一种变行距探入式对靶施药装置的制作方法

本发明属于农业机械设备领域，涉及一种植保机，尤其涉及一种变行距探入式对靶施药装置。

背景技术：

我国是农业大国，种植业是最重要的农业生产部门。主要粮食作物有水稻、小麦等，经济作物有棉花、花生、油菜、烟叶等。各种作物之间种植行距不同，病虫害发生位置也不同，且目前国内的植保机械针对果园研究较多，针对低矮的作物喷药机研究较少，喷头间距不能根据实际种植行距而做出调整，对不同行距种植的作物，其中暴露在外的土地同样施药，造成农药极大的浪费和土地的污染；对于叶片比较茂盛的作物，由于冠层的遮挡，药液很难沉积在冠层以下发生病虫害的位置。

专利号为201720747306.2的中国专利，公开了一种“多功能喷杆式喷雾机”，可通过药架升降机构来实现药架高度调整，适应农作物生长的高度变化，通过展架伸收机构可在不使用时将药架折叠在一起，节省存放空间；但其喷嘴等距间隔设置在药架上，药架展开使用时喷药覆盖面很广，喷头间距不能根据实际种植行距而做出调整，暴露在外的土地同样施药，造成农药浪费和土地污染。为改善这一问题，我们设计了“一种探入式变行距对靶等压施药装置”(专利号201710617877.9)，该装置可以将喷头探入水稻稻丛中，并可调整高度，通过一级转动装置使支架与翼支架的夹角变化，来满足水稻实际种植行距做出相应调整，实现对靶施药；但是喷头间距依旧不能根据实际种植行距而做出调整，造成农药浪费和土地污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述问题，研发一种变行距探入式喷雾装置，对行对靶施药，节约资源，减少环境污染。本发明采用如下技术方案：

一种变行距探入式对靶施药装置，包括：升降装置、导轨架、变行距装置和管路装置；

所述升降装置为长方形框结构，固定在施药机上，为整个施药装置提供支撑，包括机架、轴承、第一短轴、升降连杆、限位杆、第一销轴和升降电推杆；所述轴承通过螺栓固定在所述机架侧边上，所述升降连杆与所述轴承通过所述第一短轴连接，所述升降连杆可绕所述轴承转动，所述限位杆固定在所述升降连杆中间位置形成“工”字形结构，所述升降电推杆底座通过所述第一销轴铰接在所述机架中间位置，活动端铰接在所述限位杆中间位置；

所述导轨架包括左导轨架、右导轨架、中间导轨架和折叠装置；所述升降装置前方连接所述中间导轨架，所述左导轨架、右导轨架为对称结构，分别与中间导轨架的左右两端对应，通过所述折叠装置与所述中间导轨架连接；

所述变行距装置包括导轨、滑块、连杆机构和丝杆驱动装置，所述导轨包括结构相同的左导轨、右导轨和中间导轨，分别固定在所述左导轨架、右导轨架和中间导轨架上，其中中间的滑块固定在所述中间导轨上，其余所述滑块可在所述导轨上滑动，所述连杆机构固定在所述滑块上，所述丝杆驱动装置驱动所述滑块运动从而带动所述连杆机构运动；

所述管路装置包括软管、接头、喷杆、喷头和喷杆固定夹，所述软管通过所述接头与所述喷杆连接，所述喷杆底部连接所述喷头，所述喷杆通过所述喷杆固定夹固定在所述滑块上，当所述滑块滑动时，所述喷杆之间的距离通过所述连杆机构的运动而改变。

本发明通过升降电推杆的收缩与伸出带动升降连杆在竖直平面内转动，从而实现喷杆的上升与下降，调整喷头的高度变化；通过丝杆驱动装置驱动滑块带动连杆机构运动，喷杆之间的距离随连杆机构的运动而变化，从而喷头根据实际行距做出调整，原理简单，通过喷头的间距和高度的变化实现对靶施药。

折叠装置可在不使用时将本发明的施药装置折叠在一起，节省存放空间；并且，左导轨架、右导轨架和中间导轨架在展开之后可以对接在一起，滑块可在整个导轨架上滑动，行距调整范围大，装置的空间利用率高。

