一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置及方法
【專利說明】一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置及方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及變量噴藥自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置及方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，噴灑農(nóng)藥是植保并獲得高產(chǎn)的必要手段。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越向規(guī)?；较虬l(fā)展且勞動(dòng)力逐漸短缺與人工成本增加的背景下，對(duì)農(nóng)機(jī)的需求越來越大。一般經(jīng)濟(jì)類作物種植適用自動(dòng)機(jī)械噴藥作業(yè)，特別是有機(jī)農(nóng)藥一般多為液態(tài)，依靠壓力霧化噴灑，要求霧化效果好、噴灑均勻、適量。然而，單位面積噴藥量對(duì)于不同的作物、同種作物不同的年齡、季節(jié)、病蟲害發(fā)生程度以及藥物種類的不同等都會(huì)有所改變。受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益不高的限制，種植業(yè)者又不可能購置很多農(nóng)機(jī)裝備備用，最好是一臺(tái)機(jī)械就能完成所有不同需求的作業(yè)任務(wù)。
[0005]根據(jù)液態(tài)農(nóng)藥噴灑的特點(diǎn)，目前實(shí)現(xiàn)變量噴藥的解決方案都是基于控制液體流量的方法。其一是依據(jù)液體流量與壓力有關(guān)(正常條件下為正比關(guān)系)的原理，通過調(diào)節(jié)壓力來控制噴藥量，但是，噴藥防治病蟲害的效果要好，就需要保證藥液具有一定的壓力以達(dá)到最佳的霧化效果，所以，調(diào)節(jié)壓力固然能達(dá)到調(diào)節(jié)噴藥量的目的，但卻因?yàn)閴毫Φ母淖儾灰欢鼙ＷC達(dá)到最佳的霧化效果以有效地防治病蟲害。其二是在霧化噴頭前端加裝脈寬調(diào)制電磁閥，通過調(diào)節(jié)電磁閥的開閉時(shí)間來控制噴藥量，且不說電磁閥頻繁開閉容易損壞，單說電磁閥在開閉之間，噴藥流中斷不連續(xù)，在噴藥機(jī)械連續(xù)行駛過程中，必然產(chǎn)生噴藥不均的現(xiàn)象，若要盡量保障噴藥均勻，就需要電磁閥開閉頻率高，但實(shí)驗(yàn)表明，在壓力較高的情況下，流量調(diào)節(jié)的范圍很有限。再說，用上述兩種方法調(diào)節(jié)控制噴藥量，還要求噴藥機(jī)械行駛速度上的精準(zhǔn)配合，依賴人工操作精準(zhǔn)控制噴藥機(jī)械的行駛速度是不容易做到的。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置及方法，通過精準(zhǔn)控制噴藥機(jī)械的行駛速度，實(shí)現(xiàn)快速變量噴藥，控制精準(zhǔn)、噴藥均勻、勞動(dòng)強(qiáng)度低。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，該裝置包括車速控制器、車速檢測傳感器、藥液流量傳感器、直流電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和噴藥機(jī)械油門操縱手柄，所述車速檢測傳感器和藥液流量傳感器的輸出端與車速控制器的輸入端連接，所述車速控制器的輸出端與直流電機(jī)的輸入端連接，所述直流電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與噴藥機(jī)械油門操縱手柄連接。
[0009]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，該裝置還包括第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)，所述第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)分別設(shè)置在噴藥機(jī)械油門操縱手柄運(yùn)動(dòng)到達(dá)的兩個(gè)極限位置，所述第一限位開關(guān)和第二限位開關(guān)的輸出端與車速控制器的輸入端連接。
[0010]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，該裝置還包括藥液壓力傳感器，所述藥液壓力傳感器的輸出端與車速控制器的輸入端連接。
[0011]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，所述車速控制器包括主控模塊和控制面板，所述控制面板上設(shè)有功能鍵和液晶顯示屏，所述功能鍵的輸出端與主控模塊的輸入端連接，所述主控模塊的輸出端與液晶顯示屏的輸入端連接。
[0012]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)螺桿和傳動(dòng)螺母，所述傳動(dòng)螺母套設(shè)在傳動(dòng)螺桿上；所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與傳動(dòng)螺桿相連，所述噴藥機(jī)械油門操縱手柄與傳動(dòng)螺母相連。
[0013]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，所述功能鍵包括電源開關(guān)鍵、參數(shù)設(shè)置鍵、數(shù)字O?9和小數(shù)點(diǎn)鍵、參數(shù)輸入確認(rèn)鍵、返回鍵、設(shè)置結(jié)束鍵、車速自動(dòng)控制啟動(dòng)鍵和車速自動(dòng)控制結(jié)束鍵。
[0014]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，所述傳動(dòng)螺桿的一端架設(shè)在第一支座上，另一端穿過第二支座與直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連，所述直流電機(jī)設(shè)置在第三支座上。
[0015]所述的一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置的控制方法，該方法包括以下步驟:
