CN113207849B - 一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，包括基座、第一外壳、液压缸、齿条、滑槽、挡块、可调喷杆、喷头、图像预处理模块、数据处理模块、喷头幅度控制模块、数据存储模块、喷头流量控制模块和电源管理模块，控制方法包括步骤一，采集图像；步骤二，数据处理；步骤三，边界识别；步骤四，控制可调喷杆；本发明相较于现有的喷杆式打药机，设计有喷幅边界智能识别功能和喷杆自动控制功能，可以通过摄像头识别喷幅边界，然后自动调节喷头的幅度和流量，避免重喷、漏喷和越界喷涂的现象，有效的减少了药液的浪费，本发明设计有可自动折叠收回喷杆，提高了打药机的自动化程度，方便使用。
Description
技术领域
本发明涉及打药机技术领域，具体为一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统。
背景技术
喷杆式打药机是一种用于大面积喷洒药液的农用设备，由装载机械配备动力和药罐再加上喷臂完成打药作业，喷杆式打药机具备幅宽广，打药均匀，作业效率高的优点，但现有的喷杆式打药机缺少喷幅边界智能识别功能和喷杆自动控制功能，无法使打药机根据喷药区域边界自动调节喷幅，导致重喷、漏喷和越界喷涂的现象，造成药液的浪费，且现有喷杆式打药机的喷杆无法自动折叠收回，需要手动拆装，导致使用不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，包括基座、第一外壳、液压缸、齿条、滑槽、滑轨、第一连接轴、齿轮、连接块、连杆、支架、通孔、固定块、第二连接轴、挡块、可调喷杆、喷头、第一摄像头、第二摄像头、第二机壳、系统电路板、处理器、图像预处理模块、数据处理模块、喷头幅度控制模块、数据存储模块、喷头流量控制模块和电源管理模块，所述基座的顶端外壁上固定连接有第一外壳，所述第一外壳的一侧内壁上固定连接有液压缸，所述液压缸输出端的一侧外壁上固定连接有齿条，所述齿条的底端外壁上开设有滑槽，所述第一外壳的底端内壁上固定连接有滑轨，且滑轨套接于滑槽的一侧内壁上，所述齿条的两侧对称设置有第一连接轴，且第一连接轴转动连接于第一外壳的一侧内壁上，所述第一连接轴的一侧外壁上固定连接有齿轮，且齿轮啮合连接于齿条的一侧外壁上，所述第一连接轴的顶端外壁上固定连接有连接块，所述连接块的一侧外壁上固定连接有连杆，所述连杆的一端固定连接有支架，所述基座的顶端外壁上对称固定有固定块，且支架转动连接于固定块的底端外壁上，所述第一外壳的一侧设置有第二机壳，且第二机壳固定连接于基座的顶端外壁上，所述第二机壳的一侧内壁上固定连接有系统电路板，所述系统电路板的一侧外壁上固定连接有处理器，所述处理器的一侧设置有数据处理模块，且数据处理模块与处理器通过信号线连接，所述数据处理模块的一侧设置有图像预处理模块，且图像预处理模块与数据处理模块通过信号线连接，所述处理器的一侧设置有喷头幅度控制模块，且喷头幅度控制模块与处理器通过信号线连接，所述处理器的一侧设置有喷头流量控制模块，且喷头流量控制模块与处理器通过信号线连接。
优选的，所述支架的一侧外壁上开设有通孔，所述固定块的底端外壁上固定连接有第二连接轴，且第二连接轴套接于通孔的一侧内壁上，所述第二连接轴的底端外壁上固定连接有挡块。
优选的，所述支架的底端外壁上设置有可调喷杆，所述可调喷杆的一侧外壁上分布套接有安装环，且安装环固定连接于支架的底端外壁上，所述可调喷杆的底端外壁上分布固定有喷头。
优选的，所述支架的一侧外壁上固定连接有第一摄像头，且第一摄像头与图像预处理模块通过信号线连接，所述第一外壳的顶端外壁上固定连接有第二摄像头，且第二摄像头与图像预处理模块通过信号线连接。
优选的，所述第一外壳的顶端外壁上对称开设有安装孔，且第一连接轴转动连接于安装孔的一侧内壁上。
优选的，所述喷头幅度控制模块与可调喷杆通过信号线连接，所述喷头流量控制模块与可调喷杆通过信号线连接。
优选的，所述处理器的一侧设置有数据存储模块，且数据存储模块与处理器通过信号线连接，所述处理器的一侧设置有电源管理模块，且电源管理模块与处理器通过信号线连接。
一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统的控制方法，包括步骤一，采集图像；步骤二，数据处理；步骤三，边界识别；步骤四，控制可调喷杆；
其中上述步骤一中，包括以下步骤：
1)第一摄像头和第二摄像头采集图像，并通过信号线传送给图像预处理模块；
2)图像预处理模块首先对图像信息进行灰度化处理，然后将所获取的灰度图像进行二值化处理，并将处理后的数据传送给数据处理模块；
