專利名稱：棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種植物保護施藥機具領域的靜電噴霧施藥車，特別涉及一種集低量靜電噴霧技術、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制技術和高清視頻監控技術與一體的棚室內農作物病蟲害防治的噴霧施藥車。
背景技術：
眾所周知，病蟲害防治是農業高產穩產的主要保障手段之一。長期以來，化學藥物防治是最有效、最經濟、應用最廣的植物病蟲害防治方法。化學防治中，最常用的施藥方法有常量噴霧、(超)低量噴霧、彌霧、煙霧等多種方式，使用最多的是常量噴霧。目前普遍使用的常量噴霧施藥機械按照造霧方式可以分為單路壓力霧化施藥機，雙路壓力霧化施藥機， 旋轉式霧化施藥機三類。單路壓力霧化施藥機由藥泵，連接管路及噴頭組成，雙路壓力霧化施藥機由空壓機，藥泵，連接管路及噴頭組成，旋轉式霧化施藥機由藥泵，連接管路，高轉速電機及霧化盤等組成。無論哪種結構形式，都存在以下三方面的缺點第一，機械化和自動化程度低，造成了人工施藥勞動強度大，作業效率低。同時大多數噴霧機械存在“跑、冒、滴、 漏”現象。第二，噴霧量大，霧滴粗，藥液難以沉積在作物下部和背部，病蟲害防治效果差。 第三，霧滴漂移損失嚴重，農藥利用率較低。浪費的農藥造成了農業環境的嚴重污染、作業者安全風險和農產品農藥殘留等。上述問題，激發了植保工作者的不斷探索，尋找新的施藥方法，研制機械化及自動化程度高的施藥器具，實現對施藥過程的精確控制并同步高清顯示噴霧效果，做到自動施藥，高效低污染施藥，超低量環保施藥。在確保病蟲害防治效果的前提下，提高農藥利用率， 降低病蟲害防治成本，減小環境污染，同時提高生產效率和社會效益，降低勞動強度。
發明內容所要解決的技術問題本發明為克服上述現有技術存在的不足，開發一種集低量噴霧技術、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制技術和高清視頻監控技術于一體的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機。技術方案—種棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機包括噴霧車、供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、高清霧形視頻監控系統、機械框架及供電系統；供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、供電系統安裝在噴霧車殼體內；高清霧形視頻監控系統位于噴霧車最頂部；HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統通過管路連接于供藥系統和旋轉靜電噴霧系統的中間。所述的噴霧車包括噴霧車底板、觸摸屏、開關、指示燈、高清攝像頭、開門把手、噴霧車殼體、車輪、檢修門、攝像顯示屏、扶手、上蓋；噴霧車底板位于噴霧車底部與噴霧車殼體一起構成噴霧車車身，在車身上部設有上蓋，上蓋上配設有開門把手，在車身下面設有車輪，在車身頂部設有高清攝像頭，在車身側面設有觸摸屏、攝像顯示屏及開關和指示燈， 在車身側面設有扶手，在車身側壁設有檢修門。所述的供藥系統包括藥箱、藥箱蓋、過濾網、攪拌電機、攪拌槳、藥箱托、放藥球閥、 殘液排放口、出藥口、藥泵固定板、藥泵以及液位感應器；攪拌電機、藥箱蓋均位于藥箱的上部，藥箱蓋蓋住進藥口，攪拌電機與攪拌槳連接，過濾網位于藥箱的進藥口的上端，殘液排放口、出藥口均為位于藥箱最底端，在與殘液排放口相連的管路上設有放藥球閥，出藥口通過管路和藥泵的進口連接，液位感應器沿藥箱內壁安裝，藥箱通過箱托設置在噴霧車底板上，藥泵通過藥泵固定板連接在噴霧車底板上。所述的藥箱采用耐腐蝕性能優良的PE塑料材質；藥泵為高壓隔膜泵。