植保机器人喷洒分散控制系统的制作方法

本实用新型属于一种植保机器人喷洒分散控制系统，特别适合于葡萄园生长周期内的喷药植保作业。

背景技术：

我国的农作物产量和种植面积均居世界第一。同样拥有大量的葡萄种植，葡萄在一年中的生长期内要喷施农药多次，除草、除虫以及防病害等药物都需要打药机进行作业。而传统的打药机要么是在工作之前人为开启开始喷洒，要么是在工作之后人为开启开始喷洒，很难做到遇到葡萄架时立即开启开始喷洒。因此，会造成因喷洒过早而浪费药液，或因喷洒不及时而造成的漏喷问题。

在植保作业中，打药机在工作到地头时，需要调转喷洒另一行时，无法及时关掉喷洒系统，或者需要单侧喷洒时，也无法做到及时关掉不需工作的那一侧的喷洒系统，造成浪费药液、浪费能源的问题。

技术实现要素：

本实用新型技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种精度高、喷洒均匀、不会出现漏喷和浪费药液的一种植保机器人定量分散喷洒控制系统。定量分散喷洒控制系统，只需要人为调节好开关阀的开度，固定喷洒量，然后根据主控制器得到的检测数据，处理后输出给分控制器，通过继电器的闭合，控制电动隔膜泵、摆动减速电机、风机的启停，可实现两通道药泵独立可控，两侧风机独立可控。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：一种植保机器人喷洒分散控制系统 ，其特征在于，所述的喷洒分散控制系统包括主控制系统和分控制系统；所述的主控制系统包括主控制器、转速编码器、超声波距离传感器和红外传感器，用以测量机器人启停、车体两侧是否都有葡萄架以及路面状况信息，并进行实时控制；所述的分控制系统包括分控制器、左喷洒系统、左风送系统、右喷洒系统、右风送系统以及机械臂控制系统。

所述的左喷洒系统包括药液箱，药液箱通过管道依次连接过滤器、开关阀、左电动隔膜泵、左喷头组，其主要功能是净化分散喷出药液，并将药液雾化喷出，而喷出药量的多少可通过开关阀手动调节；所述的左风送系统包括左风机组和左风机罩组，其作用一方面是从风机吹出的高速气流将喷头雾化的雾滴进行二次雾化形成更细小均匀的雾滴；另一方面是强大的气流将二次雾化的雾滴吹向作物，由于气流的吹动作用，葡萄的枝叶不停地翻动，使得葡萄的叶背、叶面、都可均匀地覆盖上雾滴；所述的右喷洒系统包括药液箱，药液箱通过管道依次连接过滤器、开关阀、右电动隔膜泵、右喷头组；所述的右风送系统包括右风机组和右风机罩组。

所述的机械臂控制系统包括摆动减速电机，摆动减速电机通过单曲柄双滑块机构带动机械臂上下往复移动，其作用是使喷洒更均匀，覆盖无盲区。

所述的植保机器人喷洒分散控制系统，其特征在于，所述的开关阀是通过人为调节，在机器人启动前就将开关阀的阀门开度调节好，实现定量喷洒；所述的电动隔膜泵通过分控制器控制继电器，进而控制电动隔膜泵的启停；所述的风机通过分控制器控制继电器，进而控制风机启停；所述的风机通过分控制器控制继电器，进而控制风机启停；所述的摆动减速电机，通过分控制器控制继电器，进而控制摆动减速电机的启停。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下突出的优点：

1、人为调节开关阀，定量喷洒；

2、实时检测控制，无漏喷、多喷现象；

3、节约能源；

4、药泵、风机独立可控；

5、模块化设计，便于维修和更换。

附图说明

图1是本实用新型的结构组成框图；

图2是本实用新型的主控制器的检测模块框图；

图3是本实用新型的控制原理图；

图4是本实用新型控制系统流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型从药液箱通过药液管依次连接过滤器、开关阀、电动隔膜泵、喷头组；所述的喷头组和风机组都固定在机械臂上，而机械臂是由摆动减速电机通过单曲柄双滑块机构带动的。

如图2、3所示，所述的主控制器和分控制器均采用意法半导体生产的STM32F103系列的单片机，选用该单片机的主要原因有3点：1）它包含了一个增强型CAN总线通讯模块，支持最高1 MB/s的数据传输速率，且拥有8个发送或接受缓冲区寄存器；2）配备了增强型串行通讯接口，可与遥控器或上位机保持数据传输功能；3）具有多路PWM输出引脚，可实现8位分辨率的占空比调整功能，从而达到控制精确喷洒的目的。所述的定量分散喷洒控制系统包括主控制系统和分控制系统；所述的主控制系统包括主控制器、转速编码器、超声波距离传感器和红外传感器，用以测量机器人启停、车体两侧是否都有葡萄架以及路面状况信息，并通过CAN总线传给主控制器；所述主控制器通过相关算法和数据处理模型对原始数据进行处理后，输出控制信号到分控制器，进而通过控制继电器控制风机、电动隔膜泵、摆动减速电机的启停，当检测到葡萄架时就启动开始工作，当检测到无葡萄架时就自动停止，从而实现摆动分散喷洒。

所述的开关阀是通过人为调节，在机器人启动前就将开关阀的阀门开度调节好，实现定量喷洒。

如图4所示，所述的控制系统上电复位后，系统进行初始化，初始化过程主要包括：CAN总线初始化、单片机I/O口及喷洒控制程序初始化。初始化结束后，主控制器获得检测的初始数据，通过相关算法和数据处理模型对原始数据进行处理后，输出控制信号到分控制器，分控制器通过相应的喷洒单元子程序，做出相应的调整，实现精确喷洒。

需要说明的是，该实用新型的特定实施方案已经进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。