一种用于拖拉机果园喷药的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，所述的控制装置由PLC控制器、红外测距传感器、霍尔速度传感器、电磁阀、固态继电器、人机交互触摸屏、控制按键组成，所述的PLC控制器通过IO口分别连接红外测距传感器、霍尔速度传感器、固态继电器、人机交互触摸屏和控制按键，所述的电磁阀与固态继电器相连。本发明专利技术揭示了一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，该控制装置采用先进的检测技术、PLC控制技术以及PWM驱动方法，实现了基于果树树冠检测的对靶变量施药，即节省了农药用量又提高了喷药效率，具有较高的应用价值。

A Control Device for Spraying Pesticide in Tractor Orchard

The invention discloses a control device for spraying powder in tractor orchard. The control device consists of a PLC controller, an infrared distance sensor, a Hall speed sensor, an electromagnetic valve, a solid-state relay, a human-computer interactive touch screen and a control key. The PLC controller is connected with an infrared distance sensor, a Hall speed sensor, a solid-state relay and a human-computer through an IO port, respectively. An interactive touch screen and a control key are connected with the solenoid valve and the solid state relay. The invention discloses a control device for spraying pesticides in tractor orchards. The control device adopts advanced detection technology, PLC control technology and PWM driving method to realize target variable pesticide application based on fruit tree crown detection, which saves pesticide consumption and improves spraying efficiency, and has high application value.

【技术实现步骤摘要】
一种用于拖拉机果园喷药的控制装置
本专利技术涉及一种控制装置，尤其涉及一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，属于农林电动工具