所述的壓力脈動消除系統包括壓力脈動消除裝置壓力脈動消除裝置固定支架、調壓閥、流量傳感器、壓力傳感器和電磁閥；壓力脈動消除裝置通過壓力脈動消除裝置固定支架固定在噴霧車底板上，調壓閥一端與藥泵的出水口的相連，另一端和壓力脈動消除裝置的進水口相連，壓力脈動消除裝置的出水口與流量傳感器的一端相連，流量傳感器的另一端和壓力傳感器的一端相連，壓力傳感器的另一端和電磁閥的一端相連，電磁閥的另一端與含噴頭的噴頭基座相連。所述的旋轉靜電噴霧系統包括含噴頭的噴頭基座、荷電單元、聚四氟乙烯套筒、高壓靜電發生器、軸流風機、導流錐筒、旋轉支架、云臺、帶有法蘭結構的空心鋼管以及仰角調節手柄；整個旋轉靜電噴霧裝置通過帶有法蘭結構的空心鋼管與噴霧車底板相連，荷電單元接高壓靜電發生器的負極，荷電單元安裝在絕緣的聚四氟乙烯套筒前部，軸流風機和導流錐筒相連，導流錐筒與聚四氟乙烯套筒相連，U型旋轉支架將云臺和軸流風機連接，仰角調節手柄連接在旋轉支架與軸流風機的連接點；所述的荷電單元由環形電極和16個均布環形電極上放電針構成，環形電極由寬度為2mm的不銹鋼條制成Φ 230mm的環電極；所述的含噴頭的噴頭基座是三噴頭基座，基座上安裝超低量噴頭，超低量霧化噴頭的流量為20 30ml/min，噴頭之間的夾角為55° ；所述的云臺可水平方向0 180°調節旋轉。所述的高清霧形視頻監控系統包括高清攝像頭和攝像顯示屏；高清攝像頭和攝像顯示屏之間通過視頻傳輸線連接；高清攝像頭安裝在軸流風機頂部。所述的供電系統包括蓄電池組和UPS ；蓄電池組由兩節12V蓄電池串聯組成，供給系統能量，UPS與蓄電池組之間通過導線連接，UPS依次通過熔斷器、開關給觸摸屏和PLC 控制柜供電，PLC控制柜給系統中其它電器元件供電，指示燈和開關并聯，剩余電量檢測裝置直接和蓄電池組的正負極相連。所述的HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統包括傳感器部分，HMI-PLC人機互動自動邏輯控制部分，受控電器部分三部分；其中傳感器部分包括剩余電量檢測裝置，液位傳感器，流量傳感器和壓力傳感器；HMI-PLC人機互動自動邏輯控制部分包括觸摸屏和 PLC控制柜；受控電器部分包括軸流風機，云臺，藥泵，攪拌電機，高壓靜電發生器和電磁閥；剩余電量檢測裝置作用是檢測蓄電池組的剩余電量信號，并傳輸給PLC控制柜最終在觸摸屏的畫面上顯示剩余電量的數值，當剩余電量低于20%時，觸摸屏的畫面上會自動提醒操作人員及時充電；液位傳感器作用是采集藥箱的剩余藥量信號，并傳輸給PLC控制柜，最終在觸摸屏的畫面上顯示剩余藥量的數值，當剩余藥量低于20%時，觸摸屏的畫面上會自動提醒操作人員及時加藥；當剩余藥量低于0%時，PLC控制柜立即停止藥泵工作；流量傳感器和壓力傳感器采集管路中的流量和壓力信號并傳輸給PLC控制柜，最終在觸摸屏的畫面上實時顯示，當壓力傳感器采集的壓力信號不穩定，電磁閥處于關閉狀態，噴霧系統不啟動；當壓力脈動消除后，壓力傳感器采集的壓力信號穩定，PLC控制柜控制電磁閥開啟，噴霧系統啟動；操作者可以通過觸摸屏來控制軸流風機、云臺、藥泵、攪拌電機、高壓靜電發生器、 電磁閥的開啟和停止，且控制方式有兩種，一種控制方式為手動控制即操作者通過點擊觸摸屏顯示的畫面上每個受控設備的啟停按鈕圖標，按下開啟圖標立即開始，再按一次立即結束；另一種程序控制即按照PLC柜內設定好的程序完成上述設備的啟動，按觸摸屏的 “啟動”按鈕，由PLC控制柜首先啟動攪拌器攪拌電機對藥箱攪拌混勻，等待5秒鐘啟動軸流風機，再等待5秒鐘，軸流風機穩定工作后，啟動藥泵和高壓靜電發生器，電磁閥根據壓力傳感器檢測到的壓力脈動消除裝置管路壓力脈動的消除效果后開啟，對需要施藥植株進行噴霧作業；如需要調整噴霧方向，請按下觸摸屏控制畫面上的“云臺”下方的開啟按鈕圖標后，云臺帶動噴霧車上部的噴灑部件開始在水平方向0 180°勻速旋轉，如需停止，則需再按下開啟按鈕圖標；如需要調整噴霧仰角，請使用風筒兩側的仰角調節手柄進行調節。有益效果本發明與現有裝置比較，具有以下優點所述云臺具有水平方向0 180°勻速可調節旋轉功能，可以實現在機具噴霧的同時水平方向勻速旋轉，增大了噴霧施藥覆蓋面積， 提高了施藥均勻性；所述仰角調節手柄可以方便的調節噴霧仰角實現對不同高度的植株地噴灑并減少噴霧死角；通過所述的PLC控制柜和觸摸屏實現對設備流量、壓力及靜電電壓的精確控制，使用所述的高清攝像頭和攝像顯示屏對裝置的霧化效果進行實時監測，并且利用所述的壓力脈動消除裝置對管路中的壓力脈沖進行調控，可以實現較好霧化效果和農藥的低量噴灑。在確保病蟲害防治效果的前提下，提高農藥利用率，降低病蟲害防治成本， 減小環境污染，同時提高生產效率和社會效益，降低勞動強度。
