。具体的，第一升降组件703可以根据实施需要而选择，如升降杆、升降架等。

承托轨道704通过第二升降组件705设置于运输小车701。通过第二升降组件705的升降可以调节承托轨道704的高度。根据不同的实施需要，第二升降组件705可以选择交叉伸缩杆、液压装置等。承托轨道704可与第二承托钢缆的端点进行对接，移动平台作业完成后行驶至运承托轨道704上。通过第二升降组件705可实现承托轨道704的升降以在不同地形条件下方便移动平台的驶入与驶出。在承托轨道704上还可以设有固定组件，通过固定组件锁定移动平台与承托轨道704的相对位置，以防止在运输过程中由于颠簸造成移动平台的滑动。进一步的，第二升降组件705与运输小车701之间还设置有用于调节承托轨道704位置的直线位移组件。通过直线位移组件，使得承托轨道704可以在不同的方向上进行位置的调节，以方便承托轨道704与第二承托钢缆的对接。

此外，运输小车在指针式喷灌机及平移式喷灌机上作业时所停放的位置不同，其基础功能都是给移动平台供液/供肥。参考图13，在应用于指针式喷灌机时，运输小车只需停泊在中心点位置附近并通过供药管与补液箱连接即可。参考图14，在应用于平移式喷灌机时通常需要挂在平移式喷灌机的中心车行进方向后方随中心车移动。

作为一个可选的实施例，参考图15，本实施例的植保系统还可以包括物料运输单元801。该物料运输单元801能够装载、容纳植保工作过程中所需的物品、物料等，通过输送组件沿跨体运动，从而将其携带的物品、物料等运输相应位置。物料运输单元801可以是开放式的平台、框架，或者是封闭式的具有内腔的结构，此外还可以是将移动平台可以稍加改造得到的。参考图15所示，基于前述实施例中所述的采用第二承托钢缆的方案，物料运输单元801通过第三滚轮组滚动连接至第二承托钢缆。第三滚轮组的数量及具体包括的滚轮的数量，均可以参考前述实施例中的第二滚轮组的设置方式，本实施例中不再赘述。在实际应用时，根据第二承托钢缆的数量和分布的不同设置，可以在不同第二承托钢缆上设置多个物料运输单元801，该多个物料运输单元801可以同向或相向运行也可以若干个同时运行，从而实现更高的运输效率。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本公开的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除