一種牽引式變量噴藥的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種牽引式變量噴藥機，其包括：噴藥機本體，其具有外部殼體；安裝在外部殼體內(nèi)的噴藥系統(tǒng)，其具有與拖拉機連接并可根據(jù)行走速度自動控制噴藥量的牽引裝置；以及與噴藥系統(tǒng)連接的控制系統(tǒng)。本實用新型牽引式變量噴藥機通過設置可根據(jù)行走速度自動控制噴藥量的牽引裝置，并將該裝置與牽引其行走的拖拉機連接，實現(xiàn)噴藥機噴藥作業(yè)的自動化和精準化，降低了傳統(tǒng)噴藥機對人力的依賴，極大提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種牽引式變量噴藥機【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及植物藥液噴灑【技術(shù)領域】，具體涉及一種牽引式變量藥液機。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)傳統(tǒng)的果園噴藥作業(yè)大多采用簡易的背負式噴藥機和手推式噴藥機，背負式噴藥機采用人工背負藥桶，通過手工壓搖桿對果樹進行噴藥。手推式噴藥機將藥筒固定在可以移動的手推車上，采用離心泵抽取藥液噴灑農(nóng)藥，離心泵一般通過小型的汽油機、交流電動機或直流電動機來驅(qū)動。汽油機或電動機帶動離心泵的運轉(zhuǎn)，將藥箱內(nèi)的液體通過噴頭噴射出去。采用電機帶動的噴藥機通過接通和切斷電池與電機之間的電路，來控制電機的轉(zhuǎn)動和停止，以達到控制噴藥機是否噴藥的目的。
[0003]然而，盡管簡單的背負式噴藥機價格便宜，操作簡單，維護成本低，但是操作人員采用這種噴藥機作業(yè)勞動強度高，生產(chǎn)效率低，對于比較大型的果園，容易錯失最佳的噴藥時機。目前，隨著人工成本越來越高，背負式噴藥機逐漸無法適應果園環(huán)境的應用。
[0004]汽油機工作的時候噪音比較大，而且不適合頻繁啟動和停止，在不噴藥時持續(xù)的運轉(zhuǎn)，造成大量的能源浪費。
[0005]采用電機驅(qū)動的噴藥機盡管有其自身優(yōu)點:如運轉(zhuǎn)噪音小，通過閉合和切斷電池與電機之間的電路，控制電機的轉(zhuǎn)動和停止，對噴藥控制相對簡單，可靠性強等。然而當該噴藥機采用交流電機時，有時候需要比較長的電線，對于大面積的果園來說，連接電源不方便；采用直流電機的噴藥機需要依靠蓄電池取電，一般電機只能持續(xù)運轉(zhuǎn)幾個小時，限制了使用的時間，不利于果園內(nèi)的長時間工作。
[0006]此外，上述幾種類型的噴藥機在一定程度上降低了人的體力勞動，但是這些噴藥機依然高度依賴人力，生產(chǎn)效率很低。由于現(xiàn)有噴藥機主要根據(jù)人的經(jīng)驗噴藥，噴藥量無法準確控制，所以還容易產(chǎn)生 漏噴或者多噴的情況。
實用新型內(nèi)容
[0007](一)所要解決的技術(shù)問題
[0008]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供了一種牽引式變量藥液機，其通過設置可根據(jù)行走速度自動控制噴藥量的牽引裝置，并將該裝置與牽引其行走的拖拉機連接，實現(xiàn)噴藥機噴藥作業(yè)的自動化和精準化，降低了傳統(tǒng)噴藥機對人力的依賴，極大提高了生產(chǎn)效率。
[0009](二)技術(shù)方案
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型牽引式變量藥液機包括:噴藥機本體，其具有外部殼體；安裝在外部殼體內(nèi)的噴藥自動控制裝置；其中所述噴藥自動控制裝置與拖拉機連接并根據(jù)其行走速度自動控制噴藥量。
[0011]其中，所述噴藥自動控制裝置包括:噴藥機本體，其具有外部殼體；安裝在外部殼體內(nèi)的噴藥系統(tǒng)，其具有與拖拉機連接并可根據(jù)行走速度自動控制噴藥量的牽引裝置；以及與噴藥系統(tǒng)連接的控制系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選地，所述牽引裝置為具有傳動軸的離心自吸泵；其中所述傳動軸與拖拉機的動力軸連接。
[0013]此外，所述噴藥系統(tǒng)還具有:藥箱；與藥箱連接的噴藥管道；設置在噴藥管道上的離心自吸泵；設置在噴藥管道上且靠近離心自吸泵的調(diào)壓閥；設置在噴藥管道噴口處的噴頭；以及設置在噴藥管道靠近噴頭處且與所述控制系統(tǒng)連接的電磁閥。
[0014]其中，所述噴藥管道包括輸出管道和回流管道；其中所述回流管道與所述藥箱連接并由所述調(diào)壓閥調(diào)節(jié)控制，所述輸出管道具有位于所述調(diào)壓閥內(nèi)外兩側(cè)的第一輸出管道和第二輸出管道，并且在第二輸出管道上設有至少一路用來連接所述噴頭的分管道。
