[实用新型]一种基于CAN总线的变量施肥装置

摘要

本实用新型涉及一种基于CAN总线的变量施肥装置；包括机械执行模块、CAN总线通讯系统、肥料箱和机架；机械执行模块包括动力传输机构、连接机构和施肥执行机构；CAN总线通讯系统包括车载工控机及与车载工控机通过CAN总线连接的下位机控制节点；排肥轴转速检测节点、位移传感器检测节点、GPS定位节点分别检测并计算排肥轴的转速、外槽轮当前的开度、以及排肥机在田间的位置信息，车载工控机通过步进电机调整外槽轮开度，完成变量施肥；本实用新型利用GPS定位技术与CAN总线通讯技术应用到变量施肥作业中，能稳定可靠和施肥量精度高的特点，能实时确保施肥量和施肥位置协调一致，实现精准施肥。

主权项

1.一种基于CAN总线的变量施肥装置，其特征在于：包括机械执行模块、CAN总线通讯系统、肥料箱和机架；由步进电机作为动力源；所述的机械执行模块包括动力传输机构、连接机构和施肥执行机构；所述的动力传输机构包括蜗轮蜗杆机构和丝杠；所述的蜗轮蜗杆机构安装在机架一侧；所述的蜗杆通过联轴器与步进电机相连；所述蜗轮为圆环状，涡轮的内圆周上设有螺纹；所述蜗轮外圆周与蜗杆啮合；丝杠穿过涡轮，涡轮的内圆周与丝杠通过螺纹配合实现螺旋传动；所述的丝杠通过连接机构与排肥轴相连；所述的连接机构包括外壳、垫圈、排肥轴端推力轴承、排肥轴连接端、丝杠连接端、端盖和丝杠端推力轴承成；所述的排肥轴连接端通过排肥轴端推力轴承固定于外壳内左侧，排肥轴连接端能自由转动，且能沿着排肥轴轴向移动；所述的丝杠连接端通过丝杠端推力轴承固定于外壳内右侧，丝杠连接端能自由转动；排肥轴连接端和丝杠连接端分别与排肥轴和丝杠同轴连接；排肥轴连接端和丝杠连接端使排肥轴与丝杠能独立转动，互不影响；步进电机通过蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动丝杠做轴向运动；通过所述的连接机构使丝杠与排肥轴连接在一起，通过丝杠端对排肥轴右端施加轴向力，调节外槽轮开度；所述的施肥执行装置包括排肥轴、花键副和排肥器；所述的排肥轴安装在肥料箱的下方，排肥轴一端通过连接机构与丝杠相连，另一端通过花键副固定在机架上；所述的花键副包括轴承、轴承座、花键轴和花键套；所述花键套和花键轴通过花键连接并由轴承和轴承座固定在机架左侧，花键套远离机架的一端装有链轮，链轮通过链条与地轮连接；所述的链轮随着地轮的转动而转动，带动排肥轴转动；所述的花键副使排肥轴沿其轴向运动；所述的排肥器等距安装在排肥轴上；排肥器包括排肥盒和外槽轮，外槽轮安装在排肥盒内部且与排肥轴同轴固定，外槽轮与排肥轴同步转动，将排肥盒内的肥料排出；所述的CAN总线通讯系统包括车载工控机及与车载工控机通过CAN总线连接的下位机控制节点；所述下位机控制节点包括排肥轴转速检测节点、位移传感器节点、gps定位节点和步进电机控制节点；所述的车载工控机通过CAN总线模块与各下位机节点连接；车载工控机通过CAN总线模块控制步进电机调节外槽轮开度；所述的排肥轴转速检测节点包括单片机一、霍尔传感器和条形磁钢；所述的霍尔传感器安装在排肥轴上方的肥料箱底部；所述霍尔传感器下方的排肥轴沿其径向的圆周上设有条形磁钢；所述的位移传感器检测节点包括单片机二、电位器式位移传感器和信号调理电路；所述电位器式位移传感器固定端固定在肥料箱内，电位器式传感器的可伸缩拉杆一端通过连杆固定在所述丝杠上，随丝杠做轴向运动；电位器式位移传感器用于检测外槽轮的轴向移动位置；所述的GPS定位节点包括单片机三和北斗+GPS双模天线；所述的GPS定位节点用于定位获取排肥机在田间的位置；单片机三和车载工控机通过CAN总线模块连接；所述的步进电机控制节点包括驱动器、电源、单片机四和步进电机；所述步进电机连接驱动器，驱动器分别与电源和单片机四连接；所述的单片机四通过步进电机、动力传输机构和连接机构调节外槽轮开度。