CN114009416A - 植保机播撒装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植保机播撒装置及其控制方法。包括播撒装置主体机构，所述播撒装置主体机构具有下料口；搅拌机构，所述搅拌机构位于所述下料口的上端部设置；下料调节机构，所述下料调节机构位于所述下料口的下端部设置；播撒机构，所述播撒机构位于所述下料口的下方设置；断料传感器，所述断料传感器位于所述下料口的侧面设置；控制器模块，所述控制器模块电分别连接所述搅拌机构、所述下料调节机构、所述播撒机构和所述断料传感器。本发明能够解决现有播撒装置容易产生物料堵塞以及无法适配不同厂家的飞控模块的问题。

Description

植保机播撒装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及植保机技术领域，具体涉及一种植保机播撒装置及其控制方法。

背景技术

传统农业采用人工或半机械的方式进行颗粒物料的播撒工作，随着科技进步，无人机在农业领域大展手脚。具有播撒功能植保无人机由植保无人机、料箱、播撒装置组成，植保无人机作为料箱和播撒装置的飞行工作平台，料箱负责装载颗粒物料，播撒装置负责颗粒物料的播撒工作。

目前市场上的播撒装置在播撒作业时，播撒装置容易产生物料堆积、堵塞，从而导致动力机构损坏、下料不均匀、播撒幅度小等问题。另外，目前市场上的播撒装置控制方法单一，无法适配不同厂家的飞控模块。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种植保机播撒装置及其控制方法，能够解决现有播撒装置容易产生物料堵塞以及无法适配不同厂家的飞控模块的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

植保机播撒装置，包括播撒装置主体机构，所述播撒装置主体机构具有用于播撒物料的下料口；

搅拌机构，用于搅拌颗粒状的物料，所述搅拌机构位于所述下料口的上端部设置；

下料调节机构，用于接收所述搅拌机构搅拌的物料并调整物料的下料速度，所述下料调节机构位于所述下料口的下端部设置；

播撒机构，用于接收所述下料调节机构排出的物料并利用离心作用播撒物料，所述播撒机构位于所述下料口的下方设置；

断料传感器，用于实时检测所述播撒机构物料有无并生成反馈信息，所述断料传感器位于所述下料口的侧面设置；

控制器模块，用于接收飞控的控制信号并通过PWM脉宽调制信号或CAN总线信号控制所述下料调节机构的开度和所述播撒机构的转速、接收所述断料传感器的反馈信息并实时反馈给飞控，所述控制器模块分别连接所述搅拌机构、所述下料调节机构、所述播撒机构和所述断料传感器。

优选的技术方案，在所述下料口设置有斜面凸台结构，在所述斜面凸台结构设置有用于驱动所述搅拌机构和所述播撒机构同步转动的控制电机。通过设置的斜面可以帮助降低物料在下料口内的堆料风险，通过设置的凸台可以帮助加强连接机构的强度，从而保持控制电机安装的稳定性。

进一步优选的技术方案，所述搅拌机构包括搅拌减速器和搅拌杆，所述控制电机传动连接所述搅拌减速器，所述搅拌减速器传动连接所述搅拌杆。通过设置的搅拌减速器可以帮助防止发生物料在下料口内的堆积、堵塞，同时还能够保证下料速度的均匀程度。

进一步优选的技术方案，所述播撒机构包括甩盘，所述控制电机传动连接所述甩盘，在所述甩盘设置有分隔板，所述分隔板沿所述甩盘的径向延伸。通过设置的甩盘可以通过持续转动产生离心作用，落在甩盘的物料在分隔板的引导作用下分批次被甩出。

优选的技术方案，所述下料调节机构包括舵机和阀门转盘，所述舵机固定连接所述播撒装置主体机构，所述阀门转盘转动连接所述播撒装置主体机构，所述舵机传动连接所述阀门转盘。通过设置的舵机可以帮助实现阀门转盘的转动，通过转动阀门转盘可以帮助实现对下料口开口大小的调节，从而调节下料速，或者直接关闭下料口。

进一步优选的技术方案，在所述阀门转盘外周侧面设置有连接齿条，所述连接齿条沿所述阀门转盘的周向连续延伸，所述舵机的输出轴连接有齿轮，所述齿轮啮合所述连接齿条设置。通过设置的连接齿条和齿轮的啮合式的传动方式，可以帮助实现对阀门转盘转动角度的控制

优选的技术方案，所述控制器模块包括电路板和散热壳体，所述散热壳体固定连接所述播撒装置主体机构，所述电路板位于所述散热壳体的内部设置。

另外，本发明还公开了植保机播撒装置控制方法，包括以下步骤

步骤1：控制器模块通过CAN总线指令切换植保机播撒装置的控制方式；

步骤2：通过控制器模块的CAN总线或PWM脉宽调制信号接收下料调节机构的目标开度和播撒机构的目标转速；

步骤3：播撒机构自检转速，在接收到自检信号(0油门信号)后控制植保机播撒装置工作；

步骤4：控制器模块接收断料传感器的反馈信息并判断物料的有无，当控制器模块采用PWM控制方式时通过反馈线束反馈断料信息，当控制器模块采用CAN总线控制方式时通过CAN报文反馈断料信息；

