电子喷洒控制器的制造方法
【专利摘要】一种喷洒设备，适于通过用DC电机提供的液压泵激励并且可选地由可再充电电池或电池阵列供电。根据本发明，电子喷洒控制器配置有联合系统，能够根据可再充电电池的充电状态和/或出口压力/流速来调节控制值，这种联合的结构确保了无需专用于一种或另一种功能的电路之间的电连接。因此，电子喷洒控制器能够按照以下方式控制包括DC电机并由可再充电电池或可再充电电池阵列供电的系统，以同时地组合以下功能：控制喷洒的动作(发起、暂停、断开、压力增加/减小)、监控设备喷洒液体固有的参数(电池电压、电流增加、电流不足、电机两端的电压增加、电机两端的电压的突然减小)、促进人/机接口交流(便于设备操作)以及与设备操作者相关的参数的视觉和听觉表示(剩余电池电力、技术故障的存在、已经发生的技术故障的类型、喷洒工艺压力级别、进行的小时数和喷洒间隔标记/定时器的数字计数)。
【专利说明】
电子喷洒控制器
技术领域
[0001]这些教导涉及本发明的电子喷洒控制器，更具体地涉及一种模块或联合电子组件，用于液体喷洒工艺的各阶段之间的控制、监控和相互作用以及液体喷洒工艺各阶段的标志或液体喷洒工艺状态的表示。
【背景技术】
[0002]本领域普通技术人员知晓存在两种类型的液体喷洒，即电子和手动分配器，所述分配器附接至多种设备(便携和工业的，设计用于向监控水位的设备喷洒特定的化学品)。在一个或多个其他元件中的操作者周期性干涉的帮助下，手动喷洒调节器控制流速/压力，并且保持它们的性能处于所需的级别。电子喷洒调节器可以执行特定的功能，例如通过打开电磁阀开调节流速/压力，调节电机、内燃机的操作，开启和关闭栗浦设备或供应燃料的设备。在这些情况下，电子设备通常执行调节压力或流速的功能和前面没有描述的功能。
[0003]还存在用于监控过程的设备，包括在传感器的帮助下阐述技术错误。然而，这些是与流量/压力调制器分离的元件。
[0004]通常来说，用于喷洒液体的设备(例如，在喷洒除草剂或杀菌剂的农用设备)不包括电子控制。在配备有电子控制的情况下，这种控制装置只在喷洒期间调节材料的压力/流量，而不会进行反馈，也就是说不能根据出口的大小来进行流量/压力调节。此外，它们并不具有对喷洒模式、技术错误的存在进行表示或者监控电子参数的视觉或听觉信号。
[0005]此外，本领域的技术人员知晓:为了正确、安全并有效的使用用于喷洒液体的设备，必须遵守与使用模式和模式控制有关的最小推荐。当前，当使用电子驱动喷洒的设备时，用户通过压力计(在可能的情况下)来调节操作压力，并且在一些情况下，可以通过网络的简单可视评估、喷淋器的喷嘴尺寸或电力来确定设备的工作压力。应该理解的是，这种形式的压力调节相当不精确，可能导致农药药剂的剂量过度或不足，并且喷洒非常不均匀并且质量较差。
[0006]因此，假设不存在用于设置喷洒的补偿和速度的机制，或者具有工作延迟功能，实际上获得的结果是用于喷洒液体的不均匀填充以及不精确的剂量。
[0007]类似的，因为没有有效的方法来确定电池电量，操作者难以确定喷洒器的电池寿命。为了确保喷洒器的自动操作，人们不得不经常对仅部分放电的电池重新充电，当然也减小了电池的操作寿命。
[0008]最后，考虑到此时使用的电子调节器中的功能是不统一的，它们不能依赖于电池的电荷状态来平衡压力喷洒，并且当电池放电时(使用正常模式的液体喷洒器)，出口压力降低，这减小了流速并且影响了流量，使得喷洒开始和喷洒结束时的量变得不同。这种缺点导致了不均匀地喷洒液体，并且喷洒质量变低。
