本发明公开了一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，包括田间导航定位系统、履带式自走底盘、吸水过滤装置、在线混药装置和风送式喷杆喷雾装置。田间导航定位系统可实现作业路径的重复识别与跟踪，减少伤苗率。履带式自走底盘，可增大接地面积，减小接地比压。吸水过滤装置可在稻田内就地取水、强制过滤以获得清洁水，在线混药装置将清洁水与农药原液在线混合以配制药液，从而实现药液的同步配制和喷施，大幅度减少药液储存量，进一步减小接地比压。风送式喷杆喷雾装置分行设置上、下两排喷头，相对喷雾，并利用风送气流对雾滴进行二次雾化和水稻冠层扰动，以提高雾滴的沉积分布均匀性。本发明可用于水稻田间施药作业。
1.一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，包括田间导航定位系统，由车载计算机(11)、DGPS惯性组合导航装置(10)、喷幅边界机器视觉识别配准装置(12)和作物行机器视觉导航装置(13)组成；其特征在于还包括：履带式自走底盘(8)、吸水过滤装置、在线混药装置和风送式喷杆喷雾装置；吸水过滤装置、在线混药装置和风送式喷杆喷雾装置从前到后依次安装在履带式自走底盘(8)上；吸水过滤装置由水泵(14)、次级过滤器(15)和多个并联的取水支路依次连接组成；
取水支路包括开关阀(16)、初级过滤器(17)、吸水管(18)和集水槽(19)，水泵(14)通过传动机构由履带式自走底盘(8)的发动机(7)驱动；在线混药装置包括混药器(5)，混药器(5)的进药口与单向阀(24)、注药泵(23)和农药原液箱(22)通过管路依次连接；注药泵(23)通过传动机构由履带式自走底盘(8)的发动机(7)驱动，混药器(5)的进水口与调速阀(21)和水泵(14)出水口通过管路依次连接，调速阀(21)的入口端与溢流阀A(20)并联，混药器(5)的出液口通过管路连接到风送式喷杆喷雾装置的药液箱(2)。
2.根据权利要求1所述的一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，其特征在于：所述风送式喷杆喷雾装置由机架(4)、喷雾系统和风送系统组成，机架(4)上设置有若干个分行器(30)，喷雾系统和风送系统都固定在机架(4)上；
所述喷雾系统由药液箱(2)、过滤器(25)、药液泵(26)、溢流阀B(31)和喷雾管路依次连接组成，药液箱(2)与混药器(5)的出液口通过管路连接，喷雾管路包括喷杆主管路、喷杆支管路和分行设置的上、下两排喷头，上喷头(27)朝下喷雾，下喷头(28)朝后向喷雾机的斜上方喷雾；
所述风送系统包括风机(3)、风囊(1)和导风筒(29)，风机(3)通过传动机构由履带式自走底盘(8)的发动机(7)驱动，导风筒(29)将气流朝后向喷雾机的斜上方导流，下喷头(28)安装在导风筒(29)内。
3.根据权利要求1所述的一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，其特征在于：所述取水支路分行设置，悬挂在履带式自走底盘(8)的前方；喷雾管路悬挂在履带式自走底盘(8)的后方；喷幅边界机器视觉识别配准装置(12)安装在机架(4)的两端；
作物行机器视觉导航装置(13)安装在履带式自走底盘(8)的前部。
4.根据权利要求1所述的一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，其特征在于：所述履带式自走底盘(8)的履带(9)宽度为15-20cm，地隙高度大于75cm。
5.根据权利要求1所述的一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，其特征在于：所述药液箱(2)的容积为50L-200L，喷雾机的喷幅大于等于6m。
一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，属于水稻田间管理装备领域。
背景技术
