毕业设计（论文）-农用履带车喷洒系统的设计

毕业设计中文摘要农用履带车喷洒系统的设计摘 要我国是一个农业大国，农业是主要的生产生活方式之一，农民种植农作物，喷洒农药是一项必不可少的工作。农作物病虫害扩散迅速，病虫种类多，并且会有过度繁殖，爆发成灾害的风险。病虫害会严重影响农作物生产，给农民造成巨大损失，严重影响我国的国民经济发展。因此，为有效抗击病虫害，提高农作物生产质量和生产效率和农药喷洒效率，必须喷洒农药抵制害虫，减少农作物的减产。本课题研究一种农用履带车的喷洒系统，采用无线遥控控制农用履带车的行走、喷洒。喷药箱容量大，喷药范围广。采用高压柱塞泵连接高压管连接接头以及不锈钢万向喷头，设置万向节可以调节喷头角度，选取不同型号的喷头使喷洒范围更广更全面。在此基础上，考虑到果树之间距离不一，另配置电动推杆可以调整喷头距离，大范围喷洒农药，提高喷洒效率。关键词：柱塞泵；不锈钢万向喷头；电动推杆毕业设计英文摘要Design of Spraying System for Agricultural Tracked VehicleAbstract China is a big agricultural country , agriculture is one of the main ways of production and life , farmers grow crops , pesticide spraying is an essential work .Cro p diseases and insect pests spread rapidly , many kinds of diseases and pests , and there will be the risk of excessive reproduction , disaster .Disease and insect pests will seriously affect crop production , cause huge losses to farmers , and seriously affect Chinas national economy development .Therefore , in order to effectively fight against diseases and insect pests and improve crop production quality and production efficiency , we must be sprayed with pesticides to resist pests and reduce crop production reduction . This paper studies a spraying system of agricultural crawler vehicle, which uses wireless remote control to control the walking and spraying of agricultural crawler vehicle. The spray box has large capacity and wide range of spraying. The high pressure plunger pump is used to connect the high pressure pipe connection joint and the stainless steel universal nozzle. The universal