专利名称：一种超声波对靶电动疏花疏果机的制作方法
技术领域：
本发明涉及疏花疏果机领域，特别涉及一种超声波对靶电动疏花疏果机。
背景技术：
果树疏花疏果作业可以调节树体养分的相对平衡，有利于提高果品的产量和质量。化学疏花疏果技术在我国果园应用较为普遍，但易造成果实农药残留和生态环境污染。 生态农业的发展需求促使了疏花疏果作业的机械化配套技术的发展。目前，果园应用的疏花疏果机具大多数是采用刀片式单疏花头的结构，其结构简单，但作业角度不能调节且作业范围小。随着果树生产的机械化、规模化和标准化的发展，迫切需要从结构上和技术上进行现有疏花疏果机具的改进设计，以大幅提高作业效率、减少作业时间和减轻劳动强度。为了提高农机具作业的自动化程度，国内外已有对靶探测技术的研究，如基于机器视觉技术的喷雾机具，其目的是通过对作业目标的智能探测，快速确定机具作业状态调节量，在提高作业效率的同时也保证了作业效果。可以应用于目标探测的对靶技术主要有图像处理探测技术、红外探测技术、微波探测技术和超声波探测技术等。而其中，图像探测处理技术能获取的信息量最大，靶标识别提供的技术平台最高，但是图像探测系统使用经济性差，对实际使用环境的要求较高；红外探测技术研制成本低、产品易商品化，但是较依赖光照强度，探测距离也相对较近；微波探测技术不受热、噪音、湿度、气流、尘埃等影响，适应恶劣环境，抗干扰力强，可实现较远距离探测，但是控制技术较复杂，成本相对较高；超声波探测技术具有操作方便、价格便宜、探测距离较远且不受环境影响等优点。因此，若能将超声波探测技术应用于机械疏花疏果技术中，则基于超声波探测技术的自动对靶疏花疏果机在农业领域的使用前景将会非常广泛。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动化程度高、作业效率也高的超声波对靶电动疏花疏果机。本发明的技术方案为一种超声波对靶电动疏花疏果机，包括工作架、转轴、疏花疏果胶条组、超声波传感器组、疏花疏果电动机、角度调节机构、伸缩杆和控制机构，工作架为一侧开口的框形结构，工作架的开口侧设置转轴，转轴上设置疏花疏果胶条组，转轴一端设置疏花疏果电动机，工作架上设有超声波传感器组，角度调节机构和伸缩杆分别设于工作架开口侧下方端面上，伸缩杆一端与工作架连接，伸缩杆另一端为手持端，手持端设置控制机构。其中，疏花疏果电动机用于提供转轴旋转的动力，从而带动疏花疏果胶条组旋转并纵向甩击果树花果。所述疏花疏果胶条组包括多个平行间隔排列的尼龙胶条，各尼龙胶条与转轴之间的连接方式为嵌入式或粘贴式；当尼龙胶条与转轴之间的连接方式为嵌入式时，转轴上设有与尼龙胶条对应的多个通孔，各尼龙胶条采用过渡配合的方式嵌入通孔内；
当尼龙胶条与转轴之间的连接方式为粘贴式时，各尼龙胶条直接与转轴的表面粘贴固定连接。所述超声波传感器组包括2个超声波传感器，2个超声波传感器分别设于工作架开口侧的上下两端面上。超声波传感器组用于探测工作架的上、下两端与果树植株冠形之间的距离，为控制机构提供角度和距离信息。作为一种优选方案，所述角度调节机构为电动机-滚珠丝杠螺母机构，包括角度调整拉杆、滚珠丝杆副和角度调整电动机，角度调整拉杆两端分别与工作架和滚珠丝杆副的螺母固定连接，滚珠丝杆副的丝杆一端与工作架固定连接，滚珠丝杆副的丝杆另一端通过联轴器和轴承与角度调整电动机连接，角度调整电动机固定于伸缩杆上。其中，角度调整拉杆用于连接工作架与滚珠丝杠副的螺母，通过螺母的移动来拉动角度调整拉杆，进而带动工作架相对伸缩杆转动，实现作业角度的调节，同时角度调整拉杆也起到了限制螺母转动和提供螺母移动导向的作用；角度调整电动机可以正向和反向旋转，用于实现滚珠丝杠副的螺母直线往复运动的调节；联轴器用于连接滚珠丝杠副的丝杆与角度调整电动机的输出轴；轴承用于支撑滚珠丝杠副并提供转动幅。作为另一种优选方案，所述角度调节机构为电动机-滑轮组-弹簧机构，包括弹簧、滑轮组、拉绳和角度调整电动机，弹簧两端分别与工作架和伸缩杆固定连接，滑轮组包括两个滑轮，两个滑轮分别设于工作架和伸缩杆上，拉绳穿过两个滑轮后绕接于角度调整电动机的转轴上。