[实用新型]一种风送智能喷雾机器人喷雾协调控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于农业装备自动化控制技术领域，具体涉及一种风送智能喷雾机器人喷雾协调控制系统及施药方法，尤其涉及一种多因素智能控制的施药方法。

背景技术

传统的施药方式是粗犷型的，对不同疏密程度的作物采用同样的施药方式，也没有考虑田间作业环境因素对药液穿透力和雾滴覆盖均匀性的影响，这严重影响了作物的防治效果。在现有的技术基础上，需要融合多因素提高施药效果。通过自动化控制技术与风送喷雾技术相结合，并考虑实际田间作业情况，“因地制宜”的提出了一种智能的风送喷雾协调控制系统及施药方法：根据作物目标的冠层疏密来调节喷雾距离及药液的流量；根据外界自然风的风向与风速自适应的调节喷头的水平与垂直喷雾角度及风机的风量。这种多因素的控制方法，可以有效减少雾滴的漂移，提高雾滴在冠层的覆盖率及施药的均匀性，从而减少了药液的浪费以及对环境的污染。

中国专利CN1628513A提供了一种农药精确对靶施用方法，包括利用图像采集树木信息，图像处理，特征识别和喷雾控制系统。根据不同树木信息控制可调喷雾系统的喷嘴流量实现精确对靶变量喷雾，但是该方法没有考虑外界自然风的风速和风向等因素对喷雾效果的影响。

中国专利CN103548802A提供了一种自走式果园自动对靶喷雾机及其喷雾方法，其只考虑了对靶特性和对靶的方式，没有“因地制宜”，即根据树木冠层的疏密程度和外界风速及风向的影响，对喷雾控制系统进行相应的调节。

发明内容

本实用新型针对以上现有技术及方法存在的问题，提出一种基于多因素的风送智能喷雾机器人喷雾协调控制系统及施药方法，能够有效减少药液的漂移，提高雾滴在冠层的覆盖率及施药的均匀性，从而减少了药液的浪费以及对环境的污染。

本实用新型所采用的具体方案如下：

风送智能喷雾机器人喷雾协调控制系统安装在自主喷雾机器人底盘上，包括控制器处理模块、通讯模块、输入及显示模块、报警指示模块；通讯模块、输入及显示模块、报警指示模块分别与控制器模块相连接，其特征在于：还设有风送喷雾控制模块和检测模块；风送喷雾控制模块和检测模块也分别与控制器模块相连接；其中风送喷雾控制模块包括单通道导风筒、轴流风机、喷头、导轨电机、T型丝杆导轨滑台、支架、步进电机、云台、推拉电机、电动推拉杆、电磁阀、电动比例调节阀、变频器，检测模块包括激光测距传感器、风速风向传感器、角度传感器、温湿度传感器、图像采集器。

其中控制器处理模块包括控制器，且控制器采用单片STC12C5A60S2处理芯片；通讯模块包括无线遥控器、田间导航定位系统，无线遥控器和田间导航定位系统分别与控制器连接；输入及显示模块包括触摸屏，触摸屏与控制器连接；报警指示模块包括蜂鸣器。

其中T型丝杆导轨滑台水平安装在自主喷雾机器人底盘中间位置，其长度与自主喷雾机器人底盘宽度相等；导轨电机安装在自主喷雾机器人底盘上且与T型丝杆导轨滑台左端相连接；支架固定安装在T型丝杆导轨滑台上并可以在滑台上滑动；步进电机与云台连接在一起且位于云台下方，单通道导风筒通过云台与支架连接且在支架上端；所述轴流风机与喷头分别安装在单通道导风筒的后端和前端组成风送系统；所述推拉电机与电动推拉杆相连接，且推拉电机底端与支架连接，电动推拉干顶端与单通道导风筒连接；所述激光测距传感器通过直角支撑杆固定安装在支架上且与喷头在同一垂直平面内；所述温湿度传感器安装在支架中间位置处；所述风速风向传感器为4个，两个安装在轴流风机风筒后端的水平中心轴线的两端；另外两个安装在轴流风机风筒后端的竖直中心轴线上的两端；所述角度传感器分别安装在云台与支架接口处、支架与风筒接口处；图像采集器安装在自主喷雾机器人底盘上方且位于底盘前端。

所述触摸屏、蜂鸣器安装在自主喷雾机器人底盘上方且位于底盘后端。

所述电磁阀用来控制药液管道的开闭，电动比例调节阀用来控制药液的流量，变频器用来调节轴流风机的风量；电磁阀、电动比例调节阀和变频器都与控制器连接。

根据图像采集器所获得的作物信息判断作物的疏密程度，并立即反馈给控制器，控制导轨电机带动支架在T型丝杆导轨滑台上移动，以此来调节喷头与 作物之间的距离。同时通过控制器控制电动比例调节阀的开口度来调节药液的流量。所述风速风向传感器用来测得外界自然风的风向与风速，根据风向来调节喷头与作物之间的水平与竖直喷雾角度，根据风速来调节轴流风机的风量。

所述无线遥控器可以在正常情况下对自主喷雾机器人控制系统进行控制，尤其是在紧急情况下启动手动遥控模式进行干预；触摸屏用来输入喷雾参数以及显示检测模块所传递的信息。