joint can adjust the nozzle angle and select different types of nozzle to make the spraying range wider and more comprehensive. On this basis, considering the different distance between fruit trees, the electric push rod can adjust the distance of sprinkler head, spray pesticide in a wide range, and improve the spraying efficiency.Keywords: piston pump; stainless steel universal nozzle; electric push rod目 录1. 绪论11.1 研究背景11.2 研究意义21.3 国内外研究现状21.4 研究的主要内容72. 农用履带车喷洒系统的动力部件72.1 液压的原理72.2 各种泵的优缺点82.2.1 齿轮泵82.2.2 叶片泵82.2.3 柱塞泵102.2.4 螺杆泵103. 农用履带车喷洒系统的连接部件113.1 高压管的原理113.2 三通管及二通管114. 农用履带车喷洒系统的喷洒部件124.1 雾化的原理124.2 喷头的种类124.3 喷头的使用与维护135. 电动推杆的原理146. 整体设计方案146.1 喷洒系统的整体连接方式146.2 喷药箱的设计156.3 水泵的选用166.4 高压管的选用166.5 喷嘴的选用176.6 一种可旋转底座的设计196.7 电动推杆的安装设计19结 论23参 考 文 献24致 谢26农用履带车喷洒系统的设计1. 绪论1.1 研究背景我国是一个农业大国，拥有20亿以上的基本农田，每年需要完成大量的农业植保作业，但随着当前我国经济城市化发展程度提高，社会科技发展，人们为了提高生活水平，改善生活质量，很多住在农村的年轻人和劳动力都选择了长期在外务工，过于劳累且繁重的农业生产都压在老一辈人身上，时光荏苒，白驹过隙，老人的体力慢慢下降，对农业生产生活心有余而力不足。并且，每年农民因农药中毒，农药污染土地，给很多家庭都带来不可磨灭的损失。因此，在现有农业生产生活中，自动化、机械化生产应用越来越广泛，对农业生产自动化的要求越来越高。当前，农作物病虫害还主要靠人们手动喷洒农药，但是现有的农药喷洒方式主要是人工喷洒农药，进度不仅缓慢，而且需要消耗大量的人力物力且喷洒范围不够精确，并且人工喷洒农药不能够精确控制喷洒药量与喷洒的范围，很容易造成农作物产品中农药残留超标，在人们进行生产加工食用时，严重危害人们的身体健康。还会造成土壤污染，更容易对操作人员的生命安全造成危害。随着无人机技术的发展，无人机喷洒农药已经在广泛应用。无人机喷洒大大提高了喷洒效率，但也有一定的不足。在现有社会科学技术中，无人机喷洒农药的装置固定在无人机机体上，喷洒装置的喷嘴的方向朝下，无人机随着遥控前进或后退。一、但由于果树之间会存在空地，无人机在进行喷洒时，会有很多的农药散落到土地上，造成农药浪费且土地污染。二、由于无人机喷洒农药的方向是朝着地面，对于部分树叶茂密的水果和树叶，会遮挡树冠底部的树叶和水果，使喷洒的农药大量降落到树冠底部，且不能降落到树冠底部的农药集中会变成大的液体滴落到土地上，不仅会使喷洒范围不全面，而且降落到土地上面的农药会污染土壤。三、无人机高空飞行，而且农药喷洒装置整体均依靠在一台无人机上，受重量，范围等原因，喷药箱的大小会受到限制。