圖1噴霧車結構示意圖其中43—車輪、27—噴霧車底板、44一檢修門、32—觸摸屏、45—攝像顯示屏 、46—扶手、38—開關、39—指示燈、40—高清攝像頭、41一開門把手、42—噴霧車殼體 、47-上蓋；圖2供藥系統結構示意圖其中1 一攪拌電機、2—藥箱、3—攪拌槳、4一藥箱托、5—放藥球閥、6—殘液排放口、7—出藥口、8—藥泵固定板、9一藥泵、10—液位感應器、11 一過濾網、12—藥箱蓋；圖3壓力脈動消除系統結構示意圖[0033]其中13—壓力脈動消除裝置、14一壓力脈動消除裝置固定支架、15—調壓閥、16— 壓力脈動消除裝置的進水口、17—壓力脈動消除裝置的出水口、18—流量傳感器、19一壓力傳感器、20 —電磁閥；圖4旋轉靜電噴霧系統結構示意圖其中含噴頭的噴頭基座、30—荷電單元、觀_聚四氟乙烯套筒、25—高壓靜電發生器、21—軸流風機、31—導流錐筒、23—旋轉支架、24—云臺36—帶有法蘭結構的空心鋼管、22—仰角調節手柄、27—噴霧車底板；圖5 HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統結構示意圖其中32—觸摸屏、33 — PLC控制柜、21—軸流風機、24—云臺、9一藥泵、1 一攪拌電機、25—高壓靜電發生器、20—電磁閥、34—剩余電量檢測裝置、10—液位傳感器、18—流量傳感器、19一壓力傳感器；圖6供電系統結構示意圖其中34 —剩余電量檢測裝置、35—蓄電池組、36 — UPS、37—熔斷器、38—開關 39—指示燈、33 — PLC控制柜、32—觸摸屏。
具體實施方式
本發明的基本原理如下系統啟動后，混藥系統先將藥液混合均勻后，藥液由藥泵增加至所需的工作壓力， 經過壓力脈動消除裝置消除藥液壓力脈動，藥液壓力穩定后電磁閥開啟，藥液輸送至超低量噴頭，完成霧化后朝著待噴灑的植株區域進行噴霧。實際上噴頭噴出的霧滴并非全部落在植株上，為提高霧滴落在植株上的概率，采用靜電噴霧技術，高壓靜電發生器提供實現靜電噴霧技術中電暈荷電環所需要的高壓電能，使從噴頭噴出的霧滴在負高壓電場中荷電， 并進一步霧化。軸流風機和導流錐筒將荷電霧滴彌散到更遠的植株區域。荷電霧滴在流場力和電場力的作用下朝著植株方向運動，并吸附在植株上，大大提高了藥液在植株上的吸附率，從而提高施藥質量和防治效果。機具上部噴灑部件工作的同時，與其相連的云臺旋轉機構可以實現機具的水平方向勻速旋轉噴霧，提高了施藥均勻性，仰角調節手柄可以方便的調節噴霧仰角實現對不同高度的植株地噴灑并減少噴霧死角。安裝在軸流風機頂部的高清攝像頭實時將霧效畫面傳輸至操作面板右側的液晶顯示屏，工作人員可以根據液晶顯示屏的畫面判斷噴霧效果的好壞。施藥機具內部的電氣設備的啟停順序(如藥泵，電磁閥，軸流風機，云臺旋轉機構， 高壓靜電發生器)根據HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統設定的程序工作。施藥機具的三個關鍵工作參數(噴霧壓力，噴霧流量，靜電電壓)的調節由HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統實現在線精確控制。如圖1至6所示，本發明的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機包括噴霧車、供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、高清霧形視頻監控系統及供電系統。