[发明专利]一种基于高度变化改变流量的高效节能灌溉系统及方法

摘要

一种基于高度变化改变流量的高效节能灌溉系统及方法，包括驱动装置、传动装置、装载装置、检测装置、CPU和GPS，其中，驱动装置为两相步进电机，传动装置由联轴器、滚珠丝杠、套筒、螺栓组成，装载装置为工业塑料箱体，检测装置为位移测量传感器。CPU根据GPS反馈回的高度，调整步进电机旋转角度，步进电机通过联轴器与滚珠丝杠配合，精确控制螺母在螺杆上的位置，套筒与螺母利用螺栓紧配，达到随动效果，从而实现与套筒相连的箱盖的水平运动，改变喷口的大小，位于箱盖上的位移测量传感器实时监测箱盖位移量，保证喷口大小与设置量相同。本发明灌溉系统为农业高工效施药技术与智能化装备的一种，具有控制简单、精确度高等特点，可广泛应用于农业航空低空灌溉系统。

主权项

1.一种基于高度变化改变流量的高效节能灌溉系统，其特征在于：所述灌溉系统包括驱动装置、传动装置、装载装置、检测装置、CPU和GPS；其中，在完整的灌溉飞行周期中，GPS不断检测当前农业航空低空的高度；CPU负责控制步进电机以及接受检测装置信号，根据GPS反馈的电信号计算流量值，通过函数关系计算出装载装置中箱盖上喷口大小期望值，根据期望值计算驱动装置旋转角度；并将旋转角度转换为电信号，电信号包括脉冲个数及脉冲频率传递给步进电机，实现对装载装置调位调速目的；同时接收检测装置检测的当前喷口大小和将箱盖位移转换成线性关系的电压输出，利用基于模糊PID的控制算法得到箱盖位移量的偏差纠正，由此得到完整的闭环控制，实现精准的位置控制，从而实现装载装置的准确运动；驱动装置由步进电机构成，步进电机进行旋转运动，根据CPU输出的脉冲个数及脉冲频率得到旋转角度和旋转速度，准确高效的实现角位移量；通过联轴器与丝杠连接，实现角位移量的传递；传动装置通过联轴器跟随步进电机输出轴运动，将旋转运动转换成直线运动，使丝杠上螺母水平运动，传动装置中的套筒与箱盖注塑配合实现联动，使装载装置中的箱盖在沟槽中水平运动以改变喷口大小；装载装置，用于灌溉液体存储，包括箱盖和箱体，箱盖与传动装置中的套筒注塑一体联动，通过沟槽与箱体实现连接和水平移动功能；检测装置固定于箱体沟槽中，能向CPU反馈箱盖当前位置，保证箱盖精确运动；检测装置由位移测量传感器构成，位移测量传感器检测当前喷口大小，将箱盖位移转换成线性关系的电压输出，同时，位移的方向则表现为电压的增加或减小；所述位移测量传感器为电位器式位移传感器，通过电位器式位移传感器中的电位器将箱盖位移转换成线性关系的电压输出。