所述伸缩杆包括相套接的外管和内管，伸缩杆上还设有固定外管和内管相对伸缩位置用的固定套；伸缩杆的手持端设有便于工人手持并减少手部振动感用的橡胶套。伸缩杆用于调节疏花疏果机的作业高度，通过固定套的旋松与拧紧动作改变伸缩杆长度的方式实现。根据实际需要，所述伸缩杆中，外管和内管的材料均可为铝合金，外管的管径可为 52mm,内管的管径可为50mm，伸缩杆在工作过程中调节后的长度范围可为1500 2500mm。所述控制机构包括控制器、操作面板和电源线，操作面板设于伸缩杆的手持端表面，手持端的伸缩杆内设置控制器，电源线与控制器连接并通过插头外接电源(电源一般采用便携式的蓄电池电源)，根据实际需要，电源线可采用螺旋状置于伸缩杆内；控制器内部设有超声波探测电路、微处理器电路、电机驱动电路和电源电路，超声波探测电路、微处理器电路和电机驱动电路依次连接，微处理器电路还与操作面板连接，电机驱动电路的输出端分别与角度调整电动机和疏花疏果电动机连接，电源电路分别与微处理器电路、超声波探测电路、电机驱动电路、角度调整电动机和疏花疏果电动机连接，电源电路向微处理器电路、超声波探测电路、电机驱动电路、角度调整电动机和疏花疏果电动机提供控制用电源；超声波探测电路包括超声波发射单元和超声波接收单元。所述操作面板上设有分别与微控制器电路连接的电源按钮、疏花疏果电动机转速调整旋钮、手动角度调整旋钮和手动角度调整切换按钮；其中，电源按钮用于接通或关闭疏花疏果机的电源，疏花疏果电动机转速调整旋钮用于调节疏花疏果电动机的转速，以控制疏花疏果胶条组甩击果树花果的速度，手动角度调整旋钮用于手动角度调整模式下对角度调整电动机转速的调整，手动角度调整切换按钮用于选择角度调整电动机处于自动角度调整模式或手动角度调整模式。
所述超声波探测电路中，超声波发射单元包括并联设置的两个发射模块，各发射模块内分别设有驱动叠加子模块，驱动叠加子模块内设有5个反相器，即第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器和第五反相器，其中，第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器两两并联后与第五反相器组成推挽电路；超声波接收单元相应包括并联设置的两个接收模块，各接收模块分别包括依次连接的RC滤波子模块、两级交流放大电路子模块、检波子模块和电压比较子模块；微处理器电路包括依次连接的时钟电路单元、微处理器芯片和复位电路单元，微处理器芯片还分别与超声波发射单元、超声波接收单元、电源电路和电机驱动电路连接；电源电路内设有开关电压调节器芯片；电机驱动电路包括依次连接的光耦隔离单元、全桥电机驱动芯片和续流二极管单元。本超声波对靶电动疏花疏果机使用时，工人进行果树疏花疏果作业前，根据目标果树的高度，先手动旋松固定套，改变伸缩杆中外管和内管的纵向相对位置，确保合适的伸缩杆长度以适应超声波对靶电动疏花疏果机的作业高度需求，然后拧紧固定套以固定伸缩杆的外管和内管，进而实现对超声波对靶电动疏花疏果机的作业高度调节；然后在操作面板上进行操作，控制机构接收信号后自动控制疏花疏果机完成疏花疏果作业。其中，控制机构的工作流程为微处理器电路判断电源按钮是否被工人按下，如按下则表明电路已接通，于是疏花疏果电动机启动旋转，带动同轴连接的转轴旋转，进而带动疏花疏果胶条组旋转并纵向甩击果树花果(疏花疏果电动机的转速可以通过疏花疏果电机转速调整旋钮进行调节，调节原理则是根据转速与目标花果大小近似正比的关系，并且高转速时的甩击作业效率高。微处理器电路默认是以自动调节作业角度的方式工作，根据超声波传感器组提供的工作架与树冠之间的角度和距离信息，自动调整角度调整电动机的旋转方向和旋转角度，然后通过滚珠丝杠副和角度调整拉杆改变工作架与伸缩杆之间的相对角度，从而实现作业角度的自动调节)。