一種水稻插秧機(jī)施藥器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水稻插秧機(jī)施藥器，屬于農(nóng)機(jī)具【技術(shù)領(lǐng)域】。該器包括進(jìn)液端接藥箱、出液端接噴嘴的蠕動(dòng)泵以及控制電路，藥箱安置于插秧機(jī)，噴嘴安置在插秧機(jī)秧爪插秧位置，秧爪插秧位置裝有接近傳感器件；控制電路具有信號(hào)輸入端接接近傳感器件的智能控制器件，用以根據(jù)感知的秧爪位置確定施藥時(shí)機(jī)；智能控制器件的控制信號(hào)輸出端接蠕動(dòng)泵的受控端，用以在確定的施藥時(shí)機(jī)控制蠕動(dòng)泵以預(yù)定計(jì)量通過噴嘴施藥。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，工作效率高，可以使藥效最大化，避免藥液浪費(fèi)。
【專利說明】一種水稻插秧機(jī)施藥器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種作物施藥裝置，尤其是一種水稻插秧機(jī)施藥器，屬于農(nóng)機(jī)具【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)插秧有利于減輕水稻生產(chǎn)勞動(dòng)量，并且節(jié)本、增效，因此被大面積推廣。但機(jī)插秧整田后插秧遲、行距大、苗體小、封行遲，秧苗對雜草競爭力弱，因而機(jī)插田的雜草危害較手插田嚴(yán)重。同時(shí)，因機(jī)插苗小而弱、存在機(jī)器植傷等，所以除草劑施用要求更為嚴(yán)格，施藥不當(dāng)極有可能造成藥害，影響產(chǎn)量[I]。
[0003]目前，機(jī)插秧田普遍采用2次除草法，即在稻田平整時(shí)先用除草劑進(jìn)行I次土壤封閉處理，使雜草在稻田定板期間不能出苗，在水稻返青施分蘗肥時(shí)，適當(dāng)推遲施藥時(shí)間，再進(jìn)行I次常規(guī)方法施用除草劑[2]。這種方法顯然工作量和藥液的消耗都較大。
[0004]申請?zhí)枮?01110052041.1的中國專利申請公開了一種棉田雜草實(shí)時(shí)識(shí)別對靶噴施的方法。其視覺系統(tǒng)硬件包括外加光源、CXD彩色攝像機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換、DSP圖像處理器、D/A轉(zhuǎn)換、LCD顯示器，外加光源可以改善自然條件下光線不均勻或亮度不合適的情況。識(shí)別方法采用以下步驟:安裝在除草機(jī)械前部的攝像機(jī)實(shí)時(shí)獲取棉田圖像；經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換放到片外存儲(chǔ)器中供DSP處理器調(diào)用，DSP從視頻流中抽取幀圖像進(jìn)行處理；利用Cr特征法進(jìn)行綠色作物和土壤背景的分割；根據(jù)噴頭布置情況，將圖像平均劃分為四行，每個(gè)噴頭對應(yīng)一行；利用位置特征識(shí)別行間雜草；利用葉片面積、形狀特征識(shí)別株間雜草；將得到的雜草位置信息發(fā)送微控制器，控制噴頭打開，實(shí)現(xiàn)除草劑精確對靶噴施，以節(jié)省農(nóng)藥和減少污染。其構(gòu)成復(fù)雜，成本高昂，難以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種工作效率高、可以使藥效最大化，并且簡單實(shí)用的水稻插秧機(jī)施藥器，同時(shí)給出其施藥控制放大，從而盡可能避免藥液浪費(fèi)以及對機(jī)插秧的藥害。
[0006] 申請人:經(jīng)過理論分析和實(shí)踐驗(yàn)證得知，插秧后即刻在秧苗位置施加合適計(jì)量的藥液可以獲得最佳的施藥效果，因此同時(shí)控制施藥時(shí)機(jī)、位置以及施藥量才有可能使藥效最大化。在此認(rèn)知基礎(chǔ)上，為了達(dá)到以上目的，申請?zhí)岢霰緦?shí)用新型的水稻插秧機(jī)施藥器基本技術(shù)方案為:包括進(jìn)液端接藥箱、出液端接噴嘴的液泵以及控制電路，所述藥箱安置于插秧機(jī)上，所述噴嘴安置在插秧機(jī)秧爪插秧位置，所述秧爪插秧位置裝有接近傳感器件；所述控制電路具有信號(hào)輸入端接所述接近傳感器件(例如接近開關(guān))的智能控制器件，用以根據(jù)感知的秧爪位置確定施藥時(shí)機(jī)；所述智能控制器件的控制信號(hào)輸出端接液泵的受控端，用以在確定的施藥時(shí)機(jī)控制液泵以預(yù)定計(jì)量通過所述噴嘴施藥。
