CN210519913U - 流量检测装置和自动化植保设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种流量检测装置和自动化植保设备，涉及自动化植保的技术领域，包括药剂箱、空气流量计和泵送装置；空气流量计的一端与药剂箱密封连接；泵送装置用于从药剂箱中泵出药剂；在药剂箱的负压作用下，空气通过空气流量计的另一端，进入药剂箱内部；空气流量计用于检测进入药剂箱内部的空气流量，其中，空气流量与药剂的流量相一致，对各类农药的流量进行精确检测，进而实现精准植保的目的。

Description

流量检测装置和自动化植保设备

技术领域

本实用新型涉及自动化植保的技术领域，尤其是涉及一种流量检测装置和自动化植保设备。

背景技术

现有的自动化植保作业设备，通常通过泵送负载药箱中的药剂至喷洒装置，再由喷洒装置进行喷洒，进而实现自动植保。

然而，传统流量传感器的检测精度易受到药剂腐蚀、杂质等的影响，且由于不同种类的农药的浓度、粘度不同，同一流量传感器对各类农药的检测精度也不一致，难以实现精确检测，难以到达精准植保的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供流量检测装置和自动化植保设备，对各类农药的流量进行精确检测，进而实现精准植保的目的。

第一方面，本实用新型实施例提供一种流量检测装置，包括药剂箱、空气流量计和泵送装置；

所述空气流量计的一端与所述药剂箱密封连接；

所述泵送装置用于从所述药剂箱中泵出药剂；

在所述药剂箱的负压作用下，空气通过所述空气流量计的另一端，进入所述药剂箱内部；

所述空气流量计用于检测进入所述药剂箱内部的空气流量，其中，所述空气流量与所述药剂的流量相一致。

在可选的实施方式中，所述药剂箱密封设置，通过所述药剂箱上设置的密封接口与所述泵送装置进行连接。

在可选的实施方式中，还包括管路，通过所述管路将所述空气流量计与所述药剂箱密封连接。

在可选的实施方式中，通过对所述密封接口进行插拔操作更换所述药剂箱。

在可选的实施方式中，所述空气流量计的另一端设置有进气口；

所述泵送装置从所述药剂箱中泵出药剂，在所述药剂箱的负压作用下，空气通过所述进气口进入药剂箱内部。

在可选的实施方式中，还包括过滤器，与所述进气口相连接，用于对从所述进气口进入的空气进行过滤。

在可选的实施方式中，还包括对所述泵送装置发送泵送控制信号的控制器，控制所述泵送装置从所述药剂箱中抽取与所述泵送控制信号对应的药剂流量。

在可选的实施方式中，所述控制器将与所述泵送控制信号对应的药剂流量和所述空气流量计检测的空气的流量进行比对，得到比对结果，用于识别所述药剂箱的异常状态。

在可选的实施方式中，所述药剂箱内部设有一空管，所述空管一端连通至所述药剂箱底部，另一端设置于药剂箱顶部与空气连通。

第二方面，本实用新型实施例提供一种自动化植保设备，包括如前述实施方式中任一项所述的流量检测装置，还包括与所述流量检测装置相连接的作业装置。

本实用新型实施例提供了一种流量检测装置和自动化植保设备，通过设置与药剂箱密封连接的空气流量计，当泵送装置将药剂箱中药剂泵出时，根据药剂箱内的负压作用，药剂箱外空气经空气流量计进入药剂箱中，以使药剂箱内外气压保持平衡，空气流量计对进入药剂箱的空气流量进行测量，进而获知与空气流量一致的药剂流量，避免了各类农药对流量测量计的干扰影响，实现对各类农药的流量的精确检测，进而实现精准植保的目的。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的流量检测装置的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的流量检测装置的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的流量检测装置的结构示意图之三；

图4位本实用新型实施例提供的药剂箱空管的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种自动化植保设备的结构示意图。

