電子噴灑控制器的制造方法
【專利摘要】一種噴灑設備，適于通過用DC電機提供的液壓泵激勵并且可選地由可再充電電池或電池陣列供電。根據本發(fā)明，電子噴灑控制器配置有聯合系統，能夠根據可再充電電池的充電狀態(tài)和/或出口壓力/流速來調節(jié)控制值，這種聯合的結構確保了無需專用于一種或另一種功能的電路之間的電連接。因此，電子噴灑控制器能夠按照以下方式控制包括DC電機并由可再充電電池或可再充電電池陣列供電的系統，以同時地組合以下功能：控制噴灑的動作(發(fā)起、暫停、斷開、壓力增加/減小)、監(jiān)控設備噴灑液體固有的參數(電池電壓、電流增加、電流不足、電機兩端的電壓增加、電機兩端的電壓的突然減小)、促進人/機接口交流(便于設備操作)以及與設備操作者相關的參數的視覺和聽覺表示(剩余電池電力、技術故障的存在、已經發(fā)生的技術故障的類型、噴灑工藝壓力級別、進行的小時數和噴灑間隔標記/定時器的數字計數)。
【專利說明】
電子噴灑控制器
技術領域
[0001]這些教導涉及本發(fā)明的電子噴灑控制器，更具體地涉及一種模塊或聯合電子組件，用于液體噴灑工藝的各階段之間的控制、監(jiān)控和相互作用以及液體噴灑工藝各階段的標志或液體噴灑工藝狀態(tài)的表示。
【背景技術】
[0002]本領域普通技術人員知曉存在兩種類型的液體噴灑，即電子和手動分配器，所述分配器附接至多種設備(便攜和工業(yè)的，設計用于向監(jiān)控水位的設備噴灑特定的化學品)。在一個或多個其他元件中的操作者周期性干涉的幫助下，手動噴灑調節(jié)器控制流速/壓力，并且保持它們的性能處于所需的級別。電子噴灑調節(jié)器可以執(zhí)行特定的功能，例如通過打開電磁閥開調節(jié)流速/壓力，調節(jié)電機、內燃機的操作，開啟和關閉栗浦設備或供應燃料的設備。在這些情況下，電子設備通常執(zhí)行調節(jié)壓力或流速的功能和前面沒有描述的功能。
[0003]還存在用于監(jiān)控過程的設備，包括在傳感器的幫助下闡述技術錯誤。然而，這些是與流量/壓力調制器分離的元件。
[0004]通常來說，用于噴灑液體的設備(例如，在噴灑除草劑或殺菌劑的農用設備)不包括電子控制。在配備有電子控制的情況下，這種控制裝置只在噴灑期間調節(jié)材料的壓力/流量，而不會進行反饋，也就是說不能根據出口的大小來進行流量/壓力調節(jié)。此外，它們并不具有對噴灑模式、技術錯誤的存在進行表示或者監(jiān)控電子參數的視覺或聽覺信號。
[0005]此外，本領域的技術人員知曉:為了正確、安全并有效的使用用于噴灑液體的設備，必須遵守與使用模式和模式控制有關的最小推薦。當前，當使用電子驅動噴灑的設備時，用戶通過壓力計(在可能的情況下)來調節(jié)操作壓力，并且在一些情況下，可以通過網絡的簡單可視評估、噴淋器的噴嘴尺寸或電力來確定設備的工作壓力。應該理解的是，這種形式的壓力調節(jié)相當不精確，可能導致農藥藥劑的劑量過度或不足，并且噴灑非常不均勻并且質量較差。
[0006]因此，假設不存在用于設置噴灑的補償和速度的機制，或者具有工作延遲功能，實際上獲得的結果是用于噴灑液體的不均勻填充以及不精確的劑量。
[0007]類似的，因為沒有有效的方法來確定電池電量，操作者難以確定噴灑器的電池壽命。為了確保噴灑器的自動操作，人們不得不經常對僅部分放電的電池重新充電，當然也減小了電池的操作壽命。
[0008]最后，考慮到此時使用的電子調節(jié)器中的功能是不統一的，它們不能依賴于電池的電荷狀態(tài)來平衡壓力噴灑，并且當電池放電時(使用正常模式的液體噴灑器)，出口壓力降低，這減小了流速并且影響了流量，使得噴灑開始和噴灑結束時的量變得不同。這種缺點導致了不均勻地噴灑液體，并且噴灑質量變低。
