植株扶直控制器的制作方法

本实用新型涉及一种农业智能设备，尤其涉及一种植株扶直控制器。

背景技术：

枝杆产品类植株的枝杆的笔直程度将决定枝干产品的价值，但是枝杆类产品在生长过程中，会受到相风力、土壤左右松紧度的影响而使植株在生长过程中发生倾斜，从而造成植株张歪，传统的采用铁丝固定控制植株的生长，由于左右铁丝的力度不均衡，很容易造成植株倾斜，同时由于铁丝在植株生长过程中始终处于一种绷紧状态，因此会造成铁丝损坏而经常需要更换，这样既费时费力，又会造成成本浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的：提供一种低成本左右均衡拉力监测的植株扶直控制器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种植株扶直控制器，包括倾斜度传感器、金属拉丝拉力杆、微型测力校偏器、校准控制器和射频远程数据模块，所述的倾斜度传感器竖直固定在植株枝杆上，所述的金属拉丝拉力杆设置在植株的一侧，并且通过金属拉力丝和微型测力校偏器连接在植株的校偏套环上，所述的校准控制器通过外部接口数据线分别连接到倾斜度传感器、金属拉丝拉力杆、微型测力校偏器和射频远程数据模块。

上述的植株扶直控制器，其中，所述的倾斜度传感器采用了正负30度量程的数字输出双轴倾角传感器bws2000，所述的倾斜度传感器采用ttl数字串口输出倾角度数值。

上述的植株扶直控制器，其中，所述的金属拉丝拉力杆内部设置了步进电机拉力模块，所述的步进电机拉力模块控制接口为enb接口、pua接口和dir接口。

上述的植株扶直控制器，其中，所述的微型测力校偏器内部包括了微型螺杆拉压式测力ftc-h33传感器和输出信号放大器，所述的输出信号放大器采用了数值放大芯片ad8038。

上述的植株扶直控制器，其中，所述的校准控制器采用了微机控制器芯片w79l632a。

上述的植株扶直控制器，其中，所述的射频远程数据模块包括了射频数据收发一体化传输芯片rtl8225和射频天线电路。

本实用新型通过检测植株枝杆的偏斜度是否超标，并且实时采取对应的辅直控制，从而能够保证植株枝杆的笔直生长，从而大大提高植株枝杆的经济价值。本实用新型成本低、智能化检测程度高，因此具有较高的实用性。

附图说明

图1是本实用新型植株扶直控制器的结构图。

图2是本实用新型植株扶直控制器的工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见图1和图2所示，一种植株扶直控制器，包括倾斜度传感器1、金属拉丝拉力杆2、微型测力校偏器3、校准控制器4和射频远程数据模块5，所述的倾斜度传感器1竖直固定在植株枝杆上，所述的金属拉丝拉力杆2设置在植株的一侧，并且通过金属拉力丝6和微型测力校偏器3连接在植株的校偏套环7上，所述的校准控制器4通过外部接口数据线分别连接到倾斜度传感器1、金属拉丝拉力杆2、微型测力校偏器3和射频远程数据模块5。

所述的倾斜度传感器1采用了正负30度量程的数字输出双轴倾角传感器bws2000，所述的倾斜度传感器1采用ttl数字串口输出倾角度数值。

所述的金属拉丝拉力杆2内部设置了步进电机拉力模块8，所述的步进电机拉力模块8控制接口为enb接口、pua接口和dir接口。enb接口用于使能步进电机拉力模块8启动拉力，pua接口用于控制步进电机拉力模块8的旋转角度，dir接口用于控制步进电机拉力模块8的旋转方向。

所述的微型测力校偏器3内部包括了微型螺杆拉压式测力ftc-h33传感器9和输出信号放大器10，所述的输出信号放大器10采用了数值放大芯片ad8038。所述的微型测力校偏器3将拉力数值转换成微电压数值，并且通过输出信号放大器10放大后接入到校准控制器4的adc接口进行模拟数字转换。

