專利名稱：一種變量噴霧試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于農(nóng)業(yè)植保機械，涉及施藥器具，具體涉及一種變量噴霧試驗臺。
背景技術(shù)：
在果園管理作業(yè)中病蟲害的防治是最費工時、又非常重要的作業(yè)項目，同時也是技術(shù)上非常不成熟的環(huán)節(jié)。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，果樹一年的生長期內(nèi)要噴施農(nóng)藥8 16次之多，噴灑農(nóng)藥后有50% 70%的農(nóng)藥降落在土壤和周圍環(huán)境中，造成嚴重的污染。其次，農(nóng)藥過量使用，會導致作物的大面積中毒，甚至造成全面減產(chǎn)。提高農(nóng)藥的有效利用率，減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展的一個重要目標，研發(fā)變量噴霧施藥機是實現(xiàn)這一目標的重要手段。在變量噴霧施藥機的研發(fā)過程中，變量噴霧測試臺有著至關(guān)重要的作用，利用變量噴霧測試臺進行前期的測試工作，優(yōu)化噴霧機的設(shè)計，為后續(xù)的研發(fā)過程提供理論依據(jù)和參數(shù)保證。當前的變量噴霧測試臺·結(jié)構(gòu)簡單，傳感器種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)簡單，數(shù)據(jù)不能高密度存儲和傳送，自動化智能化程度較低。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種變量噴霧試驗臺，采用速度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器同時檢測，由信號采集系統(tǒng)采集傳感器的信息進行存儲并傳送，由噴霧控制系統(tǒng)并可以根據(jù)傳感器信號調(diào)節(jié)電磁閥和電動球閥，實現(xiàn)噴頭分布可調(diào)和藥液回收測量裝置的自動化，綜合整體提高測試臺的測試精度，便于變量噴霧施藥機的研發(fā)，從而提高農(nóng)藥的利用率，減少化學農(nóng)藥對人和牲畜的危害，降低農(nóng)藥對環(huán)境的污染。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種變量噴霧試驗臺，試驗臺上設(shè)置有藥液箱11，藥液箱11通過進藥管道17接噴射泵19的入口，噴射泵19接交流電機21，噴射泵19的出口通過主管道14接回流管道8和噴藥管道2，回流管道8接至藥液箱11，噴藥管道2接排成一排的噴頭組32，噴頭組32下方對應(yīng)V型槽板33，V型槽板33下方對應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸37，旋轉(zhuǎn)軸37上設(shè)置有一排上量杯34以及一排下量杯38，上量杯34與下量杯38的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸37垂直。所述主管道14上設(shè)置第一壓力傳感器12，回流管道8上設(shè)置電動球閥9和第一流量傳感器10，噴藥管道2上設(shè)置第二壓力傳感器4和第二流量傳感器6，試驗臺上還設(shè)置有測速輪24，測速輪24通過變速齒輪組26接直流電機27，測速輪24 —側(cè)設(shè)置霍爾傳感器25，另一側(cè)通過聯(lián)軸器23接編碼器22，噴藥管道2通過噴藥總管30接噴藥管組41，噴藥管組41接噴頭組32，噴藥管組41上設(shè)置壓力傳感器組40、電磁閥組42以及節(jié)流閥組43，所述電動球閥9、第一壓力傳感器12、第一流量傳感器10、第二壓力傳感器4、第二流量傳感器
