CN104642285B - 一种喷杆式喷雾机电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷杆式喷雾机电气控制系统，喷杆式喷雾机电气控制系统由电源部分、水阀通断控制子系统、喷杆收放控制子系统和喷杆平衡控制子系统组成。该电气控制系统，通过设置收放平衡转换开关，隔离喷杆收放控制功能和喷杆平衡控制功能；通过设置手动自动平衡控制转换开关，隔离喷杆平衡的手动控制与自动控制功能。该电气控制系统具有喷杆收放控制、喷杆平衡控制以及喷杆各段水阀通断控制等功能；在喷杆平衡自动控制功能发生故障时，可以通过手动方式调节喷杆的平衡；在没有启动喷杆平衡自动控制的情况下，可以通过显示触摸屏实时监测喷杆的作业高度，使用方便。本发明可应用于喷杆式喷雾机。

Description

一种喷杆式喷雾机电气控制系统

技术领域

本发明涉及一种能实现喷杆平衡手自动控制切换的喷杆式喷雾机电气控制系统，属于植保机械技术领域。

背景技术

如今，喷杆式喷雾机已经成为一种重要的植保工具。喷杆式喷雾机作业时，喷杆垂直方向上不规则的运动不仅会大大降低喷雾分布均匀性，还可能造成喷杆末端触地，损坏喷雾机，所以喷杆式喷雾机需要喷杆平衡自动控制的功能。当喷杆平衡自动控制功能发生故障时，需要使用手动方式控制喷杆的平衡。在喷雾机运输和作业时，需要收起和展开喷杆。当遇到不规则的地块时，需要控制各段喷杆的供水，避免重喷。因此，一个完善的喷杆式喷雾机电气控制系统应具备喷杆收放控制、喷杆平衡控制以及喷杆各段水阀通断控制等功能。

专利申请号为201010603644.1公开的一种自平衡喷杆喷雾机，专利申请号为201210541005.6公开的一种可主动调节位姿的喷杆，以及文献《喷杆高度调节系统设计与试验》(王松林等，农机化研究，2014年第8期，第161～164页)都对喷杆自动平衡控制的电气系统进行了研究，但仅实现了单一的喷杆自动平衡控制功能，而都没有涉及喷杆式喷雾机电气系统的其他功能。

本发明在现有研究的基础上，提出了一种能实现喷杆平衡手自动控制切换的多功能的喷杆式喷雾机电气控制系统。

发明内容

本发明提供的一种能实现喷杆平衡手自动控制切换的喷杆式喷雾机电气控制系统，实现了喷杆平衡手动控制和自动控制的切换，喷杆收放和喷杆平衡控制的切换，以及各段喷杆供水的独立控制。当喷杆平衡自动控制功能发生故障时，可以对喷杆平衡进行手动控制。在实际作业时，可以根据田间具体状况，手动控制喷杆的收放和升降，避免喷杆的损坏，还可以控制喷杆各段管路的供水，节约农药，保护环境。

本发明采用如下技术方案：

一种能实现喷杆平衡手自动控制切换的喷杆式喷雾机电气控制系统，包括电源部分、水阀通断控制子系统、喷杆收放控制子系统、喷杆平衡控制子系统；所述电源部分、水阀通断控制子系统、喷杆收放控制子系统、喷杆平衡控制子系统通过系统干路相连；所述电源部分包括电源、熔断器、开关A；所述水阀通断控制子系统包括开关B和第一组并联支路，所述开关B一端和开关A相连，所述开关B另一端和第一组并联支路相连，所述第一组并联支路为：电磁阀A所在的支路、开关C和电磁阀B相串联的支路、开关D和电磁阀C相串联的支路、开关E和电磁阀D相串联的支路；所述喷杆收放控制子系统由第二组并联支路构成，喷杆收放控制子系统所在的系统干路连接转换开关A，所述转换开关A的“收放”端连接第二组并联支路，所述第二组并联支路中：第二组第一条为点动按钮A和电磁阀E相串联的支路，第二组第二条为点动按钮B和电磁阀F相串联的支路，第二组第三条为点动按钮C和电磁阀G相串联的支路，第二组第四条为点动按钮D和电磁阀H相串联的支路；所述喷杆平衡控制子系统包括喷杆平衡手动控制部分和喷杆平衡自动控制部分，所述喷杆平衡手动控制部分由第三组并联支路构成，所述转换开关A的“平衡”端连接转换开关B输入端，所述转换开关B的“手动”端连接第三组并联支路，所述第三组并联支路中：第三组第一条为点动按钮E和电磁阀I相串联的支路，第三组第二条为点动按钮F和电磁阀J相串联的支路，第三组第三条为点动按钮G和电磁阀K相串联的支路，第三组第四条为点动按钮H和电磁阀L相串联的支路；所述喷杆平衡自动控制部分包括超声波测距传感器A、超声波测距传感器B、数据采集器、控制器、功率放大模块、显示触摸屏，所述超声波测距传感器A、超声波测距传感器B均与数据采集器相连接，所述数据采集器、功率放大模块、显示触摸屏均与控制器相连接，所述电磁阀I、电磁阀J、电磁阀K、电磁阀L均与功率放大模块相连接，所述控制器和功率放大模块之间的一条支路和转换开关B的“自动”端相连接。

