CN108157324A - 一种农用机的施药均匀化喷洒系统及施药流程 - Google Patents
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Abstract
本发明一种农用机的施药均匀化喷洒系统及施药流程，包括：牵引机、吊挂机、药箱，用于装载药液，药箱上连接容量监控单元、液压泵单元、流量控制单元、流量传感器、喷射单元；GPS模块，用于计算行车的速度；中央控制器，所述GPS模块的数据反馈至中央控制器内，所述的中央控制器与容量监控单元、流量传感器、流量控制单元连接，根据GPS模块的数据计算来制定流量控制单元的流速；一个流量控制单元与一个喷射单元组成一组喷洒模块，药箱的输出管与多个喷洒模块连接。本发明对喷射宽度控制更加的精确，通过物联网有效的监控所有的数据。尤其是误差小，不管是行车轨迹的认定，或药液喷洒幅度的保持均做到了极致。
Description
技术领域
本发明涉及农用设备领域，特别是一种农用机的施药均匀化喷洒系统及施药流程。
背景技术
现有的农用设备中逐渐向智能化、可识别化发展，随着物联网技术的成熟和对建设现代农业的需求，将物联网与农业机械作业有机的结合起来，对于提高农业机械作业的效率与产量具有重要意义。
在专利号201610388038X中公开了一种植保无人机智能施药系统及控制方法，该发明公开了无人机与物联系统的连接方式，以及施药的药量变化“当植保无人机飞行速度变高时，增大微型隔膜泵的有刷电机转速，施药流量增加；当飞行速度变低时，减小微型隔膜泵的有刷电机转速，施药流量减少，以保证农药每亩用量为定值。”
我方将以上结构概念引用到了传统的农用机上，但是发现以下问题，第一，当农用机高速移动时，开启高压模式以增大施药量，液压泵能大面积喷射，但是覆盖处较为稀薄。然后在农用机低速状态下降低液压泵的功率，液压泵喷射面积明显减小，单位面积内喷射的药量过多。在农用机行走一圈后发现大面积喷射与小面积喷射之间的交替处有很多植物未洒上农药，由于喷射的状态不在监控的范围内，因此许多植物错失了喷药的机会。
再则，采用一套GPS系统会产生定位不精确的问题，由于山间信号不好，可能实际行车为20米曲折的路线，但是由于定位问题，导致计算为GPS接收信号的两点间的行车路线，可能最终计算结果为10米，误认为快了2倍的车速，因此施药量不能以最节约方式控制，也会对计算喷射面积产生较大误差。
发明内容
本发明的目的是针对现有的上述问题，提供一种电机的拉拔式外线套管结构。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种农用机的施药均匀化喷洒装置，包括：
牵引机，用于前车牵引；
吊挂机，可拆卸连接在牵引机上，用于装载药箱；
药箱，用于装载药液，药箱上连接容量监控单元、液压泵单元、流量控制单元、流量传感器、喷射单元；
GPS模块，用于计算行车的速度；
中央控制器，所述GPS模块的数据反馈至中央控制器内，所述的中央控制器与容量监控单元、流量传感器、流量控制单元连接，根据GPS模块的数据计算来制定流量控制单元的流速；
其特征在于，一个流量控制单元与一个喷射单元组成一组喷洒模块，药箱的输出管与多个喷洒模块连接。
所述的中央控制器设有无线模块，无线模块与云端服务器无线连接，云端服务器与移动端连接。
所述的中央控制器设有蓝牙模块，通过蓝牙模块与手机连接。
所述的中央控制器设在牵引机上，所述吊挂机上设有识别模块，若干吊挂机的识别模块对应连接一个中央控制器。
所述的GPS模块分别设置在牵引机和吊挂机上，两个GPS模块同顺序将信息传递至中央控制器中，各GPS模块使用单独的电源供电。
所述的多个喷洒模块分为横向排列和纵向排列，横向排列的数量大于纵向排列的数量。
一种基于农用机的施药均匀化喷洒装置施药流程
a、农用机行走时启动GPS，将行车的轨道和行车速度(位移速度)信号反馈至中央控制器；
b、中央控制器中预设计算公式，将行车速度与用药量通过计算公式进行匹配；
c、制定喷洒模式一，当农用机启动时，农用机由慢速度行驶，此时中央控制器控制减小流量控制单元的流速，同时增加横向喷洒模块的开启数量，减少纵向喷洒模块的开启数量，以增大喷洒扇形的宽度，并降低喷洒的厚度；
d、制定喷洒模式二，当农用机高速度行驶，此时中央控制器控制增大流量控制单元的流速，同时减小横向喷洒模块的开启数量，增加纵向喷洒模块的开启数量，以减小喷洒扇形的宽度，并增加喷洒的厚度；