6、霍爾傳感器25、編碼器22以及壓力傳感器組40所采集信號輸入至試驗臺上的采集裝置控制中心5。[0008]所述采集裝置控制中心5接上位機7。所述采集裝置控制中心5包括主單片機和輔助單片機，輔助單片機接第一流量傳感器10、第二流量傳感器6以及壓力傳感器組40 ;主單片機接電動球閥9、第一壓力傳感器12、第二壓力傳感器4、霍爾傳感器25、編碼器22以及輸入輸出設(shè)備；主單片機與上位機7之間通過計算機串口通信模塊通信，主單片機與輔助單片機之間通過單片機串口通信模塊通信。還包括設(shè)置于試驗臺上的噴霧控制系統(tǒng)3，噴霧控制系統(tǒng)3包括一個核心控制器，該核心控制器的輸入端接編碼器22、霍爾傳感器25、第二流量傳感器6和第二壓力傳感器
4,噴霧控制系統(tǒng)3的輸出端通過電磁閥組驅(qū)動接電磁閥組42，噴霧控制系統(tǒng)3的輸出端還通過電動球閥驅(qū)動接電動球閥9，核心控制器可以是單片機等。所述噴藥管組41通過橫向旋緊螺帽45固定在橫向長孔刻度尺44上，橫向長孔刻度尺44通過豎向旋緊螺帽31固定在豎向長孔刻度尺29上，豎向長孔刻度尺29固定于試 驗臺上。所述試驗臺下方有行走輪20。所述進藥管道17上設(shè)置過濾器15，所述主管道14上設(shè)置溢流閥16。所述旋轉(zhuǎn)軸37接步進電機35。所述試驗臺分為上工作平臺I和下工作平臺18，所述噴霧控制系統(tǒng)3、采集裝置控制中心5、上位機7、藥液箱11以及豎向支架39均設(shè)置于上工作平臺I上；噴射泵19、交流電機21、測速輪24和直流電機27均設(shè)置于下工作平臺18上。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于設(shè)有一套速度變化檢測裝置，并且在管道上安裝有壓力傳感器和流量傳感器，噴霧控制系統(tǒng)可以根據(jù)作業(yè)速度、進藥管道的流量和壓力的變化來調(diào)節(jié)電動球閥的開度和電磁閥的啟閉實現(xiàn)變量噴霧，試驗臺上安裝的信號采集裝置分別采集安裝在噴頭處的壓力傳感器的壓力、安裝在主管道上的壓力傳感器的壓力、安裝在回流管道上的電動球閥的開度和速度變化檢測裝置上的霍爾傳感器或編碼器的信號，并進行處理后傳送至上位機，進行綜合分析，并且可以通過噴頭分布調(diào)節(jié)裝置實現(xiàn)噴頭的橫向和豎向的位置變化，用V型槽板和量杯對噴霧進行收集，以獲取不同噴頭分布的藥液地表沉積分布，來實現(xiàn)測試藥液的變量噴施、均勻連續(xù)噴施，提高農(nóng)藥的利用率，降低果園的管理成本，減少化學農(nóng)藥對環(huán)境的污染。

圖I為本實用新型的示意圖左視圖。圖2為本實用新型的示意圖正視圖。圖3為本實用新型噴霧控制系統(tǒng)原理圖。圖4為本實用新型信號采集系統(tǒng)原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。如圖I所示，為本實用新型變量噴霧測試臺的一種具體結(jié)構(gòu)，包括上工作平臺I、下工作平臺18、行走輪20以及扶手13，上下工作平臺之間由豎向支架39連接固定，豎向支架39向上伸出上工作平臺1，頂端以橫向支架46連接固定。在上工作平臺I上設(shè)置有噴霧裝置，噴霧裝置包括藥液箱11，藥液箱11通過進藥管道17與噴射泵19連接，在進藥管道17上安裝過濾器15，噴射泵19與主管道14之間連接有溢流閥16，主管道14設(shè)置第一壓力傳感器12構(gòu)成分路，一路連接進藥管道2，一路連接回流管道8，回流管道8的另一端與藥液箱11相連，在回流管道8和藥液箱11之間安裝有第一流量傳感器10和電動球閥9，噴藥管道2的另一端通過噴藥總管30接噴藥管組41，噴藥管組41接噴頭組32，在噴藥管道2上安裝有第二流量傳感器6和第二壓力傳感器4，噴藥管組41上安裝有壓力傳感器組40，以此來實時監(jiān)控管路中的藥液的壓力情況，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析各個管道的壓力損失情況。在下工作平臺18上安裝有速度變化檢測裝置，通過直流電機控制器28控制直流電機27改變測速輪24的速度變化，并有編碼器22或霍爾傳感器25檢測速度的數(shù)值變化，將數(shù)據(jù)傳送至采集裝置控制中心5和噴霧控制系統(tǒng)3，傳至采集裝置控制中心5的數(shù)據(jù)最終傳至上位機7與藥液回收數(shù)據(jù)進行綜合分析，傳至噴霧控制系統(tǒng)3的數(shù)據(jù)將和其他信號一 起控制電磁閥組42和電動球閥9。