專利名稱：一種噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)植保機(jī)械，涉及施藥器具，具體涉及ー種噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
在果園管理作業(yè)中病蟲(chóng)害的防治是最費(fèi)エ時(shí)、又非常重要的作業(yè)項(xiàng)目，同時(shí)也是技術(shù)上非常不成熟的環(huán)節(jié)。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，果樹(shù)一年的生長(zhǎng)期內(nèi)要噴施農(nóng)藥8 16次之多，噴灑農(nóng)藥后有50% 70%的農(nóng)藥降落在土壌和周圍環(huán)境中，造成嚴(yán)重的污染。其次，農(nóng)藥過(guò)量使用，會(huì)導(dǎo)致作物的大面積中毒，甚至造成全面減產(chǎn)。提高農(nóng)藥的有效利用率，減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)，研發(fā)變量噴霧施藥機(jī)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段。在變量噴霧施藥機(jī)的研發(fā)過(guò)程中，變量噴霧測(cè)試臺(tái)有著至關(guān)重要的作用，利用變量噴霧測(cè)試臺(tái)進(jìn)行前期的測(cè)試工作， 優(yōu)化噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)，為后續(xù)的研發(fā)過(guò)程提供理論依據(jù)和參數(shù)保證。當(dāng)前的變量噴霧測(cè)試臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳感器種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)不能高密度存儲(chǔ)和傳送，自動(dòng)化智能化程度較低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，采用速度傳感器、流量傳感器、壓カ傳感器同時(shí)檢測(cè)，由信號(hào)采集系統(tǒng)采集傳感器的信息進(jìn)行存儲(chǔ)并傳送，由噴霧控制系統(tǒng)并可以根據(jù)傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電磁閥和電動(dòng)球閥，實(shí)現(xiàn)噴頭分布可調(diào)和藥液回收測(cè)量裝置的自動(dòng)化，綜合整體提高測(cè)試臺(tái)的測(cè)試精度，便于變量噴霧施藥機(jī)的研發(fā)，從而提高農(nóng)藥的利用率，減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)人和牲畜的危害，降低農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置有藥液箱11，藥液箱11通過(guò)進(jìn)藥管道17接噴射泵19的入ロ，噴射泵19接交流電機(jī)21，噴射泵19的出ロ通過(guò)主管道14接回流管道8和噴藥管道2，回流管道8接至藥液箱11，噴藥管道2接排成ー排的噴頭組32，噴頭組32下方對(duì)應(yīng)V型槽板33，V型槽板33下方對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸37，旋轉(zhuǎn)軸37上設(shè)置有一排上量杯34以及ー排下量杯38，上量杯34與下量杯38的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸37垂直。所述主管道14上設(shè)置第一壓カ傳感器12，回流管道8上設(shè)置電動(dòng)球閥9和第一流量傳感器10，噴藥管道2上設(shè)置第二壓カ傳感器4和第二流量傳感器6，試驗(yàn)臺(tái)上還設(shè)置有測(cè)速輪24，測(cè)速輪24通過(guò)變速齒輪組26接直流電機(jī)27，測(cè)速輪24 —側(cè)設(shè)置霍爾傳感器25，另ー側(cè)通過(guò)聯(lián)軸器23接編碼器22，噴藥管道2通過(guò)噴藥總管30接噴藥管組41，噴藥管組41接噴頭組32，噴藥管組41上設(shè)置壓カ傳感器組40、電磁閥組42以及節(jié)流閥組43，所述電動(dòng)球閥9、第一壓カ傳感器12、第一流量傳感器10、第二壓カ傳感器4、第二流量傳感器