进一步地，所述折叠装置包括折叠电推杆、旋转轴、推杆连接件、推杆固定件和第二销轴；所述右导轨架与上述中间导轨架之间通过所述旋转轴铰接，所述推杆固定件安装在所述中间导轨架上方，所述折叠电推杆的固定端与所述推杆固定件由所述第三销轴铰接在一起，活动端由所述第二销轴铰接在所述右导轨架上的推杆连接件上；所述左导轨架与所述中间导轨架之间通过所述旋转轴铰接，所述推杆固定件安装在所述中间导轨架左端上方，所述折叠电推杆的固定端与所述推杆固定件由所述第三销轴铰接在一起，活动端由所述第二销轴铰接在所述左导轨架上的推杆连接件上。

所述折叠装置可使中间导轨架与左导轨架、右导轨架之间的夹角在90～180°之间变化；当所述折叠电推杆完全收缩时，中间导轨架与左导轨架、右导轨架之间的夹角为90°，导轨架成收缩状态；当所述折叠电推杆完全伸出时，中间导轨架与左导轨架、右导轨架之间的夹角为180°，导轨架成完全打开状态。

进一步地，所述导轨为内置双轴心直线导轨，其截面为“u”型，内设轴心轨道；所述滑块为滚轮滑块，滚轮有“u”型沟槽，可与轨道内侧轴心完全接触。

进一步地，所述连杆机构包括连杆、带座菱形轴承、带轴轴承、螺栓轴、第二短轴、轴承座和轴固定块；

所述带轴轴承固定在所述轴承座上，所述轴承座安装在所述连杆的一端，所述带轴轴承与所述螺栓轴配合，通过所述螺栓轴连接另一连杆，所述连杆之间可以相对转动，组成多个全等的“v”型结构，中心固定所述带座菱形轴承，所述带座菱形轴承通过所述第二短轴固定在所述轴固定块上，所述轴固定块安装在所述滑块上，所有连杆中心构成一条直线。当所述丝杆驱动装置驱动与其连接的滑块滑动时，与所述滑块连接的连杆带动相邻的滑块及与该滑块连接的连杆运动，以此类推，从而实现相邻喷头之间距离的等距改变。

进一步地，所述丝杆驱动装置设于所述中间导轨架上，位于所述中间导轨下方，通过滑块连接件与所述滑块连接；

所述丝杆驱动装置包括电动机、联轴器、双向丝杆、螺母、螺母座和滑板，所述电动机通过所述联轴器与所述双向丝杆连接，所述双向丝杆以轴向中心截面对称布置螺母，所述螺母可以在所述双向丝杆上左右运动，所述螺母上安装所述螺母座，所述螺母座上面安装所述滑块连接件，底面安装所述滑板，所述滑板用于抑制所述螺母旋转。

进一步地，所述接头包括l型二通接头、t型三通接头、十字型四通接头；其中，最外侧两个喷杆上端连接所述l型二通接头，最中间喷杆连接所述十字四通接头，其余喷杆连接t型三通接头，所有接头用软管连接，所述十字四通接头上端连接所述施药机上的喷药软管，下端连接在所述喷杆上。

进一步地，相邻两个连杆一个在上一个在下设置，所述带座菱形轴承与所述轴固定块之间的距离与所述连杆的位置匹配；即带座菱形轴承与轴固定块之间的距离不同，即在下的连杆连接的带座菱形轴承与轴固定块之间的距离比在上的连杆连接的带座菱形轴承与轴固定块之间的距离小，以抵消连杆厚度。

进一步地，所述滑块连接件分别与中间固定滑块两侧第二个滑块连接；

进一步地，所述折叠装置包括还导轨对接槽，安装在所述中间导轨架两端，用于在所述导轨架展开时所述中间导轨对接所述左导轨和所述右导轨，减少导轨对接时的误差与阻力，使对接平滑。

进一步地，所述喷头为十字喷头，雾粒的分布更均匀。

进一步地，本发明的变行距探入式对靶施药装置，还至少包括以下技术特征之一：

所述折叠装置还包括推力滚子轴承，所述推力滚子轴承套在所述旋转轴上，位于所述左导轨架与所述中间导轨架、右导轨架与所述中间导轨架之间，减少导轨架旋转时候的摩擦；

所述喷杆固定夹安装在所述滑块和所述轴固定块之间；

所述旋转轴在两端分别套有螺母用来确定旋转轴安装位置；

所述带轴轴承与所述螺栓轴过盈配合，以获得更紧固的连接。

进一步地，所述升降装置、折叠装置、丝杆驱动装置的电源均来自车载直流电源，所述升降电推杆、折叠电推杆、电动机分别通过正反开关与车载直流电源连接，分别由正反开关控制电推杆的伸出、回缩与停止自锁，和电动机的正反转与停止。

