履带风送式喷雾机的设计

王永振，樊桂菊，仉 利，刘理民

（山东农业大学机械与电子工程学院，山东泰安 271018）

1 引言

研究不同果树树种、不同栽培区域、不同环境条件下的病虫害发生规律；系统研究机械化植保防控效果以及主要病虫害的机械化精准防控技术[1-3]，是生产优质果品的关键技术之一。目前果园病虫害防治用药量过高，劳动强度大，为减少成本、节约劳动力，根据果树高度、树冠大小、行距、施药量实现可调节喷施方向和距离的定向对靶弥雾施药机械[4，5]是重要的研究方向，针对不同高度果树、树冠大小和果树不同作业层，采用离心式风机和阵列式送风方式，设计多个位置可调喷头。通过开关和调整不同的喷头，从而实现不同靶标的精确对靶，减少农药的浪费和污染[6]。在推广应用植保设备时，应充分考虑机械化作业的空间和时间要求；通过应用信息化管理系统，监控检测果品病虫草害发生、发展规律，应用植保机械设备落实综合防治措施，减少果树生产的用药量，提高农药施用效果，减少农药存留，提高果实品质，保证果品食用安全[7，8]。

2 系统组成及主要工作原理

履带风送式喷雾机由机架、操纵系统、发动机、行走系统、传动系统、喷雾系统、风送系统等组成。机架和行走系统主要为履带底盘结构，传动系统包括变速箱、带轮、皮带、换向器等，喷雾系统包括隔膜泵、药箱、输液管、喷头等，风送系统包括风机、出风口等。整机结构示意图如图1所示。

履带自走式喷雾机系统结构框图如图2所示

图2 履带自走式喷雾机系

系统结构框图基于Solidworks的整机三维效果图如图3所示。

图3 基于Solidworks的履带喷雾机三维效果图

履带风送式喷雾机由隔膜泵抽取药箱的药液，增压后通过输液管输送到各个喷头，在高压轴流风机的作用下，经过高压气流胁迫进行二次雾化，由原来的喷雾变成了弥雾，并由风能为载体均匀地吹送到树冠的叶面上，达到防病治虫杀菌的目的。该机可广泛用于葡萄、柑橘、苹果、梨园等果园的病虫害防治，同时还能进行叶面施肥、蔬花蔬果、保花保果以及喷洒微量元素等作业。采用圆锥雾喷头，多级过滤，雾化效果好，叶面吸附率高，另外还可采用附加双喷杆进行喷雾，双侧扇形喷头单独控制，根据需要可以实现单侧和双侧喷雾，防治效果好。同其他型式的喷雾机相比有以下的优点：

（1）配置优质进口汽油发动机，动力强，效能高，轻便耐用。

（2）配置多功能田园管理机变速系统，前进后退四档操作，使用灵活方便。

（3）采用优质履带底盘，对地面压力小，爬坡和通过田埂沟坎能力强，尤其适合丘陵山地果园使用。

（4）采用80度圆锥弥雾喷头，雾化能力强，省水省药，高效节能。

（5）双侧喷头布置合理，左右单侧喷头可分别控制，角度多级可调，也可单独关闭，满足各种使用环境要求。

（6）该机采用风送及低量喷雾技术，用高压雾化与气流冲击破碎相结合的弥雾方式使雾滴细碎并风送至目标，农药有效利用率高，雾滴穿透性和沉积情况好，作业效率高。

图4 样机实物图

3 系统主要技术参数

（1）配套动力：13.6 kW单缸汽油发动机

可配风冷柴油发动机

（2）工作幅宽：≤ 6 m

（3）外形尺寸：长×宽×高（1900×980×1150）mm

（4）整机质量：900 kg

（5）喷药作业速度：1.5～2 km/h

（6）工作效率：0.4～0.9 hm2/h

（7）药箱容积：200 L

（8）风机风量：3645 m3/h

（9）风机额定转速：3000 r/min

（10）药泵转速：600 r/min

4 样机

样机研制成功后，进行了田间试验，样机性能基本达到设计要求。样机实物图如图4所示。

[1]陈志刚，王玉光，杜彦生，等.精准对靶喷雾施药的靶标微波探测试验[J].排灌机械工程学报，2010，28（4）：364-368.

[2]邓巍，孟志军，陈立平，等.农药喷雾液滴尺寸和速度测量方法[J].农机化研究.2011（5）：26-30.

[3]邓魏，丁为民，何雄奎.变量喷施技术及其雾化特性评价方法综述[J].中国农业大学学报，2009，14（3）：94-102.

[4]傅泽田，祁力钧，王俊红.精准施药技术研究进展与对策[J].农业机械学报，2007，38（1）：190-191.

[5]傅泽田，祁力钧.国内外农药使用状况及解决农药超量使用问题的途径[J].农业工程学报，1998，14（2）：7-12.

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[7]冀荣华，祁力钧，傅泽田.自动对靶施药系统中植物病害识别技术的研究[J].农业机械学报.2007，38（6）：190-193.

[8]李超，张晓辉，姜建辉，等.葡萄园风送式喷雾机的设计与仿真分析[J].山东农业大学学报，2012，43（4）：555-558.