[0009]缺乏调节器的联合控制的另一个缺点在于:如果存在两个不统一的功能，例如流量/压力控制功能和用于控制操作的电子驱动元件的功能，它们通过电线或其他连接相连。这使设备本身更复杂，并且增加了成本，然而这种设备在很大程度上会出故障。
[0010]没有监控和控制上述参数并没有排除人、动物和植物在短期内中毒以及中长期对于人类健康和环境的风险的可能性。此外，不能根据预定的剂量来执行点喷洒。因此，失去了交替地使用喷洒器的机会。最后，人们应该考虑喷洒操作的效率损失、设备安装的成本增加(因为需要使用电线和连接)以及喷洒器的服务寿命的减小。
【发明内容】
[0011]因此，本研究的目的之一是为了提供一种电子喷洒控制器，所述电子喷洒控制器将清楚地表示出电池电量的不同级别;操作压力的不同级别;技术故障，包括短路、过电压、液压栗上过载的欠电压；以及将所有信息送到单个接口，并且这种接口应该识别所述操作；通过视觉和听觉信号对于技术故障警报;具有考虑电池电量来电子控制喷洒压力的功能以便利用声音来表示操作节奏，具有延迟功能，并且具有在必要时增加功能的可能性。
[0012]本发明的另一个目的是提供一种电子喷洒调节器，所述电子喷洒调节器利用人机接口对电子参数、错误和故障(音频和可视地，包括节奏符号)的所有控制和监控功能进行组合。
[0013]这些和其他目的和优势是提供本发明的电子喷洒调节器来实现的，所述电子喷洒调节器可以附接至喷洒设备，通过配备有由可再充电或不可再充电的直流供电电池或电池组供电的电机的液压栗来激励。根据本发明，电子喷洒控制器配备有联合系统，所述联合系统能够根据可再充电电池的电量和/或压力/输出流量来调节受控指示器，从而不需要电路内负责具体功能的电子连接的联合化。因此，电子喷洒调节器控制喷洒系统，所述喷洒系统包括DC电机以及利用可再充电电池或可再充电电池组的电源，所述电子喷洒调节器同时对以下特性进行组合:控制喷洒工艺(开始、暂停、停止、增加/降低压力)，监控执行液体喷洒的设备固有的电子参数(电池电压、电流的增大、电流减小、电机电压的增大、电机电压的突然减小)，提供人机接口(便于设备的使用)，以及对于设备操作者的重要参数的音频和视频显示(电池电量级别、技术故障的有效性、技术故障、技术故障的类型、喷洒期间的压力级另IJ、数字操作时间计数以及喷洒速率/元素的指示器，允许延迟)。
【具体实施方式】
[0014]下面将参考以下附图描述本发明，以下附图描述了电子喷洒调节器的电子部件块，所述电子喷洒调节器包括系统间连接。
[0015]根据所述附图，作为研究对象的电子喷洒调节器(图中表示为I)被示出为电子单元，所述电子单元由交互模块、监控/调度单元组成，用于喷洒工艺的控制和管理。
[0016]确定电子调节器(I)的这种电子模块配置有电源，换句话说能量蓄能器(9)，其与初级或次级电源的电池相对应，所述初级或次级电源的电压和其他特性与由这种电池供电的系统相一致。用户使用依次与接口模块(3)相关联的控制面板(2)来操作调节器(I)，所述接口模块的功能是将操作者的命令转换为电信号。按照这种方式处理信号，使得所述信号的电压电平和电流电平适合于数据处理设备(4)的典型电压和电流，所述数据处理设备(4)接收这些信号，用于对可能噪声进行模拟或数字滤波。这种数字处理设备(4)是具有可编程逻辑功能的调节设备，所述可编程逻辑可以进行也可以不进行半导体本质的重新编程。与喷洒有关的所有控制算法和信令命令与预编程的配置一起编程并且设置在数据处理设备(4)上。电池监控模块(7)用于使电池信号成为所要求的参数，包括模拟或数字噪声，并且用于电池(9)和数据处理设备(4)之间的连接。