所述的校准控制器4采用了微机控制器芯片w79l632a。

所述的射频远程数据模块5包括了射频数据收发一体化传输芯片rtl8225和射频天线电路。

通过两个倾斜度传感器1竖直安装在植株枝杆上，一个用于检测植株枝杆左、右方向的倾斜角度数值，另外一个用于检测植株枝杆前后方向的倾斜角度数值，并且通过ttl串口实时将倾斜角度数值输出到校准控制器4，校准控制器4内部设定了植株枝杆倾斜的角度允许范围，当校准控制器4通过ttl串口采集的植株枝杆倾斜角度数值处于角度允许范围内时，代表当前植株枝杆倾斜角度正常，不用进行辅助调整，而当校准控制器4通过ttl串口采集的植株枝杆倾斜角度数值超出了角度允许范围时，代表当前植株枝杆生长发生了较大倾斜，如果是通过左右方向倾斜度传感器1检测出的倾斜角度数值，当输出的角度数值为正值，代表植株枝杆发生了向右倾斜，如果输出的角度数值为负值，代表植株枝杆发生了向左倾斜，当植株枝杆向右倾斜时，校准控制器4会通过gpio接口发送高电平信号、高电平信号和脉冲信号到植株左侧的金属拉丝拉力杆2内部的步进电机拉力模块8的enb接口、dir接口和pua接口，以控制左侧的步进电机拉力模块8的旋转轴旋转一定角度拉紧金属拉力丝6，从而对植株枝杆施加一定向左的拉力，从而实现对植株枝杆的向左辅助调节操作，以使植株枝杆的倾斜角度回到角度允许范围内，当校准控制器4通过左右方向倾斜度传感器1检测到植株枝杆的倾斜角度恢复到角度允许范围内时，代表当前植株枝杆向左辅助辅直完成，于是校准控制器4会通过gpio接口发送低电平信号到植株左侧的金属拉丝拉力杆2内部的步进电机拉力模块8的enb接口，从而非使能步进电机拉力模块8以撤销向左的辅直拉力；当输出的角度数值为负值，代表植株枝杆发生了向左倾斜，此时校准控制器4会控制对植株施加向右的辅助拉力，并且在植株倾斜角度恢复到角度允许范围内时撤销该拉力，通过对上述左右方向倾斜度传感器1的角度检测和辅助控制，从而能够实现对植株枝杆的左右辅直操作。

如果是通过前后方向倾斜度传感器1检测出的倾斜角度数值超出了角度允许范围时，代表植株枝杆在前、后方向倾斜超标，正值代表向后倾斜、负值代表向前倾斜，此时无论前后方向倾斜度传感器1输出的角度数值为正值还是负值，校准控制器4会通过gpio接口分别发送高电平信号、高电平信号和脉冲信号到植株左侧和右侧的金属拉丝拉力杆2内部的步进电机拉力模块8的enb接口、dir接口和pua接口，以控制左侧和右侧的步进电机拉力模块8的旋转轴旋转相同的角度拉紧金属拉力丝6，从而对植株枝杆左、右方向同时施加一定的拉力，同时为了使植株枝杆两端的拉力平衡，校准控制器4会通过两路adc接口分别采集左、右微型测力校偏器3输出的拉力-电压变送数值，并且将转换得数字电压数值换算成拉力数值，校准控制器4通过调节控制左、右侧的步进电机拉力模块8的旋转轴旋转拉紧金属拉力丝6的力度，从而使校准控制器4通过两路adc接口分别采集的左、右微型测力校偏器3的拉力数值相等，无论植株枝杆是向前还是向后倾斜，通过左、右方向上同时施加相等的拉力，能够使向前或是向后倾斜的植株枝杆受到反向的恢复力的作用，从而实现苗木枝杆在左右两端的辅助拉力作用下，倾斜角度能够恢复到角度允许范围内，当校准控制器4通过前后方向倾斜度传感器1检测到植株枝杆的倾斜角度恢复到角度允许范围内时，代表当前植株枝杆向前、后方向的辅助辅直完成，于是校准控制器4会通过gpio接口分别发送低电平信号到植株左侧和右侧的金属拉丝拉力杆2内部的步进电机拉力模块8的enb接口，从而非使能步进电机拉力模块8以撤销向左和向右的辅直拉力。校准控制器4通过两个倾斜度传感器1所实时检测的植株枝杆的倾斜角度数值会通过spi接口同步传输到射频远程数据模块5，射频远程数据模块5将实时的植株枝杆倾斜角度数值无线远程发送到监控中心，种植人员通过监控中心就能够实时掌握植株枝杆在生长过程中在前后左右四个方向的实时倾斜角度并且能够在植株枝杆发生异常倾斜时及时采取有效的措施。

本实用新型虽然只检测了前后左右四个方向，但是其他方向的角度数值都可以通过两个倾斜度传感器1检测到，因为其他方向植株枝杆的倾斜角度都会在前后左右四个方向上产生分量，因此通过检测两个倾斜度传感器1的倾斜角度数值，同样可以实现对植株枝杆其他方向上发生倾斜情况的有效检测。

本实用新型通过检测植株枝杆的偏斜度是否超标，并且实时采取对应的辅直控制，从而能够保证植株枝杆的笔直生长，从而大大提高植株枝杆的经济价值。本实用新型成本低、智能化检测程度高，因此具有较高的实用性。