技术介绍
农林电动工具是一种由电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头进行作业的手持式或可移式的机械化工具，其包括园林工具、小型农用工具等。农林电动工具在农机、园艺等领域具有广泛的应用。其中，果园喷药机在农业果园生产管理中发挥着非常重要的作用。在果园管理中，单棵果树是最小的作业单元，因此果树的位置和树冠大小是确定喷药量多少的重要依据。随着人们节能环保观念的日益强化，现在对靶喷药技术越来越多地应用于果园喷药管理中，从而有效降低了无靶标喷施造成的大量农药残留。对靶喷药技术主要是通过红外传感器探测喷药机两侧果树树干的位置，再根据内部算法计算出靶标喷雾位置，从而控制开闭喷头电磁阀，以实现对靶喷药。然而，在实际的果园中，大多数果树的树干是很难检测的，例如，橘树与桃树的枝叶繁茂，树冠很低，红外传感器几乎无法探测树干。另外，很多对靶喷药机只是控制电磁阀开闭，无法做到变量喷药，导致农药用量的很大浪费。即使有些对靶喷药机采用了变量喷药控制技术，但主要是根据调节系统压力来实现变量控制，实际喷药作业中压力很难实现精确、快速调节。
技术实现思路
针对上述需求，本专利技术提供了一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，该控制装置采用先进的检测技术、PLC控制技术以及PWM驱动方法，实现了基于果树树冠检测的对靶变量施药，即节省了农药用量又提高了喷药效率，具有较高的应用价值。本专利技术是一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，所述的控制装置由PLC控制器、红外测距传感器、霍尔速度传感器、电磁阀、固态继电器、人机交互触摸屏、控制按键组成，所述的PLC控制器通过IO口分别连接红外测距传感器、霍尔速度传感器、固态继电器、人机交互触摸屏和控制按键，所述的电磁阀与固态继电器相连。在本专利技术一较佳实施例中，所述的PLC控制器采用西门子PLC-224XP型号，该PLC控制器通过内部计算程序，处理传感器的各种信号，完成与触摸屏幕的人际交互以及控制电磁阀的动作。在本专利技术一较佳实施例中，所述的红外测距传感器列阵安置在拖拉机车头，该红外测距传感器可以检测拖拉机左右两侧的果树树冠的高度及宽度并将探测的靶标信号传送给PLC控制器。在本专利技术一较佳实施例中，所述的霍尔速度传感器安置在拖拉机的轮毂上，该霍尔速度传感器每当拖拉机轮子转动一圈即输出6个脉冲，并将脉冲信号传送给PLC控制器。在本专利技术一较佳实施例中，所述的霍尔速度传感器输出的脉冲信号，经PLC控制器采集计算再输出6路不同的PWM波信号。在本专利技术一较佳实施例中，所述的电磁阀连接喷头，其开闭由固态继电器驱动控制。在本专利技术一较佳实施例中，所述的固态继电器的输入端连接PLC控制器的输出端，其输出电路跟随PLC控制器输出的PWM波信号通断，进而控制电磁阀的开启和关闭。在本专利技术一较佳实施例中，所述的人机交互触摸屏可以输入各项参数数据，实时显示传感器的各项数据，同时可以手动打开和关闭电磁阀。在本专利技术一较佳实施例中，所述的控制按键包括两种工作模式，其中，按键按下表示自动喷药模式，按键未按下表示手动控制模式。本专利技术揭示了一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，该控制装置采用先进的检测技术、PLC控制技术以及PWM驱动方法，实现了基于果树树冠检测的对靶变量施药，即节省了农药用量又提高了喷药效率，具有较高的应用价值。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例用于拖拉机果园喷药的控制装置的结构框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。图1是本专利技术实施例用于拖拉机果园喷药的控制装置的结构框图；该控制装置由PLC控制器、红外测距传感器、霍尔速度传感器、电磁阀、固态继电器、人机交互触摸屏、控制按键组成，所述的PLC控制器通过IO口分别连接红外测距传感器、霍尔速度传感器、固态继电器、人机交互触摸屏和控制按键，所述的电磁阀与固态继电器相连。本专利技术提及的用于拖拉机果园喷药的控制装置通过红外传感器列阵探测树冠位置及树冠的宽度，结合拖拉机运行速度计算喷药位置及喷洒范围，控制多路电磁阀的开闭以进行对靶喷药；同时采用PWM驱动方法，改变喷头的喷药流量以实现变量作业。如图1所示，该控制装置包括PLC控制器、红外测距传感器、霍尔速度传感器、电磁阀、固态继电器、人机交互触摸屏和控制按键。其中，PLC控制器采用西门子PLC-224XP型号，其可以通过内部计算程序，处理传感器的各种信号，完成与触摸屏幕的人际交互以及控制电磁阀的动作；红外测距传感器列阵安置在拖拉机车头，其可以检测拖拉机左右两侧的果树树冠的高度及宽度并将探测的靶标信号传送给PLC控制器；霍尔速度传感器安置在拖拉机的轮毂上，该霍尔速度传感器每当拖拉机轮子转动一圈即输出6个脉冲，并将脉冲信号传送给PLC控制器；电磁阀连接喷头，其开闭由固态继电器驱动控制；人机交互触摸屏可以输入各项参数数据，实时显示传感器的各项数据，同时可以手动打开和关闭电磁阀；控制按键包括两种工作模式，其中，按键按下表示自动喷药模式，按键未按下表示手动控制模式。本专利技术提出的用于拖拉机果园喷药的控制装置在实际工作时，先由PLC控制器根据控制按键选择，判断喷药机处于何种工作模式下，如果控制按键没有按下，判断喷药机处于手动控制模式，如果按下控制按键，则喷药机处于自动喷药模式；然后通过位于拖拉机车头的红外测距传感器列阵检测靶标情况，并由PLC控制器存储数据和靶标位置，其中，红外测距传感器固定架采用多孔设计，便于调整传感器的上下分布间距，以适应不同要求；随后通过位于拖拉机轮毂上的霍尔传感器采集速度信号，并由PLC控制器根据速度信号调整喷药流量，从而达到精准喷药和变量喷药的目的。该控制装置在拖拉机的轮毂上均匀地安装了6块强磁铁，在拖拉机运动时，霍尔传感器每接近2个磁铁即输出1个脉冲，每周输出6个脉冲，这些脉冲信号经PLC控制器采集后计算得到拖拉机的行驶速度及累计行驶距离，PLC控制器再输出6路不同的PWM波信号至固态继电器，固态继电器的输出电路跟随PWM波信号通断，进而准确控制电磁阀的开启和关闭。当电磁阀打开后，药液在高压下快速进入喷头，通过喷头后呈雾状散开。本专利技术揭示了一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，该控制装置采用先进的检测技术、PLC控制技术以及PWM驱动方法，实现了基于果树树冠检测的对靶变量施药，即节省了农药用量又提高了喷药效率，具有较高的应用价值。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本专利技术所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，其特征在于，所述的控制装置由PLC控制器、红外测距传感器、霍尔速度传感器、电磁阀、固态继电器、人机交互触摸屏、控制按键组成，所述的PLC控制器通过IO口分别连接红外测距传感器、霍尔速度传感器、固态继电器、人机交互触摸屏和控制按键，所述的电磁阀与固态继电器相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于拖拉机果园喷药的控制装置，其特征在于，所述的控制装置由PLC控制器、红外测距传感器、霍尔速度传感器、电磁阀、固态继电器、人机交互触摸屏、控制按键组成，所述的PLC控制器通过IO口分别连接红外测距传感器、霍尔速度传感器、固态继电器、人机交互触摸屏和控制按键，所述的电磁阀与固态继电器相连。2.根据权利要求1所述的用于拖拉机果园喷药的控制装置，其特征在于，所述的PLC控制器采用西门子PLC-224XP型号，该PLC控制器通过内部计算程序，处理传感器的各种信号，完成与触摸屏幕的人际交互以及控制电磁阀的动作。3.根据权利要求1所述的用于拖拉机果园喷药的控制装置，其特征在于，所述的红外测距传感器列阵安置在拖拉机车头，该红外测距传感器可以检测拖拉机左右两侧的果树树冠的高度及宽度并将探测的靶标信号传送给PLC控制器。4.根据权利要求1所述的用于拖拉机果园喷药的控制装置，其特征在于，所述的霍尔速度传感器安置在拖拉机的轮毂上，该霍尔速度传感器每当...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴红波，
申请(专利权)人：苏州速菲特农林工具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32