CN114931133A

CN114931133A - 一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统

Info

Publication number: CN114931133A
Application number: CN202210307964.5A
Authority: CN
Inventors: 叶彬
Original assignee: Heilongjiang Huida Technology Development Co ltd
Current assignee: Heilongjiang Huida Technology Development Co ltd
Priority date: 2022-03-27
Filing date: 2022-03-27
Publication date: 2022-08-23

Abstract

本发明公开了一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统，包括精准喷药主控系统和精准喷药分控系统，精准喷药主控系统中包括液位传感器、药箱、泵、喷药管理主机、精准喷药主控器、过滤器、总阀、卫星定位天线、4G天线、溢流阀、比例阀、流量传感器、压力传感器；药箱上安装液位传感器，并通过喷药管路和泵连接，泵的出口连接过滤器，过滤器后面的喷药管路有三个回流分支，分别为安装总阀、溢流阀、比例阀，回流分支之后是流量传感器，流量传感器之后与若干个精准喷药分控系统的管路相连接，且形成喷药支路，喷药管路的末端连接有压力传感器。该种装置可以十分便捷的进行对农药喷洒时进行精细化流量控制，从而既节省了农药，又防避免了过量喷药。

Description

一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统

技术领域

本发明涉及精准农业技术领域，具体为一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统。

背景技术

我国是农业大国，作物保护是农业生产的重要组成部分，是确保农业丰产丰收的重要措施之一，喷药机是一种作物保护机械的，可将农药分散开来的一种农机具，广泛用于大田作物、草坪、苗圃等场合。我国是农药使用大国，传统的粗放型农业对农药的过量使用，不仅造成生产成本增加，也影响农产品质量安全和生态环境安全，因此实现精准施药，农药减量控害十分必要。为了改善现有生产方式造成的农药浪费和环境污染等问题，近年来我国大力推广变量喷药技术，变量喷药技术是喷药设备根据所工作地块的土壤、天气、作物、虫害等情况等因素自动调节喷药速率的一种技术。现有的变量喷药系统实现了根据喷药车辆的实时行驶速度及处方图，基于压力的调整从而实现对流量的控制，但是还是存在一些缺点。

现有的喷药装置有如下缺陷：

1、系统中所有喷头的流量相同，只支持区段开或关操作，不能实现精细流量控制。

2、在启停喷药阶段，由于管路里的压力不能瞬变，存在延时，导致少喷或过喷。

3、喷药载具在转弯时，由于喷杆两端的速度差导致内圈多喷外圈少喷。

4、系统可管理的喷头数量固定，不能扩展。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统，解决了现有的喷头不能进行精细化流量控制，从而影响农药喷洒的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统，包括精准喷药主控系统和精准喷药分控系统，所述精准喷药主控系统中包括液位传感器、药箱、泵、喷药管理主机、精准喷药主控器、过滤器、总阀、卫星定位天线、4G天线、溢流阀、比例阀、流量传感器、压力传感器；

优选的，所述药箱上安装液位传感器，并通过喷药管路和泵连接，所述泵的出口连接过滤器，所述过滤器后面的喷药管路有三个回流分支，分别为安装总阀、溢流阀、比例阀，所有的回流分支都将药液送回药箱，所述回流分支之后是流量传感器，所述流量传感器之后与若干个精准喷药分控系统的管路相连接，且形成喷药支路，所述喷药管路的末端连接有压力传感器。

优选的，所述喷药管理主机连接卫星定位天线和4G天线，且通过喷药管理总线与精准喷药主控器连接，所述精准喷药主控器通过喷药控制总线与若干精准喷药分控系统实现通讯，所述总阀、比例阀、液位传感器、流量传感器、压力传感器通过信号线和精准喷药主控器连接。

优选的，所述精准喷药分控系统中包括精准喷药分控器、电磁阀、喷头。

优选的，所述精准喷药分控系统最大可支持条分支喷药管路，且每条分支喷药管路上安装电磁阀，所述电磁阀之后连接喷头，所述精准喷药分控器实用信号线控制电磁阀，并通过喷药控制总线与精准喷药主控系统连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统。具备以下有益效果：