如检测手动角度调整切换按钮被按下，说明进入手动角度调整模式，此时根据所述手动角度调整旋钮的当前位置进行角度调整电动机的旋转方向和旋转角度的相应控制，进而实现作业角度的调节，角度调节完成后等待疏花疏果作业结束(手动角度调整旋钮的初始位置居中，逆时针转动表明角度调整电动机应正向旋转，旋钮转动角度越大表明角度调整电动机的正向旋转角度越大，顺时针转动则表明角度调整电动机应反向旋转，旋钮转动角度越大则表明角度调整电动机的反向旋转角度越大)。本发明相对于现有技术，具有以下有益效果1、自动对靶探测采用对靶疏花疏果技术，可以进行果树冠形的自动判断和作业角度的自动调节，实现了机械疏花疏果的仿形作业控制，更好地保证了作业工效。2、作业范围广与传统的单刀片横向切割方式不同，本疏花疏果机采用多条胶条同轴旋转以纵向甩击的方式进行疏花疏果作业，柔性的胶条组同轴旋转作业时可以覆盖更大的面积，有利于实现区域化疏花疏果作业。3、设计人性化可伸缩的杆式结构实现了疏花机的作业高度调节，提高了不同果树高度的适用性；采用可以人机交互的操作面板，只要工人按下电源按钮接通电源，疏花疏果电动机便立即工作，并且系统会默认以自动调节的方式进行作业角度的调节，这种“一键式操作”的设计使操作变得非常简单；如超声波对靶作业控制装置不能正常工作，可以按下手动角度调整切换按钮，此时进入手动角度调节模式，通过转动手动角度调整旋钮进行作业角度调节，机具的作业功能保护性非常好。4、作业效率高本疏花疏果机作业范围的扩大化、作业角度智能调节和作业高度的可调性有助于缩短工人劳动时间，大幅降低劳动强度，提高疏花疏果的作业效率。5、果树适用性强通过更换不同直径尺寸的柔性胶条，并且根据果树的栽培特性与作业要求，通过操作面板的疏花疏果电动机转速调节旋钮进行转速调节，就能实现对于不同果树的疏花疏果作业适用性，操作非常方便。
图1是实施例--中疏花疏果机的结构示意图。
图2是实施例--中疏花疏果机的操作面板结构示意图。
图3是实施例--中疏花疏果机的控制机构结构示意图。
图4是实施例--中疏花疏果机的控制机构工作流程示意图。
图5是实施例--中疏花疏果机的控制机构的电路原理图。
图6是实施例--中疏花疏果机的微处理器电路和电源电路原理图
图7是实施例--中疏花疏果机的超声波发射单元的电路原理图8是实施例--中疏花疏果机的超声波接收单元的电路原理图9是实施例--中疏花疏果机的电机驱动电路原理图10是实施例—二中疏花疏果机的角度调节机构的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例一本实施例一种超声波对靶电动疏花疏果机，其结构如图1所示，包括工作架1、转轴17、疏花疏果胶条组16、超声波传感器组15、疏花疏果电动机14、角度调节机构、伸缩杆 13和控制机构10，工作架1为一侧开口的框形结构，工作架1的开口侧设置转轴17，转轴 17上设置疏花疏果胶条组16，转轴17 —端设置疏花疏果电动机14，工作架1上设有超声波传感器组15，角度调节机构和伸缩杆13分别设于工作架1开口侧下方端面上，伸缩杆13 一端与工作架1连接，伸缩杆13另一端为手持端，手持端设置控制机构10。其中，疏花疏果电动机14用于提供转轴旋转的动力，从而带动疏花疏果胶条组旋转并纵向甩击果树花果。疏花疏果胶条组16包括多个平行间隔排列的尼龙胶条，各尼龙胶条与转轴17之间的连接方式为嵌入式或粘贴式；当尼龙胶条与转轴之间的连接方式为嵌入式时，转轴上设有与尼龙胶条对应的多个通孔，各尼龙胶条采用过渡配合的方式嵌入通孔内；当尼龙胶条与转轴之间的连接方式为粘贴式时，各尼龙胶条直接与转轴的表面粘贴固定连接。超声波传感器组15包括2个超声波传感器，2个超声波传感器分别设于工作架开口侧的上下两端面上。超声波传感器组15用于探测工作架的上、下两端与果树植株冠形之间的距离，为控制机构提供角度和距离信息。角度调节机构为电动机-滚珠丝杠螺母机构，包括角度调整拉杆2、滚珠丝杆副3 和角度调整电动机6，角度调整拉杆2两端分别与工作架1和滚珠丝杆副3的螺母固定连接，滚珠丝杆副3的丝杆一端与工作架1固定连接，滚珠丝杆副3的丝杆另一端通过联轴器 4和轴承5与角度调整电动机6连接，角度调整电动机6固定于伸缩杆13上。