[0015]優(yōu)選地，所述第二輸出管道上設有兩路分管道，其中所述兩路分管道分別位于所述第二輸出管道的左右兩側(cè)。
[0016]進一步，所述噴藥系統(tǒng)還具有:與所述離心自吸泵的傳動軸相連的用于助力所述噴頭噴液的風扇；以及設置在所述噴藥管道上的過濾裝置和多個單向閥。
[0017]其中，所述控制系統(tǒng)包括:安裝在拖拉機上用于采集行走速度信號的傳感器；與設置在所述噴藥系統(tǒng)的噴藥管道上的多個電磁閥連接的用于控制每個電磁閥獨立工作的固態(tài)繼電器；以及分別與傳感器和固態(tài)繼電器連接的用于控制其工作的控制器。
[0018]進一步，所述控制系統(tǒng)還包括:與所述控制器連接的用于人機交互的觸摸顯示屏；與所述控制器連接的用于對各部件進行控制的控制按鍵；與所述控制器連接的用于切換系統(tǒng)工作模式的模式切換按鈕；以及與所述控制器連接的放大電路；其中所述控制器通過放大電路與所述固態(tài)繼電器的連接實現(xiàn)其對所述電磁閥開閉的控制。
[0019]優(yōu)選地，所述控制器為PLC控制器，所述傳感器為霍爾傳感器。
[0020]此外，本實用新型牽引式變量噴藥機還包括:安裝在所述噴藥機本體上的噴藥手動控制裝置；以及安裝在噴藥機本體上的支撐機架。
[0021](三)有益效果
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0023]I)本實用新型牽引式變量噴藥機通過在外部殼體內(nèi)安裝噴藥系統(tǒng)，并在噴藥系統(tǒng)設置與拖拉機連接的牽引裝置，該裝置可根據(jù)行走拖拉機的速度自動控制噴藥量，實現(xiàn)了噴藥作業(yè)的自動化和精準化控制；
[0024]2)本實用新型的噴藥系統(tǒng)牽引裝置優(yōu)選為離心自吸泵，并通過其傳動軸與拖拉機的動力軸連接，當拖拉機的動力軸旋轉(zhuǎn)時，帶動離心自吸泵的傳動軸隨之旋轉(zhuǎn)，從而帶動離心自吸泵工作，進行抽液作用，確保了噴藥自動控制裝置噴藥液量與拖拉機行走速度的精準吻合；
[0025]3)本實用新型的調(diào)壓閥可以旋轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)對噴藥管道壓力的調(diào)節(jié)；風扇通過與離心自吸泵的傳動軸連接，其可將產(chǎn)生的風助力噴頭噴藥，從而使得藥液噴射得更遠；過濾裝置可對整個噴液管道中的雜質(zhì)進行過濾，確保作業(yè)過程中不會堵塞噴頭；
[0026]4)本實用新型的控制系統(tǒng)實現(xiàn)對整個噴藥作業(yè)的自動化、精準化控制，用于感應、傳輸并處理相關信號，并控制電磁閥的開啟和關閉，進而精準控制噴頭流量，實現(xiàn)根據(jù)作業(yè)實際需求定量噴藥的目的；
[0027]5)本實用新型牽引式變量噴藥機降低了傳統(tǒng)噴藥機對人力的依賴，避免了因人的經(jīng)驗不足容易造成漏噴或者多噴情況的發(fā)生，極大提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本實用新型牽引式變量噴藥機的主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是圖1所示控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖3是圖1所示控制系統(tǒng)的工作原理圖；
[0031]圖4是圖1所示控制系統(tǒng)的定時中斷原理圖。
[0032]附圖標記說明:1_外部殼體；21_離心自吸泵；211_傳動軸；22_噴藥管道；23_調(diào)壓閥；24_藥箱；25_噴頭；26_風扇；27_電磁閥；31_傳感器；32_放大電路；33_固態(tài)繼電器；34_控制器；35_觸摸顯示屏；36_控制按鍵；37_模式切換按鈕。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明，需要說明的是，附圖僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限定。
[0034]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方
位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相
對重要性。
[0035]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0036]如圖1、圖2所示，本實用新型牽引式變量噴藥機包括:噴藥機本體，其具有外部殼體1，在外部殼體I內(nèi)安裝有由噴藥管道22、調(diào)壓閥23、藥箱24及電磁閥27等組成的噴藥系統(tǒng)，以及由傳感器31、固態(tài)繼電器33及控制器34等組成的控制系統(tǒng)。噴藥系統(tǒng)具有與拖拉機連接的牽引裝置，該裝置可根據(jù)拖拉機行走速度自動控制噴藥量?？刂葡到y(tǒng)與外部拖拉機連接。