其中上述步骤二中，数据处理模块利用边缘检测算法对数据进行滤波降噪处理，提取出特征数据，并将特征数据传送给处理器；
其中上述步骤三中，处理器根据特征数据计算出喷幅边界，根据喷幅边界生成控制指令，并将控制指令传送给喷头幅度控制模块和喷头流量控制模块；
其中上述步骤四中，喷头幅度控制模块根据指令控制可调喷杆调节喷头的幅度，喷头流量控制模块根据指令控制可调喷杆调节喷头的流量。
优选的，所述步骤三中，由数据存储模块存储处理器的软件程序，并记录所识别的喷幅边界。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相较于现有的喷杆式打药机，设计有喷幅边界智能识别功能和喷杆自动控制功能，可以通过摄像头识别喷幅边界，然后自动调节喷头的幅度和流量，避免重喷、漏喷和越界喷涂的现象，有效的减少了药液的浪费，本发明设计有可自动折叠收回喷杆，提高了打药机的自动化程度，方便使用。
附图说明
图1为本发明的整体立体结构示意图；
图2为本发明的模块结构示意图；
图3为本发明的支架侧视剖切结构示意图；
图4为本发明的滑轨侧视剖切结构示意图；
图5为本发明的齿条立体结构示意图；
图6为本发明的系统流程图；
图7为本发明的方法流程图；
图中：1、基座；2、第一外壳；3、液压缸；4、齿条；5、滑槽；6、滑轨；7、第一连接轴；8、齿轮；9、连接块；10、连杆；11、支架；12、通孔；13、固定块；14、第二连接轴；15、挡块；16、可调喷杆；17、喷头；18、第一摄像头；19、第二摄像头；20、第二机壳；21、系统电路板；22、处理器；23、图像预处理模块；24、数据处理模块；25、喷头幅度控制模块；26、数据存储模块；27、喷头流量控制模块；28、电源管理模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，包括基座1、第一外壳2、液压缸3、齿条4、滑槽5、滑轨6、第一连接轴7、齿轮8、连接块9、连杆10、支架11、通孔12、固定块13、第二连接轴14、挡块15、可调喷杆16、喷头17、第一摄像头18、第二摄像头19、第二机壳20、系统电路板21、处理器22、图像预处理模块23、数据处理模块24、喷头幅度控制模块25、数据存储模块26、喷头流量控制模块27和电源管理模块28，基座1的顶端外壁上固定连接有第一外壳2，第一外壳2的一侧内壁上固定连接有液压缸3，液压缸3输出端的一侧外壁上固定连接有齿条4，齿条4的底端外壁上开设有滑槽5，第一外壳2的底端内壁上固定连接有滑轨6，且滑轨6套接于滑槽5的一侧内壁上，齿条4的两侧对称设置有第一连接轴7，且第一连接轴7转动连接于第一外壳2的一侧内壁上，第一连接轴7的一侧外壁上固定连接有齿轮8，且齿轮8啮合连接于齿条4的一侧外壁上，第一连接轴7的顶端外壁上固定连接有连接块9，连接块9的一侧外壁上固定连接有连杆10，连杆10的一端固定连接有支架11，基座1的顶端外壁上对称固定有固定块13，且支架11转动连接于固定块13的底端外壁上，第一外壳2的一侧设置有第二机壳20，且第二机壳20固定连接于基座1的顶端外壁上，第二机壳20的一侧内壁上固定连接有系统电路板21，系统电路板21的一侧外壁上固定连接有处理器22，处理器22的一侧设置有数据处理模块24，且数据处理模块24与处理器22通过信号线连接，数据处理模块24的一侧设置有图像预处理模块23，且图像预处理模块23与数据处理模块24通过信号线连接，处理器22的一侧设置有喷头幅度控制模块25，且喷头幅度控制模块25与处理器22通过信号线连接，处理器22的一侧设置有喷头流量控制模块27，且喷头流量控制模块27与处理器22通过信号线连接；支架11的一侧外壁上开设有通孔12，固定块13的底端外壁上固定连接有第二连接轴14，且第二连接轴14套接于通孔12的一侧内壁上，第二连接轴14的底端外壁上固定连接有挡块15，支架11通过第二连接轴14在通孔12内转动，挡块15用于对第二连接轴14进行限位；支架11的底端外壁上设置有可调喷杆16，可调喷杆16的一侧外壁上分布套接有安装环，且安装环固定连接于支架11的底端外壁上，可调喷杆16的底端外壁上分布固定有喷头17，可调喷杆16通过安装环安装在支架11上，喷头17用于喷洒药液；支架11的一侧外壁上固定连接有第一摄像头18，且第一摄像头18与图像预处理模块23通过信号线连接，第一外壳2的顶端外壁上固定连接有第二摄像头19，且第二摄像头19与图像预处理模块23通过信号线连接，第一摄像头18和第二摄像头19用于采集图像信息；第一外壳2的顶端外壁上对称开设有安装孔，且第一连接轴7转动连接于安装孔的一侧内壁上，安装孔用于安装第一连接轴7；喷头幅度控制模块25与可调喷杆16通过信号线连接，喷头流量控制模块27与可调喷杆16通过信号线连接，喷头幅度控制模块25控制喷头17的幅度，喷头流量控制模块27控制喷头17的流量；处理器22的一侧设置有数据存储模块26，且数据存储模块26与处理器22通过信号线连接，处理器22的一侧设置有电源管理模块28，且电源管理模块28与处理器22通过信号线连接，数据存储模块26用于存储数据，电源管理模块28用于电源管理。