其中，角度调整拉杆2用于连接工作架1与滚珠丝杠副3的螺母，通过螺母的移动来拉动角度调整拉杆，进而带动工作架相对伸缩杆转动，实现作业角度的调节，同时角度调整拉杆也起到了限制螺母转动和提供螺母移动导向的作用；角度调整电动机6可以正向和反向旋转，用于实现滚珠丝杠副的螺母直线往复运动的调节；联轴器4用于连接滚珠丝杠副的丝杆与角度调整电动机的输出轴；轴承5用于支撑滚珠丝杠副并提供转动幅。伸缩杆13包括相套接的外管和内管，伸缩杆13上还设有固定外管和内管相对伸缩位置用的固定套12 ；伸缩杆13的手持端设有便于工人手持并减少手部振动感用的橡胶套11。伸缩杆用于调节疏花疏果机的作业高度，通过固定套12的旋松与拧紧动作改变伸缩杆长度的方式实现。根据实际需要，伸缩杆13中外管和内管的材料均可为铝合金，外管的管径可为 52mm,内管的管径可为50mm，伸缩杆在工作过程中调节后的长度范围可为1500 2500mm。控制机构10包括控制器、操作面板9和电源线8，操作面板9设于伸缩杆13的手持端表面，手持端的伸缩杆内设置控制器，电源线8与控制器连接并通过插头7外接电源， 根据实际需要，电源线8可采用螺旋状置于伸缩杆13内；如图3或图5所示，控制器内部设有超声波探测电路、微处理器电路、电机驱动电路和电源电路，超声波探测电路、微处理器电路和电机驱动电路依次连接，微处理器电路还与操作面板连接，电机驱动电路的输出端分别与角度调整电动机和疏花疏果电动机连接， 电源电路分别与微处理器电路、超声波探测电路、电机驱动电路、角度调整电动机和疏花疏果电动机连接，电源电路向微处理器电路、超声波探测电路、电机驱动电路、角度调整电动机和疏花疏果电动机提供控制用电源；超声波探测电路包括超声波发射单元和超声波接收单元。如图2所示，操作面板上设有分别与微控制器电路连接的电源按钮18、疏花疏果电动机转速调整旋钮19、手动角度调整旋钮20和手动角度调整切换按钮21 ；其中，电源按钮18用于启动或关闭疏花疏果机的电源，疏花疏果电动机转速调整旋钮19用于调节疏花疏果电动机的转速，以控制疏花疏果胶条组甩击果树的速度，手动角度调整旋钮20用于手动角度调整模式下对角度调整电动机转速的调整，手动角度调整切换按钮21用于选择角度调整电动机处于自动角度调整模式或手动角度调整模式。超声波探测电路中，超声波发射单元包括并联设置的两个发射模块，各发射模块内分别设有驱动叠加子模块，驱动叠加子模块内设有5个反相器，即第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器和第五反相器，其中，第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器两两并联后与第五反相器组成推挽电路。如图7所示，各发射模块原理相同，如位于图中上方的发射模块所示，其中包括五个反相器CMOS芯片组成的驱动叠加子模块，一个三极管、电阻和与非门CMOS芯片组成的驱动放大子模块，一个超声波发射器元件。用于驱动超声波发射器的方波信号由微处理器电路产生，受控于微处理器芯片ATmegaS的PBO管脚信号。PBO管脚的方波信号经与非门CMOS芯片⑶4011驱动、三极管Tl放大与电压匹配后，进入正反信号叠加的五个反相器CMOS芯片⑶4069电路，其中第一反相器U8A、第二反相器U8B和第三反相器U8C、第四反相器U8D两两并联的方式用于提高超声波的发射功率， 第五反相器U8E用于形成推挽电路。超声波发射器元件Txl对应于安装在工作架1上的一个超声波传感器上的发射原件内。超声波探测电路中，超声波接收单元相应包括并联设置的两个接收模块，各接收模块分别包括依次连接的RC滤波子模块、两级交流放大电路子模块、检波子模块和电压比较子模块。如图8所示，各接收模块原理相同，如位于图中上方的接收模块所示，其中包括一个RC滤波子模块、一个两级交流放大电路子模块、一个检波子模块、一个电压比较子模块和一个超声波接收器元件。