e、c步骤和d步骤中的扇形宽度由预设的计算公式计算，由中央控制器控制行车速度与喷洒模块的开启数量与流速；
f、中央控制器在行车中监控药箱内的药液容量数据，将行车的路线绘制存储在中央控制器的存储单元中。
所述的a步骤中，农用机包括牵引机和吊挂机，牵引机和吊挂机上各设有一个GPS模块，两个GPS模块将同顺序将信息传递至中央控制器中，中央控制器对比两个GPS模块的定位数据；
a1、当两个GPS模块数据保持在一定误差内，中央控制器认为两个GPS模块数据正常，取平均值计算；
a2、当两个GPS模块数据差异过大时，判断定位点数据多，以及行车轨迹更曲折的一个数据作为基准数据；
a3、当两个GPS模块数据差异变化在一定时间内未改变时，中央控制器发出警报。
所述a步骤中，吊挂机首先对接到牵引机，在中央控制器的存储单元中对应将该编号的吊挂机归结至一个数据分组中。
行车速度、行车轨迹、药液的用量通过无线传送到云端服务器，再由云端服务器发送至移动端。
与现有技术相比，本发明控制更加的精确，通过物联网有效的监控所有的数据。尤其是误差小，不管是行车轨迹的认定，或药液喷洒幅度的保持均做到了极致。
附图说明
图1为本发明的牵引机和吊挂机匹配示意图。
图2为药箱控制模块示意图。
图3为喷洒模块的横、纵排列的前视图
图4为喷洒模块的低压喷射模式俯视图。
图5为喷洒模块的高压喷射模式俯视图。
图6为喷洒模块的低压喷射模式侧视图。
图7为喷洒模块的高压喷射模式侧视图。
图8为两个GPS模块示意图。
图9为信息传送示意图。
图中1、牵引机；2、吊挂机；3、中央控制器；4、识别模块；5、药箱；6、容量监控单元；7、液压泵单元；8、流量控制单元；9、流量传感器；10、喷射单元；101、喷洒模块；11、GPS模块；12、云端服务器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1所示，农用机包括牵引机1和吊挂机2，一台牵引机1可对应若干的吊挂机2，牵引机1上设有中央控制器3，吊挂机2上设有识别模块4，中央控制器3对每组吊挂机2编号排序，用于统计。
吊挂机2上设有药箱5，图2中，药箱5内设有药液，药箱5上连接容量监控单元6、液压泵单元7、流量控制单元8、流量传感器9、喷射单元10。中央控制器3与容量监控单元6、流量传感器9、流量控制单元8连接。优选的，容量监控单元6为浮子式液位传感器，用于监控药箱5中的容量；优选的流量控制单元8为电动流量控制阀；优选的喷射单元10为一个喷射嘴。一个流量控制单元8与一个喷射单元10组成一个喷洒模块101。药箱5的输出管上首先连接液压泵单元7，液压泵单元7连接多个流量控制单元8，然后流量控制单元8连接喷射单元10。图3-图7所示，多个喷洒模块101分为横向排列和纵向排列，横向排列的数量大于纵向排列的数量。流量控制单元8与喷射单元10之间设有流量传感器9，流量传感器9将信息反馈至中央处理器，使中央处理器能控制流量控制单元8的流量大小。
喷洒模块101的喷洒量由行车的速度控制，具体的，在农用车上安装GPS模块11，用GPS模块11直接测定行车速度与行车轨迹，GPS模块11将信息反馈至中央处理器中。为了减小误差，图8所示，优选的采用双GPS模块11的方法，GPS模块11分别设在牵引机1和吊挂机2上，GPS模块11分别采用单独的电池供电。
图9所示，中央控制器3设有无线模块，无线模块与云端服务器12无线连接，云端服务器12与移动端连接。同时，中央控制器3也设有蓝牙模块，通过蓝牙模块与手机连接。
施药流程：
首先，吊挂机2接到牵引机1上，在中央控制器3的存储中对应将该编号的吊挂机2归结至一个数据分组中，便于以后数据的归整。
其次，启动双GPS模块11，在农用机行走时，两个GPS模块11将同顺序将信息传递至中央控制器3中，中央控制器3对比两个GPS模块11的定位数据，速度公式v＝m/t；
a1、当两个GPS模块11数据保持在一定误差内，中央控制器3认为两个GPS模块11数据正常，取平均值计算；
a2、当两个GPS模块11数据差异过大时，误差原因主要是定位信号不好，导致两个收放信号过长，所以当一个GPS模块11产生多点时，另一个GPS模块11只有两点。所以一个是曲线路线，一个是直线路线，要以及行车轨迹更曲折的一个数据作为基准数据计算速度；
