果树对靶喷雾机柔性喷臂控制设计及试验.pdf

《果树对靶喷雾机柔性喷臂控制设计及试验.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2017年5月农机化研究第5期果树对靶喷雾机柔性喷臂控制设计及试验宋淑然，郑君彬，洪添胜，陈建泽，薛秀云，代秋芳(华南农业大学电子工程学院，广州510642)摘要:由于生态环境问题日益严峻，农药喷雾必然是朝着低污染、高精度、智能化与安全化的趋势发展。现有的对靶喷雾机虽然可以针对有无靶标植株进行喷药，但其喷雾架通常是固定不变的，难以同时适用于不同靶标植株。为此，提出喷臂变形以使中心喷头对准靶标植株树冠中心的柔性喷雾架方案，通过安装在拖拉机侧面的激光测距传感器对靶标植株进行距离探测，采用安装在喷臂上的角度传感器对柔性喷雾架的形状进行实时检测

2、。根据上述检测结果，通过程序内部运算，获得控制量，驱动电推杆对喷雾架进行形状调整，同时由安装在十字架上的超声波传感器对喷雾架下的靶标植株进行实时的识别探测，并设计了一种能同时满足不同靶标植株形状的对靶喷雾控制机构。为了减小调节时间和由于机构抖动造成的系统误动作，在喷臂调节算法的基础上增加了调整死区。通过试验分析，喷雾架可以根据拖拉机侧面与靶标植株树干的距离进行柔性对靶调节，喷雾架最大的调节时间为5．8s，满足对靶喷雾的实时性要求。关键词:对靶喷雾;柔性喷臂;激光测距传感器;超声波传感器;调整死区;喷雾机中图分类号:S491文献标识码:A

3、文章编号:1003－188X(2017)05－0106－07DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2017.05.019器根据所需喷量和实际机器前进速度生成实际调节0引言量，从而实现针对不同区域的病虫害来进行按需喷［8］果园病虫害防治是果园管理中最重要，也是最费药。ＲosellJoan使用激光雷达扫描果树轮廓，计算时的一项作业，据统计，果树在一年生长期内至少需并记录激光点到靶标的距离，通过上位机计算获得果［1］要施药8～15次，约占果园总作业量的30%。我国树三维结构，由三维结构可以得到靶标高度、宽度、体果园传统的施药方式是

4、连续喷药，此种方法具有明显积、叶面积指数和枝叶稠密程度等信息，从而指导喷［9］缺点:由于果树并非连续种植，而是存在较宽的株距，雾机进行喷雾。甘英俊通过机器视觉技术从采集当喷雾机运行至两棵果树之间时，其所喷出的药液不图像的背景中分割出绿色目标，得到靶标植株的形态能有效地沉积在果树上，从而造成无效喷药。通过靶和位置信息，为精确定位和精确控制提供控制信息。标探测技术，喷雾系统能识别是否存在靶标植株，从在以上的研究中，研究的重点侧重于通过探测传［2－5］而决定是否喷药，将连续喷药转化为间歇喷药。感器指导喷雾机上喷头的开合位置与开合时间，用于随着

5、农业喷雾朝着高精度的方向发展，国内外学施药的喷雾架结构一般是固定不变的。而实际果园者不满足于单纯的靶标探测，希望能通过探测传感器中，果树的形状及喷雾机与果树的相对位置是不同探测出靶标植株更多的特性，从而实现更有针对性的的，为了更好地进行精准喷雾，设计了一种喷雾架形ˇˇ［6］喷雾。JejcicViktor应用安装在探测架上的3个超状可调的柔性对靶喷雾装置。该喷雾架能够根据果声波传感器对靶标高度进行检测，根据计算机实时分树树冠的中心位置进行自适应变形，使柔性喷雾架上析的结果控制喷雾机上喷头的开合，实现更有针对性的喷雾中心与靶标植株树冠中心对

6、齐，从而实现更好［7］的喷雾。邱白晶应用GPS获取变量喷雾机的当前的对靶喷雾效果。位置，同时把GPS位置信息与预存于计算机的喷雾处1对靶喷雾机柔性喷臂的构成及工作原理方图进行对比，得到所处位置的所需喷量;变量控制1．1果树柔性对靶喷雾系统简介收稿日期:2016－04－06基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201203016)果树柔性对靶喷雾系统以拖拉机为移动平台，如作者简介:宋淑然(1965－)，女，河北安国人，教授，博士，硕士生导图1所示。柔性对靶喷雾系统包括喷臂单元、靶标探师，(E－mail)songshuran@scau．ed

7、u．cn。测单元、喷雾单元和控制单元。喷臂单元由水平喷通讯作者:洪添胜(1955－)，男，广东梅县人，教授，博士，博士生导师，(E－mail)tshong@scau．edu．cn。臂、斜撑喷臂和伸缩臂组成;靶标探测单元由激光测·106·2017年5月农机化研究第5期距传感器、倾角传感器和超声波传感器组成;喷雾单的行距，同时为保证喷臂调整的稳定性及喷雾区域覆元由通过软管垂直悬挂在水平臂的5个喷头组成，喷盖树冠，斜撑喷臂的长度应适宜，本文斜撑臂长度为头的雾锥角α为80°;控制单元由两个mega16系统板800mm，水平臂长度为1600mm。

8、图2(a)和(b)分别组成。试验果树的平均高度为1700mm，平均冠幅为代表了喷雾单元中心喷头随着机构变形移动到左右1500mm。两个极限位置时柔性喷臂的形态。(a)(b)1．中心喷头的位置2．水平喷臂3．