6、霍爾傳感器25、編碼器22以及壓カ傳感器組40所采集信號(hào)輸入至試驗(yàn)臺(tái)上的采集裝置控制中心5。
所述采集裝置控制中心5接上位機(jī)7。所述采集裝置控制中心5包括主單片機(jī)和輔助單片機(jī)，輔助單片機(jī)接第一流量傳感器10、第二流量傳感器6以及壓カ傳感器組40 ;主單片機(jī)接電動(dòng)球閥9、第一壓カ傳感器
12、第二壓カ傳感器4、霍爾傳感器25、編碼器22以及輸入輸出設(shè)備；主單片機(jī)與上位機(jī)7之間通過(guò)計(jì)算機(jī)串ロ通信模塊通信 ，主單片機(jī)與輔助單片機(jī)之間通過(guò)單片機(jī)串ロ通信模塊通信。
還包括設(shè)置于試驗(yàn)臺(tái)上的噴霧控制系統(tǒng)3，噴霧控制系統(tǒng)3包括ー個(gè)核心控制器，該核心控制器的輸入端接編碼器22、霍爾傳感器25、第二流量傳感器6和第二壓カ傳感器
4,噴霧控制系統(tǒng)3的輸出端通過(guò)電磁閥組驅(qū)動(dòng)接電磁閥組42，噴霧控制系統(tǒng)3的輸出端還通過(guò)電動(dòng)球閥驅(qū)動(dòng)接電動(dòng)球閥9，核心控制器可以是單片機(jī)等。所述噴藥管組41通過(guò)橫向旋緊螺帽45固定在橫向長(zhǎng)孔刻度尺44上，橫向長(zhǎng)孔刻度尺44通過(guò)豎向旋緊螺帽31固定在豎向長(zhǎng)孔刻度尺29上，豎向長(zhǎng)孔刻度尺29固定于試驗(yàn)臺(tái)上。所述試驗(yàn)臺(tái)下方有行走輪20。所述進(jìn)藥管道17上設(shè)置過(guò)濾器15，所述主管道14上設(shè)置溢流閥16。所述旋轉(zhuǎn)軸37接步進(jìn)電機(jī)35。所述試驗(yàn)臺(tái)分為上工作平臺(tái)I和下工作平臺(tái)18，所述噴霧控制系統(tǒng)3、采集裝置控制中心5、上位機(jī)7、藥液箱11以及豎向支架39均設(shè)置于上工作平臺(tái)I上；噴射泵19、交流電機(jī)21、測(cè)速輪24和直流電機(jī)27均設(shè)置于下工作平臺(tái)18上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于設(shè)有ー套速度變化檢測(cè)裝置，并且在管道上安裝有壓カ傳感器和流量傳感器，噴霧控制系統(tǒng)可以根據(jù)作業(yè)速度、進(jìn)藥管道的流量和壓カ的變化來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)球閥的開(kāi)度和電磁閥的啟閉實(shí)現(xiàn)變量噴霧，試驗(yàn)臺(tái)上安裝的信號(hào)采集裝置分別采集安裝在噴頭處的壓カ傳感器的壓力、安裝在主管道上的壓カ傳感器的壓力、安裝在回流管道上的電動(dòng)球閥的開(kāi)度和速度變化檢測(cè)裝置上的霍爾傳感器或編碼器的信號(hào)，并進(jìn)行處理后傳送至上位機(jī)，進(jìn)行綜合分析，并且可以通過(guò)噴頭分布調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)噴頭的橫向和豎向的位置變化，用V型槽板和量杯對(duì)噴霧進(jìn)行收集，以獲取不同噴頭分布的藥液地表沉積分布，來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試藥液的變量噴施、均勻連續(xù)噴施，提高農(nóng)藥的利用率，降低果園的管理成本，減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。


圖I為本發(fā)明的示意圖左視圖。圖2為本發(fā)明的示意圖正視圖。圖3為本發(fā)明噴霧控制系統(tǒng)原理圖。圖4為本發(fā)明信號(hào)采集系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，為本發(fā)明變量噴霧測(cè)試臺(tái)的ー種具體結(jié)構(gòu)，包括上工作平臺(tái)I、下エ作平臺(tái)18、行走輪20以及扶手13，上下工作平臺(tái)之間由豎向支架39連接固定，豎向支架39向上伸出上工作平臺(tái)1，頂端以橫向支架46連接固定。在上工作平臺(tái)I上設(shè)置有噴霧裝置，噴霧裝置包括藥液箱11，藥液箱11通過(guò)進(jìn)藥管道17與噴射泵19連接，在進(jìn)藥管道17上安裝過(guò)濾器15，噴射泵19與主管道14之間連接有溢流閥16，主管道14設(shè)置第一壓カ傳感器12構(gòu)成分路，一路連接進(jìn)藥管道2，一路連接回流管道8，回流管道8的另一端與藥液箱11相連，在回流管道8和藥液箱11之間安裝有第一流量傳感器10和電動(dòng)球閥9，噴藥管道2的另一端通過(guò)噴藥總管30接噴藥管組41，噴藥管組41接噴頭組32，在噴藥管道2上安裝有第二流量傳感器6和第二壓カ傳感器4，噴藥管組41上安裝有壓カ傳感器組40，以此來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控管路中的藥液的壓カ情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析各個(gè)管道的壓カ損失情況。