一种多模式喷雾装置

1.本发明涉及一种设施农用机械，具体而言涉及一种多模式喷雾装置。


背景技术：

2.作物在完整的生命周期内的喷雾次数在总工作中占比重较大，为提高作业效率，现存的喷雾机械多为连续喷雾类型，化学药剂流失易造成严重的空气污染和工作人员呼吸道感染，引起设施环境湿度的上升，导致病虫害的流行和蔓延；为适应温室种植的主要经济作物，购买现存喷雾方式喷雾姿态单一，无法根据作物生长特征、种植方式及不同生长周期做出调整，完成喷雾作业后无法对其它作物重复使用，出现农场主因采购不同样式喷雾机产生高昂成本的问题。多模式喷雾机械可针对不同作物特征进行调节，同时逐株喷洒更大程度上减少了雾滴流失，降低了设施环境内部湿度，提高药液沉积率。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种多模式喷雾装置，该装置为适应不同种类的吊蔓类和菜类作物的生长特征，通过喷杆旋转装置实现喷杆水平、垂直以及倾斜作业姿态的转化；通过双向滚珠丝杠结构和电推杆的伸缩实现喷头距离不同作物表面喷洒距离的调整；在作业过程中，通过红外检测实现对喷头的单独控制，实现逐株喷洒，降低设施环境湿度，实现精量控制，解决不同作物需适配不同类型喷雾装置和喷雾过程产生的农药滑移以及沉积率低的问题。
4.为解决上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多模式喷雾装置，主要包括机架，其特征在于：包括竖直调节机构、水平移动平台、喷杆旋转装置，所述竖直调节机构固连于机架前端部，所述水平移动平台安装于竖直调节机构顶端，所述喷杆旋转装置通过螺母固连在水平移动平台上；所述竖直调节机构包括竖直导轨、电推杆，所述竖直导轨固定在机架上，所述电推杆伸缩端与水平移动平台底端固连，电推杆底端固定在机架前端的底部；所述水平移动平台包括步进电机、蜗轮蜗杆减速器、双向滚珠丝杠副，水平移动平台底端对称焊接t型块，水平移动平台通过底端焊接的t型块与竖直导轨相配合在竖直方向滑动，所述步进电机、蜗轮蜗杆减速器垂直布置在水平移动平台的左侧，所述双向滚珠丝杆副固定在水平移动平台内部；所述喷杆旋转装置包括喷杆、喷头、单向电磁阀、红外传感器、棘轮机构、旋转限制机构，所述喷杆沿轴向由下至上依次间隔布置红外传感器、单向电磁阀、喷头。喷杆的下端连接棘轮机构和旋转限制机构，所述棘轮机构和旋转限制机构固连在水平移动平台上。
5.进一步的，所述竖直导轨内部为t型凹槽，t型凹槽与水平移动平台底部焊接的t型块形成配合及约束，所述水平移动平台底部螺栓联接的电推杆推动整个水平移动平台在竖直导轨内滑动。
6.进一步的，所述步进电机提供动力通过蜗轮蜗杆减速器与两侧旋向不同的双向丝杆连接；所述蜗轮蜗杆减速器在丝杆停止转动时形成自锁；所述水平移动平台的丝杆上对
称布置螺母，所述螺母上方固联喷杆旋转装置。
7.进一步的，所述棘轮机构包括凸轮、拨齿、弹簧、拨片、棘轮，所述凸轮布置在棘轮机构内部中心位置，所述凸轮两侧对称布置拨齿与弹簧且始终保持接触，所述凸轮基圆圆心处通过轴与外部拨片固连，所述凸轮正上方布置棘轮，所述棘轮中心焊接方轴；所述限制机构包括旋转限制轮和u型块，所述旋转限制轮具有90
°
圆弧凸出部分且圆心处为方孔。
8.进一步的，所述喷杆的下端连接处为方孔，所述方轴的一端与所述棘轮机构的棘轮焊接，方轴的另一端与限制机构的方孔相配合，所述喷杆通过下端方孔处安装方轴与棘轮机构和旋转限制机构连接。
9.本发明的有益效果为：该多模式喷雾装置所述水平移动平台的调节方式采用两侧旋向不同的双向滚珠丝杠副，通过左侧步进电机带动对称布置的两螺母及螺母上方螺栓联接的喷雾旋转装置同时相向运动，实现喷雾过程水平方向调节的功能；所述水平移动平台采用v型轨道，形成更好的约束作用，保证喷雾旋转装置水平调整过程平稳；所述机架上方通过螺钉固定竖直t型导轨与所述水平移动平台底端焊接t型块配合，在电推杆的伸缩状态下，推动整个水平移动平台实现竖直调节的功能，合适的行程保证整机适配大部分吊蔓类与叶菜类作物；喷雾旋转装置通过棘轮机构和限制装置共同作用，所述旋转限制轮存在90
°
的圆弧凸起，而限制机构内部为180
°
的u型块，因此旋转限制轮只能在90
°
范围内实现旋转，方轴连接喷杆传递转矩，也保证喷杆在90
°
范围内旋转，通过调整凸轮位置，实现喷杆作业姿态的固定，不同姿态的转化实现喷杆竖直、水平、倾斜喷雾状态的转化；所述喷杆沿轴向均匀布置喷头、红外传感器、单向阀，运行过程中红外检测作物生长高度（范围）后，控制电磁阀导通实现逐株喷洒功能，提高药物利用率，减少环境污染，降低设施环境内部湿度。
附图说明
10.图1为本发明多模式喷雾装置垂直状态整机结构示意图。
