CN211988175U - 自动配液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动配液装置，包括容置框架、控制系统、人机交互系统、定量配置装置和稀释装置，所述定量配置装置和稀释装置分别固定在容置框架的相对两侧，人机交互系统设置在容置框架的侧壁上，控制系统设置在容置框架内部；所述定量配置装置包括配置水泵P8和原药箱，所述稀释装置包括稀释箱和稀释水泵，所述人机交互系统包括单片机液晶显示屏P1和矩阵按键模块P3，所述控制系统包括主控芯片U1、电源模块P2、继电器P5、LED模块P7，本实用新型的自动配液装置减少了无人机飞防作业时配液的劳动量和时间，提高配液效率与精准度，减小农药与人体直接接触给人体带来的伤害。

Description

自动配液装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种基于植保无人机的自动配液装置。

背景技术

无人机植保作业相对于传统的人工喷药作业和机械装备喷药有很多优点：作业高度低，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果好，远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等，无人机喷洒技术采用喷雾式喷洒方式，对于大面积的农田来说使用药液量很大，需要配置较多的药液，现阶段植保无人机在田间、地头飞防作业时，配液都是人工配液，这样加大了配液人员的劳动量与农药中毒的危险性，人工配液效率极低，而且配液不精准，为了减少无人机飞防作业时配液的劳动量和时间，提高人工配液效率与精准度，减小农药与人体直接接触给人体带来的伤害，本申请发明了一种自动配液装置，该装置不只能用于植保无人机也可以用于农民手动打药时的自动配液。

发明内容

本实用新型的自动配液装置，减少了无人机飞防作业时配液的劳动量和时间，提高配液效率与精准度，减小农药与人体直接接触给人体带来的伤害。

本实用新型的技术方案如下：自动配液装置，包括容置框架、控制系统、人机交互系统、定量配置装置和稀释装置，所述定量配置装置和稀释装置分别固定在容置框架的相对两侧，人机交互系统设置在容置框架的侧壁上，控制系统设置在容置框架内部。

所述定量配置装置包括配置水泵P8和原药箱，所述原药箱设有若干，所述配置水泵P8的吸入接管设有若干，分别伸入原药箱中，所述吸入接管均连接有开关电磁阀和流量计；

所述稀释装置包括稀释箱和稀释水泵，所述稀释箱设有2个，稀释水泵设有3个，所述稀释箱内均设有搅拌器，所述其中第一稀释水泵P9的吸入接管连接水管，出口接管接入第一稀释箱内，所述第一稀释箱内连接有所述配置水泵P8的出口接管，第二稀释水泵P10的吸入接管连接水管，出口接管接入其中第二稀释箱内，第三稀释水泵P11的吸入接管接入第一稀释箱，出口接管接入第二稀释箱，所述第二稀释箱上设有液位计。

所述人机交互系统包括单片机液晶显示屏P1和矩阵按键模块P3，单片机液晶显示屏P1和矩阵按键模块P3均与所述控制系统信号连接。

所述控制系统包括主控芯片U1、电源模块P2、继电器P5、LED模块P7，所述主控芯片U1为芯片STC12C5A60S2，继电器P5、LED模块P7均与所述主控芯片U1信号连接，所述配置和稀释水泵开关，开关电磁阀，流量计和搅拌器开关均与所述继电器P5信号连接，所述电源模块P2与所述主控芯片U1、单片机液晶显示屏P1和LED模块P7均电源连接。

优选的，所述稀释装置还包括抽液水泵P12，所述抽液水泵P122的吸入接管接入第二稀释箱，出口接管接入储药箱中，抽液水泵P12通过人工控制。

优选的，所述原药箱设有3个，所述开关电磁阀设有3个，为电磁阀V1、V2、V3；

所述主控芯片U1的引脚VCC连接5V电源正极，引脚GND连接5V电源负极，VCC和GND之间串联电容C3；主控芯片U1引脚XTAL1和XTAL2分别连接晶体振荡器Y1的两端，电容C1和C2分别连接在晶体振荡器Y1的两端，另一端接地，所述主控芯片U1的引脚P1.0-P1.7分别连接所述矩阵按键模块P3的引脚8-1，所述继电器P5的引脚1-8分别经过上拉电阻R2-R9与主控芯片U1的引脚P2.0-P2.7连接。

