一种风送喷雾装备的控制装置的制作方法

本发明属于农业机械电子控制技术领域，尤其涉及一种喷雾装备的控制装置设计。

背景技术：

传统风送式喷雾装备的控制装置主要采用人工控制，即人员随喷雾装备同步作业，装备的行进停止、药液的喷洒等各方面需要人员手动调整。传统的喷雾机控制方式对喷射精度的把控较低，并且造成了人力资源的浪费，在药液喷洒的过程中也会对人身体产生危害。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种风送喷雾装备的控制装置，该装置包括：信息收集模块、主控模块、执行模块、电路保护模块、能源模块。

所述信息收集模块包括：红外对靶传感器、超声波测距传感器、继电器，其中红外对靶传感器用以实时对果树的冠丛进行定位，并将冠丛位置、冠丛的纵横与上下间距信息实时传递至单片机，超声波测距传感器用以实时监测喷雾机与果树的作业距离，并将距离信息实时传递至单片机中，各类传感器输出端与所述主控模块中的单片机相连接；继电器包括固态继电器、热继电器，固态继电器之间相互连接，热继电器位于整个电路中用于保护电路。

所述主控模块即单片机，其作为主控模块通过固态继电器与传感器、舵机组、调速装置以及继电器相连接，通过继电器控制电磁阀的通断，通过舵机驱动器控制舵机的转角，通过控制调速器控制风机的转速。

所述执行模块包括：舵机组、电磁阀、调速装置，其中舵机组包括舵机与舵机驱动器，舵机与喷头绑定安装，其与舵机驱动器相接，舵机驱动器在接收到控制指令后控制舵机转动带动喷头摆动以实现控制喷雾角度，所述电磁阀位于药液喷头处，其输入端与继电器相连接，主要用于控制药液的喷洒与停止，所述调速装置与单片机连接，在接受到电平信号后开启/关闭风机内置电机同时亦可根据控制信号改变风机风速。

所述电路保护模块包括：断路器、热继电器，其中所述断路器与车载电源以及调速装置等相连接，以防喷雾设备空载、过载时间过长引发的电路异常甚至事故，所述热继电器位于线路中主要用于保护电路。

所述能源模块包括：车载蓄电池、辅助电源，其中所述车载蓄电池为调速装置、电磁阀等设备供电，所述辅助电源主要为单片机及传感器等供电。

在整机启动后，各类传感器开始收集果园果树信息并将收集到的信息通过传输线传送至单片机，单片机内部程序识别果树距离，进而通过传输线将相应的控制指令发送至相应的风机、舵机、电磁阀等控制执行端开始作业。

附图内容

图1是喷雾装备的控制装置流程关系示意图，其中：(1)为辅助电源、(2)为热继电器、(3)为红外对靶传感器、(4)为超声波测距传感器、(5)为舵机驱动器、(6)为舵机、(7)为继电器、(8)为电磁阀、(9)调速装置、(10)断路器、(11)车载蓄电池、(12)为风机、(13)为单片机。

图2是单片机与传感器等的接线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图以及实施案例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1是本发明实施案例提供的喷雾装备的控制装置的流程关系示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

本风送喷雾装备的控制装置的配件包括：超声波测距传感器、继电器、单片机、舵机组、电磁阀、断路器、车载蓄电池、辅助电源、调速装置。

整机启动时，如图1所示，超声波测距传感器将车体与果树的距离信息实时传送至单片机，直至实地距离符合单片机内置的适宜距离后，喷雾作业开始，此时红外对靶传感器开始对果树树体进行扫描同时将树体信息传送至单片机，经过延时后单片机将高低电平信号发送至舵机驱动器与风机调速器，最终舵机带动喷头摆动相应角度后固定同时风机启动，经由单片机发出控制指令至固态继电器后传达至电磁阀，电磁阀开启药液开始输送，定量喷雾作业开始，完成定量药液喷雾后，电磁阀关闭，各个部分保持原位等待下个适宜喷放时机，同时超声波测距传感器开始测量下个适宜喷雾距离并重复上述作业过程。

本发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，凡在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种风送喷雾装备的控制装置，整机由信息收集模块、主控模块、执行模块、电路保护模块、能源模块构成，其特征在于：所述信息收集模块包括：红外对靶传感器（3）、超声波测距传感器（4）、固态继电器（7），红外对靶传感器（3）用以实时对果树的冠丛进行定位，并将冠丛位置、冠丛的纵横与上下间距信息实时传递至单片机（13），超声波测距传感器（4）用以实时监测喷雾机与果树的距离并将相关信息传递至单片机（13），固态继电器（7）作为桥梁沟通控制端与被控对象；所述主控模块即单片机（13），单片机（13）作为主控模块与传感器、舵机组、调速装置（9）以及固态继电器（7）等相连接，通过固态继电器（7）控制电磁阀（8）的通断，通过舵机驱动器（5）控制舵机（6）的转角，通过控制调速装置（9）控制风机（12）的转速；所述执行模块包括：舵机组、电磁阀（8）、调速装置（9），舵机组包括舵机（6）与舵机驱动器（5），舵机组与喷雾机的喷头相绑定以实现对喷雾角度的控制，电磁阀（8）与固态继电器（7）相连接，用以控制药液喷洒与停止，调速装置（9）是为了调节风机（12）转速进而控制风场速度；所述电路保护模块包括：断路器（10）、热继电器（2），断路器（10）配给有快速熔断丝连接在电路主控线路中以防止出现电路异常时对整个控制系统造成损伤，热继电器（2）位于线路中主要用于保护电路；所述能源模块包括：车载蓄电池（11）、辅助电源（1），车载蓄电池（11）主要为调速装置（9）、电磁阀（8）等设备供电，所述辅助电源（1）则主要为单片机（13）及传感器等供电。

2.根据权利要求1所述的一种风送喷雾装备的控制装置，其特征还在于所述红外对靶传感器（3）设有多组并安装与喷雾机机身不同位置，通过不同位置收集到的距离差别，对果树树形与冠型进行模拟。

技术总结
本发明的目的在于提供一种风送喷雾装备的控制装置，该装置包括：信息收集模块、主控模块、执行模块、电路保护模块、能源模块，通过控制装置控制整机的作业，在完成对果园果树的信息采集的同时，完成高精度的药液释放。本装备作业时，超声波测距传感器将车体与果树的距离信息实时传送至单片机，直至实地距离符合单片机内置的适宜距离后，喷雾作业开始，此时红外对靶传感器开始对果树树体进行扫描同时将树体信息传送至单片机，经过延时后单片机将高低电平信号发送至舵机驱动器与风机调速器，最终舵机带动喷头摆动相应角度后固定同时风机启动，经由单片机发出控制指令至固态继电器后传达至电磁阀，电磁阀开启药液开始输送，定量喷雾作业开始，完成定量药液喷雾后，电磁阀关闭，各个部分保持原位等待下个适宜喷放时机，同时超声波测距传感器开始测量下个适宜喷雾距离并重复上述作业过程。本发明中提供的控制装置作业效率高，安全性能好，有良好的应用前景。

技术研发人员：胡耀华;徐奕蒙;朱晓文
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2018.11.01
技术公布日：2020.05.08