11.图2为本发明图1序号22局部视图。
12.图3为本发明多模式喷雾装置水平状态整机结构示意图。
13.图4为本发明限制装置局部剖视图。
14.图5为本发明棘轮机构局部剖视图。
15.图6为本发明棘轮机构局部视图。
16.图中：1、喷杆；2、喷头；3、红外传感器；4、单向电磁阀；5、双向丝杆；6、旋转机构；7、螺母；8、竖直导轨；9、电推杆；10、机架；11、步进电机；12、蜗轮蜗杆减速器；13、棘轮机构；14、旋转限制机构；15、旋转限制轮；16、方轴；17、拨齿；18、凸轮；19、棘轮；20、弹簧；21、拨片。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施图例，对发明做进一步说明。
18.需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而简化的描述。
19.结合图1、图2、图3、图4、图5、图6进行说明，一种多模式喷雾装置，主要包括机架
10，包括竖直调节机构、水平移动平台、喷杆旋转装置，竖直调节机构通过螺栓固连于机架10前端部，水平移动平台通过螺栓安装于竖直调节机构顶端，喷杆旋转装置通过螺母7对称固连在水平移动平台上；竖直调节机构包括竖直导轨8、电推杆9，竖直导轨8通过螺栓固定在机架10上，电推杆9伸缩端通过螺栓与水平移动平台底端固连，电推杆9底端通过螺栓固定在机架10前端的底部；水平移动平台包括步进电机11、蜗轮蜗杆减速器12、双向滚珠丝杠副，水平移动平台底端对称焊接t型块，水平移动平台通过底端焊接的t型块与竖直导轨8相配合在竖直方向滑动，步进电机11、蜗轮蜗杆减速器12垂直布置在水平移动平台的左侧；喷杆旋转装置包括喷杆1、喷头2、单向电磁阀3、红外传感器4、棘轮机构13、旋转限制机构14，喷杆1沿轴向由下至上依次间隔布置红外传感器3、单向电磁阀4、喷头2，喷杆1的下端连接棘轮机构13和旋转限制机构14，棘轮机构13和旋转限制机构14通过螺栓固连在水平移动平台上。
20.进一步的，竖直导轨8内部为t型凹槽，t型凹槽与水平移动平台底部焊接的t型块配合及约束，水平移动平台底部通过螺栓联接的电推杆9伸缩端推动整个水平移动平台在竖直导轨8内滑动。
21.进一步的，步进电机11提供动力通过蜗轮蜗杆减速器12与两侧旋向不同的双向丝杆5连接；蜗轮蜗杆减速器12在双向丝杆5停止转动时形成自锁；水平移动平台的双向丝杆5上对称螺纹联接螺母7，螺母7上方通过螺栓固联喷杆旋转装置。
22.进一步的，棘轮机构13包括凸轮18、拨齿17、弹簧20、拨片21、棘轮19，凸轮18布置在棘轮机构13内部中心位置，凸轮18两侧通过定位孔对称布置拨齿17，弹簧20对称粘连在棘轮机构13内侧壁，拨齿17与弹簧20且始终保持接触，凸轮18基圆圆心处与外部拨片21通过焊接短轴固连，凸轮18正上方布置棘轮19；限制机构14包括旋转限制轮15和u型块，旋转限制轮15具有90
°
圆弧凸出部分且圆心处为方孔，旋转限制轮15在u型块内实现90
°
的旋转。
23.进一步的，喷杆1下端连接处为方孔，喷杆1下端的方孔与方轴16配合并传递转矩，方轴16一端与棘轮机构13的棘轮19焊接，另一端与限制机构14的方孔相配合，喷杆1通过下端方孔处安装方轴16与棘轮机构13和旋转限制机构15连接。
24.工作原理：喷杆1处于垂直状态时，由于喷头对作物冠层的喷洒距离不同，可通过步进电机11提供动力通过蜗轮蜗杆减速器12带动双向滚珠丝杆副5转动，由于两侧旋向不同，两个螺母7将同时向两侧相向移动；通过电推杆9伸缩推动水平移动平台6，在竖直导轨8的t型槽约束下实现竖直调节。当该装置行驶于垄间时，喷杆1上布置的红外传感器3会检测植株是否存在，当检测到植株时，控制单元控制单向电磁阀4打开进行喷洒作业。操作人员根据种植作物类型，通过拨动壳体外部的拨片21向一侧旋转，调节内部凸轮18与同侧的拨齿17接触，从而压缩弹簧20，使同侧拨齿17与棘轮19脱离啮合状态，棘轮19即可发生单向转动；所述棘轮19表面焊接的方轴16传递转矩到喷杆1，从而带动喷杆1发生旋转。限制轮15限制喷杆1在90
°
范围内旋转，当喷杆1旋转到指定位置时，再次拨动拨片21调节凸轮18至中间位置，使棘轮19与拨齿17再次啮合，使棘轮19无法发生转动，确定喷杆1水平、垂直或倾斜喷洒状态。该喷雾装置结构简单、性能可靠，可适应不同吊蔓类和叶菜类作物生长特征，且能实现逐株喷洒的功能。
25.本实施例只是对本发明构思和实现的一个说明，并非对其进行限制，在本发明构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