(1)車速控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的噴藥機(jī)械噴藥作業(yè)寬度和單位面積需求的噴藥量以及設(shè)置在噴藥機(jī)械上的霧化噴頭的噴藥速度、霧化噴頭的數(shù)量，計(jì)算出噴藥機(jī)械的初始行駛速度；
(2)在噴藥作業(yè)過程中，車速控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的噴藥機(jī)械噴藥作業(yè)寬度和單位面積需求的噴藥量以及藥液流量傳感器獲取的霧化噴頭的實(shí)時(shí)噴藥流量、霧化噴頭的數(shù)量，計(jì)算出噴藥機(jī)械的目標(biāo)行駛速度；
(3)車速控制器將車速檢測傳感器獲取的噴藥機(jī)械的實(shí)時(shí)行駛速度與計(jì)算出的目標(biāo)行駛速度進(jìn)行比較，向直流電機(jī)發(fā)出加大或者減小油門的指令，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)噴藥機(jī)械油門操縱手柄一起運(yùn)動(dòng)，對(duì)噴藥機(jī)械的實(shí)時(shí)行駛速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0016]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置的控制方法，所述步驟(I)中，車速控制器采用以下公式對(duì)噴藥機(jī)械的初始行駛速度進(jìn)行計(jì)算:
v=666.67qn/Qw
其中，V表示噴藥機(jī)械的初始行駛速度，單位:m/min ;q表示霧化噴頭的噴藥速度,單位:L/min ；n表示霧化噴頭的數(shù)量；Q表示單位面積需求的噴藥量，單位:L/畝；w表示噴藥機(jī)械噴藥作業(yè)寬度，單位:m。
[0017]所述的用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置的控制方法，該方法還包括:車速控制器將霧化噴頭的實(shí)時(shí)噴藥流量和噴藥壓力與預(yù)設(shè)的正常范圍值進(jìn)行比較，若超出正常范圍值，則給出提示和報(bào)警。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
(I)本發(fā)明通過自動(dòng)控制噴藥機(jī)械的行駛速度以適應(yīng)單位面積需求的噴藥量的變化，噴藥機(jī)械的行駛速度由單位面積需求的噴藥量、噴藥流量和噴藥作業(yè)寬度確定，在噴藥流量(由噴頭機(jī)械結(jié)構(gòu)和藥液壓力決定)和噴藥作業(yè)寬度確定的條件下，噴藥機(jī)械的行駛速度由單位面積需求的噴藥量唯一決定，噴藥機(jī)械的行駛速度調(diào)節(jié)范圍寬，因此適應(yīng)的單位面積需求的噴藥量變化范圍大。
[0019](2)本發(fā)明自動(dòng)控制噴藥機(jī)械的行駛速度，避免了人為控制的不準(zhǔn)確和波動(dòng)，而且還可以依據(jù)噴藥流量實(shí)時(shí)調(diào)整噴藥機(jī)械的行駛速度，具有噴藥均勻的優(yōu)點(diǎn)。
[0020](3)本發(fā)明具有噴藥流量、噴藥壓力自動(dòng)監(jiān)測以及異常報(bào)警功能，給操作人員帶來了方便，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0021]
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的車速控制器操作面板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的裝置信號(hào)傳輸關(guān)系示意框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0024]如圖1?圖3所示，一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置，包括噴藥機(jī)械油門操縱手柄1、傳動(dòng)螺母2、傳動(dòng)螺桿3、直流電機(jī)4、第一限位開關(guān)5、第二限位開關(guān)6、車速控制器7、車速檢測傳感器8、藥液流量傳感器9、藥液壓力傳感器10、第一支座11、第二支座12和第三支座13。傳動(dòng)螺母2和傳動(dòng)螺桿3構(gòu)成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。第一限位開關(guān)5和第二限位開關(guān)6分別設(shè)置在噴藥機(jī)械油門操縱手柄I運(yùn)動(dòng)到達(dá)的前后極限位置。車速控制器7包括主控模塊71以及設(shè)置在操作面板70上的功能鍵72和液晶顯示屏73，其中，功能鍵72包括電源開關(guān)鍵721、參數(shù)設(shè)置鍵722、數(shù)字O?9和小數(shù)點(diǎn)鍵723、參數(shù)輸入確認(rèn)鍵724、返回鍵725、設(shè)置結(jié)束鍵726、車速自動(dòng)控制啟動(dòng)鍵727和車速自動(dòng)控制結(jié)束鍵727。
[0025]車速檢測傳感器8的輸出端與主控模塊71的輸入端連接；藥液流量傳感器9的輸出端與主控模塊71的輸入端連接；藥液壓力傳感器10的輸出端與主控模塊71的輸入端連接；功能鍵72的輸出端與主控模塊71的輸入端連接；主控模塊71的輸出端與液晶顯示屏73的輸入端連接；第一限位開關(guān)5的輸出端與主控模塊71的輸入端連接；第二限位開關(guān)6的輸出端與主控模塊71的輸入端連接；主控模塊71的輸出端與直流電機(jī)4的輸入端連接。直流電機(jī)4設(shè)置在噴藥機(jī)械(如拖拉機(jī))駕駛室內(nèi)適當(dāng)位置并固定在第三支座13上；噴藥機(jī)械油門操縱手柄I與傳動(dòng)螺母2相連；傳動(dòng)螺母2套設(shè)在傳動(dòng)螺桿3上，其內(nèi)螺紋與傳動(dòng)螺桿3的外螺紋相哨合；傳動(dòng)螺桿3的一端架設(shè)在第一支座11上,另一端穿過第二支座12與直流電機(jī)4的轉(zhuǎn)軸相連；第一限位開關(guān)5設(shè)置在第一支座11上，第二限位開關(guān)6設(shè)置在第二支座12上。
[0026]一種用于變量噴藥的噴藥機(jī)械車速自動(dòng)控制裝置的控制方法，包括以下步驟:
S1、車速控制器7的主控模塊71根據(jù)預(yù)設(shè)的噴藥機(jī)械噴藥作業(yè)寬度和單位面積需求的噴藥量以及設(shè)置在噴藥機(jī)械上的霧化噴頭的噴藥速度、霧化噴頭的數(shù)量，計(jì)算出噴藥機(jī)械的初始行駛速度； 52、在噴藥作業(yè)過程中，主控模塊71根據(jù)預(yù)設(shè)的噴藥機(jī)械噴藥作業(yè)寬度和單位面積需求的噴藥