请参阅图7，本发明提供的一种实施例：一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统的控制方法，包括步骤一，采集图像；步骤二，数据处理；步骤三，边界识别；步骤四，控制可调喷杆；
其中上述步骤一中，包括以下步骤：
1)第一摄像头18和第二摄像头19采集图像，并通过信号线传送给图像预处理模块23；
2)图像预处理模块23首先对图像信息进行灰度化处理，然后将所获取的灰度图像进行二值化处理，并将处理后的数据传送给数据处理模块24；
其中上述步骤二中，数据处理模块24利用边缘检测算法对数据进行滤波降噪处理，提取出特征数据，并将特征数据传送给处理器22；
其中上述步骤三中，处理器22根据特征数据计算出喷幅边界，根据喷幅边界生成控制指令，并将控制指令传送给喷头幅度控制模块25和喷头流量控制模块27，由数据存储模块26存储处理器22的软件程序，并记录所识别的喷幅边界；
其中上述步骤四中，喷头幅度控制模块25根据指令控制可调喷杆16调节喷头17的幅度，喷头流量控制模块27根据指令控制可调喷杆16调节喷头17的流量。
基于上述，本发明的优点在于，使用本发明进行药液喷洒时，首先缩回第一外壳2内的液压缸3，带动齿条4经滑槽5沿滑轨6滑动，带动齿轮8转动，齿轮8带动第一连接轴7转动，经连接块9上的连杆10带动支架11，支架11以第二连接轴14为中心转动展开，固定块13用于支撑支架11，通孔12用于安装第二连接轴14，挡块15对第二连接轴14进行限位，直至支架11完全展开，液压缸3停止，启动打药机，由第一摄像头18和第二摄像头19采集喷涂区域边界图像信息，经系统电路板21上的图像预处理模块23和数据处理模块24处理后，处理器22生成控制指令，并将指令传送给喷头幅度控制模块25和喷头流量控制模块27，控制可调喷杆16，从而控制喷头17的幅度和流量，其中，基座1上的第二机壳20用于安装系统电路板21，数据存储模块26用于存储数据，电源管理模块28用于电源管理。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，包括基座(1)、第一外壳(2)、液压缸(3)、齿条(4)、滑槽(5)、滑轨(6)、第一连接轴(7)、齿轮(8)、连接块(9)、连杆(10)、支架(11)、通孔(12)、固定块(13)、第二连接轴(14)、挡块(15)、可调喷杆(16)、喷头(17)、第一摄像头(18)、第二摄像头(19)、第二机壳(20)、系统电路板(21)、处理器(22)、图像预处理模块(23)、数据处理模块(24)、喷头幅度控制模块(25)、数据存储模块(26)、喷头流量控制模块(27)和电源管理模块(28)，其特征在于：所述基座(1)的顶端外壁上固定连接有第一外壳(2)，所述第一外壳(2)的一侧内壁上固定连接有液压缸(3)，所述液压缸(3)输出端的一侧外壁上固定连接有齿条(4)，所述齿条(4)的底端外壁上开设有滑槽(5)，所述第一外壳(2)的底端内壁上固定连接有滑轨(6)，且滑轨(6)套接于滑槽(5)的一侧内壁上，所述齿条(4)的两侧对称设置有第一连接轴(7)，且第一连接轴(7)转动连接于第一外壳(2)的一侧内壁上，所述第一连接轴(7)的一侧外壁上固定连接有齿轮(8)，且齿轮(8)啮合连接于齿条(4)的一侧外壁上，所述第一连接轴(7)的顶端外壁上固定连接有连接块(9)，所述连接块(9)的一侧外壁上固定连接有连杆(10)，所述连杆(10)的一端固定连接有支架(11)，所述基座(1)的顶端外壁上对称固定有固定块(13)，且支架(11)转动连接于固定块(13)的底端外壁上，所述第一外壳(2)的一侧设置有第二机壳(20)，且第二机壳(20)固定连接于基座(1)的顶端外壁上，所述第二机壳(20)的一侧内壁上固定连接有系统电路板(21)，所述系统电路板(21)的一侧外壁上固定连接有处理器(22)，所述处理器(22)的一侧设置有数据处理模块(24)，且数据处理模块(24)与处理器(22)通过信号线连接，所述数据处理模块(24)的一侧设置有图像预处理模块(23)，且图像预处理模块(23)与数据处理模块(24)通过信号线连接，所述处理器(22)的一侧设置有喷头幅度控制模块(25)，且喷头幅度控制模块(25)与处理器(22)通过信号线连接，所述处理器(22)的一侧设置有喷头流量控制模块(27)，且喷头流量控制模块(27)与处理器(22)通过信号线连接。