RC滤波子模块由电容C8和电阻R9组成，用于过滤接收到的超声波中的低频噪音信号。两级交流放大电路子模块由双运放高性能低噪声运算放大器NE5532(本实施例中采用的型号为NE5532AJG)及外围器件搭成的两级交流放大电路， 放大倍数至少要达到1000倍，用于回波信号的波形放大处理。检波子模块包括肖特基二极管D10、Dll和电容C14，用于提取信号中的幅度变化线。电压比较子模块由运算放大器LM358(本实施例中采用的型号为LM358N)及外围器件组成，用于将检波单元输出的信号转变为标准电平跳变信号，经电压比较单元调理后的波形成为方波，送给微处理器芯片 ATmegaS的PB2管脚。超声波接收器元件Rxl对应于安装在工作架1上的一个超声波传感器的接收元件内。微处理器电路包括依次连接的时钟电路单元、微处理器芯片和复位电路单元， 微处理器芯片还分别与超声波发射单元、超声波接收单元、电源电路和电机驱动电路连接。如图6所示，微处理器电路包括一个微处理器芯片ATmegaS (本实施例采用的型号为 ATmega8-16PI)、一个由晶振和电容Cl、C2组成的时钟电路单元、一个由电容C3和电阻Rl 组成的复位电路单元。图中，按钮SWITCH2与电阻R33、微处理器芯片ATmegaS的PD2管脚共同组成外部中断电路，按钮SWITCH2的按键操作对应手动角度调整切换按钮20的按键操作。电源电路内设有开关电压调节器芯片。如图6所示，电源电路包括一个开关电压调节器芯片LM2596 (本实施例采用的型号为LM2596S-5. 0，其内部为降压型电源管理单片集成电路)，一个输入电容C4、一个输出电容C5、一个肖特基二极管DO、一个电感Ll，开关电源电路的设计较简单。电源采用12V的蓄电池电源输入，经电源电路处理后得出5V的电源供微处理器电路、超声波探测电路和电机驱动电路使用。按钮SWITCH1串接在电源电路的 VCC-5V电压输出端和微处理器芯片ATmega8的VCC管脚之间，按钮SWITCH1的通断对应电源按钮18的通断。电机驱动电路包括依次连接的光耦隔离单元、全桥电机驱动芯片和续流二极管单元。如图9所示，电机驱动电路由一个光耦隔离单元、一个全桥电机专用驱动芯片L298(本实施例中采用的型号为L298N)和一个续流二极管单元组成，用于实现疏花疏果电动机14 和角度调整电动机6的驱动控制。接头Pl和P2分别连接角度调整电动机6和疏花疏果电动机14。来自微处理器芯片ATmegaS的PC0、PC1和PC2管脚的信号经光耦隔离单元处理后分别送入芯片L298的INI、IN2和IN3管脚。1附管脚输出的信号用于控制角度调整电动机6的旋转角度大小，IN2管脚输出的信号用于控制所述角度调整电动机6的正反转方向，IN3管脚输出的信号用于控制所述疏花疏果电动机14的转速大小。微处理器芯片ATmegaS 的PC3管脚用于采集角度调整电动机6的旋转角度值信息，用于位置伺服闭环控制。微处理器芯片ATmegaS的PC4管脚用于采集手动角度调整旋钮20的位置信息，用于手动调节模式下的角度调整电动机6的方向和位置伺服控制。微处理器芯片ATmegaS的PC5管脚用于采集疏花疏果电动机14的转速信息，用于转速的闭环控制。本超声波对靶电动疏花疏果机使用时，工人进行果树疏花疏果作业前，根据目标果树的高度，先手动旋松固定套12，改变伸缩杆13中外管和内管的纵向相对位置，确保合适的伸缩杆长度以适应超声波对靶电动疏花疏果机的作业高度需求，然后拧紧固定套12 以固定伸缩杆13的外管和内管，进而实现对超声波对靶电动疏花疏果机的作业高度调节； 然后在操作面板9上进行操作，控制机构接收信号后自动控制疏花疏果机完成疏花疏果作业。其中，控制机构的工作流程如图4所示，具体为微处理器电路判断电源按钮是否被工人按下，如按下则表明电路已接通，于是疏花疏果电动机14启动旋转，带动同轴连接的转轴17旋转，进而带动疏花疏果胶条组16旋转并纵向甩击果树花果(疏花疏果电动机 14的转速可以通过疏花疏果电机转速调整旋钮19进行调节，调节原理则是根据转速与目标花果大小近似正比的关系，并且高转速时的甩击作业效率高。