[0017]基于电池监控模块(7)识别的信息，数据处理设备(4)确定电池(9)的状态，将相应的信息传递至信号模块(5)，所述信号模块(5)用于将电信号转换为通过操作者接口模块
(3)可视化的光、声音或图形信号。同时地，基于操作者(2)的指令并且依赖于利用数据处理设备(4)计算的电量，通过从数据处理设备(4)实时地接收诸如频率和操作周期之类的数据并且激励FET电机(8)(电子DC)的电机控制模块(6)来限定和要求所述参数，通过电池(9)来供电。
[0018]电机(11)的监控器可以确定和提供与电子DC电机(8)的旋转有关的信息，并且可以实时地检测任意喷洒点处这种DC电机(8)的电流、电力和/或扭矩。
[0019]电机(11)的监控器模块是一种电路系统，包括利用或不利用旋转传感器、利用或不利用电流传感器的模拟和数字功能，并且可以与数据处理设备(4)直接相连。根据操作者(2)的命令，基于在DC电机(8)中设置的扭矩和电力来激励液压系统(10)，并且这依赖于流速或喷洒压力。
[0020]液压系统包括管道、软管和用于喷洒的某个喷嘴以及具有活塞或其他隔膜的离心蠕动类型的栗。
[0021 ]从功能性的观点，可以将电子喷洒调节器描述如下:
[0022]操作者(2)的命令涉及电子调节器(I)的开启、压力增加、压力减小、材料流量的减小、同步器开启和节奏指数、同步器节奏的改变、同步器和节奏指示器关闭，并且它们包括可以将来添加至电子模块的命令。
[0023]将操作者(2)规定的命令在要求或不要求直接接触的按钮、电容性系统、电阻性系统和其他装置的帮助下传输至电子喷洒调节器，例如使用射频、光学装置或类似装置的数据传输。
[0024]接口装置(3)包括用户友好的图形界面以及用于从操作者(2)接收命令的机制。图形界面包含就材料流量、压力或电池电量(9)而言与喷洒设备的当前状态有关的信息，还包括警报灯光、图形和/或其他可视通信方法。此外，图形界面具有一种或多种机制来接收操作者(2)的命令。这些接收机制可以是光学、射频、接触式、电感性、电容性、耐熔的或任意其他特性的。
[0025]用于数据处理设备(4)的模块具有一个或多个集成的半导体电路，包括可重写和恒定的存储器，以便基于预先编程的数据和指令来执行计算和判定功能。在数据处理设备
(4)中包括的集成电路中，存在一个用于激活延迟的电路，并且其他电路允许将模拟转换为数字并且将数字转换为模拟，数据处理设备(4)基于操作者(2)的命令来限定DC电机控制参数(8)和速率音频指示器的参数。数据处理设备(4)基于电池参数监控(9)来恒定调节DC电机激活(8)的操作周期和频率，可以使用电池监控器(7)并且通过来自电机(11)的监控器的信息来执行电池参数监控。因此，液压系统(I O)的特性保持恒定，与电池充电状态(9)无关地保持DC电机速度(8)恒定。另外，基于电机监控器(11)的读数，数据处理设备(4)使用信号模块(5)来确定短路事件、引擎轴的停止以及过电压信号。
[0026]信号模块(5)包括模拟、数字或混合性质的系统，包括图形控制功能、具有视觉或听觉警报的功能。信号模块包括通信信道，电连接至并行操作的接口模块(3)和数据处理单J L ο
[0027]电机控制模块(6)用于信号的控制和管理，所述信号来自数据处理设备(4)，并且使所述信号符合DC电机(8)的压力和电流电平。该模块包括依赖于液压系统(10)的性质而具有与旋转方向有关的反向电流的电力系统，以及保护过电压、过电流和/或短路的附加系统。
