本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能控制均勻噴藥的噴藥裝置。

背景技術(shù)：

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年投入到農(nóng)藥的資金很多，但是由于我國農(nóng)業(yè)目前的施藥技術(shù)存在農(nóng)機行進(jìn)速度時刻改變等問題，這些問題會造成單位面積施藥量不均，施藥量不可控，而且至今所開發(fā)的噴施裝置的成本仍無法被廣大農(nóng)民所接受，也無法針對不同的作物、蟲害進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。同時，現(xiàn)在噴藥裝置主要依靠人工噴藥，在個別作業(yè)人員責(zé)任心不強、操作不規(guī)范時，不但使噴藥成本提高還會惡化農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重降低病蟲害防治效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實用新型提供一種智能控制均勻噴藥的噴藥裝置，本實用新型要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有農(nóng)業(yè)噴藥依靠人工導(dǎo)致施藥量不可控、施藥不均的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種智能控制均勻噴藥的噴藥裝置，其特征在于：所述裝置包括測速組件、智能控制組件以及噴藥組件；

所述測速組件能夠檢測噴藥裝置的移動速度，并將測得的速度值反饋給智能控制組件；

所述噴藥組件包括藥箱以及與其連通的噴桿，所述噴桿與所述藥箱之間設(shè)有測量藥水流速的流量計和控制藥水流速的控制閥；

所述智能控制組件分別與所述測速組件、流量計以及控制閥的驅(qū)動組件連接，智能控制組件根據(jù)所述測速組件測得的速度值以及所述流量計測得的流量值控制控制閥的開度。

進(jìn)一步地，所述測速組件包括霍爾測速探頭以及與所述霍爾測速探頭配合的嵌有磁鋼的測速盤。

進(jìn)一步地，所述藥箱還連接有穩(wěn)壓泵，所述藥箱通過穩(wěn)壓泵向噴桿輸送藥水。

進(jìn)一步地，所述控制管路一端通過第一軟管與所述噴桿連通，所述控制管路的另一端通過第二軟管與所述穩(wěn)壓泵出水口連通。

進(jìn)一步地，所述控制管路與所述第二軟管之間設(shè)置有控制管路打開或關(guān)閉的電磁閥，所述電磁閥、控制閥、流量計按水流方向依次設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述智能控制組件與所述電磁閥電連接，并控制所述電磁閥打開或關(guān)閉。

進(jìn)一步地，所述控制閥的驅(qū)動組件為步進(jìn)電機，所述步進(jìn)電機通過聯(lián)軸器與所述控制閥連接。

進(jìn)一步地，所述智能控制組件包括單片機，所述單片機連接有直流固態(tài)繼電器、步進(jìn)電機驅(qū)動器和藍(lán)牙組件。

進(jìn)一步地，還包括蓄電池，所述蓄電池為智能控制組件供電。

進(jìn)一步地，所述霍爾測速探頭通過萬向轉(zhuǎn)接頭固定在噴藥裝置上。

(三)有益效果

本實用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：本實用新型智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的智能控制組件能夠根據(jù)所述測速組件測得的速度值以及流量計測得的流量值控制所述驅(qū)動組件動作，從而控制控制閥的開度，實現(xiàn)了對施藥組件流量的智能控制，從而達(dá)到單畝噴藥量恒定。本實用新型可實現(xiàn)農(nóng)藥精細(xì)化均勻噴布，通過調(diào)節(jié)參數(shù)可以適應(yīng)多種噴藥環(huán)境，大大降低了農(nóng)民噴藥的成本，有效的減少了農(nóng)藥對環(huán)境的影響，有利于我國農(nóng)業(yè)的智能化、現(xiàn)代化、精細(xì)化發(fā)展。

除了上面所描述的本實用新型解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點之外，本實用新型的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的示意圖；

圖2是本實用新型實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的水路控制組件的示意圖；

圖3是本實用新型實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的智能控制裝置的示意圖。

圖中：101：移動終端，102：蓄電池，103：測速盤，104：霍爾測速探頭，105：智能控制組件，106：穩(wěn)壓泵，107：水路控制組件，108：藥箱，109：噴桿；110：穩(wěn)壓泵出水口，111：噴桿進(jìn)水口，112：水路控制組件的總線，113：第一控制總線，114：第二控制總線，115：第三控制總線，116：萬向轉(zhuǎn)接頭，117：子母頭；

