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《果樹對靶噴霧機柔性噴臂控制設計及試驗.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、2017年5月農(nóng)機化研究第5期果樹對靶噴霧機柔性噴臂控制設計及試驗宋淑然，鄭君彬，洪添勝，陳建澤，薛秀云，代秋芳(華南農(nóng)業(yè)大學電子工程學院，廣州510642)摘要:由于生態(tài)環(huán)境問題日益嚴峻，農(nóng)藥噴霧必然是朝著低污染、高精度、智能化與安全化的趨勢發(fā)展?，F(xiàn)有的對靶噴霧機雖然可以針對有無靶標植株進行噴藥，但其噴霧架通常是固定不變的，難以同時適用于不同靶標植株。為此，提出噴臂變形以使中心噴頭對準靶標植株樹冠中心的柔性噴霧架方案，通過安裝在拖拉機側面的激光測距傳感器對靶標植株進行距離探測，采用安裝在噴臂上的角度傳感器對柔性噴霧架的形狀進行實時檢測
2、。根據(jù)上述檢測結果，通過程序內(nèi)部運算，獲得控制量，驅動電推桿對噴霧架進行形狀調整，同時由安裝在十字架上的超聲波傳感器對噴霧架下的靶標植株進行實時的識別探測，并設計了一種能同時滿足不同靶標植株形狀的對靶噴霧控制機構。為了減小調節(jié)時間和由于機構抖動造成的系統(tǒng)誤動作，在噴臂調節(jié)算法的基礎上增加了調整死區(qū)。通過試驗分析，噴霧架可以根據(jù)拖拉機側面與靶標植株樹干的距離進行柔性對靶調節(jié)，噴霧架最大的調節(jié)時間為5．8s，滿足對靶噴霧的實時性要求。關鍵詞:對靶噴霧;柔性噴臂;激光測距傳感器;超聲波傳感器;調整死區(qū);噴霧機中圖分類號:S491文獻標識碼:A
3、文章編號:1003－188X(2017)05－0106－07DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2017.05.019器根據(jù)所需噴量和實際機器前進速度生成實際調節(jié)0引言量，從而實現(xiàn)針對不同區(qū)域的病蟲害來進行按需噴［8］果園病蟲害防治是果園管理中最重要，也是最費藥。ＲosellJoan使用激光雷達掃描果樹輪廓，計算時的一項作業(yè)，據(jù)統(tǒng)計，果樹在一年生長期內(nèi)至少需并記錄激光點到靶標的距離，通過上位機計算獲得果［1］要施藥8～15次，約占果園總作業(yè)量的30%。我國樹三維結構，由三維結構可以得到靶標高度、寬度、體果園傳統(tǒng)的施藥方式是
4、連續(xù)噴藥，此種方法具有明顯積、葉面積指數(shù)和枝葉稠密程度等信息，從而指導噴［9］缺點:由于果樹并非連續(xù)種植，而是存在較寬的株距，霧機進行噴霧。甘英俊通過機器視覺技術從采集當噴霧機運行至兩棵果樹之間時，其所噴出的藥液不圖像的背景中分割出綠色目標，得到靶標植株的形態(tài)能有效地沉積在果樹上，從而造成無效噴藥。通過靶和位置信息，為精確定位和精確控制提供控制信息。標探測技術，噴霧系統(tǒng)能識別是否存在靶標植株，從在以上的研究中，研究的重點側重于通過探測傳［2－5］而決定是否噴藥，將連續(xù)噴藥轉化為間歇噴藥。感器指導噴霧機上噴頭的開合位置與開合時間，用于隨著
5、農(nóng)業(yè)噴霧朝著高精度的方向發(fā)展，國內(nèi)外學施藥的噴霧架結構一般是固定不變的。而實際果園者不滿足于單純的靶標探測，希望能通過探測傳感器中，果樹的形狀及噴霧機與果樹的相對位置是不同探測出靶標植株更多的特性，從而實現(xiàn)更有針對性的的，為了更好地進行精準噴霧，設計了一種噴霧架形ˇˇ［6］噴霧。JejcicViktor應用安裝在探測架上的3個超狀可調的柔性對靶噴霧裝置。該噴霧架能夠根據(jù)果聲波傳感器對靶標高度進行檢測，根據(jù)計算機實時分樹樹冠的中心位置進行自適應變形，使柔性噴霧架上析的結果控制噴霧機上噴頭的開合，實現(xiàn)更有針對性的噴霧中心與靶標植株樹冠中心對
6、齊，從而實現(xiàn)更好［7］的噴霧。邱白晶應用GPS獲取變量噴霧機的當前的對靶噴霧效果。位置，同時把GPS位置信息與預存于計算機的噴霧處1對靶噴霧機柔性噴臂的構成及工作原理方圖進行對比，得到所處位置的所需噴量;變量控制1．1果樹柔性對靶噴霧系統(tǒng)簡介收稿日期:2016－04－06基金項目:公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203016)果樹柔性對靶噴霧系統(tǒng)以拖拉機為移動平臺，如作者簡介:宋淑然(1965－)，女，河北安國人，教授，博士，碩士生導圖1所示。柔性對靶噴霧系統(tǒng)包括噴臂單元、靶標探師，(E－mail)songshuran@scau．ed
7、u．cn。測單元、噴霧單元和控制單元。噴臂單元由水平噴通訊作者:洪添勝(1955－)，男，廣東梅縣人，教授，博士，博士生導師，(E－mail)tshong@scau．edu．cn。臂、斜撐噴臂和伸縮臂組成;靶標探測單元由激光測·106·2017年5月農(nóng)機化研究第5期距傳感器、傾角傳感器和超聲波傳感器組成;噴霧單的行距，同時為保證噴臂調整的穩(wěn)定性及噴霧區(qū)域覆元由通過軟管垂直懸掛在水平臂的5個噴頭組成，噴蓋樹冠，斜撐噴臂的長度應適宜，本文斜撐臂長度為頭的霧錐角α為80°;控制單元由兩個mega16系統(tǒng)板800mm，水平臂長度為1600mm。
8、圖2(a)和(b)分別組成。試驗果樹的平均高度為1700mm，平均冠幅為代表了噴霧單元中心噴頭隨著機構變形移動到左右1500mm。兩個極限位置時柔性噴臂的形態(tài)。(a)(b)1．中心噴頭的位置2．水平噴臂3．
