一种植保飞机定向喷洒控制方法技术

本发明专利技术公开了一种植保飞机定向喷洒装置，包括：喷洒架，其设置在植保飞机底部，并包含有联排喷嘴，还包括上下流量调节片调节植保飞机前后倾斜时喷嘴流量；伸缩连杆，其设置在喷洒架和植保飞机之间，通过控制其伸缩长度来调整喷洒架左右倾斜角度；转角电机，其设置在喷洒架其中一端，通过控制其旋转角度使喷洒架绕轴线旋转；角度倾斜测量仪，其设置在喷洒架中间位置，用于检测植保飞机倾斜方向及倾斜角度；系统控制模块，其连接角度倾斜测量仪，用于记录惯性陀螺仪检测的电信号，控制伸缩连杆伸缩长度和喷嘴流量，并通过一种植保飞机定向喷洒控制方法，调节喷嘴流量，实现喷洒角度的精准调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植保飞机喷洒领域，具体涉及一种植保飞机定向喷洒装置，特别涉及 一种植保飞机定向喷洒装置的控制方法。
技术介绍
从世界植保技术发展来看，采用植保飞机喷洒对地形适应能力强，并可调节田间 小气候，是实现节水农业的有效方法之一，今后相当长时间化学防治是防治农作物病、虫、 草及鼠害的主要方法，传统人工植保作业越来越不适合我国中国城镇化建设，农村劳动力 急剧减少的步伐，由于不受地理因素及作物长势的制约，航空植保是农业植保的发展趋势， 目前在公知的技术中植保飞机都采用悬挂式植保喷洒装置，其喷洒装置固定在植保飞机 上，其喷施角度随植保飞机的飞行姿态变化而变化，在施药过程中，由于植保飞机飞行姿态 经常变化，喷洒装置无法实施定向靶向施药，这样造成农药液滴的大量漂移，水量分布不 均，农药利用率低。 喷灌正向精准灌溉方向发展，利用单片机控制的灌溉系统，能实现喷灌量和简单 喷灌形状的控制，为适应山区或风向对植保飞机喷灌作业的影响，急需一种喷洒装置可以 根据飞机飞行状态调整喷灌方向，并可精准调节喷灌流量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是设计开发一种植保飞机定向喷洒装置，可随植保飞机姿态变 化改变喷施角度。 本专利技术的一个目的是通过角度倾斜测量仪，对植保飞机飞行姿态进行准确测量。 本专利技术还有一个目的是通过一种植保飞机定向喷洒控制方法，调节喷嘴流量，实 现喷洒角度的精准调节。 本专利技术提供的技术方案为： 一种植保飞机定向喷洒装置，包括： 喷洒架，其设置在植保飞机底部，并设置联排喷嘴，所述联排喷嘴还包括上流量调 节片和下流量调节片，用于调节植保飞机前后倾斜时联排喷嘴流量；伸缩连杆，其设置在所述喷洒架和植保飞机之间，通过控制其伸缩长度来调整喷 洒架左右倾斜角度； 转角电机，其设置在喷洒架一端，通过控制所述转角电机旋转角度使所述喷洒架 绕自身轴线旋转；以及 角度倾斜测量仪，其设置在所述喷洒架中间位置，用于检测植保飞机倾斜方向及 倾斜角度； 系统控制模块，其连接所述角度倾斜测量仪，所述系统模块用于接收所述角度倾 斜测量仪检测到的角度信号，控制所述伸缩连杆伸缩长度和所述联排喷嘴流量。 优选的是，所述的伸缩连杆为螺旋金属连杆。 优选的是，所述的伸缩连杆采用伺服电机驱动。 优选的是，所述的上流量调节片和下流量调节片为相同大小并设置有半圆形通孔 的圆形金属片。 优选的是，所述的联排喷嘴还包括套扣在一起的套筒和外螺纹连接管，其中下流 量调节片通过外螺纹固定在所述外螺纹连接管管口位置，所述套筒中心设置有空心轴，上 流量调节片穿过空心轴并可绕空心轴轴线旋转。 优选的是，所述的上流量调节片的旋转角度为0°~180°。 优选的是，所述的角度倾斜测量仪为惯性陀螺仪。 优选的是，还包括过倾保护装置，当植保飞机倾角超过25°时，关闭联排喷嘴，停 止喷洒作业。 本专利技术的目的还可进一步由一种植保飞机定向喷洒控制方法实现，包括， 步骤一：角度倾斜测量仪测量飞机倾斜角度α，判定飞机倾斜方向； 步骤二：当飞机前倾时，喷洒架绕其轴线旋转，旋转角度为α，调节上流量调节片 绕空心轴旋转，上流量调节片和下流量调节片中间的扇形开孔逐渐变小，其旋转速度为V， 当飞机后倾时，喷洒架绕其轴线旋转，旋转角度为-α，调节上流量调节片绕空心 轴旋转，上下调节片中间的扇形开孔逐渐变大，其旋转速度为， 其中c为糙率系数，R为流量调节片开孔半径，h为植保飞机施药高度，Vpl为植保 飞机飞行速度，Q为施药或喷洒液体体积；g为重力加速度，η为联排喷嘴数量。 优选的是，还包括左右倾斜角度调节，包括， 步骤一：角度倾斜测量仪测量飞机倾斜角度β，判定飞机倾斜方向； 步骤二：当飞机偏向伸缩杆所在位置一侧时，启动电机带动伸缩连杆收缩，t秒后 停止； 当飞机偏向伸缩杆所在位置另一侧时，启动电机带动伸缩连杆拉伸，t秒后停止； 其中，m为喷洒架长度，w为电机转数，k为伸缩杆螺距，t。