[0028]电池监控单元(7)用于监控电池参数(9)。在所述系统中，电池监控器(7)包括的是信令调节和信令获取系统。将这种模块的特性与电池(9)的特定特性进行比较。
[0029]DC电机(8)是具有电刷的DC电极，包括串行、并行或永磁体电力。DC电机(8)不需要任何传感器和电流转换器、扭矩和匝。DC电机轴(8)直接地或者通过机械还原来驱动包括在液压系统(1)中的液压栗。
[0030]电池(9)是第一种类型(可再充电)或第二种类型(非可再充电)的DC系统中的电能量源，并且其组分(NiCd、NiMH、锂离子、锂-聚合物铅酸等等)可以改变;重要的是电压和电流电平应当基于模块(6)和(7)。
[0031 ] 液压系统(10)包括软管、阀门、主管(registrars)、用于喷洒开口的液压连接或喷嘴以及由DC电机(8)驱动的液压栗。基于扭矩和匝数，由DC电机(8)驱动的液压系统(10)根据操作者(2)的命令产生液压力。通过喷嘴或喷洒开口的选择来确定材料的压力/流速比。喷嘴或喷洒开口可以是完全锥体、空锥体、网格或连续喷射式。以人们想要如何使用液压系统(10)为中心来选择喷洒喷嘴。从填充有想要喷洒的液体的箱体来执行液压栗供应。
[0032]电子调节器(I)的使用示例
[0033]A.喷洒设备的操作者，例如在施加除草剂或杀虫剂时，需要在种植有诸如马铃薯之类任意农作物的较大区域中喷洒化学制品。这种情况下，针对这种养殖业和特定的化学制品来选择喷嘴。操作者在电子调节器的操作中的干涉被限于初始命令。将这种操作者(2)的命令发送至接口单元(3)，并且传输至数据处理设备(4)。这种单元将操作者(2)的命令解释为用于开启喷洒设备的信号。执行所述命令，并且所述设备进入就绪状态，将电机的工作保持处于预编程的最小速度。此时，引擎电机模块读取规定了电池电量级别(9)的信息。因此，数据处理设备(4)确定应该将哪种信号模块(5)示出给操作者。例如，数据处理设备示出了电池只充电了80%。
[0034](B)假设喷洒器开启，操作者开始工作，并且注意到压力已经下降到小于相关指示器。利用传输至接口模块(3)的操作者(2)的新命令，数据处理设备(4)加速提供给电机控制单元(6)的控制信号的操作周期或频率。这种模块启动了电机(8)以便重新增加匝数。结果，在系统的输出处存在液压压力的新参数。
[0035](C)以全容量下开启的喷洒工作，例如操作者想要在喷洒器的移动过程中包括某个节奏，以便更加均匀地分布所需的化学制品。操作者(2)规定了如上所述的命令，并且数据处理设备(4)对所述命令进行解释。信号模块(5)接收命令以使得操作能够听见声音信号。每一个新的声音信号告诉操作者他必须向前移动。假设定时器开启，操作者可以总是按照某个预定的速度移动。如果需要设置定时器，施加相应的命令并且增加或减小蜂鸣声之间的时间间隔就足够了，增加或减少了喷洒器的移动速度。
[0036](D)在3小时中，电池电量为最大值的30%。如果材料的压力和流量是恒定的，数据处理设备(4)支持与喷洒操作开始时相同级别的电机匝数，而与电池电量(9)的剩余电平无关。
[0037](E)例如，一些外部物体撞击液压系统(10)的液压栗导致栗的停机。电机监控器
(11)检测电机上的过载。在数据处理设备(4)的算法的帮助下确认存在问题之后，该设备通过电机控制模块(6)禁用DC电机(8)，以便防止对于设备的损坏并且将对于操作者的风险最小化。与此同时，数据处理设备(4)确定需要通过信号模块(5)和接口模块(3)向操作者通知问题。