四、无人机在喷洒农药过程中，因果树地形复杂且果树分布均衡不一，很容易造成撞机，因此需要操作人员在一定距离内控制飞行，农药会少部分涉及到操作人员，对人体造成伤害。五、无人机续航时间短，需要经常充电，在进行植保作业过程中，受地形、天气等影响，充电不便，影响进度。六、无人机喷药，由于无人机整体体积相对较小，携带较为方便，方便运输。受果树地形、气候、土壤等因素的影响，果树之间的行间距不同。例如：一些苹果树生长势较强，树冠较大，长枝量较多，必须提供足够的空间，才可以正常生长，此类果树一般行间距为4-6米；而一些生长势较弱，树体矮化，此类果树一般行间距为4米。具体种植要根据不同的气候条件，地形等具体考虑。而现有的打药车喷洒范围固定，不同行间距的果树需要消耗不同的时间来完成喷洒，喷洒效率低，喷洒范围局限。现如今，如何使喷药效率高，喷洒范围大，喷洒降落点准确，喷洒雾化效果好一直是需要研究和解决的问题。1.2 研究意义为提高农药利用率，提高农业生产率，设计一种农用履带车的喷洒系统，另配置电动推杆，扩大喷洒范围。1.采用远程遥控喷洒，实现了人药分离，提供了一定的安全性能；2.配置不锈钢扇形万向喷头，底座采用万向节，通过配置不同角度的喷头，调节万向节，实现多方位喷洒，有效减少了传统打药车的喷洒局限；3.配置油电混合，增加续航，减少损耗。4.配置电动推杆，扩大喷洒范围，提高喷洒效率，适用于不同地形。1.3 国内外研究现状国内现有的打药车：1.锂电背负式农用喷雾器图1 锂电背负式农用喷雾器人工背负喷洒，采用锂电池蓄电池供电，配备隔膜泵，压力0.15-0.4MPa,净重3.65kg，容积18-20L。人工背负打药便于携带，便于清理，但是人工背负喷洒农药，压力低，射程近，对于高大强壮的果树无法全面涉及，且人工喷洒劳动量大，大的工作量难以快速完成，人力背负沉重耗力，喷洒范围小，有局限，仅适用于小型果树及少量的果树喷洒。喷嘴使用塑料喷嘴，长时间不用可能会随时间而堵塞从而损坏。2.手推打药机图2 手推打药机人力手推，7.0HP汽油机配26型柱塞泵，工作压力：2.0-3.5MPa，容积200-400L。手推式打药机相比人工背负式喷雾器效率高，喷洒范围大，不用人力背负，相对省力，软管可以加长，拖拉使用，工作压力可达到3.5MPa，但通过拉长软管调节喷洒范围，会使雾滴分布不均，不能保证均匀的雾滴雾化。3.柴油型后置风送打药机 图3 柴油型后置风送打药机人力驾驶，柴油192电启动，高压柱塞泵，工作压力1-3.5MPa，容积300L.人力驾驶风送打药机，要相比人力背负喷雾器和人力手推打药车更省力，风送式雾化效果更好，通过电机带动风扇转动，通过压力泵将液滴压送成雾滴，在通过风扇将雾滴输送到树叶，使雾滴的穿透力变强，喷洒效果更佳，喷洒范围更广。4.植保无人机 图4 植保无人机2.4GHz无线电远程控制，配置锂电池，压力式喷洒系统，六个压力喷头，压力泵最大压力1MPa，药箱容积6-10L。国外现有技术的打药车：国外的技术相对要先进与国内的技术，在欧美国家，大多使用大型的，或者中小型的打药车进行农药的喷洒。在国外，打药车增加了GPS 技术以及电子技术，信息技术等，从而使打药更佳智能化，更加省力，效率更高，更佳安全。1.约翰迪尔R4023型自走式喷雾机18该种型号的自走式喷雾机拥有驾驶位，在暴晒的天气下，进行长时间的打药作业，使用该种型号的打药车进行打药，可以坐到驾驶室进行操作，可以大幅度减少人工的疲劳感，可以提高喷洒效率，驾驶室配置隔音板，不会有额外的噪音影响驾驶员工作，工作效率高且快速。药箱容积300L，可以大范围高效进行喷洒作业。拥有24m长的超长喷杆，喷洒范围大，在相对窄的地块，24m的超长喷杆可以折叠为18m。