供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、供電系統安裝在噴霧車殼體42內；高清霧形視頻監控系統位于噴霧車最頂部；[0045](1)噴霧車(如圖1)噴霧車包括噴霧車底板27、觸摸屏32、開關38、指示燈39、高清攝像頭40、開門把手41、噴霧車殼體42、車輪43、檢修門44、攝像顯示屏45、扶手46、上蓋47。噴霧車底板27位于噴霧車底部與噴霧車殼體42 —起構成噴霧車車身，在車身上部設有上蓋47，上蓋47上配設有開門把手41，在車身下面設有車輪43，便于施藥機移動，在車身頂部設有高清攝像頭40，在車身側面設有觸摸屏32、攝像顯示屏45及開關38和指示燈39，為了便于使用施藥機，在車身側面還可以設有扶手46，在車身側壁設有檢修門44。(2)供藥系統(如圖2)供藥系統包括藥箱2、藥箱蓋12、過濾網11、攪拌電機1、攪拌槳3、藥箱托4、放藥球閥5、殘液排放口 6、出藥口 7、藥泵固定板8、藥泵9、藥泵進口 48，藥泵出口 49以及液位感應器10。攪拌電機1、藥箱蓋12均位于藥箱2的上部，藥箱蓋12蓋住進藥口，攪拌電機1 與攪拌槳3連接，起到混合藥液均勻的作用，并且攪拌速度可調。過濾網11位于藥箱2的進藥口的上端，防止雜物進入藥箱2，殘液排放口 6、出藥口 7均為位于藥箱2最底端，在與殘液排放口 6相連的管路上設有放藥球閥5，排放殘留藥液只需打開放藥球閥5即可，出藥口 7通過管路和藥泵9的進口 48連接，液位感應器10沿藥箱2內壁安裝，獲取藥箱2的藥液的存量信息，藥箱2通過箱托4設置在噴霧車底板27上，藥泵9位于藥箱2的側面，通過藥泵固定板8設置在噴霧車底板27上。藥箱2盛放混合的藥液，設計總容積為25L，能滿足2小時的的低量噴霧作業要求；采用耐腐蝕性能優良的PE塑料材質，防止農藥的化學腐蝕，提高作業效率和使用壽命；藥泵9為高壓隔膜泵，使藥液加壓達到能滿足作業要求的工作壓力，輸出的藥液僅供噴頭噴霧。根據噴霧的噴幅、作業速度及單位面積施藥量等指標要求，確定選擇藥泵9的工作壓力和流量。(3)壓力脈動消除系統(如圖3)壓力脈動消除系統包括壓力脈動消除裝置13(NXQA_0. 6/*_L_A，四平市北方蓄能器有限公司)、壓力脈動消除裝置固定支架14、調壓閥15、流量傳感器18、壓力傳感器19和電磁閥20。壓力脈動消除裝置13通過壓力脈動消除裝置固定支架14固定在噴霧車底板 27上，用于消除管道中藥液壓力脈動現象。調壓閥15—端與藥泵09的出水口 49的相連， 另一端和壓力脈動消除裝置的進水口 16相連，調壓閥15用于粗調藥泵09出水口的壓力和流量。壓力脈動消除裝置的出水口 17與流量傳感器18的一端相連，流量傳感器的另一端和壓力傳感器19的一端相連，流量傳感器18用于對管路中的流量參數進行實時監測。壓力傳感器19的另一端和電磁閥20的一端相連，電磁閥20的另一端與含噴頭的噴頭基座四相連；壓力傳感器19用于對管路中的壓力參數進行實時監測。電磁閥20用于控制管路中藥液的流動。壓力脈動消除系統工作原理藥泵09啟動后，管路中的壓力不穩定。壓力脈動消除裝置13自動對壓力脈動進行消除，當消除過程未完成時，壓力傳感器19采集的壓力信號不穩定，電磁閥20處于關閉狀態，噴霧系統不啟動；當消除過程完成后，壓力傳感器19 采集的壓力信號穩定，電磁閥20處于開啟狀態，噴霧系統啟動。(4)旋轉靜電噴霧系統(如圖4)旋轉靜電噴霧系統包括含噴頭的噴頭基座四、荷電單元30、聚四氟乙烯套筒28、 高壓靜電發生器25、軸流風機21、導流錐筒31、旋轉支架23、云臺24、帶有法蘭結構的空心鋼管26以及仰角調節手柄22。整個旋轉靜電噴霧裝置通過帶有法蘭結構的空心鋼管沈與噴霧車底板27相連。藥液由藥泵09增加至所需的工作壓力并輸送至噴頭基座含噴頭的四上設置的超低量噴頭，完成霧化。再經過與高壓靜電發生器25連接的荷電單元30產生的負高壓對噴出的藥液霧滴進行荷電，并進一步霧化。