图标：100-流量检测装置；200-自动化植保设备；101-药剂箱；102-空气流量计；103-控制器；104-管路；105-密封接口；106-进气口；107-过滤器；108-泵送装置；201-作业装置；1011-空管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，自动化也开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究、经济和农业等各个领域，实现更大规模的自动化。现代农业的发展趋势是集约、绿色、生态，目标是无公害，其中，自动化精确植保是大势所趋，不仅可以提高作业效率，还可以防止药害，实现绿色、环保、无公害的现代化农业管理。

当前常用的流量传感器包括：容积式流量计、超声波流量计、电磁流量计等等。其中，容积式流量计容易受杂质，沉淀等影响，粉剂杂质可能堆积于传感器腔体中，导致转子堵转，致使检测精度极其不精准；超声波流量计容易受农药内杂质，粉剂等影响，导致测量误差较大；电磁流量计容易受农药腐蚀腔体，且易受附着和沉淀影响，维护较为不便；智能药箱会受到无人植保设备作业过程中飞行姿态的影响，且还需要额外的通讯链路(比如：蓝牙)来反馈检测的流量信号，较为繁琐。

此外，对于乳油，粘性农药，易结块农药等，容易造成转子摩擦力变化，影响精度，当转子黏上药之后，不易清洗，影响作业。

因此，由于流量传感器会与药剂直接进行接触，易受到药剂中杂质、沉淀等的堵塞、腐蚀干扰，使得在作业过程中，流量传感器测量得到流量值与实际泵出的流量值并不一致，且不同浓度、种类的农药，由于其粘度、杂质、粉剂的影响不同，相同的流量计检测的精度不同，进而难以实现精准植保的目的。

基于此，本实用新型实施例提供的一种流量检测装置和自动化植保设备，对各类农药的流量进行精确检测，进而实现精准植保的目的。

下面通过实施例进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的流量检测装置的结构示意图之一。

参照图1，本实用新型实施例提供一种流量检测装置，包括药剂箱101、空气流量计102和泵送装置108；

空气流量计102的一端与药剂箱101密封连接；

泵送装置108用于从药剂箱101中泵出药剂；

在药剂箱101的负压作用下，空气通过空气流量计102的另一端，进入药剂箱101内部；

空气流量计102用于检测进入药剂箱101内部的空气流量，其中，空气流量与药剂的流量相一致。

在实际应用的优选实施例中，通过设置与药剂箱101密封连接的空气流量计102，当泵送装置108将药剂箱101中药剂泵出时，使得药剂箱101内形成负压，根据药剂箱101内的负压作用，药剂箱101外空气经空气流量计102进入药剂箱101中，以使药剂箱101内外气压保持平衡，空气流量计102对进入药剂箱101的空气流量进行测量，进而获知与空气流量一致的药剂流量，避免了各类农药对流量测量计的接触干扰影响，通过间接检测药剂流量的方式，实现对各类农药的流量的精确检测，进而实现精准植保的目的。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的流量检测装置将复杂流体(农药药剂)流量转变成单一物质(空气)的流量，可以对不同种类药剂的流量进行精准检测，且不会由于药剂堵塞粘连而影响测量准确度，具有较高的测量精确度，确保了流量检测的准确性。上述药剂包括水、乳、油、粉末、颗粒中的一种或多种。

为了达到精确检测的目的，药剂箱需要更好的密封效果，本实用新型实施例将药剂箱101密封设置，通过药剂箱101上设置的密封接口105与泵送装置108进行连接，以保证泵送装置108与药剂箱101连接的密封性。

为了进一步保证空气流量计102与药剂箱101连接处的密封性能，本实用新型实施例还包括管路104，通过管路104将空气流量计102与药剂箱101密封连接，以防止有除保持药剂箱101内外气压平衡稳定的多余空气进入而影响检测精度，同时，也方便拆卸安装和维修，如图2所示。其中，管路104可以设置在空气流量计102的一端，与药剂箱101拆卸连接，也可以设置于药剂箱101一端，与空气流量计102拆卸连接，此处不做限制。