a3、当两个GPS模块11数据差异变化在一定时间内未改变时，中央控制器3发出警报。
其次，中央控制器3中预设计算公式，将行车速度与用药量通过计算公式进行匹配，例如设一个常变量倍数s，喷洒量l＝v/s。
其次，制定喷洒模式一，图4、图6中，当农用机启动时，农用机由慢速度行驶，此时中央控制器3控制减小流量控制单元8的流速，同时增加横向喷洒模块101的开启数量，减少纵向喷洒模块101的开启数量，以增大喷洒扇形的宽度，并降低喷洒的厚度，应当理解为喷洒速度越慢，压力越小，每个喷洒模块101水柱越粗，喷射的行程越短，因此需要减少喷洒模块101在竖直方向的个数。
其次、制定喷洒模式二，图5、图7中，当农用机高速度行驶，此时中央控制器3控制增大流量控制单元8的流速，同时减小横向喷洒模块101的开启数量，增加纵向喷洒模块101的开启数量，以减小喷洒扇形的宽度，并增加喷洒的厚度，应当理解为喷洒速度越快，每个喷洒模块101水柱越细，喷射行程长，因此需要增加喷洒模块101在竖直方向的个数。
扇形宽度由预设的计算公式计算，由中央控制器3控制行车速度与喷洒模块101的开启数量与流速。例如设置行车速度与每个喷洒模块101的扇形宽度比为常量i，计算在H宽度的范围内，喷洒模块101的横向开启数量。
中央控制器3在行车中监控药箱5内的药液容量数据，将行车的路线绘制存储在中央控制器3的存储单元中。
行车速度、行车轨迹、药液的用量通过无线传送到云端服务器12，再由云端服务器12发送至移动端。
Claims (10)
1.一种农用机的施药均匀化喷洒装置，包括：
牵引机，用于前车牵引；
吊挂机，可拆卸连接在牵引机上，用于装载药箱；
药箱，用于装载药液，药箱上连接容量监控单元、液压泵单元、流量控制单元、流量传感器、喷射单元；
GPS模块，用于计算行车的速度；
中央控制器，所述GPS模块的数据反馈至中央控制器内，所述的中央控制器与容量监控单元、流量传感器、流量控制单元连接，根据GPS模块的数据计算来制定流量控制单元的流速；
其特征在于，一个流量控制单元与一个喷射单元组成一组喷洒模块，药箱的输出管与多个喷洒模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种农用机的施药均匀化喷洒装置，其特征在于，所述的中央控制器设有无线模块，无线模块与云端服务器无线连接，云端服务器与移动端连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种农用机的施药均匀化喷洒装置，其特征在于，所述的中央控制器设有蓝牙模块，通过蓝牙模块与手机连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种农用机的施药均匀化喷洒装置，其特征在于，所述的中央控制器设在牵引机上，所述吊挂机上设有识别模块，若干吊挂机的识别模块对应连接一个中央控制器。
5.根据权利要求1或2所述的一种农用机的施药均匀化喷洒装置，其特征在于，所述的GPS模块分别设置在牵引机和吊挂机上，两个GPS模块同顺序将信息传递至中央控制器中，各GPS模块使用单独的电源供电。
6.根据权利要求5所述的一种农用机的施药均匀化喷洒装置，其特征在于，所述的多个喷洒模块分为横向排列和纵向排列，横向排列的数量大于纵向排列的数量。
7.一种基于均匀化喷洒装置的施药流程
a、农用机行走时启动GPS，将行车的轨道和行车速度(位移速度)信号反馈至中央控制器；
b、中央控制器中预设计算公式，将行车速度与用药量通过计算公式进行匹配；
c、制定喷洒模式一，当农用机启动时，农用机由慢速度行驶，此时中央控制器控制减小流量控制单元的流速，同时增加横向喷洒模块的开启数量，减少纵向喷洒模块的开启数量，以增大喷洒扇形的宽度，并降低喷洒的厚度；
d、制定喷洒模式二，当农用机高速度行驶，此时中央控制器控制增大流量控制单元的流速，同时减小横向喷洒模块的开启数量，增加纵向喷洒模块的开启数量，以减小喷洒扇形的宽度，并增加喷洒的厚度；
e、c步骤和d步骤中的扇形宽度由预设的计算公式计算，由中央控制器控制行车速度与喷洒模块的开启数量与流速；
f、中央控制器在行车中监控药箱内的药液容量数据，将行车的路线绘制存储在中央控制器的存储单元中。