[0009]缺乏調節(jié)器的聯合控制的另一個缺點在于:如果存在兩個不統一的功能，例如流量/壓力控制功能和用于控制操作的電子驅動元件的功能，它們通過電線或其他連接相連。這使設備本身更復雜，并且增加了成本，然而這種設備在很大程度上會出故障。
[0010]沒有監(jiān)控和控制上述參數并沒有排除人、動物和植物在短期內中毒以及中長期對于人類健康和環(huán)境的風險的可能性。此外，不能根據預定的劑量來執(zhí)行點噴灑。因此，失去了交替地使用噴灑器的機會。最后，人們應該考慮噴灑操作的效率損失、設備安裝的成本增加(因為需要使用電線和連接)以及噴灑器的服務壽命的減小。

【發(fā)明內容】

[0011]因此，本研究的目的之一是為了提供一種電子噴灑控制器，所述電子噴灑控制器將清楚地表示出電池電量的不同級別;操作壓力的不同級別;技術故障，包括短路、過電壓、液壓栗上過載的欠電壓；以及將所有信息送到單個接口，并且這種接口應該識別所述操作；通過視覺和聽覺信號對于技術故障警報;具有考慮電池電量來電子控制噴灑壓力的功能以便利用聲音來表示操作節(jié)奏，具有延遲功能，并且具有在必要時增加功能的可能性。
[0012]本發(fā)明的另一個目的是提供一種電子噴灑調節(jié)器，所述電子噴灑調節(jié)器利用人機接口對電子參數、錯誤和故障(音頻和可視地，包括節(jié)奏符號)的所有控制和監(jiān)控功能進行組合。
[0013]這些和其他目的和優(yōu)勢是提供本發(fā)明的電子噴灑調節(jié)器來實現的，所述電子噴灑調節(jié)器可以附接至噴灑設備，通過配備有由可再充電或不可再充電的直流供電電池或電池組供電的電機的液壓栗來激勵。根據本發(fā)明，電子噴灑控制器配備有聯合系統，所述聯合系統能夠根據可再充電電池的電量和/或壓力/輸出流量來調節(jié)受控指示器，從而不需要電路內負責具體功能的電子連接的聯合化。因此，電子噴灑調節(jié)器控制噴灑系統，所述噴灑系統包括DC電機以及利用可再充電電池或可再充電電池組的電源，所述電子噴灑調節(jié)器同時對以下特性進行組合:控制噴灑工藝(開始、暫停、停止、增加/降低壓力)，監(jiān)控執(zhí)行液體噴灑的設備固有的電子參數(電池電壓、電流的增大、電流減小、電機電壓的增大、電機電壓的突然減小)，提供人機接口(便于設備的使用)，以及對于設備操作者的重要參數的音頻和視頻顯示(電池電量級別、技術故障的有效性、技術故障、技術故障的類型、噴灑期間的壓力級另IJ、數字操作時間計數以及噴灑速率/元素的指示器，允許延遲)。
【具體實施方式】
[0014]下面將參考以下附圖描述本發(fā)明，以下附圖描述了電子噴灑調節(jié)器的電子部件塊，所述電子噴灑調節(jié)器包括系統間連接。
[0015]根據所述附圖，作為研究對象的電子噴灑調節(jié)器(圖中表示為I)被示出為電子單元，所述電子單元由交互模塊、監(jiān)控/調度單元組成，用于噴灑工藝的控制和管理。
[0016]確定電子調節(jié)器(I)的這種電子模塊配置有電源，換句話說能量蓄能器(9)，其與初級或次級電源的電池相對應，所述初級或次級電源的電壓和其他特性與由這種電池供電的系統相一致。用戶使用依次與接口模塊(3)相關聯的控制面板(2)來操作調節(jié)器(I)，所述接口模塊的功能是將操作者的命令轉換為電信號。按照這種方式處理信號，使得所述信號的電壓電平和電流電平適合于數據處理設備(4)的典型電壓和電流，所述數據處理設備(4)接收這些信號，用于對可能噪聲進行模擬或數字濾波。這種數字處理設備(4)是具有可編程邏輯功能的調節(jié)設備，所述可編程邏輯可以進行也可以不進行半導體本質的重新編程。與噴灑有關的所有控制算法和信令命令與預編程的配置一起編程并且設置在數據處理設備(4)上。電池監(jiān)控模塊(7)用于使電池信號成為所要求的參數，包括模擬或數字噪聲，并且用于電池(9)和數據處理設備(4)之間的連接。