[0002] 大型稻田作业机械接地比压大，对泥底层破坏严重，容易陷车，极大的限制了稻田作业机械化的发展。因此，稻田作业机械轻量化是一个亟待解决的问题。为实现稻田作业机械轻量化，可采取增大机组接地面积和减轻机组自重两种方法。采用履带式行走装置可以增大接地面积、减小比压，但其履带轨迹宽度和转弯滑移横扫区域面积较大，单次作业压苗、伤苗率较大，必须保证多次作业的行走轨迹基本重合，才能减小总的压苗、伤苗率。专利CN 201245184Y公开了一种多功能履带式拖拉机，具有较小的接地比压，且能适用于多种作业，但是该拖拉机离地间隙只有240mm，不能适用于稻田中后期的作业。为提高作业效率，减小压苗、伤苗率，施药机械的作业幅宽一般都在12米以上，药箱容量1500L以上，因此，减小施药机械药箱的容量可以减轻机组的重量。为此，稻田作业时通过就地取水、强制过滤、在线混药以获得所需的药液，进而实现药液的同步配制和喷施，可以大幅减小药液的存储量，实现喷雾机械的轻量化。专利CN 101745483 A公开了一种具有吸水功能的背负式喷雾机，在喷雾机水箱下部的底箱内设置喷液与吸水换向装置，并设有配药装置，通过吸水与喷液装置之间的切换实现喷头的分时吸水和喷液，可以在有水的地方直接吸水并自动配药，但田间作业时吸水和喷液只能交替进行，作业效率低且吸水量有限。同时，因稻田内的水层较浅，且有较多的杂质，所以即使进行了多重过滤，所获得的水仍较浑浊，因而只能使用药液浑浊度耐受力较强的喷头，因此提高雾滴的雾化程度和沉积分布均匀性也是一重要问题。专利CN 2640615Y公开了一种水田风送式低量喷杆喷雾机，在风囊的下腹部设有朝向地面的小孔，利用小孔吹出的风幕，将小液滴胁迫至作物冠层，以减少雾滴飘逸，但由于作物冠层的遮挡，作物下部茎秆和叶片上的雾滴沉积较少，施药均匀性较差。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，以实现稻田施药机械的轻量化，减小其接地比压，防止陷车，并减小伤苗率，提高雾滴的沉积分布均匀性。
[0004] 为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
[0005] 一种履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机，包括田间导航定位系统，由车载计算机(11)、DGPS惯性组合导航装置(10)、喷幅边界机器视觉识别配准装置(12)和作物行机器视觉导航装置(13)组成。还包括履带式自走底盘(8)、吸水过滤装置、在线混药装置和风送式喷杆喷雾装置，吸水过滤装置、在线混药装置和风送式喷杆喷雾装置从前到后依次安装在履带式自走底盘(8)上；吸水过滤装置由水泵(14)、次级过滤器(15)和多个并联的取水支路依次连接组成，取水支路包括开关阀(16)、初级过滤器(17)、吸水管(18)和集水槽(19)，水泵(14)通过传动机构由履带式自走底盘(8)的发动机(7)驱动；在线混药装置包括混药器(5)，混药器(5)的进药口与单向阀(24)、注药泵(23)和农药原液箱(22)通过管路依次连接，注药泵(23)通过传动机构由履带式自走底盘(8)的发动机(7)驱动，混药器(5)的进水口与调速阀(21)和水泵(14)出水口通过管路依次连接，调速阀(21)的入口端与溢流阀A (20)并联，混药器(5)的出液口通过管路连接到风送式喷杆喷雾装置的药液箱(2)。
[0006] 风送式喷杆喷雾装置由机架(4)、喷雾系统和风送系统组成，机架(4)上设置有若干个分行器(30)，喷雾系统和风送系统都固定在机架(4)上；喷雾系统由药液箱(2)、过滤器(25)、药液泵(26)、溢流阀B (31)和喷雾管路依次连接组成，药液箱(2)与混药器(5)的出液口通过管路连接，喷雾管路包括喷杆主管路、喷杆支管路和分行设置的上、下两排喷头，上喷头(27)朝下喷雾，下喷头(28)朝后向喷雾机的斜上方喷雾；风送系统包括风机(3)、风囊(1)和导风筒(29)，风机(3)通过传动机构由履带式自走底盘(8)的发动机(7)驱动，导风筒(29)将气流朝后向喷雾机的斜上方导流，下喷头(28)安装在导风筒(29)内。
[0007] 取水支路分行设置，悬挂在履带式自走底盘(8)的前方；喷雾管路悬挂在履带式自走底盘(8)的后方；喷幅边界机器视觉识别配准装置(12)安装在机架(4)的两端；作物行机器视觉导航装置(13)安装在履带式自走底盘(8)的前部。
[0008] 履带式自走底盘(8)的履带(9)宽度为15-20cm，地隙高度大于75cm。
[0009] 药液箱(2)的容积为50L-200L，喷雾机的喷幅大于等于6m。
[0010] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0011] 1.本发明的履带相比普通履带较窄，机组灵活性增加，稻田通过性好，压苗、伤苗率低。
[0012] 2.本发明通过就地取水、强制过滤、在线混药，实现药液的同步配制和喷施，大幅度减少药液储存量，进而实现喷雾机的轻量化，防止陷车。
[0013] 3.本发明的风送式喷杆喷雾装置分行设置上、下两排喷头，相对喷雾，并利用风送气流对雾滴进行二次雾化和水稻冠层扰动，雾滴的沉积分布均匀性提高。