具体的，在管路104设置在空气流量计102的一端时，管路104与药剂箱101连接的部分也为密封设置。在一种可选实施例中，管路104与药剂箱101也可以通过密封接口105来密封连接，以进一步保障密封效果。

在一种优选实施例中，所述空气流量计102与药剂箱101的连接位置设置于药剂箱101顶部，如此，便于空气的流入，也防止药剂堵住而影响空气流入药剂箱101中。进一步的，管路104与药剂箱101的密封位置可以设置于药剂箱101的顶部，使密封效果更佳。

可以理解的是，由于管路104的压损是一致的，可以得到空气流量与流体流量之间对应关系，从而通过检测空气流量来检测药剂流量，简单方便，精确度高。这里，作为一种可选的实施例，药剂流量Q1＝＝空气流量Q2，这里根据管路104的材质不同，药剂流量与空气流量也可能具有其它对应关系，在此不作限定，具体根据实际情况而定。本实用新型实施例由于通过检测空气的流量，而避免检测成分复杂/粘度高的药剂，进而避免药剂直接与流量检测装置接触而腐蚀流量检测装置，或者对流量检测装置造成影响，保证了检测精度。

在实际应用场景中，当流量检测装置应用于自动化植保设备时，植保设备作业过程中，可能会出现药剂箱101内部的药剂不足，无法进行喷洒作业的情况，此时需要对药剂箱101进行更换，本实用新型实施例通过对密封接口105进行插拔操作，来将药剂箱101与泵送装置108进行安装和卸载，以在保证密封性的同时，实现方便更换药剂箱101的目的。

在可选的实施方式中，为了防止多余的空气进入药剂箱101，破坏药剂箱101的密封性，空气流量计102的另一端设置有进气口106；

泵送装置108从药剂箱101中泵出药剂，在药剂箱101的负压作用下，空气通过进气口106进入药剂箱101内部。

这里，进气口106对空气的进入起到一定的约束作用，进一步确保药剂箱101的密封效果。

在实际应用的过程中，由于实际作业环境的不同，药剂箱101外部空气质量难以保证，为了防止外部空气对药剂箱101中药剂污染、空气中杂质对空气流量计102的测量进行干扰，以及进一步确保密封性，本实用新型实施例还包括过滤器107，与进气口106相连接，用于对从进气口106进入的空气进行过滤。

这里，在空气流量计102进气口106连接一过滤器107，从而对通过进气口106进入的空气进行过滤，防止颗粒等进入空气流量计102而影响检测准确度，避免空气流量计102损耗，降低维护成本，同时，过滤器107更加容易清洁，可以实现快速清洁和装配，利于维修。

在可选的实施方式中，还包括对泵送装置108发送泵送控制信号的控制器103，控制器103可接收来自如地面终端等自动控制装置发送的控制信号，控制泵送装置108从药剂箱101中抽取与泵送控制信号对应的药剂流量，如图3所示。

本实用新型实施例提供的流量检测装置中空气流量计102可与控制器103电连接，控制器103用于通过输出控制信号控制泵送装置108的输出转速，控制器103可以根据流量检测装置检测的空气流量，来确定药液的流量，进而根据实际泵出喷洒的药液流量来调整控制器103发送给泵送装置108的控制信号，从而校准泵送装置108的输出转速，直到检测到泵送出的药液流量达到目标流量，即流量检测装置检测的流量等于作业过程中期望流量，以实现作业过程中控制精度的提高。

在可选的实施方式中，为了能够在作业过程中对药剂箱101的状态进行监控，以使药剂箱101出现问题时，能够及时对药剂箱101进行更换，以保证作业的执行效率，控制器103对药剂箱101的异常状态进行识别，异常状态包括空箱和堵塞。具体可通过将与泵送控制信号对应的药剂流量和空气流量计102检测的空气的流量进行比对，得到比对结果，进而根据比对结果对药剂箱101的异常状态进行识别。