为定向喷洒装置的响应 时间，P为伸缩连杆对伺服电机的方向作用力，r为伸缩连杆直径，I为伺服电机轴承与伸缩 连杆之间连接轴的长度，G连接轴材料的剪切模量，J为连接轴的截面惯性矩。 本专利技术所述的有益效果 1、本专利技术所述的植保飞机定向喷洒装置在植保飞机飞行姿态改变时，通过控制联 排喷嘴的射程和流量，有效避免了喷洒不均，提高了药液利用率。 2、本专利技术所考虑的环境因素更为全面，包含飞机飞行角度四个方向的调节，并且 采用速度调节方式，准确及时，响应时间短。 3、本专利技术所述的植保飞机定向喷洒控制方法的控制策略简易有效，可有效避免破 地或风向因素对植保喷灌作业的影响。 4、本专利技术所述的植保飞机定向喷洒控制方法，结构简单，安装方便、成本较低。可 用于各种植保飞机，本系统中模型参数可针对不同的情况进行灵活调整，拓宽了模型的适 用面，具有较强的市场推广性。【附图说明】 图1为本专利技术所述的植保飞机定向喷洒装置的结构示意图。 图2为本专利技术所述的联排喷嘴结构示意图。 图3为本专利技术所述的上下流量调节片结构示意图。 图4为本专利技术所述的伸缩连杆结构示意图。 图5为本专利技术所述的植保飞机定向喷洒控制方法流程图。 图6为本专利技术所述的采用植保飞机普通喷洒装置平地喷洒水量分布图。 图7为本专利技术所述的采用植保飞机定向喷洒装置平地喷洒水量分布图。 图8为本专利技术所述的采用植保飞机定向喷洒装置坡地喷洒水量分布图。 图9为本专利技术所述的采用植保飞机定向喷洒装置15°坡地喷洒水量分布。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。 如图1所示，本专利技术提供的植保飞机定向喷洒装置包括喷洒架100、角度倾斜测量 仪200、伸缩连杆300、系统控制模块400和伺服电机500,转角电机600。 其中，如图2所示，喷洒架100设置在植保飞机底部，并包含有多个联排喷嘴110， 联排喷嘴110还包括套筒111、空心轴112、垫圈113、上流量调节片114、下流量调节片115、 外螺纹连接管116和并帽117其中套筒111与外螺纹连接管116套扣在一起，外螺纹连接 管116与喷头立管连接，固定不动，套筒111和外螺纹连接管116中芯设置有空心轴112,上 流量调节片114置于套筒111和外螺纹连接管116套扣连接处，其中下流量调节片115采 用螺纹连接方式嵌入外螺纹连接管116顶端，因此固定不动。 如图3所示，上流量调节片114和下流量调节片115为相同大小的金属圆片，其中 新设置有半圆形定位孔114a和半圆形开孔114b，使用时，下流量调节片115静止不动，上 流量调节片114绕空心轴112旋转，其中上流量调节片114的旋转角度为0°~180°，旋 转过程中上流量调节片114和下流量调节片115之间会产生扇形圆孔，上流量调节片114 和下流量调节片115之间的相对位置决定扇形圆孔的大小，当上流量调节片114和下流量 调节片相对放置，扇形孔径封闭，液体只能从空心轴流出，当上流量调节片114和下流量调 节片115重合放置，扇形孔径最大，为半圆形开孔114b的面积。 角度倾斜测量仪200,其设置在喷洒架100中间位置，用于检测植保飞机倾斜方向 及倾斜角度，作为一种优选，角度倾斜测量仪200采用惯性陀螺仪，能提供准确的方位、水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植保飞机定向喷洒装置，其特征在于，包括：喷洒架，其设置在植保飞机底部，并设置联排喷嘴，所述联排喷嘴还包括上流量调节片和下流量调节片，用于调节植保飞机前后倾斜时联排喷嘴流量；伸缩连杆，其设置在所述喷洒架和植保飞机之间，通过控制其伸缩长度来调整喷洒架左右倾斜角度；转角电机，其设置在喷洒架一端，通过控制所述转角电机旋转角度使所述喷洒架绕自身轴线旋转；以及角度倾斜测量仪，其设置在所述喷洒架中间位置，用于检测植保飞机倾斜方向及倾斜角度；系统控制模块，其连接所述角度倾斜测量仪，所述系统控制模块用于接收所述角度倾斜测量仪检测到的角度信号，控制所述伸缩连杆伸缩长度和所述联排喷嘴流量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董云哲，李君兴，史云天，张云硕，董润坚，
申请(专利权)人：吉林省农业机械研究院，
类型：发明
国别省市：吉林;22