进一步，所述的转换开关A分为“收放”、“平衡”、“停止”三个档位，其“收放”档位连接喷杆收放控制支路，“平衡”档位连接喷杆平衡控制支路，“停止”档位不与任何支路连接。

进一步，所述的转换开关B分为“手动”、“自动”、“停止”三个档位，其“手动”档位连接喷杆平衡手动控制支路，“自动”档位连接喷杆平衡自动控制支路，“停止档位”不与任何支路连接。

进一步，所述转换开关A用于切换喷杆收放控制功能和喷杆平衡控制的功能。

进一步，所述转换开关B用于切换喷杆平衡的手动控制与自动控制的功能。

进一步，所述超声波测距传感器A和超声波测距传感器B分别用于测得喷杆左右两末端的高度值。

进一步，所述控制器用于将所测喷杆左右两末端的高度值和通过显示触摸屏设置的作业高度值进行比较，进而控制电磁阀I、电磁阀J、电磁阀K和电磁阀L的通断。

进一步，所述超声波测距传感器A、超声波测距传感器B、数据采集器、控制器、显示触摸屏通过开关A与电源直接相连。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、该系统具有喷杆的收放控制、喷杆的平衡控制以及喷杆各段水阀的通断控制等功能，功能完善，操作方便。

2、该系统能够实现喷杆平衡手动控制和自动控制的切换，从而保证了喷杆平衡自动控制发生故障时，能够通过手动方式控制喷杆平衡。

3、该系统接通电源后，在喷杆平衡自动控制功能没有启动的情况下，也可以通过显示触摸屏实时监测喷杆的作业高度，为手动控制喷杆平衡提供辅助。

附图说明

图1为本发明所涉及的喷杆式喷雾机的机械装置及管路系统的结构示意图；

图2为本发明喷杆式喷雾机电气控制系统示意图。

图中：1.熔断器，2.开关A，3.开关B，4.开关C，5.开关D，6.开关E，7.电磁阀A，8.电磁阀B，9.电磁阀C，10.电磁阀D，11转换开关A，12.点动按钮A，13.点动按钮B，14.点动按钮C，15.点动按钮D，16.电磁阀E，17.电磁阀F，18.电磁阀G，19.电磁阀H，20.转换开关B，21.点动按钮E，22.点动按钮F，23.点动按钮G，24.点动按钮H，25.电磁阀I，26.电磁阀J，27.电磁阀K，28.电磁阀L，29.超声波测距传感器A，30.超声波测距传感器B，31.数据采集器，32.控制器，33.功率放大模块，34.显示触摸屏，35.喷杆主管路，36.中段喷杆支管路，37.左段喷杆支管路，38.右段喷杆支管路，39.左段喷杆，40.右段喷杆，41.中段喷杆，42.左段喷杆收放油缸，43.右段喷杆收放油缸，44.左侧支撑油缸，45.右侧支撑油缸，46.喷雾机主架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明方案做进一步详细说明。

