一种土壤施药变速注药流量伺服调节系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业机械，尤其涉及一种土壤施药变速注药流量伺服调节系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，土壤施药由于土壤板结阻力、机械转弯减速、以及加油不均等问题引起土壤注药系统需要频繁的变速注药，以确保消除外界干扰，实现地块均匀施药以及变量施药的目的。但是，目前现有技术中还不能很好的实现根据土壤施药变速作业的实际需要进行方便、快速地变速注药。
【发明内容】
[0003](一 )要解决的技术问题
[0004]本发明要解决的技术问题为如何实现根据土壤施药变速作业的实际需要进行方便、快速地变速注药。
[0005]( 二 )技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供一种土壤施药变速注药流量伺服调节系统，其包括:施药预设机构、控制器、脉宽电磁阀、流量传感器及注射栗；所述施药预设机构与控制器连接，所述施药预设机构根据土壤施药变速作业的需求预设施药量；所述控制器根据所预设的施药量产生脉冲信号，并将该脉冲信号发送至所述脉宽电磁阀；所述脉宽电磁阀与注射栗连接，用于控制所述注射栗输出与所预设施药量相同的药液；所述注射栗连接有用于将药液喷射于土壤深层的注射高压管；所述流量传感器设置于注射高压管上，用于实时采集药液流量并反馈给所述控制器。
[0007]其中，所述施药预设机构包括:曲线输入板；所述曲线输入板与控制器连接，用于输入伺服调节曲线并反馈给所述控制器，所述伺服调节曲线与所预设的施药量对应设置。
[0008]其中，所述控制器连接有触摸屏，所述触摸屏内设有存储模块、监视模块及报警模块，所述存储模块用于记录存储所述控制器的运行数据，所述监视模块用于监控所述数据的运行状况，且在运行故障时反馈给所述报警模块。
[0009]其中，所述报警模块包括画面报警子模块和声音报警子模块，所述画面报警子模块用于将警示图案显示于所述触摸屏上，所述声音报警子模块用于将警示声音从所述触摸屏的扬声器发出。
[0010]其中，所述伺服调节曲线的横坐标表示为施药时间，纵坐标表示为药液体积。
[0011]其中，所述施药预设机构包括:叶面指数扫描仪，所述叶面指数扫描仪与控制器连接，用于采集作物的叶片健康指数并反馈至控制器。
[0012]其中，所述施药预设机构包括:地面测速雷达，所述地面测速雷达与控制器连接，用于检测施药时的行进速度并反馈至所述控制器中。
[0013]其中，所述控制器依次通过脉宽继电器、脉宽电磁阀与注射栗连接。
[0014]本发明还提供一种根据所述的土壤施药变速注药流量伺服调节系统进行施药变速调节的方法，其包括如下步骤:
[0015]SI，施药预设机构根据土壤施药变速作业的需求预设施药量，控制器根据所预设的施药量产生脉冲信号，并将该脉冲信号发送至脉宽电磁阀；
[0016]S2，脉宽电磁阀驱使注射栗动作，使注射栗得到经过调制的电流信号，并控制输出与所预设施药量相同的药液；
[0017]S3，注射栗将加压后的定量药液输送至注射高压管中，注射高压管将该药液喷射于土壤的深层；
[0018]S4，通过流量传感器实时采集喷射药液的流量，并反馈给控制器进行伺服调节。
[0019]其中，步骤SI中所述施药预设机构在预设施药量时采用时间曲线法，包括如下步骤:
[0020]S1-1，在曲线输入板上绘制伺服调节曲线，其中，伺服调节曲线的横坐标表示为施药时间，纵坐标表示为药液体积；
[0021]S1-2，控制器读取伺服调节曲线对应的坐标点，并建立相对坐标系矩阵进行运算，从而自动编译出可执行的代码；
[0022]S1-3，控制器根据运算结果将脉冲信号发送至脉宽电磁阀。
[0023]其中，步骤SI中所述施药预设机构在预设施药量时还采用单位面积药量定量法，包括如下步骤:
[0024]S1-1’，施药预设机构读取单位面积设定药量；
[0025]S1-2’，根据药液在不同类型土壤的扩散宽幅计算出预设施药量；
[0026]S1-3’，地面测速雷达检测施药行进速度并反馈至所述控制器进行运算。