本发明可取得如下有益效果：

1、本发明的升降装置采用的是升降电推杆带动升降连杆在竖直平面内旋转，从而实现喷杆的上升与下降，调整喷头的高度变化，升降电推杆伸出时通过升降连杆带动施药装置向下旋转，喷杆下降，可很好地对低矮的农作物喷药。

2、本发明将变行距装置与施药装置的伸缩机构结合在一起，在伸缩的同时进行行距的改变；喷杆可在整个导轨架上行走，行距调整范围大，将导轨设置在装置的折叠伸缩机构上，不需要附加的伸缩机构，大大节约了装置的存放空间。

3、本发明的变行距装置采用滑块与导轨的配合来实现喷杆之间的距离变化，解决了现有技术中行距难以改变的难题；现有技术中喷杆是固定在展架上的，不能相对展架移动，即喷杆与农作物之间成一定角度，不能在一条直线上喷洒农药，会出现漏喷的现象；本发明的喷杆能相对导轨架移动，喷杆与喷杆之间采用的是通过连杆连接，通过连杆推动喷杆运动，喷杆始终处于一条直线上，喷洒农药时不会出现遗漏的问题。

4、本发明的导轨采用内置双轴心直线导轨，其截面为“u”型，内设轴心轨道；滑块为滚轮滑块，滚轮有“u”型沟槽，可与轨道内侧轴心完全接触；导轨与滑块的结构新颖，配合更加紧密，不会出现滑动阻碍。

5、本发明通过升降装置、变行距装置改变喷头的工作高度和间距，来适应不同间距种植的农作物和不同位置发生的病虫害，有很强的适应性，能够有效的提高农药利用率，节约资源和成本，减少环境污染。

附图说明

图1是本发明的不带水路结构示意图；

图2是图1中a的局部放大图；

图3是本发明的不带水路俯视图；

图4是本发明带水路的主视图；

图5是图4中b的局部放大图；

图6是本发明的丝杆驱动装置的示意图；

图7是本发明的滑块结构示意图；

图8是本发明的导轨纵截面结构示意图；

图9是本发明的滑块与导轨配合的纵截面结构示意图；

附图标记说明：1轴承，2第一短轴，3机架，4第一销轴，5升降电推杆，6限位杆，7升降连杆，8右导轨架，9第二销轴，10折叠电推杆，11推杆连接件，12中间导轨架，13螺母，14推力滚子轴承，15旋转轴，16导轨对接槽，17推杆固定件，18带轴轴承，19螺栓轴，20轴承座，21滑块，22连杆，23带座菱形轴承，24第二短轴，25轴固定块，26中间导轨，27左导轨架，28电动机，29联轴器，30双向丝杆，31螺母，32螺母座，33滑块连接件，34滑板，35喷杆固定夹，36软管，37l型二通接头，38t型三通接头，39十字型四通接头，40喷杆，41喷头，左导轨42，右导轨43，第三销轴44，轴心轨道45，滚轮46。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例的变行距探入式对靶施药装置，包括：升降装置、导轨架、变行距装置和管路装置。其中：

如图1和图3所示，升降装置为长方形框结构，固定在施药机上，为整个施药装置提供支撑，包括轴承1、第一短轴2、机架3、第一销轴4、升降电推杆5(xtl100)、限位杆6和升降连杆7。机架3为长方形结构，机架3的两条侧边上分别连接有两根升降连杆7，轴承1通过螺栓固定在机架3侧边上，升降连杆7与轴承1通过第一短轴2连接，升降连杆7可绕轴承1转动，两条限位杆6分别固定在对应两条侧边上的升降连杆7的中间位置，形成“工”字形结构，避免升降连杆7在第一短轴2的轴向方向移动；机架3的上边中间位置设有立柱，升降电推杆5的底座通过第一销轴4铰接在机架3的立柱上，活动端铰接在下方的限位杆6的中间位置，立柱可以增加施药装置的高度升降范围。