[0037]具體地，牽引裝置優(yōu)選為有傳動軸211的離心自吸泵21，離心自吸泵21的傳動軸211與拖拉機的動力軸連接，當拖拉機的動力軸轉(zhuǎn)動時，離心自吸泵21的傳動軸211也隨之旋轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)對噴藥量的自動控制。
[0038]噴藥系統(tǒng)還包括:噴藥管道22，其與藥箱24連接，噴藥管道22主要由輸出管道、回流管道組成，回流管道與藥箱24連接并由調(diào)壓閥23調(diào)節(jié)控制。調(diào)壓閥23設置在噴藥管道22上且靠近離心自吸泵21，用來調(diào)節(jié)噴藥管道22壓力，可以優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)式調(diào)壓閥23，當調(diào)節(jié)好壓力后，如果離心自吸泵21的輸出壓力升高，則通過回流管道的液體流量增大實現(xiàn)泄壓，這樣就可以避免運行過程中壓力的大幅波動。噴頭25安裝在噴藥管道22噴口處，風扇26與離心自吸泵21的傳動軸211連接,風扇26可優(yōu)選通過皮帶與離心自吸泵21的傳動軸211連接，可以助力所述噴頭25噴液，即當離心自吸泵21開始運轉(zhuǎn)時，風扇26也開始運轉(zhuǎn)，風扇26產(chǎn)生的風可以助力噴頭25噴藥，從而使得藥霧噴得更遠。此外，在噴藥管道22上還設置有若干單向閥和過濾裝置，單向閥以便對各管路、各分路進行控制。
[0039]為了對本實用新型的噴藥系統(tǒng)做出清楚、完整的說明，下面結(jié)合實施例作進一步說明。
[0040]第一實施例
[0041]噴藥管道22的輸出管道可分割成兩部分，一部分位于調(diào)壓閥23內(nèi)側(cè)(靠近離心自吸泵21 )，可稱為第一輸出管道，另一部分位于調(diào)壓閥23外側(cè)(遠離離心自吸泵21 )，可稱為第二輸出管道，在第二輸出管道上設有至少一路用來連接噴頭25的分管道。優(yōu)選地，在第二輸出管道上設有兩路分管道，兩路分管道分別位于第二輸出管道的左右兩側(cè)，在每個分管道安裝噴頭25并設置電磁閥27，用于對每一個噴頭25進行獨立控制，即:噴藥管道22經(jīng)調(diào)壓閥23的閥門后分為左右兩路，左右兩路管道又通過十字接頭，分為三個分管道，每個管道接一個電磁閥27，一個電磁閥27接兩個噴頭25，相當于在噴藥機左邊安裝6個噴頭25，右邊安裝6個噴頭25，一共12個噴頭25。每一側(cè)的噴頭25可呈扇形分布，高度各不相同，每一路電磁閥27控制兩個噴頭25，通過控制不同的電磁閥27控制噴藥量。
[0042]上述實施例只是說明本實用新型技術(shù)方案的一種優(yōu)選，還可以通過本實用新型記載的內(nèi)容選用更多實施方式，此處不在多述。
[0043]本實用新型的控制系統(tǒng)包括:安裝在拖拉機上的傳感器31，用于采集行走速度信號，固態(tài)繼電器33與設置在噴藥管道22上的多個電磁閥27連接，可用于控制每個電磁閥27獨立工作?？刂破?4分別與傳感器31和固態(tài)繼電器33連接。此外，與控制器34還連接有觸摸顯示屏35、控制按鍵36、模式切換按鈕37和放大電路32，觸摸顯示屏35用于人機交互，控制按鍵36用于對各部件進行控制，模式切換按鈕37用于切換系統(tǒng)工作模式，電磁閥27和固態(tài)繼電器33通過放大電路32與控制器34實現(xiàn)連接。
[0044]為了實現(xiàn)更有效、更精準的噴藥控制，控制器34可優(yōu)選為PLC控制器，傳感器31可優(yōu)選為霍爾傳感器。
[0045]具體地，本實用新型的控制系統(tǒng)通過以下方法實現(xiàn)對噴藥的精準控制:
[0046]控制系統(tǒng)以PLC控制器作為控制核心，通過其IO 口控制固態(tài)繼電器33，進而控制電磁閥27的開啟和關閉。由于PLC控制器和固態(tài)繼電器33的反應速度很快，可以實現(xiàn)以PWM波的形式驅(qū)動電磁閥27，控制噴頭25流量，達到精準噴藥的目的。
[0047]PLC控制器通過內(nèi)部精準的IMS定時器計時，精度較高，同時配有液晶直觀顯示，采用簡單按鈕和按鍵，使用方便。
[0048]PLC控制器首先根據(jù)控制按鍵36選擇，判斷噴藥機處于何種工作模式下。如果控制按鍵36沒有按下，判斷噴藥機處于手動控制下，PLC控制機放棄對噴藥執(zhí)行單元的控制。如果按下控制按鍵36，則噴藥機處于自動噴藥模式。
[0049]在自動噴藥模式下，需要操作者先設定每畝地的噴灑量，此后控制器34會根據(jù)設定值自動控制噴藥作業(yè)。