如图1所示，喷杆式喷雾机包括药液箱、药泵、喷雾机主架46和喷杆，喷杆包括左段喷杆39、右段喷杆40和中段喷杆41。药泵将药液箱中的药液加压打入喷杆主管路35，喷杆主管路35连接三个并行的支管路：中段喷杆支管路36、左段喷杆支管路37和右段喷杆支管路38，每个支管路分别为各自所在喷杆段上的喷头供应药液。在喷杆主管路35上安装有电磁阀A7，可以控制喷杆主管路35的通断。在中段喷杆支管路36、左段喷杆支管路37和右段喷杆支管路38上分别安装有电磁阀C9、电磁阀B8和电磁阀D10，可以分别控制中段喷杆支管路36、左段喷杆支管路37和右段喷杆支管路38的通断，已便根据喷幅要求，控制某个喷杆段上的喷头不喷雾，以防止重喷或喷出界。

左段喷杆39与中段喷杆41通过固定在中段喷杆41左侧的竖轴铰接。左段喷杆收放油缸42一端铰接在左段喷杆39上，另一端铰接在中段喷杆41上。在左段喷杆收放油缸42的驱动下，左段喷杆39可以绕着竖轴相对于中段喷杆41转动，从而实现左段喷杆39的展开和折叠。在喷杆式喷雾机进行喷施作业时，将左段喷杆39展开，在其他时间内左段喷杆39都处于折叠状态，以减少喷雾机宽度，提高道路通过能力。右段喷杆40与中段喷杆41通过固定在中段喷杆41右侧的竖轴铰接。右段喷杆收放油缸43一端铰接在右段喷杆40上，另一端铰接在中段喷杆41上。在右段喷杆收放油缸43的驱动下，右段喷杆40可以绕着竖轴相对于中段喷杆41转动，从而实现右段喷杆40的展开和折叠。在喷杆式喷雾机进行喷施作业时，将右段喷杆40展开，在其他时间内右段喷杆40都处于折叠状态，以减少喷雾机宽度，提高道路通过能力。

中段喷杆41安装在喷雾机主架46的导轨上，并可沿导轨上下滑动。左侧支撑油缸44一端铰接在喷雾机主架46的左端，另一端铰接在中段喷杆41的左端。右侧支撑油缸45一端铰接在喷雾机主架46的右端，另一端铰接在中段喷杆41的右端。在左侧支撑油缸44和右侧支撑油缸45的驱动下，中段喷杆41可以带动左段喷杆39和右段喷杆40一起沿着导轨上下滑动，且左侧支撑油缸44和右侧支撑油缸45的伸缩量可以不同，从而使喷杆可以相对于喷雾机主架46产生不同的倾斜角度。

如图2所示，喷杆式喷雾机电气控制系统由电源部分、水阀通断控制子系统、喷杆收放控制子系统和喷杆平衡控制子系统组成。电源部分包括电源、熔断器1、开关A2，所述电源、熔断器1和开关A2相串接。

水阀通断控制子系统包括开关B3、开关C4、开关D5、开关E6、电磁阀A7、电磁阀B8、电磁阀C9、电磁阀D10，开关B3、开关C4、开关D5、开关E6分别与电磁阀A7、电磁阀B8、电磁阀C9、电磁阀D10相连接。

喷杆收放控制子系统包括点动按钮A12、点动按钮B13、点动按钮C14、点动按钮D15、电磁阀E16、电磁阀F17、电磁阀G18、电磁阀H19，点动按钮A12、点动按钮B13、点动按钮C14、点动按钮D15分别与电磁阀E16、电磁阀F17、电磁阀G18、电磁阀H19相连接。

喷杆平衡控制子系统包括喷杆平衡手动控制部分和喷杆平衡自动控制部分，喷杆平衡手动控制部分包括点动按钮E21、点动按钮F22、点动按钮G23、点动按钮H24、电磁阀I25、电磁阀J26、电磁阀K27、电磁阀L28，点动按钮E21、点动按钮F22、点动按钮G23、点动按钮H24分别与电磁阀I25、电磁阀J26、电磁阀K27、电磁阀L28相连接。

喷杆平衡自动控制部分由超声波测距传感器A29、超声波测距传感器B30、数据采集器31、控制器32、显示触摸屏34、功率放大模块33、喷杆左侧上升电磁阀25、喷杆左侧下降电磁阀26、喷杆右侧上升电磁阀27和喷杆右侧下降电磁阀28组成，超声波测距传感器A29和超声波测距传感器B30分别与数据采集器31相连接，数据采集器31、功率放大模块33和显示触摸屏34分别与控制器32相连接，电磁阀I25、电磁阀J26、电磁阀K27、电磁阀L28分别与功率放大模块33相连接。其中，超声波测距传感器A29、超声波测距传感器B30、数据采集器31、控制器32、显示触摸屏34通过开关A2与电源直接相连。