如图1和图2所示，导轨架包括左导轨架27、右导轨架8、中间导轨架12和折叠装置。升降装置前方连接中间导轨架12，左导轨架27、右导轨架8为对称结构，分别与中间导轨架12的左右两端对应，左导轨架27、右导轨架8均通过折叠装置与中间导轨架12连接。折叠装置包括第二销轴9、折叠电推杆10(xtl100)、推杆连接件11、螺母13、推力滚子轴承14、旋转轴15、导轨对接槽16、推杆固定件17。以右导轨架8为例，右导轨架8与中间导轨架12之间通过旋转轴15铰接，推杆固定件17安装在中间导轨架12上方，折叠电推杆10的固定端与推杆固定件17由第三销轴44铰接在一起，活动端由第二销轴9铰接安装在右导轨架8上的推杆连接件11上。左导轨架27与中间导轨架12连接处的折叠装置与右导轨架8的相同，此处不再赘述。

折叠装置可使中间导轨架12与左导轨架27、右导轨架8之间的夹角在90～180°之间变化，当折叠电推杆10完全收缩时，中间导轨架12与左导轨架27、右导轨架8之间的夹角为90°，整个导轨架成收缩状态；当折叠电推杆10完全伸出时，中间导轨架12与左导轨架27、右导轨架8之间的夹角为180°，导轨架成完全打开状态。

如图2、图4和图5所示，变行距装置包括导轨、滑块21、连杆机构和丝杆驱动装置。导轨包括左导轨42、右导轨43和中间导轨26，分别固定在左导轨架27、右导轨架8和中间导轨架12上，其中中间的滑块21固定在中间导轨12上，其余滑块21可在导轨上滑动，连杆机构固定在滑块上，丝杆驱动装置驱动滑块运动从而带动连杆机构运动。

连杆机构包括连杆22、带座菱形轴承23、带轴轴承18、螺栓轴19、第二短轴24、轴承座20和轴固定块25。其中，轴固定块25安装在滚轮滑块21上，其中心过盈配合一根第二短轴24，第二短轴24上安装有一个带座菱形轴承23，带座菱形轴承23与连杆22用螺栓固定，所有连杆22中心构成一条直线。连杆22一端装有轴承座20，带轴轴承18固定在轴承座20上，带轴轴承18内圈过盈配合螺栓轴19，通过螺栓轴19再连接另一连杆22一端，连杆22之间可以相对转动，组成多个全等的“v”型结构，根据几何关系，结构中间交点距离可以因丝杆驱动装置驱动而改变，并且它们之间的距离理论上永远相等，即实现相邻喷头41之间距离的等量改变。

图6是丝杆驱动装置的示意图，丝杆驱动装置采用现有的结构(dfu01605-4)，设于中间导轨架12上，位于中间导轨26下方，包括电动机28、联轴器29、双向丝杆30、螺母31、螺母座32和滑板34。丝杆驱动装置通过电动机28驱动，电动机28采用直流电动机，安装在中间导轨架12上，通过联轴器29与双向丝杆30连接，螺母31共有两个，一个为正牙螺母，一个为反牙螺母，在双向丝杆30上可以左右运动，螺母31上设有螺母座32，螺母座32底面设有一个滑板34，以抑制螺母31旋转，在喷头41之间的距离与行距匹配时使螺母31停止，在每个螺母座32上安装一个滑块连接件33，分别与中间固定滑块21两边的第一个滑块21连接。丝杆驱动装置通过安装在螺母座32上的滑块连接件33带动滑块21在导轨上左右运动。

如图4和图5所示，管路装置包括软管36、接头、喷杆40、喷头41和喷杆固定夹35。其中，喷杆38通过喷杆固定夹35固定在滑块21上，喷杆38下端安装喷头39。接头包括l型二通接头37、t型三通接头38、十字型四通接头39；其中，十字型四通接头39上端连接施药机主水管，下端连接在最中间喷杆40上，两端接口分别通过软管36连接两侧的喷杆40；l型二通接头37下端接口安装在最外侧的两个喷杆40上，另一个接口连接软管36，这样药液通过l型二通接头37时，就只会流到l型二通接头37下端喷杆上；t型三通接头38下端接口安装在除最中间和最外侧的喷杆40上，两端接口通过软管36和相邻的接头连接，这样药液通过t型三通接头38时，将药液分流到该t型三通接头38下端的喷杆40，以及两端的接头。

当升降电推杆5驱动升降装置运动时，整个导轨架高度发生改变，从而改变喷头41工作高度；当双向丝杆30驱动螺母31运动时，连接在螺母座32上的滑块21运动，导致每个滑块21之间的距离发生改变，从而改变喷杆40间距。升降装置、折叠装置、丝杆驱动装置的电源均来自车载直流电源，升降电推杆5、折叠电推杆10、电动机28分别通过正反开关与车载直流电源连接，分别由正反开关控制电推杆的伸出、回缩与停止自锁，和电动机的正反转与停止。