在下工作平臺(tái)18上安裝有速度變化檢測(cè)裝置，通過(guò)直流電機(jī)控制器28控制直流電機(jī)27改變測(cè)速輪24的速度變化，并有編碼器22或霍爾傳感器25檢測(cè)速度的數(shù)值變化，將數(shù)據(jù)傳送至采集裝置控制中心5和噴霧控制系統(tǒng)3，傳至采集裝置控制中心5的數(shù)據(jù)最終 傳至上位機(jī)7與藥液回收數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，傳至噴霧控制系統(tǒng)3的數(shù)據(jù)將和其他信號(hào)一起控制電磁閥組42和電動(dòng)球閥9。如圖2所示，噴頭組32安裝在噴藥管41上，噴藥管組41通過(guò)橫向旋緊螺帽45固定在橫向從長(zhǎng)空刻度尺44上，在試驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)噴藥管組41各個(gè)噴藥管之間的距離，實(shí)現(xiàn)噴頭組32的橫向不同間距分布，噴頭組32下方對(duì)應(yīng)V型槽板33。橫向長(zhǎng)孔刻度尺44通過(guò)豎向旋緊螺帽31固定在豎向長(zhǎng)孔刻度尺29上，試驗(yàn)時(shí)，可以調(diào)節(jié)橫向長(zhǎng)孔刻度尺44在豎向長(zhǎng)孔刻度尺29上的位置，實(shí)現(xiàn)噴頭組32的豎直方向的不同間距分布。在測(cè)試臺(tái)前端連接上工作平臺(tái)I和下工作平臺(tái)18的豎向支架39上安裝旋轉(zhuǎn)軸37，旋轉(zhuǎn)軸37位于V型槽板33的下方，利用步進(jìn)電機(jī)35驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸37的轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸37上設(shè)置ー排共計(jì)24個(gè)上量杯34，以及ー排共計(jì)24個(gè)下量杯38，上量杯34與下量杯38的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸37垂直。當(dāng)噴頭組32將藥液噴出吋，將滴落在V型槽板33上，藥液順著V型槽流入各個(gè)量杯，記錄量杯的數(shù)據(jù)，可分析噴頭組32在不同水平豎直分布時(shí)，藥液的地表沉積分布。在記錄完數(shù)據(jù)后，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制開(kāi)關(guān)36驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)35旋轉(zhuǎn)180度，將上量杯34中的液體倒出并控干，啟用下量杯38進(jìn)行試驗(yàn)，上下量杯交替使用。本發(fā)明噴霧控制系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)獲取、顯示并長(zhǎng)期存儲(chǔ)編碼器22或霍爾傳感器25、電動(dòng)球閥9、壓カ傳感器4和流量傳感器6的信息來(lái)控制電動(dòng)球閥9和電磁閥組42，實(shí)現(xiàn)變量噴霧。如圖3所示，為本發(fā)明的噴霧控制系統(tǒng)原理。編碼器22或霍爾傳感器25采集的速度信號(hào)、各流量傳感器采集的流量信號(hào)等、各壓カ傳感器采集的壓カ信號(hào)以及作業(yè)信息輸入核心控制器，核心控制器應(yīng)連接有存儲(chǔ)模塊、電源等基本設(shè)備，核心控制器根據(jù)接收的各種信號(hào)，綜合處理，通過(guò)輸出控制電動(dòng)球閥9或電磁閥組42的啟閉工作，實(shí)現(xiàn)變量噴霧。本發(fā)明還可以包括信號(hào)采集系統(tǒng)，信號(hào)采集系統(tǒng)包括安裝于上工作平臺(tái)上的采集裝置控制中心5和與之相連的編碼器22、霍爾傳感器25、第一壓カ傳感器12、電動(dòng)球閥