[0017]基于電池監(jiān)控模塊(7)識別的信息，數據處理設備(4)確定電池(9)的狀態(tài)，將相應的信息傳遞至信號模塊(5)，所述信號模塊(5)用于將電信號轉換為通過操作者接口模塊
(3)可視化的光、聲音或圖形信號。同時地，基于操作者(2)的指令并且依賴于利用數據處理設備(4)計算的電量，通過從數據處理設備(4)實時地接收諸如頻率和操作周期之類的數據并且激勵FET電機(8)(電子DC)的電機控制模塊(6)來限定和要求所述參數，通過電池(9)來供電。
[0018]電機(11)的監(jiān)控器可以確定和提供與電子DC電機(8)的旋轉有關的信息，并且可以實時地檢測任意噴灑點處這種DC電機(8)的電流、電力和/或扭矩。
[0019]電機(11)的監(jiān)控器模塊是一種電路系統，包括利用或不利用旋轉傳感器、利用或不利用電流傳感器的模擬和數字功能，并且可以與數據處理設備(4)直接相連。根據操作者(2)的命令，基于在DC電機(8)中設置的扭矩和電力來激勵液壓系統(10)，并且這依賴于流速或噴灑壓力。
[0020]液壓系統包括管道、軟管和用于噴灑的某個噴嘴以及具有活塞或其他隔膜的離心蠕動類型的栗。
[0021 ]從功能性的觀點，可以將電子噴灑調節(jié)器描述如下:
[0022]操作者(2)的命令涉及電子調節(jié)器(I)的開啟、壓力增加、壓力減小、材料流量的減小、同步器開啟和節(jié)奏指數、同步器節(jié)奏的改變、同步器和節(jié)奏指示器關閉，并且它們包括可以將來添加至電子模塊的命令。
[0023]將操作者(2)規(guī)定的命令在要求或不要求直接接觸的按鈕、電容性系統、電阻性系統和其他裝置的幫助下傳輸至電子噴灑調節(jié)器，例如使用射頻、光學裝置或類似裝置的數據傳輸。
[0024]接口裝置(3)包括用戶友好的圖形界面以及用于從操作者(2)接收命令的機制。圖形界面包含就材料流量、壓力或電池電量(9)而言與噴灑設備的當前狀態(tài)有關的信息，還包括警報燈光、圖形和/或其他可視通信方法。此外，圖形界面具有一種或多種機制來接收操作者(2)的命令。這些接收機制可以是光學、射頻、接觸式、電感性、電容性、耐熔的或任意其他特性的。
[0025]用于數據處理設備(4)的模塊具有一個或多個集成的半導體電路，包括可重寫和恒定的存儲器，以便基于預先編程的數據和指令來執(zhí)行計算和判定功能。在數據處理設備
(4)中包括的集成電路中，存在一個用于激活延遲的電路，并且其他電路允許將模擬轉換為數字并且將數字轉換為模擬，數據處理設備(4)基于操作者(2)的命令來限定DC電機控制參數(8)和速率音頻指示器的參數。數據處理設備(4)基于電池參數監(jiān)控(9)來恒定調節(jié)DC電機激活(8)的操作周期和頻率，可以使用電池監(jiān)控器(7)并且通過來自電機(11)的監(jiān)控器的信息來執(zhí)行電池參數監(jiān)控。因此，液壓系統(I O)的特性保持恒定，與電池充電狀態(tài)(9)無關地保持DC電機速度(8)恒定。另外，基于電機監(jiān)控器(11)的讀數，數據處理設備(4)使用信號模塊(5)來確定短路事件、引擎軸的停止以及過電壓信號。
[0026]信號模塊(5)包括模擬、數字或混合性質的系統，包括圖形控制功能、具有視覺或聽覺警報的功能。信號模塊包括通信信道，電連接至并行操作的接口模塊(3)和數據處理單J L ο