技术特征：
1.一种多模式喷雾装置，主要包括机架，其特征在于：包括竖直调节机构、水平移动平台、喷杆旋转装置，所述竖直调节机构固连于机架前端部，所述水平移动平台安装于竖直调节机构顶端，所述喷杆旋转装置通过螺母固连在水平移动平台上；所述竖直调节机构包括竖直导轨、电推杆，所述竖直导轨固定在机架上，所述电推杆伸缩端与水平移动平台底端固连，电推杆底端固定在机架前端的底部；所述水平移动平台包括步进电机、蜗轮蜗杆减速器、双向滚珠丝杠副，水平移动平台底端对称焊接t型块，水平移动平台通过底端焊接的t型块与竖直导轨相配合在竖直方向滑动，所述步进电机、蜗轮蜗杆减速器垂直布置在水平移动平台的左侧，所述双向滚珠丝杆副固定在水平移动平台内部；所述喷杆旋转装置包括喷杆、喷头、单向电磁阀、红外传感器、棘轮机构、旋转限制机构，所述喷杆沿轴向由下至上依次间隔布置红外传感器、单向电磁阀、喷头，喷杆的下端连接棘轮机构和旋转限制机构，所述棘轮机构和旋转限制机构固连在水平移动平台上。2.如权利要求1所述多模式喷雾装置，其特征在于：所述竖直导轨内部为t型凹槽，t型凹槽与水平移动平台底部焊接的t型块形成配合及约束，所述水平移动平台底部螺栓联接的电推杆推动整个水平移动平台在竖直导轨内滑动。3.如权利要求1所述多模式喷雾装置，其特征在于：所述步进电机提供动力通过蜗轮蜗杆减速器与两侧旋向不同的双向丝杆连接；所述蜗轮蜗杆减速器在丝杆停止转动时形成自锁；所述水平移动平台的丝杆上对称布置螺母，所述螺母上方固联喷杆旋转装置。4.如权利要求1所述多模式喷雾装置，其特征在于：所述棘轮机构包括凸轮、拨齿、弹簧、拨片、棘轮，所述凸轮布置在棘轮机构内部中心位置，所述凸轮两侧对称布置拨齿与弹簧且始终保持接触，所述凸轮基圆圆心处通过轴与外部拨片固连，所述凸轮正上方布置棘轮，所述棘轮中心焊接方轴；所述限制机构包括旋转限制轮和u型块，所述旋转限制轮具有90
°
圆弧凸出部分且圆心处为方孔。5.如权利要求4所述多模式喷雾装置，其特征在于：所述喷杆的下端连接处为方孔，所述方轴的一端与所述棘轮机构的棘轮焊接，方轴的另一端与限制机构的方孔相配合，所述喷杆通过下端方孔处安装方轴与棘轮机构和旋转限制机构连接。

技术总结
本发明公开了一种多模式喷雾装置，主要包括机架、竖直调节机构、水平移动平台、喷杆旋转装置，所述竖直调节机构固连于机架前端部，所述水平移动平台安装于竖直调节机构顶端，所述喷杆旋转装置通过螺母对称固连在水平移动平台上；竖直导轨固定在机架上，水平移动平台通过底端焊接T的型块与竖直导轨相配合在竖直方向滑动，步进电机、蜗轮蜗杆减速器垂直布置在水平移动平台的左侧；多模式喷雾机械可针对不同作物特征进行调节，同时逐株喷洒更大程度上减少了雾滴流失，降低了设施环境内部湿度，提高药液沉积率，解决不同作物需适配不同类型喷雾装置和喷雾过程产生的药液沉积率低的问题。雾装置和喷雾过程产生的药液沉积率低的问题。雾装置和喷雾过程产生的药液沉积率低的问题。


技术研发人员：马晓雨 袁永伟 弋景刚 刘江涛 张秀花
受保护的技术使用者：河北农业大学
技术研发日：2022.01.08
技术公布日：2023/7/22