图5 约翰迪尔R4023型自走式喷雾机2.凯斯Patriot 3330型喷药机18配备驾驶室，该种型号的喷药机配备后置6.7L，6缸的柴油机，配置不锈钢的药箱，药箱容量可达3785L，药箱容量大，喷洒范围大，喷洒效率高。该喷药机全长8.5m，高3.7m，驾驶室可以操控液泵，自动进行清洗喷药箱。图6 凯斯Patriot 3330型喷药机3.马斯奇奥TEMPO型悬挂式喷药机18该种型号的喷药机，配备驾驶室，操作简单，喷药箱容积800L,1000L以及1200L三种药箱可供选择，配置BP171隔膜泵，配备喷杆清洁系统，喷杆长度15-18m，适用于大型天地，喷洒效率高，范围大。图7 马斯奇奥TEMPO型悬挂式喷药机1.4 研究的主要内容本课题研究农用履带车的喷洒系统。通过无线遥控履带车的行走与喷洒，实现人药分离，喷洒雾化，提高农药利用率与喷洒效率。本文通过六个章节对该系统进行介绍：第一章：介绍农用履带车喷洒系统的研究背景、意义以及国内外研究现状。第二章：介绍农用履带车喷洒系统的动力部件。包括柱塞泵的原理与选取。第三章：介绍农用履带车喷洒系统的连接部件。包括高压管、三通管、二通管的选取。第四章：介绍农用履带车喷洒系统的喷洒部件。包括喷头的选取。第五章：介绍农用履带车喷洒系统喷药箱的设计。第六章：介绍电动推杆的原理。2. 农用履带车喷洒系统的动力部件2.1 液压的原理液压传动是一种对于流体的传动，液压传动的主要媒介之一是液体，利用液体压力控制、传递动力。液压传动的优点：1、液压传动体积较小，重量较轻，因此惯性较小，冲击小。2、可以平衡和稳定地在一个范围内自动调节牵引的速度，调速范围大且可以实现不同程度的无极调速。3、换向简单。4、可以实现过载保护。5、可以实现直线运动。6、操控简单，自动化程度高。缺点：1、液压系统维护的要求高，液压油需要时常保持清洁。2、液压元件制作要求精度高，整体工艺难度大，因此价格昂贵，成本高。3、液压元件难以维修，需要很高的技术水平才可以实现。4、液压传动对液压油的温度变化和压力变化较为敏感，液压油的温度变化会影响整体系统的工作稳定性。2.2 各种泵的优缺点2.2.1 齿轮泵齿轮泵是回转泵的一种，通过缸体和齿轮啮合间运行形成容积，当形成的容积发生变化和移动来输送液体。齿轮泵的主要性能优点：它的泵体结构相对简单，价格相对廉价；它的端盖和齿轮的各个齿间槽构成了很多的密封工作腔，因此仅能作为定量泵。缺点：径向力不均匀、噪声大、效率较低，易发生磨损且不易修复；存在困油现象：因为液压油不可以进行压缩从而会导致外部连接的齿轮产生很大的振动和噪音，影响系统的正常运行；存在泄露的现象：齿轮泵的泄露相对会较大，外齿轮啮合运转时泄漏途径有三点,一为齿轮顶隙，二为侧隙，三为啮合间隙。其中端面侧隙的泄露相对较大，在压力增加时，前者的挠度不会改变，而后者的挠度会变大，容积效率相对低，因此不适合做高压泵。图8 齿轮泵的原理图2.2.2 叶片泵叶片泵可以分成单作用叶片泵和双作用叶片泵。 1-转子 2-定子 3-叶片 1-转子 2-定子 3-叶片图9 单作用叶片泵的工作原理图 图10 双作用叶片泵的工作原理叶片泵常见的故障分析如下：流量不足：当叶片泵出现流量不足，可能有以下几种原因：顶盖地方的螺丝发生松动，从而会使轴向间隙变大，容积效率降低，可以适当的拧紧螺丝，保证轴向间隙恰到好处；单个叶片活动不够灵活，可以清洗一下；定子的内表面被磨损，叶片与定子的内表面不能很好的接触；配油盘端面磨损较为严重；叶片与转子装反。油液吸不上：可能油液过低，检查油液，加注到规定的油标线；油液的黏度大，使叶片在转子槽内的活动不灵活；配油盘的端面与壳体内部接触不良，高压腔与低压腔相连；电动机的转向相反。