果园双摆弥雾施药系统设计

针对现有果园施药装备体积与功耗过大、药液浪费严重等问题，设计了果园双摆弥雾施药系统。通过驱动布置方案和自由度分析，设计了由直流电动机驱动的对称双曲柄机构和驱动点与支点万向节—滑轨多级运动副所构成的平面—空间混合型机构，实现了双弥雾机的摆动扩幅。为方便操纵并避免药液反流等现象的发生，设计了单片机自动控制系统，实现了双摆弥雾施药系统复杂启停动作流程的一键控制。根据果园规格，分别以车身尺寸最小为目标，以弥雾施药对树冠的有效覆盖为约束条件，通过非线性规划确定了曲柄长度、曲柄转动中心高度、支点高度、曲柄中心距、支点中心距等结构参数。进而根据果树施药量和弥雾均匀度要求，以施药作业效率最高为目标，确定了系统行进速度和曲柄转速。该施药系统可实现弥雾半径仅400mm小型弥雾机对高度1500~4300mm和横向5500mm的树冠范围的有效覆盖，并有效保证果树双侧弥雾喷施的均匀度和药量条件，作业效率可达2.33~2.67hm2/h，实现了果园机载施药系统的节能节药和小型化，为果园植保提供了新型的施药装备。