201：第一軟管，202：第一轉(zhuǎn)接頭，203：流量計，204：連接頭，205：控制閥，206：聯(lián)軸器，207：步進(jìn)電機，208：電磁閥，209：第二轉(zhuǎn)接頭，210：第二軟管；

301：直流固態(tài)繼電器，302：arduino(UNO)單片機，303：步進(jìn)電機驅(qū)動器，304：藍(lán)牙組件，305：降壓電路。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。

如圖1所示，本實用新型實施例提供的智能控制均勻噴藥的噴藥裝置，包括測速組件、智能控制組件105以及噴藥組件。

所述測速組件用于檢測噴藥裝置例如噴藥拖拉機的移動速度，并將測得的速度值反饋給智能控制組件；所述噴藥組件包括藥箱108以及噴桿109，其中噴桿109上設(shè)置有若干噴嘴，所述噴桿109與所述藥箱108之間通過水路控制組件107連通，所述水路控制組件107包括控制管路以及設(shè)置在所述控制管路上的流量計203、控制閥205，其中，所述控制閥205連接有控制其開度的驅(qū)動組件，所述流量計203將測得的流量值反饋給智能控制組件105；智能控制組件105分別與所述測速組件、流量計203以及驅(qū)動組件電連接，智能控制組件105根據(jù)所述測速組件測得的速度值以及流量計203測得的流量值控制所述驅(qū)動組件動作，從而控制控制閥的開度。

本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置智能控制組件105根據(jù)測速組件測得的速度值以及流量計測得的流量值控制所述驅(qū)動組件動作，從而智能控制噴藥的流量，不僅降低了工作人員的勞動強度和操作難度，還增大了農(nóng)藥的利用率，減少了土壤環(huán)境下的農(nóng)藥殘留，對于提高我國農(nóng)業(yè)噴藥智能化、現(xiàn)代化、加快農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化具有不可估量的意義。

如圖1所示，作為一種優(yōu)選方式，所述測速組件包括霍爾測速探頭104以及與所述霍爾測速探頭104配合的嵌有磁鋼的測速盤103。

其中，所述霍爾測速探頭104優(yōu)選的通過萬向轉(zhuǎn)接頭116固定在噴藥拖拉機上。

本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置，在智能控制均勻噴藥的噴藥裝置向前運動時，測速盤103的底端與地面接觸，所以測速盤103的轉(zhuǎn)動速度與移動設(shè)備的速度一致，進(jìn)而采用與所述測速盤103配合的霍爾測速探頭104可以準(zhǔn)確的將移動設(shè)備的速度進(jìn)行測定并反饋。

同時，本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的霍爾測速探頭104采用萬向轉(zhuǎn)接頭116固定，萬向轉(zhuǎn)接頭116可以調(diào)控3個維度，方便了霍爾測速探頭104調(diào)節(jié)其角度使其探頭面向所述測速盤103。

如圖1所示，作為一種實現(xiàn)方式，所述藥箱108連接有穩(wěn)壓泵106。穩(wěn)壓泵用于將藥箱內(nèi)的藥水穩(wěn)定的輸送到噴桿中。

如圖2所示，作為一種實現(xiàn)方式，所述控制管路連接有控制管路打開和關(guān)閉的電磁閥208，所述電磁閥208、控制閥205、流量計203按藥水的流動方向依次排布，控制閥205通過連接頭204連接在流量計203上游的控制管路上，所述控制管路靠近流量計的一端通過第一轉(zhuǎn)接頭202連接第一軟管201，進(jìn)而通過第一軟管201與所述噴桿109連通，所述電磁閥208通過第二轉(zhuǎn)接頭209連接第二軟管210，進(jìn)而通過第二軟管210與穩(wěn)壓泵出水口110連通。

可以理解的是，控制管路采用軟管的形式與藥箱108、噴桿109連接，由于軟管的特殊性質(zhì)，方便了接頭之間的連接；同時軟管的材質(zhì)柔軟，可以隨意移動和盤放，有利于設(shè)備的合理布置。