[0007]具體而言，所述智能控制器件為單片機(jī)，所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端通過光電隔離芯片與穩(wěn)壓芯片組成的功率放大隔離電路后，接作為開關(guān)控制器件的場效應(yīng)管的柵極，所述場效應(yīng)管的漏極與源極作為開關(guān)信號(hào)輸出端接蠕動(dòng)泵的受控端。
[0008]本實(shí)用新型工作時(shí)，智能控制器件按如下基本步驟進(jìn)行施藥控制:
[0009]第一步、計(jì)算得出液泵每次額定開啟時(shí)間；
[0010]第二步、接收傳感器件的信號(hào)，判斷秧爪是否達(dá)到插秧位置；
[0011]第三步、如判斷秧爪達(dá)到插秧位置，則輸出控制信號(hào)開啟液泵，如判斷秧爪未達(dá)到插秧位置，則繼續(xù)第二步；
[0012]第四步、判斷液泵開啟是否達(dá)到每次額定開啟時(shí)間，如未達(dá)到則保持開啟并繼續(xù)判斷開啟時(shí)間，如達(dá)到則關(guān)閉液泵，返回第二步。
[0013]采用本實(shí)用新型后，施藥控制附加在插秧機(jī)上，施藥操作與插秧同步，因此結(jié)構(gòu)簡單合理，工作效率高，并且通過對秧爪位置的監(jiān)測把握最佳施藥時(shí)機(jī)，借助安置在插秧位置的噴嘴保證理想的施藥位置，可以使藥效最大化，避免藥液浪費(fèi)以及造成不必要的污染。
[0014]以上第一步通?？梢愿鶕?jù)每穴平均施藥量和液泵預(yù)置額定流量計(jì)算每次額定開啟時(shí)間，第三步中開啟液泵以額定流量輸出。實(shí)踐中，考慮到工作時(shí)插秧機(jī)行進(jìn)速度以及秧爪運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化，上述控制的進(jìn)一步完善是，所述第一步中，還判斷秧爪此次達(dá)到插秧位置與上次達(dá)到插秧位置的時(shí)間間隔，并判斷此時(shí)間間隔是否小于預(yù)定的閾值，如是則將液泵預(yù)置額定流量相應(yīng)提高后再計(jì)算每次額定開啟時(shí)間，再進(jìn)行后續(xù)步驟；如否則直接進(jìn)行后續(xù)步驟。這樣不僅可以使液泵開啟時(shí)機(jī)與秧爪工作位置相吻合，而且使施藥速度與插秧速率相匹配，從而更好地保證施藥與插秧的同步效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0016]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為圖1實(shí)施例智能控制器的控制流程圖。
[0018]圖3為圖1實(shí)施例的控制電路核心部分電路圖。
[0019]圖4為圖1實(shí)施例的控制電路外圍部分電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例一
[0021]本實(shí)施例的水稻插秧機(jī)施藥器如圖1所示，蠕動(dòng)泵的進(jìn)液端接藥箱、出液端接噴嘴。藥箱安置在插秧機(jī)上，噴嘴安置在插秧機(jī)秧爪插秧位置。插秧機(jī)的典型結(jié)構(gòu)可以參見申請?zhí)枮?1823007.5的中國專利文獻(xiàn)，本文不詳述。秧爪插秧位置裝有作為接近傳感器件的接近開關(guān)，當(dāng)秧爪取秧后實(shí)現(xiàn)插秧動(dòng)作而靠近接近開關(guān)時(shí)，該傳感器件將發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。控制電路的基本構(gòu)成為，具有信號(hào)輸入端接接近傳感器件(接近開關(guān))的智能控制器件——單片機(jī)，該單片機(jī)具有常規(guī)的顯示器、操作按鍵、程序接口等，由插秧機(jī)的車載電瓶通過穩(wěn)壓電路供電，其控制信號(hào)輸出端接通過功率放大電路接蠕動(dòng)泵的受控端，因此可以根據(jù)接近開關(guān)信號(hào)感知的秧爪位置，確定施藥時(shí)機(jī)，適時(shí)控制蠕動(dòng)泵以預(yù)定計(jì)量通過噴嘴準(zhǔn)確施藥。