泵的噪声过大：滤油器被堵塞，吸油不顺畅；吸油的一端发生漏气；泵端密封处磨损严重，需要更换油封；泵盖的螺钉因振动而松动。叶片泵的优点：叶片泵是一种离心泵，结构简单，流量大；体积相对较小，运动较为平稳；流量均匀，噪声小；工作压力高，容积效率高。缺点：吸油性能相对较差，吸油条件高，转速控制范围小；对于油液污染相对比较敏感，叶片容易受到油液中的杂质影响，工作的可靠性能较差；零件的制作精度要求相对较高，价格昂贵；叶片泵对油液的温度和黏度要求相对较高，温度控制不可以高于55，粘度要求范围为17-37mm2/s，如果油液粘度过大则吸油困难，过小则泄露相对严重。2.2.3柱塞泵柱塞泵，常常作为水泵使用。在一个密闭缸体里面，通过柱塞在缸体内部做往复直线运动，使密闭工作腔的容积和压力发生改变，改变工作腔的压强从而实现吸油与压油。图11 柱塞泵的工作原理图柱塞泵的优点：在进行工作时，泄露较少，容积效率较高；柱塞泵仅仅需要改变柱塞的行程便改变液压泵的流量，流量调节方便。缺点：结构复杂，零件加工精度高，价格昂贵。2.2.4螺杆泵螺杆泵由轴、螺旋叶片、外壳组成。螺杆泵液体通过螺旋式叶片的旋转，沿着轴向螺旋 上升，多应用于灌溉、排涝、提升污水等。图12 螺杆泵的工作原理图螺杆泵的优点：转速相对较低，机械磨损较小；泵体结构为半开，可以实时观察泵体内部的工作情况；吸入一侧的液体流态对水利性能的影响较小，吸水池要求小；结构相对简单，制造容易，容易保养。缺点：尺寸大，占地空间大；螺杆的加工与装配精度高。3. 农用履带车喷洒系统的连接部件3.1 高压管的原理高压管是一种可以承受压力的管，主要用来进行液体的输送。高压管有高压软管、高压胶管、不锈钢金属高压管等等。高压软管：一种可以承受高压的可弯曲的，柔性相对较强的管道。高压软管的外表光滑，弯曲的半径小，不易受油液影响、不易受高温影响。钢丝增强聚氨酯软管：是由钢丝编织外皮，内芯是聚氨酯。不易受油液影响、不易老化。主要应用在汽车行业，工程机械等。钢丝增强尼龙软管：由钢丝编织外皮，内芯尼龙。耐腐蚀，耐磨损，阻力较小，容易安装。纤维增强聚氨酯软管：纤维编织外皮，内芯聚氨酯。强度高、模数高、弹性好，不易撕裂。纤维增强尼龙软管：纤维编织外皮，内芯尼龙。优点：结构简单，小巧，不易漏油，尺寸形式多，种类多。高压胶管：高压胶管可分为高压钢丝编织液压胶管、高压钢丝缠绕液压胶管19。两种的区别所在：承受的压力不一样，相同层数下，钢丝缠绕胶管的压力比钢丝编织胶管高；制作的工艺有差异，钢丝编织胶管的钢丝为网状，钢丝缠绕胶管的钢丝为螺旋状；层数有限制，钢丝编织胶管既可以为单层，也可以为双层，但是钢丝缠绕胶管必须为双层数，必须一层顺时针缠绕，一层逆时针缠绕，从而保证缠绕的钢丝不容易松动；价格不一样，钢丝缠绕胶管的价格要更昂贵，一般情况下，使用钢丝编织胶管。不锈钢金属高压管：由外编一层或者多层钢丝，高压管两侧配置接头的锈钢波纹管构成；优点：不易腐蚀，适用于各种情况，高温低温均适用，重量较轻，柔软性好。3.2 三通管及二通管三通管是一种有三个口子的部件，通常为一个进口，两个出口，或者两个进口，一个出口。即二通管是一种有两个口子的部件，一个进口一个出口。二通管和三通管都可以作为连接部件或者用来改变液体流动的方向。4. 农用履带车喷洒系统的喷洒部件4.1 雾化的原理雾化，实质就是通过喷嘴喷头或者使用高速气流使液体化成很小的液滴，最后变成雾状被喷射到空气中。液体雾化的方法通常有：通过压力雾化、通过转盘雾化、超声波雾化等等。4.2 喷头的种类按照药剂液体雾化的动力来源，可分为压力喷头和离心喷头两种类型。压力喷头：液体在通过压力泵产生的高压下雾化。