所述继电器P5的引脚1-3分别控制连接V3-V1电磁阀，引脚7控制连接配置水泵P8的开关，引脚4控制连接并接的第二和第三稀释水泵P10和P11，引脚5控制连接第一稀释水泵P9，引脚6控制连接搅拌器的开关。

所述LCD单片机液晶显示屏P1 为LCD1602模块，LCD1602模块的数据引脚7-14分别连接主控芯片U1的数据引脚P0.0-P0.7，电源和背光源引脚2和引脚15连接5V电源VCC，液晶显示偏压信号引脚1和引脚16接地、数据/命令选择引脚连接所述主控芯片U1的引脚P3.5、读/写选择段引脚连接主控芯片U1的引脚P3.6；流量计模块连接主控芯片U1的引脚P3.2，液位模块经上拉电阻R10后连接主控芯片U1的引脚P3.4；主控芯片U1的串口引脚P3.0和P3.1连接UART模块。

优选的，所述继电器P5为RELAY继电器。

本实用新型的自动配液装置，首先原药箱里分别加入所需要的不同的原药液，通过人机交互系统由矩阵按键模块P3的按键输入所需稀释原药液的药量并在单片机液晶显示屏P1上显示出来，电磁阀和水泵（包括配置水泵和稀释水泵）分别对应着LED模块P7相应的指示灯，工作状态时为亮，反之为灭，电磁阀与水泵的工作与否也可以用矩阵按键模块P3的按键控制。

定量配置系统对药液进行配置，按下启动按钮，继电器P5控制配置水泵P8和流量计持续工作，电磁阀V1打开、电磁阀V2、V3关闭，配置水泵P8从原药箱抽取原药液抽入第一稀释箱，当一号原药箱中的原药液经过流量计且由主控芯片U1计算与矩阵按键模块P3输入一号原液箱药量相同时，电磁阀V1关闭、电磁阀V2打开，当二号原药箱中的原药液经过流量计且由主控芯片U1计算与矩阵按键模块P3输入二号原药箱中的原药液药量相同时，电磁阀V2关闭，电磁阀V3打开；当三号原药箱中的原药液经过流量计且由主控芯片U1计算与按键输入药量三号原药箱药量相同时，电磁阀V3关闭、配置水泵P8和流量计停止工作，以此类推，有多个原药箱和对应的多个电磁阀时，工作原理同上，通过以上操作，配置水泵P8将原药箱中不同的原药液抽取到第一稀释箱中混合。

稀释系统采用标准的二次稀释方式，通过两次稀释可以更加有效的使药液更加均匀，用户通过矩阵按键模块P3输入自己需要的稀释药液量，继电器P5控制第一稀释水泵P9抽取水至第一稀释箱中，与配置水泵P8抽取到第一稀释箱中的原药液混合，在第一稀释箱里面进行10~15s的一次稀释，稀释完毕过后，通过继电器P5控制第二稀释水泵P10和第三稀释水泵P11同时把第一稀释箱中的药液和水抽取到第二稀释箱中，第二稀释箱中当总药液达到液位计所设容量时停止抽水，整个系统工作完成，根据需要，人工控制抽液水泵P12将第二稀释箱中的稀释药液抽至储药箱内。

本实用新型的自动配液装置，总药液所设容量可以设置为20-30升的原药液，可以一次性满足两到三架植保无人机需求的药液量，大大提高了植保无人机作业效率与人工作业效率，稀释的控制开关可以根据需要由操作人员打开和关闭，也可全部由控制系统控制，选择多样性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程图；

图3为本实用新型的电路工作原理图；

图中：1-容置框架；2-控制系统；3-液位计；4-原药箱；5-流量计；6-开关电磁阀；7-第一稀释箱；8-第二稀释箱；9-搅拌器；10-储药箱； P3-矩阵按键模块；P2-电源模块；P5-继电器； P1-单片机液晶显示屏；P7-LED模块；P8-配置水泵；P9-第一稀释水泵；P10-第二稀释水泵；P11-第三稀释水泵；P12-抽液水泵。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行进一步详细的描述：

如图1-图3所示，自动配液装置，包括容置框架1、控制系统2、人机交互系统、定量配置装置和稀释装置，所述定量配置装置和稀释装置分别固定在容置框架1的相对两侧，人机交互系统设置在容置框架1的侧壁上，控制系统2设置在容置框架内部。

所述定量配置装置包括配置水泵P8和原药箱4，所述原药箱4设有若干，所述配置水泵P8的吸入接管设有若干，分别伸入原药箱4中，所述吸入接管均连接有开关电磁阀6和流量计5。