在实际应用的作业过程中，当药剂箱101从有药剂慢慢减少到没有时，此时，控制器103对泵送装置108的控制信号仍然不变，当药剂箱101中的药剂抽光，呈现空箱状态时，泵送装置108仍旧持续抽取空气，泵送装置108从抽取药剂切换至抽取空气，此时空气流量计102检测得到的流量信号会发生明显变化，从而可以判断药剂箱101是否已经是空箱了，并可在空箱状态进行停止喷洒，返航添加药剂等等操作。

可以理解的是，由于泵送装置108在抽取药剂或抽取空气时，药剂箱101内形成的负压是不同的，故在泵送装置108控制信号保持不变的情况下，空气流量计102检测空气流量是不同的。一般来说，空箱时与存在药剂的药剂箱101相比其空气流量计102测得的流量值会变大/变小，具体可由不同种类的泵送装置108来决定，如A类型泵送装置108，泵出流体状药剂比泵出气体更加容易，即采用A类型泵送装置108的检测装置会在空箱时出现流量值变小的情况，反之，B类型泵送装置108泵出流体状药剂比泵出气体更加困难，采用B类型泵送装置108的检测装置在空箱时，测得的流量值变大。

这里，根据泵送装置108输出控制信号应该对应的目标泵送流量与空气流量计102测量的实际泵送流量的比对结果，来确定泵送装置108是否处于空箱状态。当比对结果超过第一流量阈值范围时，认为药剂箱101出现空箱；当比对结果未超过第一流量阈值范围时，则认为药剂箱101非空箱。

在一种可选实施例中，药剂箱101内还设有一空管1011，空管1011的一端连通至药剂箱101的底部，空管1011的另一端连通至药剂箱101的顶部并与空气流通，如此，在流量检测装置的检测过程中，更加便于检测药剂箱是否为空箱，如图4所示。此处，空管1011与药剂箱101的也需要密封接口进行密封连接，提高药剂箱的密封性，避免有空气在空管1011和药剂箱101的接口处进出。

需要说明的是，当药剂箱101内仍有药剂时，空管1011的一端没于药剂中，由于药剂压力大于空气流量计102的管路压损，因此，空气流量计102能够检测到输出的药剂流量值；当药剂箱101中没有药剂时，此时药剂箱101为空箱，空管1011的两端压力一致，不存在药剂压力，空气通过药剂箱空管1011进入药剂箱101，空气流量计102无流量输出。即，当空气流量计102检测到无流量输出时，则此时为空箱。

为了进一步保证流量检测装置使用的可靠性，对药剂箱的堵塞状态进行监控，以便及时对问题流量检测装置进行维护，本实用新型实施例还可以根据泵送装置108输出控制信号应该对应的目标泵送流量与空气流量计102测量的实际泵送流量的比对结果，判断药箱或管路是否堵塞。

将目标泵送流量与实际泵送流量进行比值或者差值计算，得到比对结果，将比对结果与第二流量阈值范围或第三流量阈值范围进行比较，比对结果超过第二流量阈值范围或第三流量阈值范围，则药剂箱101堵塞，反之，则药剂箱101未堵塞。

如，当判断药剂箱101是否堵塞时，空气流量计102测得的空气流量是300ml/min，当前对应控制信号的目标泵送流量为600ml/min，这样两者的gain/比值就是2(目标泵送流量/实际泵送流量)，此时远远超过第二流量阈值范围，或者直接获得计算目标泵送流量与实际泵送流量的差值，如果差值超过第三流量阈值范围，则认为药剂箱101堵塞。通过对堵塞报警的药剂箱101进行拆卸，以对药剂箱101进行排查，以知晓药剂箱101中哪个位置可能处于堵塞状态。

需要说明的是，当采用A类型泵送装置108，即泵出流体状药剂比泵出气体更加容易时，即采用A类型泵送装置108的泵送流量检测模块会在空箱时出现流量值变小的情况，而，当药剂箱101堵塞时，泵送流量检测模块也会出现流量值变小的情况，实际应用过程中，为了区分两种情况，会比较目标泵送流量与实际泵送流量的差值，当两者差值超过预设阈值时，排除空箱的判断，进而再判断是否为堵塞状态。