聚四氟乙烯套筒觀起到荷電單元30 與外部良好絕緣的作用。荷電單元30由環形電極和16個均布環形電極上放電針構成，環形電極由寬度為 2mm的不銹鋼條制成Φ230πιπι的環電極。荷電單元30安裝在絕緣的聚四氟乙烯套筒28前部，含噴頭的噴頭基座四是三噴頭基座，基座上安裝超低量噴頭，超低量霧化噴頭的流量為20 30ml/min，噴頭之間的夾角為55°，這樣的布置是為了防止霧滴打在聚四氟乙烯套筒觀的邊緣上產生積水。高壓靜電發生器25輸出電壓有15KV，20KV，25KV三檔。荷電單元30接高壓靜電發生器25的負極，產生負高壓，使從噴頭噴出的霧滴在負高壓電場中荷電，并進一步霧化。軸流風機21和導流錐筒31相連，將荷電霧滴彌散到更遠的植株區域。導流錐筒31與聚四氟乙烯套筒28相連，U型旋轉支架23將云臺M和軸流風機21 連接，云臺M具有水平方向0 180°可調節旋轉功能，可以實現機具的水平方向勻速旋轉噴霧，提高了施藥均勻性，仰角調節手柄22連接在旋轉支架23與軸流風機21的連接點，仰角調節手柄22可以方便的調節噴霧仰角實現對不同高度的植株地噴灑并減少噴霧死角。(5)高清霧形視頻監控系統高清霧形視頻監控系統包括高清攝像頭40和攝像顯示屏45。高清攝像頭40和攝像顯示屏45之間通過視頻傳輸線連接。安裝在軸流風機21頂部的高清攝像頭40實時將霧效畫面傳輸至操作面板右側的攝像顯示屏45，工作人員可以根據攝像顯示屏45的畫面判斷噴霧效果的好壞。操作人員如需獲知施藥機具的實際霧化效果，只需按下攝像顯示屏45下方的電源按鍵。安裝在軸流風機21頂部的高清攝像頭40實時將霧效畫面傳輸至操作面板右側的攝像顯示屏45，操作人員可以根據攝像顯示屏45的畫面判斷噴霧效果的好壞。(6)供電系統(如圖6)供電系統包括蓄電池組35和UPS 36。蓄電池組35由兩節12V蓄電池串聯組成， 供給系統能量，其續航時間為2小時。供電系統通過矩形固定框將其連接于噴霧車底板27 上。UPS 36與蓄電池組35之間通過導線連接。UPS 36依次通過熔斷器37、開關38給觸摸屏32和PLC控制柜33供電。PLC控制柜33給系統中其它電器元件供電。指示燈39 和開關38并聯，指示系統是否處于工作狀態。剩余電量檢測裝置34直接和蓄電池組35的正負極相連。(7) HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統(如圖5)HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統包括傳感器部分，HMI-PLC人機互動自動邏輯控制部分，受控電器部分三部分。其中傳感器部分包括剩余電量檢測裝置34，液位傳感器10，流量傳感器18和壓力傳感器19 ；HMI-PLC人機互動自動邏輯控制部分包括觸摸屏 32和PLC控制柜33 ；受控電器部分包括軸流風機21，云臺對，藥泵09，攪拌電機01，高壓靜電發生器25和電磁閥20。HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統可以實現對施藥過程的精確控制，做到自動施藥，高效低污染施藥，超低量環保施藥。HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統通過兩根倒u型支架將其連接于噴霧車底板27上。剩余電量檢測裝置34作用是檢測蓄電池組35的剩余電量信號，并傳輸給PLC控制柜33最終在觸摸屏32的畫面上顯示剩余電量的數值(按百分值計)，當剩余電量低于 20%時，觸摸屏32的畫面上會自動提醒操作人員及時充電。液位傳感器10作用是采集藥箱 02的剩余藥量信號，并傳輸給PLC控制柜33，最終在觸摸屏32的畫面上顯示剩余藥量的數值(按百分值計)，當剩余藥量低于20%時，觸摸屏32的畫面上會自動提醒操作人員及時加藥。當剩余藥量低于0%時，PLC控制柜33立即停止藥泵09工作，防止藥泵09空打造成故障。