摘要：针对丘陵果园传统大型施药装备入园难、施药劳动强度大、作业效率低及药液浪费严重等问题,根据丘陵果园农艺特点和病虫害防治需求,设计一种丘陵果园自走式小型靶标跟随喷雾机,可配合植保无人机作业,提升果树冠层药液覆盖效果。喷雾机上集成靶标探测追踪系统与自主导航系统,靶标跟随喷雾机构采用双喷头联动式设计,喷雾角度与高度的调节范围根据雾滴运动规律进行确定,实现了果园植保自主作业。果园试验结果表明,对靶喷雾时果树冠层不同高度叶片正面的平均雾滴沉积个数变异系数为34.22%,同一高度不同采样点叶片正面的平均雾滴沉积个数变异系数为34.56%,相比于非对靶喷雾,喷施用水量、地面流失量与冠后飘移流失量分别降低26.70%、84.93%和53.50%,在减少药液浪费的同时,有效提高了果树冠层中下部叶片正面的雾滴分布均匀性。

摘要：针对风送喷雾装备不间断无差别喷施造成的过量用药和雾滴脱靶严重的问题,该研究设计一种果园喷雾机器人靶标探测与追踪系统,随果树对象位置变化实时调整喷雾角度实现精准对靶。该系统采用激光雷达扫描获取作业范围内果树的点云数据,确定靶标区域,然后通过点云分割、滤波等处理获得目标靶点,并根据目标靶点位置确定对应喷雾仰角;构建喷雾机构目标仰角与编码器脉冲数的数学模型,以及目标仰角与电动推杆行程的数学模型,设计喷雾机构仰角的测控方法。实际果树冠层靶点探测试验表明,随机选取的3棵果树目标靶点主要集中在距地2.0~3.5 m范围内,系统可以依据冠层形状计算靶点并调节喷雾仰角,最小喷雾仰角为47.8°,最大喷雾仰角为51.4°,连续目标靶点之间喷雾仰角最大调节时间为0.06 s,可满足对靶的时效需求。该系统能够适应不同形态果树中下部对靶施药需求,为后续开展果园精准植保研究提供理论基础与技术参考。