9、第二壓カ傳感器4以及壓カ傳感器組40組成。編碼器22或霍爾傳感器25將速度信號(hào)傳送到采集裝置控制中心5，第一壓カ傳感器12、第二壓カ傳感器4和壓カ傳感器組40將壓カ信號(hào)傳送至采集裝置控制中心5，電動(dòng)球閥9將開(kāi)度信號(hào)傳送至采集裝置控制中心5，與速度信號(hào)和壓カ信號(hào)一起被存儲(chǔ)顯示并最終被傳至上位機(jī)進(jìn)行分析。
如圖4所示為本發(fā)明的信號(hào)采集系統(tǒng)原理圖。采集系統(tǒng)控制中心由兩組單片機(jī)(主單片機(jī)和輔助單片機(jī))、鍵盤、顯示器和串行通信模塊組成。其中，第一流量傳感器10和第二流量傳感器6將流量信號(hào)、壓カ傳感器組40將壓カ信號(hào)傳至輔助單片機(jī)顯示并最終通過(guò)串行通信模塊傳送至上位機(jī)，霍爾傳感器25或編碼器22將速度信號(hào)送至主單片機(jī)，電動(dòng)球閥9將開(kāi)度信號(hào)傳至主單片機(jī)，第一壓カ傳感器12和第二壓カ傳感器4將壓カ信號(hào)傳送至主單片機(jī)，這些信號(hào)將被顯示并最終被通信模塊傳送至上位機(jī)。本發(fā)明的工作過(guò)程如下首先根據(jù)試驗(yàn)的需要分別調(diào)節(jié)噴藥管組41在橫向長(zhǎng)孔刻度尺44上的分布位置，并進(jìn)行旋緊固定，再調(diào)節(jié)橫向長(zhǎng)孔刻度尺44在豎向長(zhǎng)孔刻度尺29上的位置，并進(jìn)行旋緊固定。打開(kāi)直流電機(jī)控制器28給予直流電機(jī)27 —定速度，打開(kāi)交流電機(jī)21啟動(dòng)噴射泵19，接著啟動(dòng)噴霧控制裝置，記錄上量杯34的數(shù)據(jù)并輸入上位機(jī)7進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。在試驗(yàn)完成藥液的收集和記錄上量杯34的數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)開(kāi)關(guān)36控制步進(jìn)電機(jī)35旋轉(zhuǎn)180度，傾倒上量杯34的藥液并控干，啟用下量杯38進(jìn)行多次試驗(yàn)，修改直流電機(jī)控制器28參數(shù)給予直流電機(jī)27 —個(gè)按照某種規(guī)律變化的速度，啟動(dòng)信號(hào)采集系
統(tǒng)，噴霧控制裝置運(yùn)行不同的控制程序，通過(guò)信號(hào)采集裝置分析試驗(yàn)效果，進(jìn)行對(duì)比分析。
權(quán)利要求
1.一種噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置有藥液箱(11)，藥液箱(11)通過(guò)進(jìn)藥管道(17)接噴射泵(19 )的入口，噴射泵(19 )接交流電機(jī)(21)，噴射泵(19 )的出口通過(guò)主管道(14)接回流管道(8)和噴藥管道(2)，回流管道(8)接至藥液箱(11)，其特征在于，噴藥管道(2 )接排成ー排的噴頭組(32 )，噴頭組(32 )下方對(duì)應(yīng)V型槽板(33 )，V型槽板(33 )下方對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸(37)，旋轉(zhuǎn)軸(37)上設(shè)置有一排上量杯(34)以及ー排下量杯(38)，上量杯(34)與下量杯(38)的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸(37)垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述主管道(14)上設(shè)置第一壓カ傳感器(12)，回流管道(8)上設(shè)置電動(dòng)球閥(9)和第一流量傳感器(10)，噴藥管道(2)上設(shè)置第二壓カ傳感器(4)和第二流量傳感器(6)，試驗(yàn)臺(tái)上還設(shè)置有測(cè)速輪(24)，測(cè)速輪(24)通過(guò)變速齒輪組(26)接直流電機(jī)(27)，測(cè)速輪(24)—側(cè)設(shè)置霍爾傳感器(25)，另ー側(cè)通過(guò)聯(lián)軸器(23)接編碼器(22)，噴藥管道(2)通過(guò)噴藥總管(30)接噴藥管組(41)，噴藥管組(41)接噴頭組(32)，噴藥管組(41)上設(shè)置壓カ傳感器組(40)、電磁閥組(42)以 