流量傳感器18和壓力傳感器19采集管路中的流量和壓力信號并傳輸給PLC控制柜 33，最終在觸摸屏32的畫面上實時顯示，當壓力傳感器19采集的壓力信號不穩定，電磁閥 20處于關閉狀態，噴霧系統不啟動；當壓力脈動消除后，壓力傳感器19采集的壓力信號穩定，PLC控制柜33控制電磁閥20開啟，噴霧系統啟動。施藥機在棚室內進行施藥前，首先按下總機開關38，系統得電后啟動。請先查看觸摸屏32畫面上剩余電量檢測裝置34顯示的蓄電池組35電量信息，如果提示“電量不足，請充電”時，請先打開檢修門44取出插頭給蓄電池組35充電。如果電量充足，利用開門把手 41打開噴霧車車體上蓋47，取下藥箱蓋12，通過過濾網11把藥劑與水按適當的比例倒進藥箱02。操作者準備工作做好后，將施藥機移動至需要施藥植株的行距中間，通過觸摸屏32 選擇系統的控制方式。操作者可以通過觸摸屏32來控制軸流風機21、云臺24、藥泵09、攪拌電機01、高壓靜電發生器25、電磁閥20的開啟和停止，且控制方式有兩種，一種控制方式為手動控制即操作者通過點擊觸摸屏32顯示的畫面上每個受控設備的啟停按鈕圖標，按下開啟圖標立即開始，再按一次立即結束；另一種程序控制即按照PLC柜33內設定好的程序完成上述設備的啟動，按觸摸屏 32的“啟動”按鈕，由PLC控制柜33首先啟動攪拌器攪拌電機01對藥箱02攪拌混勻，等待 5秒鐘啟動軸流風機21，再等待5秒鐘，軸流風機21穩定工作后，啟動藥泵09和高壓靜電發生器25，電磁閥20根據壓力傳感器19檢測到的壓力脈動消除裝置13管路壓力脈動的消除效果后開啟，對需要施藥植株進行噴霧作業；如需要調整噴霧方向，請按下觸摸屏32控制畫面上的“云臺”下方的開啟按鈕圖標后，云臺M帶動噴霧車上部的噴灑部件開始在水平方向0 180°勻速旋轉，如需停止，則需再按下開啟按鈕圖標；如需要調整噴霧仰角，請使用風筒兩側的仰角調節手柄22進行調節；觸摸屏32實時顯示系統的各項性能參數如噴霧壓力、噴霧流量、靜電電壓、剩余藥量和剩余電量；其中觸摸屏32控制畫面上的“壓力脈動狀態”則實時顯示系統壓力變化情況，并采用曲線表示出來；在藥量或電量不足時，則在觸摸屏32控制畫面上分別出現“藥量不足，請加藥”或“電量不足，請充電”的提示。
權利要求1.一種棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于包括噴霧車、供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、高清霧形視頻監控系統、機械框架及供電系統；供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、供電系統安裝在噴霧車殼體(42)內；高清霧形視頻監控系統位于噴霧車最頂部；HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統通過管路連接于供藥系統和旋轉靜電噴霧系統的中間。
2.根據權利要求1所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的噴霧車包括噴霧車底板(27)、觸摸屏(32)、開關(38)、指示燈(39)、高清攝像頭(40)、開門把手(41)、噴霧車殼體(42)、車輪(43)、檢修門(44)、攝像顯示屏(45)、扶手(46)、上蓋(47)； 噴霧車底板(27)位于噴霧車底部與噴霧車殼體(42) —起構成噴霧車車身，在車身上部設有上蓋(47)，上蓋(47)上配設有開門把手(41)，在車身下面設有車輪(43)，在車身頂部設有高清攝像頭(40)，在車身側面設有觸摸屏(32)、攝像顯示屏(45)及開關(38)和指示燈 (39)，在車身側面設有扶手(46)，在車身側壁設有檢修門(44)。