综上，本实用新型实施例中空气流量计102一端有进气口106，另一端通过管路104与药剂箱101密封连接，形成流量检测装置，并通过与药剂箱101连接的泵送装置108，从药剂箱101中抽取药剂，当泵送装置108抽走药剂箱101中的药剂时，由于空气流量计102与药剂箱101连通，在药剂箱101中负压的作用下，外界的空气通过进气口106流经空气流量计102，通过空气流量计102后进入药剂箱101内部，如此，可以检测流过空气流量计102的空气流量，由于流入药剂箱101的空气与流出药剂箱101的药剂的体积相等，故相同时间内，可以得到药剂箱101中流出的药剂的流量。

进一步的，如图5所示，本实用新型实施例提供一种自动化植保设备200，如无人机、无人车等等，包括如前述实施方式中任一项的流量检测装置100，还包括与流量检测装置100相连接的作业装置201。

其中，作业装置201与药剂箱101相连，使得目标泵送流量的药剂流入作业装置201，控制器103控制作业装置201进行作业。此外，控制器103还根据控制信号获得目标泵送流量以及空气流量计102检测药剂箱101中的泵送出药剂的流量，发送给泵送装置108相应的控制器103，使泵送装置108根据控制器103的控制信号对转速进行相应调节，使泵送装置108实际泵送出的流量达到目标泵送流量，实现精确的输出流量，达到精准作业的目的。

本实用新型实施例通过空气流量计102间接检测药剂流量，无需直接接触药剂，避免对流量计的堵塞和药剂腐蚀，准确度高，可以检测不同种类的药剂，适用范围广。此外，直接通过管路104连通空气流量计102与药剂箱101，方便拆卸和更换，利于维护。

本实用新型实施例提供的自动化植保设备，与上述实施例提供的流量检测装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流量检测装置，其特征在于，包括药剂箱、空气流量计和泵送装置；

所述空气流量计的一端与所述药剂箱密封连接；

所述泵送装置用于从所述药剂箱中泵出药剂；

在所述药剂箱的负压作用下，空气通过所述空气流量计的另一端，进入所述药剂箱内部；

所述空气流量计用于检测进入所述药剂箱内部的空气流量，其中，所述空气流量与所述药剂的流量相一致。

2.根据权利要求1所述的流量检测装置，其特征在于，所述药剂箱密封设置，通过所述药剂箱上设置的密封接口与所述泵送装置进行连接。

3.根据权利要求1所述的流量检测装置，其特征在于，还包括管路，通过所述管路将所述空气流量计与所述药剂箱密封连接。

4.根据权利要求2所述的流量检测装置，其特征在于，通过对所述密封接口进行插拔操作更换所述药剂箱。

5.根据权利要求1所述的流量检测装置，其特征在于，所述空气流量计的另一端设置有进气口；

所述泵送装置从所述药剂箱中泵出药剂，在所述药剂箱的负压作用下，空气通过所述进气口进入药剂箱内部。

6.根据权利要求5所述的流量检测装置，其特征在于，还包括过滤器，与所述进气口相连接，用于对从所述进气口进入的空气进行过滤。

7.根据权利要求1所述的流量检测装置，其特征在于，还包括对所述泵送装置发送泵送控制信号的控制器，控制所述泵送装置从所述药剂箱中抽取与所述泵送控制信号对应的药剂流量。

8.根据权利要求7所述的流量检测装置，其特征在于，所述控制器将与所述泵送控制信号对应的药剂流量和所述空气流量计检测的空气的流量进行比对，得到比对结果，用于识别所述药剂箱的异常状态。

9.根据权利要求1所述的流量检测装置，其特征在于，所述药剂箱内部设有一空管，所述空管一端连通至所述药剂箱底部，另一端设置于药剂箱顶部与空气连通。

10.一种自动化植保设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的流量检测装置，还包括与所述流量检测装置相连接的作业装置。

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