步骤5：控制器模块实时采集控制电机的工作电流或/和舵机的工作电流，判断控制电机或/和舵机是否堵转并通过CAN报文反馈给飞控；

步骤6：若电机发生堵转，控制器模块控制控制电机或/和舵机停转，并通过自检信号复位尝试重启，重启指定次数失败后不可再次重启。

本发明公开一种植保机播撒装置及其控制方法，具有以下优点：

通过设置的搅拌机构可以在进行播撒作业过程对颗粒状的物料进行持续搅拌，有利于防止在下料口中发生物料堆积和堵塞现象，同时能够保持下料速度的均匀，从而避免动力机构因为物料堆积和堵塞而损坏。

设置的播撒结构和搅拌机构共用同一个电机，采用双轴输出的方式进行同步驱动。不仅降低了动力机构的复杂性，同时还保证了搅拌机构与播撒机构的同步性。

通过设置的控制器模块可以在两种控制方式之间进行切换，从而适配不同厂家的飞控模块，PWM脉宽调制信号和CAN总线信号的切换能够提高控制器模块的控制方法，有利于提高控制方法的多样性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中搅拌机构和播撒机构结构示意图；

图3是本发明实施例中下料调节机构的结构示意图；

图4是本发明实施例中播撒装置主体机构的结构示意图；

图5是本发明实施例控制方法流程图。

图6是本发明实施例控制原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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。

实施例1

如图1至图4所示，本发明实施例所述植保机播撒装置，包括播撒装置主体机构1，所述播撒装置主体机构1具有用于播撒物料的下料口10；

搅拌机构2，用于搅拌颗粒状的物料，所述搅拌机构2位于所述下料口10的上端部设置；

下料调节机构3，用于接收所述搅拌机构2搅拌的物料并调整物料的下料速度，所述下料调节机构3位于所述下料口10的下端部设置；

播撒机构4，用于接收所述下料调节机构3排出的物料并利用离心作用播撒物料，所述播撒机构4位于所述下料口10的下方设置；

断料传感器5，实时检测所述播撒机构4通过所述下料口10物料有无并生成反馈信息，所述断料传感器5位于所述下料口10的侧面设置，；

控制器模块6，用于接收飞控的控制信号并通过PWM脉宽调制信号或CAN总线信号控制所述下料调节机构3的开度和所述播撒机构4的转速、接收所述断料传感器5的反馈信息并实时反馈给飞控，所述控制器模块6电分别连接所述搅拌机构2、所述下料调节机构3、所述播撒机构4和所述断料传感器5。

实施例2

如图1至图4所示，本发明实施例所述植保机播撒装置，为了解决如何在下料口10的内部安装控制电机7的问题，在所述下料口10设置有斜面凸台结构11，在所述斜面凸台结构11设置有用于驱动所述搅拌机构2和所述播撒机构4同步转动的控制电机7。

容易理解的，斜面凸台结构11的斜面可以降低堆料风险，物料会沿斜面凸台结构11的斜面111滑动，斜面凸台结构11的凸台112设计可以加强连接的强度，保持控制电机7的稳定安装。

所述搅拌机构2包括搅拌减速器21和搅拌杆22，所述控制电机7的输出轴可以通过包括但不限于联轴器的连接方式连接所述搅拌减速器21的输入轴，所述搅拌减速器21的输出轴可以通过包括但不螺钉连接的连接方式连接所述搅拌杆22的旋转中心位置。

所述播撒机构4包括甩盘41，所述控制电机7的另一个输出轴可以通过包括但不限于螺钉连接的连接方式连接所述甩盘41，在所述甩盘41设置有分隔板42，所述分隔板42沿所述甩盘41的径向延伸。

容易理解的，控制电机7转动时位于控制电机7上方的搅拌机构2持续的对物料进行搅拌，位于控制电机7下方的播撒机构4持续的旋转来甩出物料。值得注意的是，搅拌机构2的搅拌速度与播撒结构的播撒速度可以同步设置。

其他未描述结构参照实施例1。

实施例3

如图1至图4所示，本发明实施例所述植保机播撒装置，为了解决如何控制下料速度的问题，所述下料调节机构3包括舵机31和阀门转盘32，所述舵机31的壳体部分可以通过包括但不限于螺钉连接的方式固定连接所述播撒装置主体机构1，所述阀门转盘32可以通过包括但不限于转轴连接的方式转动连接所述播撒装置主体机构1，所述舵机31传动连接所述阀门转盘32。

具体的，在所述阀门转盘32外周侧面设置有连接齿轮33，所述连接齿轮33沿所述阀门转盘32的周向连续延伸，所述舵机31的输出轴连接有齿轮34，所述齿轮34啮合所述连接齿轮33设置。容易理解的，舵机31可以转动指定圈数来控制阀门转盘32转动指定角度，阀门转盘32转的指定角度可以调节遮挡阀门口30的面积，从而实现对下料速度的控制。