[0050]開始工作后，PLC控制器通過霍爾傳感器采集速度信號。拖拉機的輪轂上均勻地安裝了 6塊強磁鐵,在拖拉機運動時，霍爾傳感器每接近一個磁鐵，輸出一個脈沖，每周輸出六個脈沖。由于拖拉機的輪子轉(zhuǎn)動一周的距離是固定的，所以在傳感器輸出兩個相鄰脈沖的間隔時間內(nèi)，拖拉機的移動距離相等。PLC根據(jù)兩個脈沖之間的時間，計算出拖拉機的速度。計算公式如下:
[0051]V= Δ I/ Δ t(I)
[0052]拖拉機噴藥覆蓋的面積(S)等于噴頭覆蓋幅寬(La)乘以行駛距離，如下面的公式，其中，dlt為單位時間內(nèi)的行駛距離，V是拖拉機的行駛速度。
[0053]S=La*dlt=La* / vdt(2)
[0054]在行駛過程中，噴藥機單位時間噴灑面積為:
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種牽引式變量噴藥機，其特征在于，其包括: 噴藥機本體，其具有外部殼體(I)； 安裝在外部殼體(I)內(nèi)的噴藥系統(tǒng)，其具有與拖拉機連接并可根據(jù)行走速度自動控制噴藥量的牽引裝置；以及 與噴藥系統(tǒng)連接的控制系統(tǒng)； 所述牽引裝置為具有傳動軸(211)的離心自吸泵(21)，所述傳動軸(211)與拖拉機的動力軸連接； 所述噴藥系統(tǒng)包括藥箱(24)，與藥箱(24)連接的噴藥管道(22)，設置在噴藥管道(22)上且靠近所述離心自吸泵(21)的調(diào)壓閥(23)，設置在噴藥管道(22)噴口處的噴頭(25)，設置在噴藥管道(22)靠近噴頭(25)處且與所述控制系統(tǒng)連接的電磁閥(27)，以及 與所述離心自吸泵(21)的傳動軸(211)相連的用于助力所述噴頭(25)噴液的風扇(26);以及 設置在所述噴藥管道(22 )上的過濾裝置和多個單向閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引式變量噴藥機，其特征在于，所述噴藥管道(22)包括輸出管道和回流管道；其中 所述回流管道與所述藥箱(24)連接并由所述調(diào)壓閥(23)調(diào)節(jié)控制； 所述輸出管道具有位于所述調(diào)壓閥(23)內(nèi)外兩側(cè)的第一輸出管道和第二輸出管道，并且在第二輸出管道上設有至少一路用來連接所述噴頭(25)的分管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的牽引式變量噴藥機，其特征在于，所述第二輸出管道上設有兩路分管道，其中所述兩路分管道分別位于所述第二輸出管道的左右兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引式變量噴藥機，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括: 安裝在拖拉機上用于采集行走速度信號的傳感器(31)； 與設置在所述噴藥系統(tǒng)的噴藥管道(22)上的多個電磁閥(27)連接的用于控制每個電磁閥(27 )獨立工作的固態(tài)繼電器(33 );以及 分別與傳感器(31)和固態(tài)繼電器(33)連接的用于控制其工作的控制器(34)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的牽引式變量噴藥機，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括: 與所述控制器(34 )連接的用于人機交互的觸摸顯示屏(35 ); 與所述控制器(34 )連接的用于對各部件進行控制的控制按鍵(36 ); 與所述控制器(34)連接的用于切換系統(tǒng)工作模式的模式切換按鈕(37);以及 與所述控制器(34)連接的放大電路(32);其中 所述控制器(34 )通過放大電路(32 )與所述固態(tài)繼電器(33 )的連接實現(xiàn)其對所述電磁閥(27)開閉的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的牽引式變量噴藥機，其特征在于，所述控制器(34)為PLC控制器，所述傳感器(31)為霍爾傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引式變量噴藥機，其特征在于，其還包括: 安裝在所述噴藥機本體上的噴藥手動控制裝置；以及 安裝在噴藥機本體上的支撐機架。
【文檔編號】A01M7/00GK203575440SQ201320630490
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】鄒偉, 王秀, 馬偉, 張志強, 王松林, 周建軍 申請人:北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心