[0027]其中，步骤SI中所述施药预设机构在预设施药量时还采用叶面指数判定法，包括如下步骤:
[0028]Sl-1 ”，叶面指数扫描仪采集作物的叶片健康指数；
[0029]S1-2”，叶面指数扫描仪将采集的叶片健康指数发送至控制器；
[0030]S1-3”，控制器运算出预设施药量且产生相对应的脉冲信号。
[0031](三)有益效果
[0032]本发明的上述技术方案具有以下有益效果:
[0033]本发明提供一种土壤施药变速注药流量伺服调节系统，其中的施药预设机构根据土壤施药变速作业的需求预设施药量，同时还提供了多种伺服调节模式:叶面指数判定法、时间曲线法及单位面积药量定量法，通过这些伺服调节模式实现根据土壤施药变速作业的实际需要进行方便、快速地变速注药，利于推广与应用。
【附图说明】
[0034]图1为本发明实施例土壤施药变速注药流量伺服调节系统的结构示意图；
[0035]图2为本发明实施例土壤施药变速注药流量伺服调节方法的原理框图；
[0036]图3为本发明实施例伺服调节曲线的绘制图。
[0037]其中，1:触摸屏；2:通讯电缆；3:控制器；4:传输电缆；5:地面测速雷达；6:控制电缆；7:脉宽继电器；8:电缆；9:注射栗；10:注射高压管；11:流量传感器；12:曲线输入板。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0039]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0040]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0041]实施例一
[0042]如图1所示，本实施例提供一种土壤施药变速注药流量伺服调节系统，其包括:施药预设机构、控制器3、脉宽电磁阀、流量传感器11及注射栗9 ;其中，施药预设机构与控制器3连接，施药预设机构根据土壤施药变速作业的需求预设施药量；控制器3根据所预设的施药量产生脉冲信号，并将该脉冲信号发送至脉宽电磁阀；
[0043]同时，脉宽电磁阀与注射栗9连接，用于控制注射栗9输出与所预设施药量相同的药液，可使注射栗得到经过调制的电流信号，并按照控制器3设定的压力和流量进行运转；而且，该注射栗9还连接有用于将药液喷射于土壤深层的注射高压管10，该注射高压管10可将加压后的定量药液喷入土壤的深层。同时，流量传感器11设置于注射高压管10上，用于实时采集药液流量并反馈给控制器3，从而进行可根据实际情况进行PID的伺服调节。
[0044]值得说明的是，注射栗9的数量并不局限，可根据实际需要灵活设置，例如:注射栗9的数量为多个，且多个注射栗9间隔并排设置。当然，相邻注射栗9之间的距离也可通过调节机构进行调节。
[0045]进一步的，该施药预设机构包括:曲线输入板12 ;曲线输入板12用于输入伺服调节曲线，且将该伺服调节曲线转化为电信号反馈给控制器3。当然，该曲线输入板12还配备有触摸笔，用于绘制曲线。
[0046]具体的，如图2所示，该伺服调节曲线与预设施药量对应设置，可包括A-F六个曲线及任意组合。可以理解的是，A-F六个曲线的输入和自动编译分别代表不同的伺服调节曲线组合。其中，该伺服调节曲线的横坐标表示为施药时间(t)，纵坐标表示为药液体积(V)。实际操作时，最后喷射的药液可以是这六种曲线之间的某几种组合，也可以是其中的一种，实现任意药液的在线变量函数快速复配。
[0047]这些曲线可采用直接绘制，也可以采用起始点和终点外加函数表达式的方式，从而完成非常复杂的伺服调节。
[0048]此外，控制器3还连接有触摸屏1，触摸屏I通过通讯电缆2与控制器3连接。触摸屏I内设有存储模块、监视模块及报警模块，存储模块用于记录存储控制器3内的运行数据，监视模块用于监控控制器3内的数据运行状况，且在数据运行出现故障时反馈给报警丰旲块。
[0049]其中，报警模块包括画面报警子模块和声音报警子模块，画面报警子模块用于将警示图案显示于触摸屏I上，声音报警子模块用于将警示声音从触摸屏I的扬声器发出。当然，这两个子模块具备其一同