1、本发明采用分布式系统设计思想，采用总线方式连接各子系统,安装时各子系统可安装在相应的执行部件附近，可显著节省布线的空间和线材的使用量，安装调试耗时短，工作量少，维护和使用方便，在大系统的情况下效益尤其显著。

2、系统中的每个喷头都配置电磁阀，实现独立开关，为实现精准的喷药奠定了基础，当喷药载具行驶在不规则地块时，可自由打开关闭喷头，精确匹配地块外形；当喷药轨迹出现交叉重叠时，可关闭已喷药地块的喷头避免过量喷药，系统可在达到要求的压力之后再开启喷头的电磁阀，从而准确控制喷药质量，停止喷药时，可直接关闭电磁阀从而避免过量喷药。

3、在喷药载具转弯时，可调整内外圈的开关频率实现转弯补偿，实现均匀喷药。

4、本发明设计的精准喷药系统可以灵活的增加或减少可控制的喷头数量，对于各种不同大小的喷药机均可适用，既满足前装需求，也可用于后装及对现有设备的升级改造。

附图说明

图1为本发明所述精准喷药主控系统示意图；

图2为本发明所述精准喷药分控系统示意图。

图中，1、液位传感器；2、药箱；3、喷药管路；4、泵；5、喷药管理主机；6、喷药管理总线；7、精准喷药主控器；8、过滤器；9、总阀；10、卫星定位天线；11、4G天线；12、信号线；13、溢流阀；14、比例阀；15、流量传感器；16、喷药控制总线；17、压力传感器；18、精准喷药分控系统；19、精准喷药分控器；20、电磁阀；21、喷头。

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1-2，本发明实施例提供一种技术方案：一种分布式独立喷头21控制的精准喷药系统，包括精准喷药主控系统和精准喷药分控系统18，所述精准喷药主控系统中包括液位传感器1、药箱2、泵4、喷药管理主机5、精准喷药主控器7、过滤器8、总阀9、卫星定位天线10、4G天线11、溢流阀13、比例阀14、流量传感器15、压力传感器17；

所述药箱2上安装液位传感器1，并通过喷药管路3和泵4连接，所述泵4的出口连接过滤器8，所述过滤器8后面的喷药管路3有三个回流分支，分别为安装总阀9、溢流阀13、比例阀14，所有的回流分支都将药液送回药箱2，所述回流分支之后是流量传感器15，所述流量传感器15之后与若干个精准喷药分控系统18的管路相连接，且形成喷药支路，所述喷药管路3的末端连接有压力传感器17。

所述喷药管理主机5连接卫星定位天线10和4G天线11，卫星定位天线10和4G天线11一般安装在喷药载具的顶部开阔位置，喷药管理主机5安装在喷药载具的驾驶室中便于观察和操作的地方，并通过喷药管理总线6与精准喷药主控器7连接，所述精准喷药主控器7通过喷药控制总线16与若干精准喷药分控系统18实现通讯，基于总线的系统设计使的系统的各部分之间功能分割明确，连线简洁，减少安装空闲和线材的使用量，在进行安装和调试时布线容易，耗时短，工作量少，维护和使用方便，所述总阀9、比例阀14、液位传感器1、流量传感器15、压力传感器17通过信号线12和精准喷药主控器7连接，精准喷药主控器7通过调整回流支路上的比例阀14开度来调整当前管路的压力，并通过压力传感器17实现监测。

所述精准喷药分控系统18中包括精准喷药分控器19、电磁阀20、喷头21，每个喷头21上都分别安装有电磁阀20，从而实现独立开关，为实现精准的喷药奠定了基础。

所述精准喷药分控系统18最大可支持八条分支喷药管路3，且每条分支喷药管路3上安装电磁阀20，所述电磁阀20之后连接喷头21，所述精准喷药分控器19实用信号线12控制电磁阀20，并通过喷药控制总线16与精准喷药主控系统连接，喷药控制总线16上可以根据需要挂载多个精准喷药分控系统18，实现不同喷头数量的喷药控制，适用面广。