当药剂在通过喷头的时候，使药剂在压力的作用下变成极其细小的颗粒，实现药剂雾化。优点：在高压泵的作用下，药剂获得较高的压力，产生的雾化小颗粒不易飘散，在天气干旱的地方不容易蒸发。缺点：药剂雾化不够均匀且不能通过无线远程遥控调节泵的压力进行改善，压力喷头不可以喷洒粉状药剂，容易使喷头堵塞。离心喷头：通过电动机的高速旋转带动喷头进行高速旋转从而产生离心力将药液破碎甩出，然后使其在空气中分散成极其细小的颗粒，从而实现药剂雾化。优点：离心喷头雾化产生的颗粒较小，雾化均匀，可以精确控制喷洒流量，适用于许多农药品种类别。缺点：由于雾化颗粒相对较小较均匀，因此容易飘散。电机转速高影响喷头电机的轴承的使用寿命。按照喷头材料分类：陶瓷喷头：抗腐蚀性能优，耐腐蚀性能强不锈钢喷头：抗腐蚀性能优，耐腐蚀性能强聚合物喷头：抗腐蚀性能好，耐腐蚀性能强黄铜喷头：抗腐蚀性能差，耐腐蚀性能差黄铜材质的喷头最易受损，受药液，水质等的影响，会使黄铜的使用寿命降低。陶瓷与不锈钢材料使用寿命最长。4.3 喷头的使用与维护喷头是一种精密器件，在实际运用中，受天气、药剂等的影响，会使喷头受损，喷头损坏会影响喷洒效率和喷洒效果，也会造成药剂的浪费。影响喷头的因素：1.化学药剂成分复杂，会对喷头产生腐蚀；2.高压对喷头的冲击作用，会一定程度地磨损喷孔；3.空气中的杂质，水的质量差，会堵塞喷孔等。喷头的维护：每一次植保作业完成后，需拆卸喷头进行清洗，使用清水清洗喷头，出去固体残留，坚决杜绝使用别针等坚硬物体清理喷孔，避免永久损伤喷头。喷头与农药防治效果之间的关系：农药防治效果的好坏与喷头有直接联系，不同的喷头，不同材质，不同型号的喷头药剂雾化效果，雾化颗粒大小不一。雾滴颗粒直径可分为：极细，50微米；非常细，小于136微米；细，136-177微米；中等，177-218微米；粗，218-349微米；非常粗，349-428微米；极粗，428-622微米；特别粗，大于622微米。雾化颗粒直径与农药防治效果之间的联系：雾化颗粒直径大小，雾化颗粒飘移等因素影响病虫害防治效果。其中，雾化颗粒直径大小是植保作业效果的关键因素之一。在农药喷洒过程的时候，雾化颗粒直径过大，在重力的作用下，会具有较大的动能，下降速度快，不易蒸发，也不易受天气的影响。但是雾滴过大会造成药液浪费，喷洒渗透到土地会污染环境。细小的雾化颗粒对农作物的覆盖密度要比粗大雾滴效果好，并且附着性能好，不易产生流失，细小的雾滴渗透能力较强，喷洒范围大；但雾滴颗粒过小，会容易受天气等影响，容易发生飘移造成空气污染，还会少量涉及到操作人员身上，给人们安全造成危害20。5. 电动推杆的原理电动推杆是通过电动机带动齿轮减速，带动丝杠与螺母配合，螺母与推杆配合，推动推杆直线运动。图13 电动推杆6. 整体设计方案6.1 喷洒系统的整体连接方式喷洒系统整体的喷洒方式采用压送式。通过无线遥控器控制喷洒，实现人药分离，减少农药对人体的伤害。喷洒系统由喷药箱出水口高压柱塞泵的进水口，通过高压管连接喷嘴，喷嘴之间使用高压管进行连接，配置两个高压柱塞泵，带动车体两侧的喷嘴喷洒，无线遥控器通过控制两侧柱塞泵来控制喷嘴的喷洒。对于不同地形设置不同的喷洒连接，在果树行间距较小的地块，设置一种可旋转的底座安装喷嘴，底座通过螺栓，螺母安装在车体上；对于果树行间距相对较大的地块，为提高喷洒效率，配置电动推杆，使用不锈钢钢管设置一种框架体安装喷嘴，通过电动推杆的伸缩推动不锈钢钢管运动，喷嘴安装设置在不锈钢钢管上面进行喷洒，扩大喷洒的范围。图14 喷嘴、喷药箱、高压柱塞泵的整体连接设计图6.2 喷药箱的设计喷药箱尺寸需适用于车体框架，长：0.74m,宽0.54m，高0.51m，整体容积约为200L，喷药箱设置两个进水口，均在进水口处设置过滤网，过滤残渣，避免堵塞喷嘴。