8.根据权利要求7所述的一种基于均匀化喷洒装置的施药流程，其特征在于，所述的a步骤中，农用机包括牵引机和吊挂机，牵引机和吊挂机上各设有一个GPS模块，两个GPS模块将同顺序将信息传递至中央控制器中，中央控制器对比两个GPS模块的定位数据；
a1、当两个GPS模块数据保持在一定误差内，中央控制器认为两个GPS模块数据正常，取平均值计算；
a2、当两个GPS模块数据差异过大时，判断定位点数据多，以及行车轨迹更曲折的一个数据作为基准数据；
a3、当两个GPS模块数据差异变化在一定时间内未改变时，中央控制器发出警报。
9.根据权利要求7或8所述的一种基于均匀化喷洒装置的施药流程，其特征在于，所述a步骤中，吊挂机首先对接到牵引机，在中央控制器的存储单元中对应将该编号的吊挂机归结至一个数据分组中。
10.根据权利要求9所述的一种基于均匀化喷洒装置的施药流程，其特征在于，行车速度、行车轨迹、药液的用量通过无线传送到云端服务器，再由云端服务器发送至移动端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220804 Address after: 321200 Tongsi Village, Tongqin Town, Wuyi County, Jinhua City, Zhejiang Province (within Wuyi Xinhai Hardware Products Co., Ltd.) Patentee after: ZHEJIANG SHENGLI INDUSTRY TRADE Co.,Ltd. Address before: 321200 No.6 Tongqing Road, Dingqian village, Baiyang street, Wuyi County, Jinhua City, Zhejiang Province Patentee before: Fu Aihua |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Application process based on homogenization spraying device Effective date of registration: 20221127 Granted publication date: 20210604 Pledgee: Zhejiang Wuyi Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Donggan Sub branch Pledgor: ZHEJIANG SHENGLI INDUSTRY TRADE Co.,Ltd. Registration number: Y2022330003215 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231027 Granted publication date: 20210604 Pledgee: Zhejiang Wuyi Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Donggan Sub branch Pledgor: ZHEJIANG SHENGLI INDUSTRY TRADE Co.,Ltd. Registration number: Y2022330003215 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A spraying process based on a uniform spraying device Effective date of registration: 20231107 Granted publication date: 20210604 Pledgee: Zhejiang Wuyi Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Donggan Sub branch Pledgor: ZHEJIANG SHENGLI INDUSTRY TRADE Co.,Ltd. Registration number: Y2023980064416 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |