果园喷雾机自动对靶喷雾控制系统研制与试验.pdf

第 30 卷 第 22 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.22 2014 年 11 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2014 1 ·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 1 1 1 2 1 许林云 ，张昊天 ，张海锋 ，徐业勇 ，徐铭铭 ， 蒋雪松1 1 1 ，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 800 mm，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20 mm ，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方 220 mm 。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 0.5 m/s 时，自动对靶喷 雾控制系统的动态靶标识别间距介于 100～150 mm 之间，行驶速度 1.0 m/s 时，动态靶标识别间距为200～250 mm 。 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 95.0～157.5 mm 距离开始喷雾，离开靶标 100 mm 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 0.5 m/s 时省药率分别达 27.9% 、53.7%、76.9%，行驶速度为 1.0 m/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，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. Xu Linyun, Zhang Haotian, Zhang Haifeng, et al. Development and experiment of automatic target spray control system used in orchard sprayer[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(22): 1 －9. (in Chinese with English abstract) 30%左右药剂能到达靶标，绝大部分散落在地表或 0 引 言