实施例2：

如图1～6所示，本实施例的施药装置，结构与实施例1大致相同，在其上做了一些改进。如图1所示，机架3的上边中间位置设有立柱，升降电推杆5的底座通过第一销轴4铰接在机架3的立柱上，活动端铰接在下方的限位杆6的中间位置，立柱可以增加施药装置的高度升降范围；机架3的两条长边的中间位置通过“∠”型结构连接，以增强升降装置固定在施药机上的稳定性。如图2和图7～9所示，左导轨42、右导轨43和中间导轨26为内置双轴心直线导轨(sgr20n)，滑块21为滚轮滑块，以中间导轨26为例，其截面为“u”型，两根轴心轨道45设置在“u”型内侧，滚轮46有“u”型沟槽。本实施例使用的滑块有三个滚轮46，中间的滚轮46靠偏心式螺母固定，通过调节螺母可以使滚轮46与内侧轴心轨道45完全接触，滑块21和中间导轨26之间达到零间隙接触，故能在承载方向和大小都变动的负荷和重负荷时，依然能够获得稳定的精度、抗力矩和扭矩的稳定精度、以及抗力矩和扭矩的刚性。

内置双轴心直线导轨及滑块的材质为铝合金，再加上轴心轨道镀硬铬不生锈，故具有优异的防锈效果。双轴心式滑轨产品已标准化、规格化，有磨耗、损伤时，滑块容易更换，在组装上非常的便利与容易。滚轮完全滚动无需润滑，可以在粉尘甚至有水情况下使用。

实施例3：

如图1～9所示，本实施例的施药装置，结构与实施例2大致相同，在其上做了一些改进。其中，相邻两个连杆22一个在上一个在下设置，带座菱形轴承23与轴固定块25之间的距离不同，即在下的连杆22连接的带座菱形轴承23与轴固定块25之间的距离比在上的连杆22连接的带座菱形轴承23与轴固定块25之间的距离小，以抵消连杆厚度，使在连杆22一个在上一个在下设置。两个滑块连接件33分别与中间固定滑块21两边的第二个滑块21连接，通过第二个滑块21推动整个连杆机构运动，从而改变喷头之间的间距。

实施例4：

如图1～9所示，本实施例的施药装置，结构与实施例2大致相同。另外，在中间导轨架12两端，安装有导轨对接槽16，用以保证导轨架展开时，使中间导轨26与左导轨42、右导轨43对接平滑。两个滑块连接件33分别与中间固定滑块21两边的第二个滑块21连接，通过第二个滑块21推动整个连杆机构运动，从而改变行距。喷杆固定夹35安装在滑块21和轴固定块25之间；喷头41为十字喷头，其喷出的雾粒分布更均匀，能对农作物均匀施药，防止局部药液过多。

实施例5：

如图1～9所示，本实施例的施药装置，结构与实施例4大致相同。另外，旋转轴15在两端分别套有两个螺母13，用来确定旋转轴15的安装位置，施药装置的安装更为方便；旋转轴15在上套有推力滚子轴承14，设在左导轨架27于中间导轨架12铰接连接处之间，以及右导轨架8于中间导轨架12铰接连接处之间，以减少导轨架旋转时的摩擦。

本发明的施药装置在使用时，升降电推杆伸出，通过升降连杆带动施药装置向下旋转，喷杆下降，升降电推杆收缩，通过升降连杆带动施药装置向上旋转，喷杆上升，由此调整喷头的高度变化；折叠电推杆伸出，将左导轨架、右导轨架与中间导轨架对接，形成一条直线，从而滑块可在整个导轨上滑动；电动机带动正反牙两个螺母在双向丝杆上运动，当两个螺母相向运动时，滑块带动连杆之间互相靠近，喷头之间的行距变小，反之，喷头之间的行距变大，由此调整喷头的行距变化；通过喷头的高度和行距的变化来实现对靶施药。不使用时，电动机带动正反牙两个螺母在双向丝杆上相向运动，直至所有滑块回到之间导轨上，然后折叠电推杆收缩，将左导轨架、右导轨架与中间导轨架对折起来，完成施药装置的折叠存放。

本发明通过改变喷头的工作高度和间距，来适应不同间距种植的农作物和不同位置发生的病虫害，有很强的适应性，农药利用率得到有效提高，在农产品的生产中节约资源和成本，减少环境污染。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。