(1)应用领域和技术原理、用途;
团队研制了一种基于视觉监测的多用途蔬菜大棚药液喷洒车。可以专门用于蔬菜大棚中液体的喷洒并适用于各种农作物和蔬菜大棚的机械设备。该车通过安装在工作机构和车架间的液压柱塞缸使喷杆自动升降来适应不同高度的农作物;液力传动系统使喷头伸缩来进行全方位的喷洒;四驱传动轮和差速原理控制喷洒车的行走和转向;蓝牙遥控技术控制单片机使喷洒车喷杆工作和喷头的启停等。行驶、喷洒、传动、升降均采用遥控技术。该喷洒车能够取代人工实现蔬菜大棚药液喷洒的自动操作,是目前国内较先进的蔬菜大棚自动药液喷洒机械。本作品采用蓝牙将手机与喷洒车连接,控制单片机实现喷洒车的行驶、喷杆的升降和收缩及喷雾系统的启停;双侧喷杆多喷头结构可增大喷洒的面积以及减少药液的浪费,降低了重喷率;喷洒车前的视觉监测装置能够和手机 APP、PC 终端连接,实时对农作物的生长状态和喷洒效果进行视觉监测;喷洒过程中人员与农药零接触,降低了农药对人体的危害,保证蔬菜大棚内药液喷洒的高效、经济和安全性。
(2)技术性能指标;
主要指标:
工作幅宽:0.5m-1.4m;喷施量:0.3-0.8L/min;作业效率:20-50㎡/min;行驶速度:20km/h;
喷雾机与车身连接方式:悬挂式
(3)作品的创造性、先进性、可行性、实用性;
本作品的创新性:
采用蓝牙无线遥控技术将手机或遥控手柄与喷洒车上的单片机连接,从而通过控制单片机来实现喷洒车的行驶、喷杆的升降和收缩以及喷雾系统的启停。实现喷洒车的行走、各项工作以及自主调节,采用双侧喷杆多喷头结构增大喷洒的面积以及减少药液的浪费,降低了重喷率,由于喷洒过程中人员不与农药接触,大大降低了农药对人体的危害。喷洒车采用四驱轮,减少喷洒过程中轮胎与地面的打滑,保证了蔬菜大棚内药液喷洒的高效性、经济性和安全性。
本作品的先进性:
本试验车的喷杆采用双侧竖直设计,在试验车运行的过程中可实现对车体左右两旁同时喷洒,提高喷洒的速度和工作效率;通过手机蓝牙及手机客户端与 stm32f103cbt6 单片机上的 nrf24l01 无线模块连接进行用户指令和电信号的传输和转换,从而控制药液喷洒车的各项工作。通过单片机发出 PID 调速指令到电机驱动板从而控制驱动轮的启停和转向,驱动轮的启停又触发非屏蔽式接近开关转换为转速的电信号传送至单片机进行反馈。
本作品的可行性:
通过 stm32f103cbt6 单片机控制液压泵将药液从药箱中抽出,并将药液提升到一定压力后进行对农作物均匀喷洒,喷杆的伸缩及升降在整个喷洒过程中根据农作物的高度,通过单片机控制液压缸的工作来实现。采用视觉监测模块和手机APP、PC 终端以及蓝牙无线技遥控术来控制试验车以实时对农作物的生长状态和喷洒效果进行监测,既可以省去人力劳动,又可以保证药液喷洒过程中工作人员与药液的零接触,保证了药液喷洒过程中工作人员的安全。基于视觉监测的多用途蔬菜大棚药液喷洒车采用智能控制的形式,减少了人工成本,大大提高了安全性能。
本作品的实用性:
其占地空间小,采用四驱传动轮为车轮,增大试验车与地面的接触面积,达到防滑作用,提高试验车行走效率,解决了目前有些地区大型喷洒车无法进入大棚的问题。对于其他农业生产场所,由于该产品存在升降喷杆及四驱传动轮,因此适用于各种农业地形,可以灵活适用于既节省了人力、提高了工作效率,又节约了水资源和农药,其经济效益显著,响应了国家当下节能减排的号召,有益于广大农民。该车可应用领域广泛,具有极大的发展前景和市场前景,会给人类生产生活带来极大的便利。
(4)作用意义;
该车的应用将减少人工成本,大大提高安全性能;占地空间小,可以自由进出大棚。采用四驱传动轮为车轮,增大与地面接触面积,达到防滑作用,提高行走效率。对于其他农业生产场所,该车装有升降喷杆及四驱传动轮,适用于各种农业地形,既节省了人力,又节约了水资源和农药,工作效率提高,经济效益显著,响应了国家当下节能减排的号召,有益于广大农民。该车应用领域广泛,具有极大的发展和市场前景,给人类生产生活带来极大的便利。
(5)推广应用前景、效益分析与市场预测;
本产品存在升降喷杆及四驱传动,因此适用于各种农业地形,相比于传统技术它具有更多的技术优势和竞争优势。现今国家产业政策扶持节水农药喷洒行业发展,对用水管理和控制的关注度日益提高,有利于节水农药喷洒设备的推广,且我国水资源匮乏及用水不当对节水农药喷洒设备产生了较大的市场需求。