果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验

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1、第30卷第22期农业工程学报Vol.30No.222014年11月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringNov.20141·农业装备工程与机械化·果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验11121许林云，张昊天，张海锋，徐业勇，徐铭铭，111蒋雪松，张慧春，贾志成（1.南京林业大学机械电子工程学院，南京210037；2.新疆林业科学院科技推广处，乌鲁木齐830000）摘要：为提高农药利用率，减少环境污染，该文针对中国果园机械化作业条件差和

2、传统果园喷雾机连续喷雾时存在果树间空隙无效喷雾的特点，设计了自动对靶喷雾控制系统，该系统以GY8履带自走式果园喷雾机为载体，采用传感器测距方式探测果树，实现自动对靶喷雾。通过对超声波、红外和激光3种传感器进行性能比较，及对超声波和激光2种传感器进行静态识别间距测试与分析，红外传感器受光强影响较大，超声波传感器识别间距超过800mm，均不满足果园精确对靶喷雾控制要求，激光传感器静态识别间距只有20mm，具有工作稳定、响应快速、方向性好等特点，故将激光传感器选为自动对靶喷雾机探测装置，并将激光传感器安装于喷头组件前

3、方220mm。采用连续3次检测靶标判别法设计了自动对靶喷雾系统，该系统可有效避免因激光光束较细而导致的将树冠内空洞、枝间间隙等误判为果树间空隙而出现的电磁阀频繁启闭动作。行驶速度为0.5m/s时，自动对靶喷雾控制系统的动态靶标识别间距介于100～150mm之间，行驶速度1.0m/s时，动态靶标识别间距为200～250mm。此外，该系统还具有提前及延后喷雾功能，自动对靶喷雾系统提前靶标95.0～157.5mm距离开始喷雾，离开靶标100mm距离停止喷雾，使喷雾完全覆盖整个树冠。与连续喷雾相比，对靶喷雾可有效节省施

4、药量，对于空隙比为20.0%、35.2%、52.9%靶标行枣树，行驶速度为0.5m/s时省药率分别达27.9%、53.7%、76.9%，行驶速度为1.0m/s时省药率分别达27.3%、54.5%、81.0%。因此，该自动对靶喷雾系统对稀疏果园的精确对靶病虫害防治具有较好的实用价值。关键词：果园；激光；喷头；喷雾机；自动对靶；精确施药doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.22.001中图分类号：S491文献标识码：A文章编号：1002-6819(2014)-22-0001-09许林云

5、，张昊天，张海锋，等.果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验[J].农业工程学报，2014，30(22)：1－9.XuLinyun,ZhangHaotian,ZhangHaifeng,etal.Developmentandexperimentofautomatictargetspraycontrolsystemusedinorchardsprayer[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSA

6、E),2014,30(22):1－9.(inChinesewithEnglishabstract)30%左右药剂能到达靶标，绝大部分散落在地表或0引言者环境中，存在药液利用率低、果品食用不安全、[6-8]林果业是中国现代农林业的重要组成部分，截环境污染严重等问题。中国20世纪80年代开始2止2013年底，全国果园种植面积达1280万hm，引进风送喷雾技术，其后研制出拖拉机牵引式、悬[1]产量达1.5亿t，对应的果园病虫害防治成为果园挂式果园风送喷雾机，该喷雾机具有穿透性好、药管理中最重要，也是最费时费工的一项作

7、业。据统液覆盖率高等特点，提高了中国果园病虫害防治水计，果树在一年生长期内至少需要施药8～15次，平，此类机具适用于操作空间大的果园。但对于树[2-5]约占果园总作业量的30%，目前中国果园病虫害龄较小或种植较稀疏的果园，果树树冠之间存在较防治机具主要以高压喷枪、背负式喷雾机等低效小大的空隙，喷施在树冠间空隙的药液无法沉积在果型机动药械为主，采用大容量雨淋式施药方法，仅树上，形成无效喷雾，造成了严重的农药浪费和环境污染，采用自动对靶喷雾技术能有效解决此问[9-12]收稿日期：2014-07-08修订日期：201

8、4-11-04题，即将连续施药变为间歇施药。基金项目：十二五国家科技支撑（2014BAD08B04）；国家林业局林业国外对自动对靶喷雾技术研究及应用较多，采公益行业科研专项（201004052）；江苏高校优势学科建设工程资助项用的探测技术包括图像、超声波、红外以及激光等，目(PAPD)作者简介：许林云，女，江苏海安人，教授，博士，博士生导师，主要主要用于苹果园、梨园、橙园、柑橘园等果园