作為一種優(yōu)選的實現(xiàn)方式，所述智能控制組件105與所述電磁閥208電連接，并控制所述電磁閥208的打開和關(guān)閉。智能控制組件105與所述電磁閥208電連接實現(xiàn)了電磁閥208的智能控制。

如圖2所示，所述驅(qū)動組件為步進(jìn)電機207，步進(jìn)電機207通過聯(lián)軸器206與控制閥205連接。

如圖3所示，本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的所述智能控制組件105包括所述智能控制組件包括arduino(UNO)單片機302以及與所述arduino單片機302分別連接的直流固態(tài)繼電器301、步進(jìn)電機驅(qū)動器303以及藍(lán)牙組件304。其中，arduino(UNO)單片機302通過降壓電路305的正負(fù)極接線3.2、3.3與電源連接。藍(lán)牙組件304可以實現(xiàn)單片機與移動終端101例如手機等匹配，從而可以通過手機等移動終端101直接設(shè)定噴藥量。

如圖1所示，本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置還包括蓄電池102，此蓄電池102可以直接是噴藥拖拉機上的12v蓄電池，12v蓄電池與智能控制組件105電連接并為智能控制組件105供電。具體的供電方式為，蓄電池通過降壓電路是把電壓降到9v給單片機供電，藍(lán)牙是單片機供電，步進(jìn)電機驅(qū)動器和電磁閥是蓄電池12v直接供電。

本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置使用時，預(yù)先將裝置固定在農(nóng)用噴藥拖拉機，其安裝位置可以根據(jù)拖拉機種類不同靈活調(diào)整。如圖1所示給出了一種設(shè)置方式，將蓄電池102設(shè)置在駕駛室的上方，將智能控制組件105設(shè)置在駕駛室后的車頭支架上，噴藥組件和水路控制組件107通過設(shè)置在車頭后方的支架固定，所述支架包括橫向的上下兩層以及設(shè)置在兩層前、后兩端的豎直桿，其中，上層放置藥箱108，下層設(shè)置水路控制組件107，噴桿109固定在后方的固定后端的豎直桿上，且噴桿109水平放置，噴桿109上設(shè)置有若干間距設(shè)置的噴嘴。水路控制組件107中的第二軟管210與穩(wěn)壓泵出水口110相連、第一軟管201與噴桿進(jìn)水口111相連、智能控制組件的第一總線113與水路控制組件的總線112相連、智能控制組件的第二總線114通過子母頭117與蓄電池102正負(fù)極相連、智能控制組件的第三總線115與霍爾測速探頭104相連。

其中，如圖2所示，水路控制組件的總線112中包括流量計接線2.1、2.2、2.3，流量計接線2.4、2.5、2.6、2.7，電磁閥接線2.8、2.9；步進(jìn)電機驅(qū)動器A、B組接線為3.4、3.5、3.6、3.7。

如圖3所示，流量計接線2.1、2.2、2.3，流量計接線2.4、2.5、2.6、2.7分別與第一總線113中的5v端口、端口2、GND1端口，3.4、3.5、3.6、3.7；電磁閥接線2.8與直流固態(tài)繼電器正極接線3.1相連；第三總線115中5v端口、端口3、GND1端口分別與霍爾測速探頭104對應(yīng)相連。這么做可以把線封裝起來只留出幾個端口，方便工作人員操作安裝，使本裝置易于推廣。

本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的工作過程為，駕駛員先通過手機等移動終端101設(shè)置好單畝噴藥量的參數(shù)，然后向藍(lán)牙組件304發(fā)送開始工作指令。此時arduino單片機302控制電磁閥208打開、步進(jìn)電機207轉(zhuǎn)動，整個系統(tǒng)開始工作。流量計203與霍爾測速探頭104將當(dāng)前的流量與速度值反饋給arduino單片機302，然后arduino單片機302將計算結(jié)果送至步進(jìn)電機207使其控制控制閥205的開啟程度，使噴藥量動態(tài)穩(wěn)定在設(shè)定值。在拖拉機轉(zhuǎn)彎的地方一般不需在噴農(nóng)藥，所以本裝置在檢測到拖拉機轉(zhuǎn)彎時會自動控制電磁閥208關(guān)閉、待轉(zhuǎn)彎過后達(dá)到一定速度時，裝置會繼續(xù)工作。在整個工作過程中，駕駛員可通過移動終端101實時觀看當(dāng)前拖拉機的速度與噴藥量，檢測整個系統(tǒng)的運行情況。