工作原理：在使用时，本发明首先可通过喷药管理主机5上的4G通信网络获得地块的处方图，然后通过卫星定位系统得到经纬度坐标，从而在处方图上获得当前的喷药量，此外还需根据当前的行驶速度及运行轨迹计算实施的喷药需求信息并通过喷药管理总线6发送到精准喷药主控器7，精准喷药主控器7根据喷药需求信息调整喷药管路3的压力，并将各喷头21的控制要求通过喷药控制总线16进行发送，实现精准喷药管理。通过对每一个喷头的独立控制，实现精准喷药，节约用药量10-15％。喷药管理主机5还通过喷药管理总线6实时监测当前的工作状态，实时显示已喷药量及喷药面积，药液不足时，实时告警，并提供与使用者之间进行如作业设置、农具参数配置、启动/结束喷药等交互功能及作业状态显示，作业信息查询。

本发明的1、液位传感器；2、药箱；3、喷药管路；4、泵；5、喷药管理主机，6、喷药管理总线；7、精准喷药主控器；8、过滤器；9、总阀；10、卫星定位天线；11、4G天线；12、信号线；13、溢流阀；14、比例阀；15、流量传感器；16、喷药控制总线；17、压力传感器；18、精准喷药分控系统；19、精准喷药分控器；20、电磁阀；21、喷头，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明解决的问题是现有的喷头不能进行精细化流量控制，从而影响农药喷洒的问题，本发明通过上述部件的互相组合，可以十分便捷的进行对农药喷洒时进行精细化流量控制，从而既节省了农药，又防避免了过量喷药。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种分布式独立喷头(21)控制的精准喷药系统，其特征在于：包括精准喷药主控系统和精准喷药分控系统(18)，所述精准喷药主控系统中包括液位传感器(1)、药箱(2)、泵(4)、喷药管理主机(5)、精准喷药主控器(7)、过滤器(8)、总阀(9)、卫星定位天线(10)、4G天线(11)、溢流阀(13)、比例阀(14)、流量传感器(15)、压力传感器(17)；

所述药箱(2)上安装液位传感器(1)，并通过喷药管路(3)和泵(4)连接，所述泵(4)的出口连接过滤器(8)，所述过滤器(8)后面的喷药管路(3)有三个回流分支，分别为安装总阀(9)、溢流阀(13)、比例阀(14)，所有的回流分支都将药液送回药箱(2)，所述回流分支之后是流量传感器(15)，所述流量传感器(15)之后与若干个精准喷药分控系统(18)的管路相连接，且形成喷药支路，所述喷药管路(3)的末端连接有压力传感器(17)。

2.根据权利要求1所述的一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统，其特征在于：所述喷药管理主机(5)连接卫星定位天线(10)和4G天线(11)，且通过喷药管理总线(6)与精准喷药主控器(7)连接，所述精准喷药主控器(7)通过喷药控制总线(16)与若干精准喷药分控系统(18)实现通讯，所述总阀(9)、比例阀(14)、液位传感器(1)、流量传感器(15)、压力传感器(17)通过信号线(12)和精准喷药主控器(7)连接。

3.根据权利要求1所述的一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统，其特征在于：所述精准喷药分控系统(18)中包括精准喷药分控器(19)、电磁阀(20)、喷头(21)。

4.根据权利要求1所述的一种分布式独立喷头控制的精准喷药系统，其特征在于：所述精准喷药分控系统(18)最大可支持八条分支喷药管路(3)，且每条分支喷药管路(3)上安装电磁阀(20)，所述电磁阀(20)之后连接喷头(21)，所述精准喷药分控器(19)实用信号线(12)控制电磁阀(20)，并通过喷药控制总线(16)与精准喷药主控系统连接。