3.根據權利要求1所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的供藥系統包括藥箱(2)、藥箱蓋(12)、過濾網(11)、攪拌電機(1)、攪拌槳(3)、藥箱托(4)、放藥球閥(5)、殘液排放口(6)、出藥口(7)、藥泵固定板(8)、藥泵(9)以及液位感應器(10);攪拌電機(1)、藥箱蓋(12)均位于藥箱(2)的上部，藥箱蓋(12)蓋住進藥口，攪拌電機(1)與攪拌槳⑶連接，過濾網(11)位于藥箱⑵的進藥口的上端，殘液排放口(6)、出藥口(7)均為位于藥箱( 最底端，在與殘液排放口(6)相連的管路上設有放藥球閥(5)，出藥口(7) 通過管路和藥泵(9)的進口(48)連接，液位感應器(10)沿藥箱O)內壁安裝，藥箱(2)通過箱托設置在噴霧車底板(XT)上，藥泵(9)通過藥泵固定板(8)連接在噴霧車底板 (27)上。
4.根據權利要求3所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的藥箱(2)采用耐腐蝕性能優良的PE塑料材質；藥泵(9)為高壓隔膜泵。
5.根據權利要求1所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的壓力脈動消除系統包括壓力脈動消除裝置(13)、壓力脈動消除裝置固定支架(14)、調壓閥 (15)、流量傳感器(18)、壓力傳感器(19)和電磁閥(20)；壓力脈動消除裝置(13)通過壓力脈動消除裝置固定支架(14)固定在噴霧車底板(27)上，調壓閥(15)—端與藥泵(9)的出水口(49)的相連，另一端和壓力脈動消除裝置的進水口(16)相連，壓力脈動消除裝置的出水口(17)與流量傳感器(18)的一端相連，流量傳感器的另一端和壓力傳感器(19)的一端相連，壓力傳感器(19)的另一端和電磁閥(20)的一端相連，電磁閥(20)的另一端與含噴頭的噴頭基座(29)相連。
6.根據權利要求1所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的旋轉靜電噴霧系統包括含噴頭的噴頭基座(29)、荷電單元(30)、聚四氟乙烯套筒(28)、高壓靜電發生器(25)、軸流風機(21)、導流錐筒(31)、旋轉支架(23)、云臺(24)、帶有法蘭結構的空心鋼管(26)以及仰角調節手柄(22)；整個旋轉靜電噴霧裝置通過帶有法蘭結構的空心鋼管(26)與噴霧車底板(27)相連， 荷電單元(30)接高壓靜電發生器(25)的負極，荷電單元(30)安裝在絕緣的聚四氟乙烯套筒(28)前部，軸流風機(21)和導流錐筒(31)相連，導流錐筒(31)與聚四氟乙烯套筒(28)相連，U型旋轉支架(23)將云臺(24)和軸流風機(21)連接，仰角調節手柄(22)連接在旋轉支架(23)與軸流風機(21)的連接點。
7.根據權利要求6所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的荷電單元(30)由環形電極和16個均布環形電極上放電針構成，環形電極由寬度為2mm的不銹鋼條制成Φ 230mm的環電極；所述的含噴頭的噴頭基座(29)是三噴頭基座，基座上安裝超低量噴頭，超低量霧化噴頭的流量為20 30ml/min，噴頭之間的夾角為55° ；所述的云臺(24)可水平方向0 180°調節旋轉。
8.根據權利要求1所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的高清霧形視頻監控系統包括高清攝像頭(40)和攝像顯示屏(45)；高清攝像頭(40)和攝像顯示屏(45)之間通過視頻傳輸線連接；高清攝像頭(40)安裝在軸流風機(21)頂部。
9.根據權利要求1所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的供電系統包括蓄電池組(35)和UPS (36);蓄電池組(35)由兩節12V蓄電池串聯組成，供給系統能量，UPS (36)與蓄電池組(35)之間通過導線連接，UPS (36)依次通過熔斷器(37)、開關(38 )給觸摸屏(32 )和PLC控制柜(33 )供電，PLC控制柜(33 )給系統中其它電器元件供電，指示燈(39)和開關(38)并聯，剩余電量檢測裝置(34)直接和蓄電池組(35)的正負極相連。