本實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置的線路原理圖如附圖3所示(以下所說的端口都是針對arduino(UNO)單片機上的端口)，當(dāng)裝置供電時，arduino單片機302通過藍(lán)牙組件304與移動終端101通信，當(dāng)arduino302的RX端口檢測到“開始工作”的命令時，端口8給直流固態(tài)繼電器(301)一個高電平，使其控制電磁閥208開啟，同時端口13給步進(jìn)電機驅(qū)動器303一個低電平使其控制步進(jìn)電機不鎖死；拖拉機開始行進(jìn)時流量計203通過端口2將脈沖數(shù)送給arduino單片機302，經(jīng)過公式q＝((2×f+3)/8.1)計算得出當(dāng)前的流量值(其中q為流量值，單位：L/min、f為單位時間內(nèi)脈沖個數(shù))作為PID算法的輸入值；霍爾測速探頭104通過端口3將脈沖數(shù)送過arduino單片機302，經(jīng)過公式計算得出當(dāng)前的速度值，并用這個速度值算出在此速度下應(yīng)噴的農(nóng)藥量作為PID算法的目標(biāo)值；將當(dāng)前值與目標(biāo)值做差，經(jīng)過比例、積分、微分運算，將運算結(jié)果轉(zhuǎn)化為高、低電平送給步進(jìn)電機207控制其帶動閥門正反轉(zhuǎn)，最終使噴藥量動態(tài)穩(wěn)定在設(shè)定值。在拖拉機轉(zhuǎn)彎時，后輪速度幾乎為零，當(dāng)arduino單片機302檢測到速度值低于某一值時通過端口8給直流固態(tài)繼電器301一個低電平，使其控制電磁閥208關(guān)閉，同時端口13給步進(jìn)電機驅(qū)動器303一個高電平使其控制步進(jìn)電機鎖死，智能控制組件停止工作，待轉(zhuǎn)過彎后智能控制組件又重新開始工作。在此過程中arduino單片機302通過RX、TX端口向移動終端101發(fā)送當(dāng)前速度與流量值。當(dāng)結(jié)束噴藥后可以通過移動終端101向藍(lán)牙組件304發(fā)送“結(jié)束工作”的指令，此時智能控制組件就會停止工作。

本實用新型實施例智能控制均勻噴藥的噴藥裝置具有以下優(yōu)點：

1、該實用新型可以直接安裝于現(xiàn)有施藥機械，無需對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造。使用時，將噴藥泵出水口與水路控制組件進(jìn)水口相連，將水路控制組件的出水口與噴桿109相連，并將水路控制組件通過防水接頭接入車載12V電瓶電源即可。便于工作人員安裝和拆卸，使本產(chǎn)品易于推廣到現(xiàn)有大量施藥機械。

2、霍爾測速探頭104用萬向轉(zhuǎn)接頭116固定在拖拉機上，萬向轉(zhuǎn)接頭116可以使霍爾測速探頭104在3個維度上進(jìn)行調(diào)整，使探頭易于對準(zhǔn)測速盤103上的磁鋼，使測出的速度值更加精確。

3、本裝置使用PID算法通過調(diào)整算法中P、I、D的參數(shù)使裝置能夠快速響應(yīng)，通過步進(jìn)電機帶動閥門的正反轉(zhuǎn)使噴藥量能夠快速穩(wěn)定在設(shè)定的目標(biāo)值，使單畝噴藥量恒定，降低噴藥成本，使噴藥效果得到優(yōu)化。

4、本裝置的完整程序是基于arduino單片機實現(xiàn)的，該單片機入門簡單，外設(shè)接口與庫函數(shù)豐富，易于增加外設(shè)。

5、本裝置通過藍(lán)牙和移動終端可以使工作人員坐在駕駛室就可以設(shè)置參數(shù)，操控整個裝置并能及時了解整個裝置的運作情況，實現(xiàn)了人機交互。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。