[0027]電機控制模塊(6)用于信號的控制和管理，所述信號來自數據處理設備(4)，并且使所述信號符合DC電機(8)的壓力和電流電平。該模塊包括依賴于液壓系統(10)的性質而具有與旋轉方向有關的反向電流的電力系統，以及保護過電壓、過電流和/或短路的附加系統。
[0028]電池監(jiān)控單元(7)用于監(jiān)控電池參數(9)。在所述系統中，電池監(jiān)控器(7)包括的是信令調節(jié)和信令獲取系統。將這種模塊的特性與電池(9)的特定特性進行比較。
[0029]DC電機(8)是具有電刷的DC電極，包括串行、并行或永磁體電力。DC電機(8)不需要任何傳感器和電流轉換器、扭矩和匝。DC電機軸(8)直接地或者通過機械還原來驅動包括在液壓系統(1)中的液壓栗。
[0030]電池(9)是第一種類型(可再充電)或第二種類型(非可再充電)的DC系統中的電能量源，并且其組分(NiCd、NiMH、鋰離子、鋰-聚合物鉛酸等等)可以改變;重要的是電壓和電流電平應當基于模塊(6)和(7)。
[0031 ] 液壓系統(10)包括軟管、閥門、主管(registrars)、用于噴灑開口的液壓連接或噴嘴以及由DC電機(8)驅動的液壓栗?；谂ぞ睾驮褦?，由DC電機(8)驅動的液壓系統(10)根據操作者(2)的命令產生液壓力。通過噴嘴或噴灑開口的選擇來確定材料的壓力/流速比。噴嘴或噴灑開口可以是完全錐體、空錐體、網格或連續(xù)噴射式。以人們想要如何使用液壓系統(10)為中心來選擇噴灑噴嘴。從填充有想要噴灑的液體的箱體來執(zhí)行液壓栗供應。
[0032]電子調節(jié)器(I)的使用示例
[0033]A.噴灑設備的操作者，例如在施加除草劑或殺蟲劑時，需要在種植有諸如馬鈴薯之類任意農作物的較大區(qū)域中噴灑化學制品。這種情況下，針對這種養(yǎng)殖業(yè)和特定的化學制品來選擇噴嘴。操作者在電子調節(jié)器的操作中的干涉被限于初始命令。將這種操作者(2)的命令發(fā)送至接口單元(3)，并且傳輸至數據處理設備(4)。這種單元將操作者(2)的命令解釋為用于開啟噴灑設備的信號。執(zhí)行所述命令，并且所述設備進入就緒狀態(tài)，將電機的工作保持處于預編程的最小速度。此時，引擎電機模塊讀取規(guī)定了電池電量級別(9)的信息。因此，數據處理設備(4)確定應該將哪種信號模塊(5)示出給操作者。例如，數據處理設備示出了電池只充電了80%。
[0034](B)假設噴灑器開啟，操作者開始工作，并且注意到壓力已經下降到小于相關指示器。利用傳輸至接口模塊(3)的操作者(2)的新命令，數據處理設備(4)加速提供給電機控制單元(6)的控制信號的操作周期或頻率。這種模塊啟動了電機(8)以便重新增加匝數。結果，在系統的輸出處存在液壓壓力的新參數。
[0035](C)以全容量下開啟的噴灑工作，例如操作者想要在噴灑器的移動過程中包括某個節(jié)奏，以便更加均勻地分布所需的化學制品。操作者(2)規(guī)定了如上所述的命令，并且數據處理設備(4)對所述命令進行解釋。信號模塊(5)接收命令以使得操作能夠聽見聲音信號。每一個新的聲音信號告訴操作者他必須向前移動。假設定時器開啟，操作者可以總是按照某個預定的速度移動。如果需要設置定時器，施加相應的命令并且增加或減小蜂鳴聲之間的時間間隔就足夠了，增加或減少了噴灑器的移動速度。
[0036](D)在3小時中，電池電量為最大值的30%。如果材料的壓力和流量是恒定的，數據處理設備(4)支持與噴灑操作開始時相同級別的電機匝數，而與電池電量(9)的剩余電平無關。
[0037](E)例如，一些外部物體撞擊液壓系統(10)的液壓栗導致栗的停機。電機監(jiān)控器