附图说明
[0014] 图1为履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机总体结构示意图；
[0015] 图2为田间导航定位系统示意图；
[0016] 图3为吸水过滤装置结构示意图；
[0017] 图4为在线混药装置结构示意图；
[0018] 图5为风送式喷杆喷雾装置结构示意图；
[0019] 图6为喷雾管路与气流通路布置示意图。
[0020] 图中：1.风囊 2.药液箱 3.风机 4.机架 5.混药器 6.驾驶室 7.发动机 8.履带式自走底盘 9.履带 10.DGPS惯性组合导航装置 11.车载计算机 12.喷幅边界机器视觉识别配准装置 13.作物行机器视觉导航装置 14.水泵 15.次级过滤器 16.开关阀 17.初级过滤器 18.吸水管 19.集水槽 20.溢流阀A 21.调速阀 22.农药原液箱 23注药泵 24.单向阀 25.过滤器26. 药液泵27.上喷头 28.下喷头 29.导风筒 30.分行器 31.溢流阀B。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图，对本发明方案做进一步详细说明。
[0022] 如图1所示，履带自走式稻田就地取水在线混药风送式喷杆喷雾机总体结构示意图，该喷雾机包括田间导航定位系统、履带式自走底盘8、吸水过滤装置、在线混药装置和风送式喷杆喷雾装置。
[0023] 如图2所示，田间导航定位系统示意图，该系统包括车载计算机11、DGPS惯性组合导航装置10、喷幅边界机器视觉识别配准装置12和作物行机器视觉导航装置13。DGPS惯性组合导航装置10对喷雾机进行定位，并将定位信息发送至车载计算机，喷幅边界机器视觉识别配准装置12用于识别并追踪喷幅边界，避免重喷与漏喷现象，作物行机器视觉导航装置13用于实时监测机组前进方向，实现对行行驶，减少压苗、伤苗现象。
[0024] 如图3所示，吸水过滤装置结构示意图，该装置由水泵14、次级过滤器15和多个并联的取水支路依次连接组成，取水支路包括开关阀16、初级过滤器17、吸水管18和集水槽19，水泵14通过传动机构由履带式自走底盘8的发动机7驱动，集水槽19用于收集稻田较浅的水层的水并对其进行粗滤，方便吸水管18吸水，初级过滤器17对吸水管18采集的水进行进一步过滤，根据作业所需流量手动调节开关阀16控制取水支路的数量。吸水过滤装置可在稻田内就地取水、强制过滤以获得清洁水。
[0025] 如图4所示，在线混药装置结构示意图，在线混药装置包括混药器5，混药器5的进药口与单向阀24、注药泵23和农药原液箱22通过管路依次连接，注药泵23通过传动机构由履带式自走底盘8的发动机7驱动，混药器5的进水口与调速阀21和水泵14出水口通过管路依次连接，调速阀21的入口端与溢流阀A 20并联，溢流阀A 20的出口与一导管连接，将溢流出来的液体排回稻田，混药器5的出液口通过管路连接到风送式喷杆喷雾装置的药液箱2。溢流阀A 20和调速阀21用于稳定水泵14输入混药器5的流量，且流量可调，保证混药的均匀性，单向阀24用于防止药液回流至农药原液管路。在线混药装置将清洁水与农药原液在线混合以配制药液，从而实现药液的同步配制和喷施，大幅度减少药液储存量，实现喷雾机的轻量化，进一步减小接地比压。
[0026] 如图5和图6所示，风送式喷杆喷雾装置结构示意图和喷雾管路与气流通路布置示意图，风送式喷杆喷雾装置由机架4、喷雾系统和风送系统组成，机架4的下排设置有若干个分行器30，喷雾系统和风送系统都固定在机架4上；喷雾系统由药液箱2、过滤器25、药液泵26、溢流阀B31和喷雾管路依次连接组成，药液箱2与混药器5的出液口通过管路连接，喷雾管路包括喷杆主管路、喷杆支管路和分行设置的上、下两排喷头，上喷头27朝下喷雾，下喷头28朝后向喷雾机的斜上方喷雾；风送系统包括风机3、风囊1和导风筒29，风机3通过传动机构由履带式自走底盘8的发动机7驱动，导风筒29将气流朝后向喷雾机的斜上方导流，下喷头28安装在导风筒29内。风送式喷杆喷雾装置分行设置上、下两排喷头，相对喷雾，并利用风送气流对雾滴进行二次雾化和水稻冠层扰动，以提高雾滴的沉积分布均匀性。
[0027] 取水支路分行设置，悬挂在履带式自走底盘8的前方；喷雾管路悬挂在履带式自走底盘8的后方；喷幅边界机器视觉识别配准装置12安装在机架4的两端；作物行机器视觉导航装置13安装在履带式自走底盘8的前部。
[0028] 履带式自走底盘8的履带9宽度为15-20cm，地隙高度大于75cm。
[0029] 药液箱2的容积为50L-200L，喷雾机的喷幅大于等于6m。