在系统干路中设置转换开关A11，隔离喷杆的收放和喷杆的平衡调节功能，转换开关A11分为“收放”、“平衡”、“停止”三个档位，其“收放”档位连接喷杆收放控制支路，“平衡”档位连接喷杆平衡控制支路，“停止”档位不与任何支路连接。

在喷杆平衡控制子系统干路中设置转换开关B20，隔离喷杆平衡的手动控制与自动控制功能，转换开关B20分为“手动”、“自动”、“停止”三个档位，其“手动”档位连接喷杆平衡手动控制支路，“自动”档位连接喷杆平衡自动控制支路，“停止档位”不与任何支路连接。

在实际作业前，闭合开关A2，喷杆式喷雾机电气控制系统通电。由于喷杆平衡自动控制部分的超声波测距传感器A29、超声波测距传感器B30、数据采集器31、控制器32、显示触摸屏34通过开关A2与电源直接相连，当系统通电后，喷杆平衡自动控制部分直接启动喷杆高度值实时监测功能，通过显示触摸屏34显示喷杆高度值。

在实际作业中，根据田间喷施情况，通过操作开关B3、开关C4、开关D5和开关E6来控制各段喷杆管路的供液。其中，开关B3通过控制电磁阀A7，实现喷杆总管路35供液的通断。开关C4、开关D5、开关E6分别通过控制电磁阀B8、电磁阀C9、电磁阀D10，实现中段喷杆支管路36、左段喷杆支管路37和右段喷杆支管路38供液的通断。

在实际作业过程中，需要收起或展开喷杆时，将转换开关A11旋转至“收放”档位，接通喷杆收放控制支路之后，通过操作点动按钮A12、点动按钮B13、点动按钮C14和点动按钮D15控制喷杆的收放。其中，点动按钮A12通过控制电磁阀E16，控制左段喷杆收放油缸42缩回，实现左段喷杆39的折叠收起；点动按钮B13通过控制电磁阀F17，控制左段喷杆收放油缸42伸长，实现左段喷杆39的展开；点动按钮C14通过控制电磁阀G18，控制右段喷杆收放油缸43缩回，实现右段喷杆40的折叠收起；点动按钮D15通过控制电磁阀H19，控制右段喷杆收放油缸43伸长，实现右段喷杆40的展开。

在实际作业过程中，需要进行喷杆平衡自动控制时，将转换开关A11旋转至“平衡”档位，接通喷杆平衡控制支路之后，将转换开关B20旋转至“自动”档位，接通喷杆平衡自动控制支路，并触发喷杆平衡的自动控制程序，实现喷杆平衡的自动控制。

喷杆平衡自动控制的原理如下：超声波测距传感器A29和超声波测距传感器B30通过数据采集器31将所测的喷杆左右两末端的高度值传送至控制器32，控制器32对所测喷杆左右两末端的高度值和通过显示触摸屏34设置的作业高度值进行比较，发出相应的控制信号，控制信号通过功率放大模块33控制电磁阀I25、电磁阀J26、电磁阀K27和电磁阀L28的通断。电磁阀I25和电磁阀J26分别控制左侧支撑油缸44的伸长和缩回，从而实现喷杆左侧的上升和下降，电磁阀K27和电磁阀L28分别控制右侧支撑油缸45的伸长和缩回，从而实现喷杆右侧的上升和下降。

当喷杆平衡自动控制功能发生故障，需要进行喷杆平衡手动控制时，将转换开关A11旋转至“平衡”档位，再将转换开关B20旋转至“手动”档位，接通喷杆平衡手动控制支路。然后，通过操作点动按钮E21、点动按钮F22、点动按钮G23、点动按钮H24，手动调节喷杆的平衡。其中，点动按钮E21通过控制电磁阀I25的通断，控制左侧支撑油缸44伸长，实现喷杆左侧的上升，点动按钮F22通过控制电磁阀J26的通断，控制左侧支撑油缸44缩回，实现喷杆左侧的下降，点动按钮G23通过控制电磁阀K27的通断，控制右侧支撑油缸45伸长，实现喷杆右侧的上升，点动按钮H24通过控制电磁阀L28的通断，控制右侧支撑油缸45缩回，实现喷杆右侧的下降。