喷药箱材料选用聚丙烯塑料，耐高温，且化学性质稳定，易成型，易加工，且成本便宜，价格低廉。图15 水箱的设计6.3 水泵的选用水泵选用高压柱塞泵，可从市面上购买，额定功率1000W。最高压力：18MPa。在喷药箱连接泵的进出水管处，需要安装过滤网，避免有杂物进入到泵里面，影响泵的正常工作。图16 高压柱塞泵高压柱塞泵的使用与操作：在使用该泵之前，需要先向曲轴箱内注入润滑油且润滑油需要达到油标的一半，连接好出水管路，进水管路以及过滤滤网等，需检查各管路连接是否紧致，是否有松动。高压柱塞泵的常见故障：1.压力过低：供水量不足，可能水质质量过差，堵塞过滤网影响进水量；喷嘴被磨损严重，喷嘴孔过大；出水管处漏水，出水管连接处密封性能差或者出水管磨损严重。2.压力过高：出水管处堵塞，或者喷嘴被堵塞，或者喷嘴孔过小。6.4 高压管的选用高压管：该高压管选用液压胶管，双层钢丝编织胶管：图17高压管该高压管最高可承受32MPa的压力。双层钢丝编织胶管耐磨耐高压且使用寿命长。该胶管由内胶层，外胶层以及中间两层强度高，选用专用的钢丝编织，耐抗拉性能好的软管构成的增强层。内胶层是一种黑色的耐油性能好的合成橡胶，不易受各种油类影响，不易溶解，变形。外胶层的外观是一种布纹面，是一种耐磨损，抵抗油类性能好的，不易腐蚀的一种合成橡胶。6.5 喷嘴的选用喷嘴选用304不锈钢万向扇形喷头，不锈钢耐热耐高温耐腐蚀，工艺性能好。 图18 扇形喷嘴考虑到果树的高度不同，选用45/01,95/02,65/01三种型号的喷嘴，喷嘴与万向节相配合，可以随意调整角度，可以适用于不同的地形。45,65,95为喷射角度，01,02为流量代码，流量代码代表孔径大小，孔径越大，流量越大，相对压力较小。果树的生长为中间宽，上头窄，下头较宽。角度越小，宽度越窄，射程越远。45/01用来喷洒果树最上面，果树上面窄，高，选用45、01,01表示流量代码，流量代码代表孔径大小，01孔径较小，相对压力大，喷射距离远。65/01用来喷洒果树的最下面，角度较大，覆盖范围较大。95/02用来喷洒果树中部，果树中部宽，需要选用角度大且流量相对较大的喷嘴，95度覆盖范围较大，02流量大，孔径较大，相对压力较小，射程相对较低，可以喷洒果树中部。喷嘴的安装方向为竖向，便可以达到180的全面覆盖。图19 扇形喷嘴安装喷洒效果图6.6 一种可旋转底座的设计对于果树之间行间距较小的土地，设计一种可以旋转的底座，采用该底座固定喷嘴，该底座主要由三部分组成，下底座打孔，配以螺栓、螺母，用来固定到车体上面。上底座与下底座之间使用螺栓、螺母连接，上底座侧面设置弧度，可以旋转，以便喷洒范围的全面。上底座上方配置螺杆，使用螺母进行固定，螺杆用来连接喷嘴以及高压管，螺杆可以伸缩，螺杆在外的长度决定了喷嘴的高度。图20 一种可旋转底座图21 底座与喷嘴的安装设计6.7 电动推杆的安装设计对于果树之间行间距较大的地方，设置电动推杆，选用型号为XDHA48-600的电动推杆，配置直流48V电压，工作行程600mm,最大推力500N,工作速度20mm/s。使用如下图所示一种可以随意旋转的双向夹子，用来连接喷嘴与不锈钢钢管。 图22 可旋转的夹子设置底架安装推杆，底架设计如下图：图23 底架设计图底架长1165mm,宽670mm,，下底座用来固定在车体上面，中间焊接框架，在上面焊接带有圆孔的铁片，铁片之间有圆孔，用来固定不锈钢钢管，四周固定四根不锈钢钢管，加之中间焊接框架，构成一个长方体的框架，可以额外放置水袋，增加农用履带车的喷洒范围，整体的喷洒效果提高。不锈钢刚管之间用不锈钢钢片加之螺钉螺母连接。