10.根據權利要求1所述的棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機，其特征在于所述的 HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統包括傳感器部分，HMI-PLC人機互動自動邏輯控制部分，受控電器部分三部分；其中傳感器部分包括剩余電量檢測裝置(34)，液位傳感器 (10)，流量傳感器(18)和壓力傳感器(19);HMI-PLC人機互動自動邏輯控制部分包括觸摸屏(32)和PLC控制柜(33);受控電器部分包括軸流風機(21)，云臺(24)，藥泵(9)，攪拌電機(1)，高壓靜電發生器(25)和電磁閥(20)；剩余電量檢測裝置(34)作用是檢測蓄電池組(35)的剩余電量信號，并傳輸給PLC控制柜(33)最終在觸摸屏(32)的畫面上顯示剩余電量的數值，當剩余電量低于20%時，觸摸屏 (32)的畫面上會自動提醒操作人員及時充電；液位傳感器(10)作用是采集藥箱(2)的剩余藥量信號，并傳輸給PLC控制柜(33)，最終在觸摸屏(32)的畫面上顯示剩余藥量的數值，當剩余藥量低于20%時，觸摸屏(32)的畫面上會自動提醒操作人員及時加藥；當剩余藥量低于0%時，PLC控制柜(33)立即停止藥泵 (9)工作；流量傳感器(18)和壓力傳感器(19)采集管路中的流量和壓力信號并傳輸給PLC控制柜(33)，最終在觸摸屏(32)的畫面上實時顯示，當壓力傳感器(19)采集的壓力信號不穩定，電磁閥(20)處于關閉狀態，噴霧系統不啟動；當壓力脈動消除后，壓力傳感器(19)采集的壓力信號穩定，PLC控制柜(33)控制電磁閥(20)開啟，噴霧系統啟動；操作者可以通過觸摸屏(32)來控制軸流風機(21)、云臺(24)、藥泵(09)、攪拌電機 (1)、高壓靜電發生器(25)、電磁閥(20)的開啟和停止，且控制方式有兩種，一種控制方式為手動控制即操作者通過點擊觸摸屏(32)顯示的畫面上每個受控設備的啟停按鈕圖標，按下開啟圖標立即開始，再按一次立即結束；另一種程序控制即按照PLC柜(33)內設定好的程序完成上述設備的啟動，按觸摸屏(32)的“啟動”按鈕，由PLC控制柜(33)首先啟動攪拌器攪拌電機(1)對藥箱(2)攪拌混勻， 等待5秒鐘啟動軸流風機(21)，再等待5秒鐘，軸流風機(21)穩定工作后，啟動藥泵(9 )和高壓靜電發生器(25)，電磁閥(20)根據壓力傳感器(19)檢測到的壓力脈動消除裝置(13) 管路壓力脈動的消除效果后開啟，對需要施藥植株進行噴霧作業；如需要調整噴霧方向，請按下觸摸屏(32)控制畫面上的“云臺”下方的開啟按鈕圖標后，云臺(24)帶動噴霧車上部的噴灑部件開始在水平方向0 180°勻速旋轉，如需停止，則需再按下開啟按鈕圖標；如需要調整噴霧仰角，請使用風筒兩側的仰角調節手柄(22)進行調節。
專利摘要本實用新型涉及一種棚室用自調控高效靜電噴霧施藥機包括噴霧車、供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、高清霧形視頻監控系統、機械框架及供電系統；供藥系統、壓力脈動消除系統、HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統、旋轉靜電噴霧系統、供電系統安裝在噴霧車殼體(42)內；高清霧形視頻監控系統位于噴霧車最頂部；HMI-PLC人機互動自動邏輯控制系統通過管路連接于供藥系統和旋轉靜電噴霧系統的中間。在確保病蟲害防治效果的前提下，提高農藥利用率，降低病蟲害防治成本，減小環境污染，同時提高生產效率和社會效益，降低勞動強度。
文檔編號B05B15/08GK202129163SQ20112011651
公開日2012年2月1日 申請日期2011年4月20日 優先權日2010年12月30日
發明者拾亞男, 杜彥生, 林忠偉, 賈衛東, 趙黎東 申請人:拾亞男, 趙黎東, 鎮江和盛環境科技有限公司