作业结束后，可将转换开关A11、转换开关B20都旋转至“停止”档，并关闭开关A2。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：该系统能实现喷杆平衡手自动控制切换，

包括电源部分、水阀通断控制子系统、喷杆收放控制子系统、喷杆平衡控制子系统；所述电源部分、水阀通断控制子系统、喷杆收放控制子系统、喷杆平衡控制子系统通过系统干路相连；

所述电源部分包括电源、熔断器(1)、开关A(2)；

所述水阀通断控制子系统包括开关B(3)和第一组并联支路，所述开关B(3)一端和开关A(2)相连，所述开关B(3)另一端和第一组并联支路相连，所述第一组并联支路依次为：电磁阀A(7)所在的支路、开关C(4)和电磁阀B(8)相串联的支路、开关D(5)和电磁阀C(9)相串联的支路、开关E(6)和电磁阀D(10)相串联的支路；

所述喷杆收放控制子系统由第二组并联支路构成，喷杆收放控制子系统所在的系统干路连接转换开关A(11)，所述转换开关A(11)的“收放”端连接第二组并联支路，所述第二组并联支路中：第二组第一条为点动按钮A(12)和电磁阀E(16)相串联的支路，第二组第二条为点动按钮B(13)和电磁阀F(17)相串联的支路，第二组第三条为点动按钮C(14)和电磁阀G(18)相串联的支路，第二组第四条为点动按钮D(15)和电磁阀H(19)相串联的支路；

所述喷杆平衡控制子系统包括喷杆平衡手动控制部分和喷杆平衡自动控制部分，所述喷杆平衡手动控制部分由第三组并联支路构成，所述转换开关A(11)的“平衡”端连接转换开关B(20)输入端，所述转换开关B(20)的“手动”端连接第三组并联支路，所述第三组并联支路中：第三组第一条为点动按钮E(21)和电磁阀I(25)相串联的支路，第三组第二条为点动按钮F(22)和电磁阀J(26)相串联的支路，第三组第三条为点动按钮G(23)和电磁阀K(27)相串联的支路，第三组第四条为点动按钮H(24)和电磁阀L(28)相串联的支路；

所述喷杆平衡自动控制部分包括超声波测距传感器A(29)、超声波测距传感器B(30)、数据采集器(31)、控制器(32)、功率放大模块(33)、显示触摸屏(34)，所述超声波测距传感器A(29)、超声波测距传感器B(30)均与数据采集器(31)相连接，所述数据采集器(31)、功率放大模块(33)、显示触摸屏(34)均与控制器(32)相连接，所述电磁阀I(25)、电磁阀J(26)、电磁阀K(27)、电磁阀L(28)均与功率放大模块(33)相连接，所述控制器(32)和功率放大模块(33)之间的一条支路和转换开关B(20)的“自动”端相连接。

2.如权利要求1所述的一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：所述的转换开关A(11)分为“收放”、“平衡”、“停止”三个档位，其“收放”档位连接喷杆收放控制支路，“平衡”档位连接喷杆平衡控制支路，“停止”档位不与任何支路连接。

3.如权利要求1所述的一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：所述的转换开关B(20)分为“手动”、“自动”、“停止”三个档位，其“手动”档位连接喷杆平衡手动控制支路，“自动”档位连接喷杆平衡自动控制支路，“停止档位”不与任何支路连接。

4.如权利要求1或2所述的一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：所述转换开关A(11)用于切换喷杆收放控制功能和喷杆平衡控制的功能。

5.如权利要求1或3所述的一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：所述转换开关B(20)用于切换喷杆平衡的手动控制与自动控制的功能。

6.如权利要求1所述的一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：所述超声波测距传感器A(29)和超声波测距传感器B(30)分别用于测得喷杆左右两末端的高度值。

7.如权利要求1所述的一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：所述控制器(32)用于将所测喷杆左右两末端的高度值和通过显示触摸屏(34)设置的作业高度值进行比较，进而控制电磁阀I(25)、电磁阀J(26)、电磁阀K(27)和电磁阀L(28)的通断。

8.如权利要求1所述的一种喷杆式喷雾机电气控制系统，其特征在于：所述超声波测距传感器A(29)、超声波测距传感器B(30)、数据采集器(31)、控制器(32)、显示触摸屏(34)通过开关A(2)与电源直接相连。