微处理器电路默认是以自动调节作业角度的方式工作，根据超声波传感器组15提供的工作架1与树冠之间的角度和距离信息，自动调整角度调整电动机的旋转方向和旋转角度，然后通过滚珠丝杠副3和角度调整拉杆2改变工作架1与伸缩杆13之间的相对角度，从而实现作业角度的自动调节)。 如检测手动角度调整切换按钮21被按下，说明进入手动角度调整模式，此时根据手动角度调整旋钮20的当前位置进行角度调整电动机6的旋转方向和旋转角度的相应控制，进而实现作业角度的调节，角度调节完成后等待疏花疏果作业结束(手动角度调整旋钮20的初始位置居中，逆时针转动表明角度调整电动机6应正向旋转，旋钮转动角度越大表明角度调整电动机的正向旋转角度越大，顺时针转动则表明角度调整电动机6应反向旋转，旋钮转动角度越大则表明角度调整电动机的反向旋转角度越大)。实施例二本实施例一种超声波对靶电动疏花疏果机，与实施例一相比较，其不同之处在于， 角度调节机构的结构方式不同，如图10所示，角度调节机构为电动机-滑轮组-弹簧机构， 包括弹簧23、滑轮组22、拉绳24和角度调整电动机6，弹簧23两端分别与工作架1和伸缩杆13固定连接，滑轮组22包括两个滑轮，两个滑轮分别设于工作架1和伸缩杆13上，拉绳 24穿过两个滑轮后绕接于角度调整电动机6的转轴上。其中，滑轮组22为省力结构设计，拉绳24穿过与工作架1和伸缩杆13分别连接的两个滑轮，再绕接在角度调整电动机6的转轴上。当角度调整电动机6正向旋转时，带动拉绳24盘绕角度调整电动机6的转轴，进而使得两个滑轮的中心距离缩短，迫使工作架1 前倾，弹簧23克服复位力被拉长，该复位力用于使工作架1回复到初始位置。当角度调整电动机6反向旋转时，弹簧23的复位力迫使工作架1逐渐回位，两个滑轮的中心距离变长。 滑轮组22的力、弹簧23的回复力、伸缩杆13对工作架1的支撑力三者可达到平衡，以保证机具作业的稳定性。本实施例的超声波对靶电动疏花疏果机较实施例一的结构相对简单，重量有所减轻，但其作业稳定性和可靠性有所下降。 如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1.一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，包括工作架、转轴、疏花疏果胶条组、 超声波传感器组、疏花疏果电动机、角度调节机构、伸缩杆和控制机构，工作架为一侧开口的框形结构，工作架的开口侧设置转轴，转轴上设置疏花疏果胶条组，转轴一端设置疏花疏果电动机，工作架上设有超声波传感器组，角度调节机构和伸缩杆分别设于工作架开口侧下方端面上，伸缩杆一端与工作架连接，伸缩杆另一端为手持端，手持端设置控制机构。
2.根据权利要求1所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述疏花疏果胶条组包括多个平行间隔排列的尼龙胶条，各尼龙胶条与转轴之间的连接方式为嵌入式或粘贴式；当尼龙胶条与转轴之间的连接方式为嵌入式时，转轴上设有与尼龙胶条对应的多个通孔，各尼龙胶条采用过渡配合的方式嵌入通孔内；当尼龙胶条与转轴之间的连接方式为粘贴式时，各尼龙胶条直接与转轴的表面粘贴固定连接。
3.根据权利要求1所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述超声波传感器组包括2个超声波传感器，2个超声波传感器分别设于工作架开口侧的上下两端面上。
4.根据权利要求1所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述角度调节机构包括角度调整拉杆、滚珠丝杆副和角度调整电动机，角度调整拉杆两端分别与工作架和滚珠丝杆副的螺母固定连接，滚珠丝杆副的丝杆一端与工作架固定连接，滚珠丝杆副的丝杆另一端通过联轴器和轴承与角度调整电动机连接，角度调整电动机固定于伸缩杆上。