2.根据权利要求1所述的一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，其特征在于：所述支架(11)的一侧外壁上开设有通孔(12)，所述固定块(13)的底端外壁上固定连接有第二连接轴(14)，且第二连接轴(14)套接于通孔(12)的一侧内壁上，所述第二连接轴(14)的底端外壁上固定连接有挡块(15)。
3.根据权利要求1所述的一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，其特征在于：所述支架(11)的底端外壁上设置有可调喷杆(16)，所述可调喷杆(16)的一侧外壁上分布套接有安装环，且安装环固定连接于支架(11)的底端外壁上，所述可调喷杆(16)的底端外壁上分布固定有喷头(17)。
4.根据权利要求1所述的一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，其特征在于：所述支架(11)的一侧外壁上固定连接有第一摄像头(18)，且第一摄像头(18)与图像预处理模块(23)通过信号线连接，所述第一外壳(2)的顶端外壁上固定连接有第二摄像头(19)，且第二摄像头(19)与图像预处理模块(23)通过信号线连接。
5.根据权利要求1所述的一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，其特征在于：所述第一外壳(2)的顶端外壁上对称开设有安装孔，且第一连接轴(7)转动连接于安装孔的一侧内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，其特征在于：所述喷头幅度控制模块(25)与可调喷杆(16)通过信号线连接，所述喷头流量控制模块(27)与可调喷杆(16)通过信号线连接。
7.根据权利要求1所述的一种喷杆式打药机喷幅边界智能识别控制系统，其特征在于：所述处理器(22)的一侧设置有数据存储模块(26)，且数据存储模块(26)与处理器(22)通过信号线连接，所述处理器(22)的一侧设置有电源管理模块(28)，且电源管理模块(28)与处理器(22)通过信号线连接。
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Inventor after: Zhang Mingyu Inventor after: Han Zixin Inventor after: Dong Hongwei Inventor after: An Shuailin Inventor after: Qi Ruifeng Inventor after: Wang Qiang Inventor after: Liu Feng Inventor after: Zheng Yongxin Inventor after: Yang Jing Inventor after: Shi Yuntian Inventor after: Song Shuang Inventor after: Sun Hong Inventor before: Zhang Mingyu Inventor before: Han Zixin Inventor before: Dong Hongwei Inventor before: An Shuailin Inventor before: Qi Ruifeng Inventor before: Wang Qiang Inventor before: Liu Feng Inventor before: Zheng Yongxin Inventor before: Yang Jing Inventor before: Shi Yuntian Inventor before: Song Shuang Inventor before: Sun Hong |
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| GR01 | Patent grant | ||
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