所述稀释装置包括稀释箱和稀释水泵，所述稀释箱设有2个，稀释水泵设有3个，所述稀释箱内均设有搅拌器9，所述其中第一稀释水泵P9的吸入接管连接水管，出口接管接入第一稀释箱7内，所述第一稀释箱7内连接有所述配置水泵P8的出口接管，第二稀释水泵P10的吸入接管连接水管，出口接管接入其中第二稀释箱8内，第三稀释水泵P11的吸入接管接入第一稀释箱7，出口接管接入第二稀释箱8，所述第二稀释箱8上设有液位计3。

所述人机交互系统包括单片机液晶显示屏P1和矩阵按键模块P3，单片机液晶显示屏P1和矩阵按键模块P3均与所述控制系统2信号连接，所述单片机液晶显示屏P1为LCD1602模块。

所述控制系统包括主控芯片U1、电源模块P2、继电器P5、LED模块P7，所述主控芯片U1为芯片STC12C5A60S2，继电器P5、LED模块P7均与所述主控芯片U1信号连接，所述水泵开关，开关电磁阀，流量计和搅拌器与所述继电器P5信号连接，所述电源模块P2与所述主控芯片U1、单片机液晶显示屏P1和LED模块P7均电源连接。

进一步的，所述稀释装置还包括抽液水泵P12，所述抽液水泵P122的吸入接管接入第二稀释箱8，出口接管接入储药箱10中，抽液水泵P12通过人工控制。

进一步的，所述原药箱设有3个，开关电磁阀设有3个，为电磁阀V1、V2、V3；

所述主控芯片U1的引脚VCC连接5V电源正极，引脚GND连接5V电源负极，VCC和GND之间串联电容C3；主控芯片U1引脚XTAL1和XTAL2分别连接晶体振荡器Y1的两端，电容C1和C2分别连接在晶体振荡器Y1的两端，另一端接地，所述主控芯片U1的引脚P1.0-P1.7分别连接所述矩阵按键模块P3的引脚8-1，所述继电器P5的引脚1-8分别经过上拉电阻R2-R9与主控芯片U1的引脚P2.0-P2.7连接。

所述继电器P5为RELAY继电器，继电器P5的引脚1-3分别控制连接V3-V1电磁阀，引脚7控制连接配置水泵P8的开关，引脚4控制连接并接的第二和第三稀释水泵P10和P11，引脚5控制连接第一稀释水泵P9，引脚6控制连接搅拌器9的开关。

所述LCD单片机液晶显示屏P1 为LCD1602模块，LCD1602模块的数据引脚7-14分别连接主控芯片U1的数据引脚P0.0-P0.7，电源和背光源引脚2和引脚15连接5V电源VCC，液晶显示偏压信号引脚1和引脚16接地、数据/命令选择引脚连接所述主控芯片U1的引脚P3.5、读/写选择段引脚连接主控芯片U1的引脚P3.6；流量计模块连接主控芯片U1的引脚P3.2，液位模块经上拉电阻R10后连接主控芯片U1的引脚P3.4；主控芯片U1的串口引脚P3.0和P3.1连接UART模块。

具体实施时，第一步原药定量配置：接入12V直流电源，在矩阵按键模块P3上输入需要的原药液量，按下启动按钮，继电器P5控制配置水泵P8和流量计持续工作，电磁阀V1打开、电磁阀V2、V3关闭，配置水泵P8从原液箱抽取原药液抽入第一稀释箱，当第一个原药箱4中的原药液经过流量计5且由主控芯片U1计算与矩阵按键模块P3输入第一个原药箱4药量相同时，电磁阀V1关闭、电磁阀V2打开，当第二个原药箱4中的原药液经过流量计5且由主控芯片U1计算与矩阵按键模块P3输入第二个原药箱中的原液箱药量相同时，电磁阀V2关闭，电磁阀V3打开；当第三个原药箱中的原药液经过流量计5且由主控芯片U1计算与矩阵按键模块P3输入药量第三个原药箱4药量相同时，电磁阀V3关闭、配置水泵P8和流量计5停止工作。