[0022]控制電路的具體構(gòu)成如圖3、圖4所示，含有MSP430F149單片機(jī)，共有64個(gè)管腳，其中1、64管腳引入3V電壓，52-53、8-9管腳分別與主、副晶振連接，54-58管腳接JTAG仿真器接口 J7，P4管腳通過電壓轉(zhuǎn)換芯片U5 (LVC4245)做電壓轉(zhuǎn)換后連接按鍵與檔位開關(guān)接口 J6。P3.4-3.5管腳通過I2C的傳輸方式連接顯示器接口 J4，管腳中斷功能的P2.0管腳與光電隔離后的接近開關(guān)傳感信號(hào)相連接，Pl.2管腳作為蠕動(dòng)泵的控制信號(hào)輸出端。
[0023]圖4中，單片機(jī)Pl.2管腳輸出的控制信號(hào)通過光電隔離芯片Ul (6N137)與穩(wěn)壓芯片U3 (78L08)組成的功率放大隔離電路后，接開關(guān)控制器件的場效應(yīng)管IRF540的柵極，該場效應(yīng)管的漏極與源極作為開關(guān)信號(hào)輸出端通過接口 J2接蠕動(dòng)泵的受控端。接近開關(guān)J3的反饋信號(hào)通過另一個(gè)光電隔離芯片U2隔離后接至單片機(jī)的P2.0管腳，車載電瓶直流電壓接口 Jl接入LM2576-12模塊做穩(wěn)壓調(diào)整后，給蠕動(dòng)泵提供12V直流電。
[0024]本實(shí)施例的水稻插秧機(jī)施藥器工作時(shí)，MSP430F149單片機(jī)按如下步驟進(jìn)行施藥控制(參見圖2):
[0025]第一步、開始運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行單片機(jī)芯片、管腳、中斷、定時(shí)等個(gè)功能定義與初始化步驟；根據(jù)每穴平均施藥量和蠕動(dòng)泵預(yù)置額定流量計(jì)算每次額定開啟時(shí)間。目前每穴平目前市場標(biāo)準(zhǔn)插秧機(jī)為6行(行數(shù)i)每次同時(shí)插6株秧苗，插秧行距300mm，株距180-220mm，每畝地約1.5萬穴(穴數(shù)η),按照農(nóng)藝施藥要求,除草劑畝施藥量2-5L (施藥量C),螺動(dòng)泵額定流量260ml/min (流量Q)，則
[0026]每穴平均施藥量M:— = 0.07-0.55ml
[0027]液泵每次開啟時(shí)間S::^歷旌翌壘..
【權(quán)利要求】
1.一種水稻插秧機(jī)施藥器，包括進(jìn)液端接藥箱、出液端接噴嘴的蠕動(dòng)泵以及控制電路，其特征在于:所述藥箱安置于插秧機(jī)，所述噴嘴安置在插秧機(jī)秧爪插秧位置，所述秧爪插秧位置裝有接近傳感器件；所述控制電路具有信號(hào)輸入端接所述接近傳感器件的智能控制器件；所述智能控制器件的控制信號(hào)輸出端接蠕動(dòng)泵的受控端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻插秧機(jī)施藥器，其特征在于:所述智能控制器件為單片機(jī)，所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端通過光電隔離芯片與穩(wěn)壓芯片組成的功率放大隔離電路后，接作為開關(guān)控制器件的場效應(yīng)管的柵極，所述場效應(yīng)管的漏極與源極作為開關(guān)信號(hào)輸出端接蠕動(dòng)泵的受控端。
【文檔編號(hào)】A01C11/02GK203661872SQ201320788350
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】薛新宇, 孫竹, 蔡晨, 周良富, 張宋超, 秦維彩, 周立新, 孔偉, 丁素明, 呂小蘭, 張玲, 金永奎, 王寶坤 申請人:農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所