(11)檢測電機上的過載。在數據處理設備(4)的算法的幫助下確認存在問題之后，該設備通過電機控制模塊(6)禁用DC電機(8)，以便防止對于設備的損壞并且將對于操作者的風險最小化。與此同時，數據處理設備(4)確定需要通過信號模塊(5)和接口模塊(3)向操作者通知問題。
[0038]通過提醒注意的電子調節(jié)器，可以實現化學制品和其他施加液體的低消耗，更好地控制噴灑的壓力和均勻性。人們也可以容易地計劃自己的噴灑過程，具有獨立的設備操作模式。還更加易于檢測技術故障，減小備用件的維護和替換次數，還可以確定化學品的劑量，包括操作節(jié)奏的功能。
【主權項】
1.一種電子噴灑控制器，所述電子噴灑控制器附接至噴灑設備，通過配備有由直流供電的可再充電或不可再充電的電池或電池組的液壓栗來驅動，其特征在于，所述電子噴灑控制器(I)是由接口的輔助單元形成的電子模塊，監(jiān)控/監(jiān)視、管理和控制噴灑工藝;所述電子噴灑控制器(I)配備有電源，所述電源是指其特性與由電源饋電的系統兼容的能量蓄能器(9);電子噴灑控制器由操作者使用控制面板(2)來控制，所述控制面板進而與接口模塊(3)相連，所述接口用于將由操作者發(fā)出的命令轉換為適于數據處理設備(4)處理的電信號；電子噴灑控制器還配備有電池監(jiān)控模塊(7)，用于適配電池信號，包括對模擬和數字信號的濾波，并且用于電池(9)和數據處理設備(4)之間的連接;使用由電池監(jiān)控模塊(7)確定的信息，數據處理設備(4)確定電池電量(9)的級別，將對應的信息傳遞至信號模塊(5)，所述信號模塊(5)用于通過操作者接口模塊(3)將電信號轉換為可視的光、聲音或圖形信號；同時地，基于操作者(2)的指令并且依賴于利用數據處理設備(4)計算的電量，通過從數據處理設備(4)實時地接收諸如頻率和操作周期之類的數據并且激勵DC電機(8)的電機控制模塊(6)來限定和要求參數，DC電機(8)由電池(9)來供電；其中電機監(jiān)控器(11)檢測和可視化DC電機(8)的旋轉參數，并且實時地在任意噴灑點檢測所述DC電機(8)的電流強度、電功率和/或機電扭矩;其中電機監(jiān)控器(11)利用或不利用旋轉傳感器、利用或不利用電流傳感器來監(jiān)控多個電子系統，包括模擬和數字功能，所述電子系統與數據處理設備(4)直接相連，以便根據DC電機(8)的扭矩、匝數和電功率以及根據操作者(2)的命令來激勵液壓系統(10)，所述操作者的命令導致了噴灑處材料的壓力和流速。2.根據權利要求1所述的電子噴灑控制器，其特征在于，電力電池(9)是可再充電或不可再充電電池，電力電池(9)的電壓和其他特性與由所述電池饋電的系統一致。3.根據權利要求1所述的電子噴灑控制器，其特征在于，通過接口模塊(3)轉換的電信號的電壓和電流電平與數據處理設備(4)的標準電平相對應，所述數據處理設備(4)接收這種信號、濾除噪聲并且進行數模轉換。4.根據權利要求1所述的電子噴灑控制器，其特征在于，所述數據處理設備(4)控制半導體本質的功能、可編程邏輯，所述可編程邏輯是可重新編程或不可重新編程的；其中將噴灑工藝所有的控制、管理和警報算法與預定配置一起編程到所述數據處理設備(4)中。5.根據權利要求1所述的電子噴灑控制器，其特征在于，所述液壓系統(10)示出專用選定管道、用于噴灑的軟管和噴嘴以及具有活塞或其他隔膜的離心蠕動類型的栗。
【文檔編號】B05B12/02GK106030436SQ201480075727
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年10月24日
【發(fā)明人】法比奧·阿帕雷西多·佩雷拉多雷斯, 魯道夫·卡斯塔尼奧·費爾南德斯, 馬可·安東尼·阿蘭特斯·埃斯特偉斯, 卡洛斯·丹尼爾·華生
【申請人】噴氣式農業(yè)機械公司