第二步进行稀释，用户通过矩阵按键模块P3输入自己需要的药液量，继电器P5控制第一稀释水泵P9抽取水分别至第一稀释箱7中，此时配置水泵P8已将输入的药液量抽取到第一次稀释箱7中，在第一次稀释箱7里面进行10~15s的一次稀释，在第一稀释箱7内通过搅拌器9的马达带动浆叶旋转进行药液的第一次稀释，稀释完毕过后，通过继电器P5控制第二稀释水泵P10把第一稀释箱7中第一次稀释的稀释药液抽取到第二稀释箱8中，第三稀释水泵P11同时将水抽取到第二稀释箱8中，第二稀释箱8中通过搅拌器9的马达带动浆叶旋转进行第二次稀释，打开第抽液水泵P12的开关把二次稀释完成的药液抽取到植保无人机的储药箱10中，这样就完成了自动精准的配液过程。

Claims (4)

1.自动配液装置，其特征在于包括容置框架、控制系统、人机交互系统、定量配置装置和稀释装置，所述定量配置装置和稀释装置分别固定在容置框架的相对两侧，人机交互系统设置在容置框架的侧壁上，控制系统设置在容置框架内部；

所述定量配置装置包括配置水泵P8和原药箱，所述原药箱设有若干，所述配置水泵P8的吸入接管设有若干，分别伸入原药箱中，所述吸入接管均连接有开关电磁阀和流量计；

所述稀释装置包括稀释箱和稀释水泵，所述稀释箱设有2个，稀释水泵设有3个，所述稀释箱内均设有搅拌器，其中第一稀释水泵P9的吸入接管连接水管，出口接管接入第一稀释箱内，所述第一稀释箱内连接有所述配置水泵P8的出口接管，第二稀释水泵P10的吸入接管连接水管，出口接管接入其中第二稀释箱内，第三稀释水泵P11的吸入接管接入第一稀释箱，出口接管接入第二稀释箱，所述第二稀释箱上设有液位计；

所述人机交互系统包括单片机液晶显示屏P1和矩阵按键模块P3，单片机液晶显示屏P1和矩阵按键模块P3均与所述控制系统信号连接；

所述控制系统包括主控芯片U1、电源模块P2、继电器P5、LED模块P7，所述主控芯片U1为芯片STC12C5A60S2，继电器P5、LED模块P7均与所述主控芯片U1信号连接，所述配置和稀释水泵开关，开关电磁阀，流量计和搅拌器开关均与所述继电器P5信号连接，所述电源模块P2与所述主控芯片U1、单片机液晶显示屏P1和LED模块P7均电源连接。

2.根据权利要求1所述的自动配液装置，其特征在于所述稀释装置还包括抽液水泵P12，所述抽液水泵P122的吸入接管接入第二稀释箱，出口接管接入储药箱中，抽液水泵P12通过人工控制。

3.根据权利要求1所述的自动配液装置，其特征在于所述原药箱设有3个，所述开关电磁阀设有3个，为电磁阀V1、V2、V3；

所述主控芯片U1的引脚VCC连接5V电源正极，引脚GND连接5V电源负极，VCC和GND之间串联电容C3；主控芯片U1引脚XTAL1和XTAL2分别连接晶体振荡器Y1的两端，电容C1和C2分别连接在晶体振荡器Y1的两端，另一端接地，所述主控芯片U1的引脚P1.0-P1.7分别连接所述矩阵按键模块P3的引脚8-1，所述继电器P5的引脚1-8分别经过上拉电阻R2-R9与主控芯片U1的引脚P2.0-P2.7连接；

所述继电器P5的引脚1-3分别控制连接V3-V1电磁阀，引脚7控制连接配置水泵P8的开关，引脚4控制连接并接的第二和第三稀释水泵P10和P11，引脚5控制连接第一稀释水泵P9，引脚6控制连接搅拌器的开关；

所述单片机液晶显示屏P1 为LCD1602模块，LCD1602模块的数据引脚7-14分别连接主控芯片U1的数据引脚P0.0-P0.7，电源和背光源引脚2和引脚15连接5V电源VCC，液晶显示偏压信号引脚1和引脚16接地、数据/命令选择引脚连接所述主控芯片U1的引脚P3.5、读/写选择段引脚连接主控芯片U1的引脚P3.6；流量计模块连接主控芯片U1的引脚P3.2，液位模块经上拉电阻R10后连接主控芯片U1的引脚P3.4；主控芯片U1的串口引脚P3.0和P3.1连接UART模块。

4.根据权利要求1所述的自动配液装置，其特征在于所述继电器P5为RELAY继电器。

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