[0038]通过提醒注意的电子调节器，可以实现化学制品和其他施加液体的低消耗，更好地控制喷洒的压力和均匀性。人们也可以容易地计划自己的喷洒过程，具有独立的设备操作模式。还更加易于检测技术故障，减小备用件的维护和替换次数，还可以确定化学品的剂量，包括操作节奏的功能。
【主权项】
1.一种电子喷洒控制器，所述电子喷洒控制器附接至喷洒设备，通过配备有由直流供电的可再充电或不可再充电的电池或电池组的液压栗来驱动，其特征在于，所述电子喷洒控制器(I)是由接口的辅助单元形成的电子模块，监控/监视、管理和控制喷洒工艺;所述电子喷洒控制器(I)配备有电源，所述电源是指其特性与由电源馈电的系统兼容的能量蓄能器(9);电子喷洒控制器由操作者使用控制面板(2)来控制，所述控制面板进而与接口模块(3)相连，所述接口用于将由操作者发出的命令转换为适于数据处理设备(4)处理的电信号；电子喷洒控制器还配备有电池监控模块(7)，用于适配电池信号，包括对模拟和数字信号的滤波，并且用于电池(9)和数据处理设备(4)之间的连接;使用由电池监控模块(7)确定的信息，数据处理设备(4)确定电池电量(9)的级别，将对应的信息传递至信号模块(5)，所述信号模块(5)用于通过操作者接口模块(3)将电信号转换为可视的光、声音或图形信号；同时地，基于操作者(2)的指令并且依赖于利用数据处理设备(4)计算的电量，通过从数据处理设备(4)实时地接收诸如频率和操作周期之类的数据并且激励DC电机(8)的电机控制模块(6)来限定和要求参数，DC电机(8)由电池(9)来供电；其中电机监控器(11)检测和可视化DC电机(8)的旋转参数，并且实时地在任意喷洒点检测所述DC电机(8)的电流强度、电功率和/或机电扭矩;其中电机监控器(11)利用或不利用旋转传感器、利用或不利用电流传感器来监控多个电子系统，包括模拟和数字功能，所述电子系统与数据处理设备(4)直接相连，以便根据DC电机(8)的扭矩、匝数和电功率以及根据操作者(2)的命令来激励液压系统(10)，所述操作者的命令导致了喷洒处材料的压力和流速。2.根据权利要求1所述的电子喷洒控制器，其特征在于，电力电池(9)是可再充电或不可再充电电池，电力电池(9)的电压和其他特性与由所述电池馈电的系统一致。3.根据权利要求1所述的电子喷洒控制器，其特征在于，通过接口模块(3)转换的电信号的电压和电流电平与数据处理设备(4)的标准电平相对应，所述数据处理设备(4)接收这种信号、滤除噪声并且进行数模转换。4.根据权利要求1所述的电子喷洒控制器，其特征在于，所述数据处理设备(4)控制半导体本质的功能、可编程逻辑，所述可编程逻辑是可重新编程或不可重新编程的；其中将喷洒工艺所有的控制、管理和警报算法与预定配置一起编程到所述数据处理设备(4)中。5.根据权利要求1所述的电子喷洒控制器，其特征在于，所述液压系统(10)示出专用选定管道、用于喷洒的软管和喷嘴以及具有活塞或其他隔膜的离心蠕动类型的栗。
【文档编号】B05B12/02GK106030436SQ201480075727
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年10月24日
【发明人】法比奥·阿帕雷西多·佩雷拉多雷斯, 鲁道夫·卡斯塔尼奥·费尔南德斯, 马可·安东尼·阿兰特斯·埃斯特伟斯, 卡洛斯·丹尼尔·华生
【申请人】喷气式农业机械公司