5.根据权利要求1所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述角度调节机构包括弹簧、滑轮组、拉绳和角度调整电动机，弹簧两端分别与工作架和伸缩杆固定连接，滑轮组包括两个滑轮，两个滑轮分别设于工作架和伸缩杆上，拉绳穿过两个滑轮后绕接于角度调整电动机的转轴上。
6.根据权利要求1所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述伸缩杆包括相套接的外管和内管，伸缩杆上还设有固定外管和内管相对伸缩位置用的固定套；伸缩杆的手持端设有便于工人手持并减少手部振动感用的橡胶套。
7.根据权利要求6所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述伸缩杆中， 外管和内管的材料均为铝合金，外管的管径为52mm，内管的管径为50mm，伸缩杆在工作过程中调节后的长度范围为1500 2500mm。
8.根据权利要求1所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述控制机构包括控制器、操作面板和电源线，操作面板设于伸缩杆的手持端表面，手持端的伸缩杆内设置控制器，电源线与控制器连接并通过插头外接电源；控制器内部设有超声波探测电路、微处理器电路、电机驱动电路和电源电路，超声波探测电路、微处理器电路和电机驱动电路依次连接，微处理器电路还与操作面板连接，电机驱动电路的输出端分别与角度调整电动机和疏花疏果电动机连接，电源电路分别与微处理器电路、超声波探测电路、电机驱动电路、角度调整电动机和疏花疏果电动机连接；超声波探测电路包括超声波发射单元和超声波接收单元。
9.根据权利要求8所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述操作面板上设有分别与微控制器电路连接的电源按钮、疏花疏果电动机转速调整旋钮、手动角度调整旋钮和手动角度调整切换按钮。
10.根据权利要求8所述一种超声波对靶电动疏花疏果机，其特征在于，所述超声波探测电路中，超声波发射单元包括并联设置的两个发射模块，各发射模块内分别设有驱动叠加子模块，驱动叠加子模块内设有5个反相器，即第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器和第五反相器，其中，第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器两两并联后与第五反相器组成推挽电路；超声波接收单元相应包括并联设置的两个接收模块，各接收模块分别包括依次连接的RC滤波子模块、两级交流放大电路子模块、检波子模块和电压比较子模块；微处理器电路包括依次连接的时钟电路单元、微处理器芯片和复位电路单元，微处理器芯片还分别与超声波发射单元、超声波接收单元、电源电路和电机驱动电路连接；电源电路内设有开关电压调节器芯片；电机驱动电路包括依次连接的光耦隔离单元、全桥电机驱动芯片和续流二极管单元。
全文摘要
本发明公开一种超声波对靶电动疏花疏果机，包括工作架、转轴、疏花疏果胶条组、超声波传感器组、疏花疏果电动机、角度调节机构、伸缩杆和控制机构，工作架为一侧开口的框形结构，工作架的开口侧设置转轴，转轴上设置疏花疏果胶条组，转轴一端设置疏花疏果电动机，工作架上设有超声波传感器组，角度调节机构和伸缩杆分别设于工作架开口侧下方端面上，伸缩杆一端与工作架连接，伸缩杆另一端为手持端，手持端设置控制机构。本疏花疏果机可实现自动对靶探测，其作业范围广、设计人性化、作业效率高、果树适用性也较强。
文档编号A01G3/037GK102217493SQ20111010332
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者丘建华, 吴慕春, 李君 , 杨洲, 陆华忠 申请人:华南农业大学