其他未描述结构参照实施例1。

实施例4

如图1至图4所示，本发明实施例所述植保机播撒装置，为了解决如何实现不同方式进行控制的问题，所述控制器模块6包括电路板和散热壳体61，所述散热壳体61可以通过包括但不限于螺钉连接的方式固定连接所述播撒装置主体机构1，所述电路板位于所述散热壳体61的内部设置。

容易理解的，电路板具有PWM脉宽调制信号和CAN总线信号的通讯方式，通过总线指令能够在两种控制方式之间进行切换。电路板也可以包括无线传输单元以连接飞控。

其他未描述结构参照实施例1。

实施例5

如图1至图5所示，本发明实施例所述植保机播撒装置控制方法，包括以下步骤

步骤1：控制器模块6通过CAN总线指令切换植保机播撒装置的控制方式；

步骤2：通过控制器模块6的CAN总线或PWM脉宽调制信号接收下料调节机构3的目标开度和播撒机构4的目标转速；

步骤3：播撒机构4自检转速，在接收到自检信号后控制植保机播撒装置工作；

步骤4：控制器模块6接收断料传感器5的反馈信息并判断物料的有无，当控制器模块6采用PWM控制方式时通过反馈线束反馈断料信息，当控制器模块6采用CAN总线控制方式时通过CAN报文反馈断料信息；

步骤5：控制器模块6实时采集控制电机7的工作电流或/和舵机31的工作电流，判断控制电机7或/和舵机31是否堵转并通过CAN报文反馈给飞控；

步骤6：若电机发生堵转，控制器模块6控制控制电机7或/和舵机31停转，并通过自检信号复位尝试重启，重启指定次数失败后不可再次重启。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.植保机播撒装置，其特征在于：包括

播撒装置主体机构，所述播撒装置主体机构具有用于播撒物料的下料口；

搅拌机构，用于搅拌颗粒状的物料，所述搅拌机构位于所述下料口的上端部设置；

下料调节机构，用于接收所述搅拌机构搅拌的物料并调整物料的下料速度，所述下料调节机构位于所述下料口的下端部设置；

播撒机构，用于接收所述下料调节机构排出的物料并利用离心作用播撒物料，所述播撒机构位于所述下料口的下方设置；

断料传感器，用于实时检测所述播撒机构物料有无并生成反馈信息，所述断料传感器位于所述下料口的侧面设置；

控制器模块，用于接收飞控的控制信号并通过PWM脉宽调制信号或CAN总线信号控制所述下料调节机构的开度和所述播撒机构的转速、接收所述断料传感器的反馈信息并实时反馈给飞控，所述控制器模块分别连接所述搅拌机构、所述下料调节机构、所述播撒机构和所述断料传感器。

2.根据权利要求1所述的植保机播撒装置，其特征在于：在所述下料口设置有斜面凸台结构，在所述斜面凸台结构设置有用于驱动所述搅拌机构和所述播撒机构同步转动的控制电机。

3.根据权利要求2所述的植保机播撒装置，其特征在于：所述搅拌机构包括搅拌减速器和搅拌杆，所述控制电机传动连接所述搅拌减速器，所述搅拌减速器传动连接所述搅拌杆。

4.根据权利要求2所述的植保机播撒装置，其特征在于：所述播撒机构包括甩盘，所述控制电机传动连接所述甩盘，在所述甩盘设置有分隔板，所述分隔板沿所述甩盘的径向延伸。

5.根据权利要求1所述的植保机播撒装置，其特征在于：所述下料调节机构包括舵机和阀门转盘，所述舵机固定连接所述播撒装置主体机构，所述阀门转盘转动连接所述播撒装置主体机构，所述舵机传动连接所述阀门转盘。

6.根据权利要求5所述的植保机播撒装置，其特征在于：在所述阀门转盘外周侧面设置有连接齿轮，所述连接齿轮沿所述阀门转盘的周向连续延伸，所述舵机的输出轴连接有齿轮，所述齿轮啮合所述连接齿轮设置。

7.根据权利要求1所述的植保机播撒装置，其特征在于：所述控制器模块包括电路板和散热壳体，所述散热壳体固定连接所述播撒装置主体机构，所述电路板位于所述散热壳体的内部设置。

8.植保机播撒装置控制方法，其特征在于：包括以下步骤

步骤1：控制器模块通过CAN总线指令切换植保机播撒装置的控制方式；

步骤2：通过控制器模块的CAN总线或PWM脉宽调制信号接收下料调节机构的目标开度和播撒机构的目标转速；

步骤3：播撒机构自检转速，在接收到自检信号(0油门信号)后控制植保机播撒装置工作；

步骤4：控制器模块接收断料传感器的反馈信息并判断物料的有无，当控制器模块采用PWM控制方式时通过反馈线束反馈断料信息，当控制器模块采用CAN总线控制方式时通过CAN报文反馈断料信息；

步骤5：控制器模块实时采集控制电机的工作电流或/和舵机的工作电流，判断控制电机或/和舵机是否堵转并通过CAN报文反馈给飞控；

步骤6：若电机发生堵转，控制器模块控制控制电机或/和舵机停转，并通过自检信号复位尝试重启，重启指定次数失败后不可再次重启。

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