不锈钢钢片及螺钉螺母如下图所示：图24 双向固定铁片焊接框架两侧分别焊接两根45mm长的不锈钢钢管，用来固定电动推杆，电动推杆的固定需位于两钢管的中间位置，从而使电动推杆在推动时，电动推杆两边受力均匀，横向推出。电动推杆的固定使用焊接工艺以及螺栓螺母固定。图25 单向固定铁片电动推杆通过两根可以进行相套的不锈钢钢管，细杆可以在粗杆内穿梭，粗杆用来放置细杆，两根细杆之间连接第三根粗杆，通过不锈钢片与螺钉螺母配合进行固定，第三根粗杆上面安装喷嘴，电动推杆通过推动第三根粗杆进行喷洒范围的横向扩宽，提高了农用履带车的喷洒效率，扩大了喷洒范围。图26 电动推杆的安装结 论本课题研究农用履带车的喷洒系统，使用无线遥控器配置接收器控制高压柱塞泵工作从而控制喷头的喷洒，实现人药分离。通过调节喷头底座的角度，选用不同喷头型号完成全面的果树喷洒，选用高压柱塞泵配置304不锈钢扇形万向喷头，使喷头产生雾滴，雾化效果好，节省农药，喷洒效率高。配置电动推杆扩宽农用履带车的整体喷洒范围，适用于不同地形，提高了喷洒效率。安装电动推杆设置安装架子，可放置水袋，提高了喷洒效率。本课题研究主题在于整个系统的完整配合，高压柱塞泵的最大压力为18MPa，配置高压管的工作压力为32MPa，避免高压管炸裂，选用304不锈钢万向扇形喷嘴，选用45/01,65/01，95/02三种型号的喷嘴，完成果树整体的喷洒，减少了无人机喷洒农药不能喷洒到树冠底部的缺陷。然而在本次设计中，由于自己对许多地方的理解不足以及了解不够全面，知识缺乏，还留有许多问题：1.对高压管整体制造材料、过程了解不够全面，并不能确定该高压管就是最适合于该喷洒系统。2.对各种材料了解不够全面，三通管，二通管以及喷头的材料性质了解不够。3.对高压柱塞泵的了解不全，高压柱塞泵产生故障的原因分析不全。4.无线遥控知识缺少，电动推杆通过无线遥控器控制，对继电器，电路知识缺少。参 考 文 献1. 董康，陈华才，郑永明，刘琛，徐永民.植保无人机离心喷头的设计与试验J.中国计量大学学报.2018（03）2. 马良，赵晨亮，杨熙.一种植保无人机喷洒系统P.成都. 202020713557.7. 2021-02-263. 陈章，彭斌，肖锭锋.用于无人飞行器的喷洒系统和具有其的无人飞行器P.北京.202021995898.8.2021.04-06.4. 陈章，吴旭民，肖锭锋，谭亚辉.喷洒装置组件、喷洒系统及无人设备P.北京.202010956513.5.2021-02-095. 马昆.万向喷头组件、万向喷头及喷淋装置P.湖南. 201910685703.5. 2021-02-026. 周万仁，张瑞强，周乐.水箱及喷洒系统P. 北京.202020844720.7. 2021.04-027. 何勇，肖舒裴，方慧，董涛，唐宇，聂鹏程，吴剑坚，骆少明.植保无人机施药喷嘴的发展现状及其施药决策J.农业工程学报.2018（13）8. 何雄奎.我国植保无人机喷雾系统与施药技术J.农业工程技术.2018(09)9. 兰玉彬，王国宾.中国植保无人机的行业发展概况和发展前景J.农业工程技术.2018（09）10. 元文哲，王菲，孟臻，张典利，王红艳，乔康，姬晓雪.我国植保无人机应用现状J.农药.2018（04）11. 刘艳玲.一种无人机用农药喷洒系统P.江西.CN201810696857.X.2018-06-2912. 陈晓莲.一种农林农药喷洒装置P.中国专利.CN211960679U.2020-11-2013. 张昊，邵青，回虹燕，李军，赵鹤青.一种苹果树农药自动喷洒装置P.中国专利. 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