及節(jié)流閥組(43)，所述電動(dòng)球閥(9)、第一壓カ傳感器(12)、第一流量傳感器(10)、第二壓力傳感器(4)、第二流量傳感器(6)、霍爾傳感器(25)、編碼器(22)以及壓カ傳感器組(40)所采集信號(hào)輸入至試驗(yàn)臺(tái)上的采集裝置控制中心(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述采集裝置控制中心(5)接上位機(jī)(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述采集裝置控制中心(5)包括主單片機(jī)和輔助單片機(jī)，輔助單片機(jī)接第一流量傳感器(10)、第二流量傳感器(6)以及壓カ傳感器組(40);主單片機(jī)接電動(dòng)球閥(9)、第一壓カ傳感器(12)、第二壓カ傳感器(4)、霍爾傳感器(25)、編碼器(22)以及輸入輸出設(shè)備；主單片機(jī)與上位機(jī)(7)之間通過(guò)計(jì)算機(jī)串ロ通信模塊通信，主單片機(jī)與輔助單片機(jī)之間通過(guò)單片機(jī)串ロ通信模塊通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，還包括設(shè)置于試驗(yàn)臺(tái)上的嗔霧控制系統(tǒng)(3)，嗔霧控制系統(tǒng)(3)包括Iv核心控制器，該核心控制器的輸入接編碼器(22)、霍爾傳感器(25)、第二流量傳感器(6)和第二壓カ傳感器(4)，噴霧控制系統(tǒng)(3)的輸出端通過(guò)電磁閥組驅(qū)動(dòng)接電磁閥組(42)，噴霧控制系統(tǒng)(3)的輸出端還通過(guò)電動(dòng)球閥驅(qū)動(dòng)接電動(dòng)球閥(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述噴藥管組(41)通過(guò)橫向旋緊螺帽(45)固定在橫向長(zhǎng)孔刻度尺(44)上，橫向長(zhǎng)孔刻度尺(44)通過(guò)豎向旋緊螺帽(31)固定在豎向長(zhǎng)孔刻度尺(29)上，豎向長(zhǎng)孔刻度尺(29)固定于試驗(yàn)臺(tái)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述試驗(yàn)臺(tái)下方有行走輪(20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述進(jìn)藥管道(17)上設(shè)置過(guò)濾器(15)，所述主管道(14)上設(shè)置溢流閥(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸(37)接步進(jìn)電機(jī)(35)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述試驗(yàn)臺(tái)分為上工作平臺(tái)(I)和下工作平臺(tái)(18)，所述噴霧控制系統(tǒng)(3)、采集裝置控制中心(5)、上位機(jī)(7)、藥液箱(11)以及豎向支架(39)均設(shè)置于上工作平臺(tái)(I)上；噴射泵(19)、交流電機(jī)(21)、測(cè)速輪(24)和直流電機(jī)(27)均設(shè)置于下工作平臺(tái)(18)上。全文摘要
一種噴霧控制綜合試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置有藥液箱，藥液箱通過(guò)進(jìn)藥管道接噴射泵的入口，噴射泵接交流電機(jī)，噴射泵的出口通過(guò)主管道接回流管道和噴藥管道，回流管道接至藥液箱，噴藥管道接排成一排的噴頭組，噴頭組下方對(duì)應(yīng)V型槽板，V型槽板下方對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有一排上量杯以及一排下量杯，上量杯與下量杯的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸垂直，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)噴頭分布可調(diào)和藥液回收測(cè)量裝置的自動(dòng)化，綜合整體提高測(cè)試臺(tái)的測(cè)試精度，便于變量噴霧施藥機(jī)的研發(fā)，從而提高農(nóng)藥的利用率，減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)人和牲畜的危害，降低農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)A01M7/00GK102652510SQ20121016938
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者徐莎, 朱瑞祥, 李為, 李衛(wèi), 翟長(zhǎng)遠(yuǎn), 郭俊杰, 韓潤(rùn)哲 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)