如圖2所示，噴頭組32安裝在噴藥管41上，噴藥管組41通過橫向旋緊螺帽45固定在橫向從長空刻度尺44上，在試驗時調(diào)節(jié)噴藥管組41各個噴藥管之間的距離，實現(xiàn)噴頭組32的橫向不同間距分布，噴頭組32下方對應(yīng)V型槽板33。橫向長孔刻度尺44通過豎向旋緊螺帽31固定在豎向長孔刻度尺29上，試驗時，可以調(diào)節(jié)橫向長孔刻度尺44在豎向長孔刻度尺29上的位置，實現(xiàn)噴頭組32的豎直方向的不同間距分布。在測試臺前端連接上工作平臺I和下工作平臺18的豎向支架39上安裝旋轉(zhuǎn)軸37，旋轉(zhuǎn)軸37位于V型槽板33的下方，利用步進電機35驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸37的轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸37上設(shè)置一排共計24個上量杯34，以及一排共計24個下量杯38，上量杯34與下量杯38的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸37垂直。當噴頭組32將藥液噴出時，將滴落在V型槽板33上，藥液順著V型槽流入各個量杯，記錄量杯的數(shù)據(jù)，可分析噴頭組32在不同水平豎直分布時，藥液的地表沉積分布。在記錄完數(shù)據(jù)后，通過步進電機控制開關(guān)36驅(qū)動步進電機35旋轉(zhuǎn)180度，將上量杯34中的液體倒出并控干，啟用下量杯38進行試驗，上下量杯交替使用。本實用新型噴霧控制系統(tǒng)，能實時獲取、顯示并長期存儲編碼器22或霍爾傳感器25、電動球閥9、壓力傳感器4和流量傳感器6的信息來控制電動球閥9和電磁閥組42，實現(xiàn)變量噴霧。如圖3所示，為本實用新型的噴霧控制系統(tǒng)原理。編碼器22或霍爾傳感器25采集的速度信號、各流量傳感器采集的流量信號等、各壓力傳感器采集的壓力信號以及作業(yè)信息輸入核心控制器，核心控制器應(yīng)連接有存儲模塊、電源等基本設(shè)備，核心控制器根據(jù)接收的各種信號，綜合處理，通過輸出控制電動球閥9或電磁閥組42的啟閉工作，實現(xiàn)變量噴霧。本實用新型還可以包括信號采集系統(tǒng)，信號采集系統(tǒng)包括安裝于上工作平臺上的采集裝置控制中心5和與之相連的編碼器22、霍爾傳感器25、第一壓力傳感器12、電動球閥
9、第二壓力傳感器4以及壓力傳感器組40組成。編碼器22或霍爾傳感器25將速度信號傳送到采集裝置控制中心5，第一壓力傳感器12、第二壓力傳感器4和壓力傳感器組40將壓力信號傳送至采集裝置控制中心5，電動球閥9將開度信號傳送至采集裝置控制中心5，與速度信號和壓力信號一起被存儲顯示并最終被傳至上位機進行分析。如圖4所示為本實用新型的信號采集系統(tǒng)原理圖。采集系統(tǒng)控制中心由兩組單片機(主單片機和輔助單片機)、鍵盤、顯示器和串行通信模塊組成。其中，第一流量傳感器10和第二流量傳感器6將流量信號、壓力傳感器組40將壓力信號傳至輔助單片機顯示并最終通過串行通信模塊傳送至上位機，霍爾傳感器25或編碼器22將速度信號送至主單片機，電動球閥9將開度信號傳至主單片機，第一壓力傳感器12和第二壓力傳感器4將壓力信號傳送至主單片機，這些信號將被顯示并最終被通信模塊傳送至上位機。本實用新型的工作過程如下首先根據(jù)試驗的需要分別調(diào)節(jié)噴藥管組41在橫向長孔刻度尺44上的分布位置，并進行旋緊固定，再調(diào)節(jié)橫向長孔刻度尺44在豎向長孔刻度尺29上的位置，并進行旋緊固定。打開直流電機控制器28給予直流電機27 —定速度，打開交流電機21啟動噴射泵19，接著啟動噴霧控制裝置，記錄上量杯34的數(shù)據(jù)并輸入上位機7進行存儲和分析。在試驗完成藥液的收集和記錄上量杯34的數(shù)據(jù)后，啟動步進電機開關(guān)36控制步進電機35旋轉(zhuǎn)180度，傾倒上量杯34的藥液并控干，啟用下量杯38進行多次試 驗，修改直流電機控制器28參數(shù)給予直流電機27 —個按照某種規(guī)律變化的速度，啟動信號采集系統(tǒng)，噴霧控制裝置運行不同的控制程序，通過信號采集裝置分析試驗效果，進行對比分析。
權(quán)利要求1.一種變量噴霧試驗臺，試驗臺上設(shè)置有藥液箱(11)，藥液箱(11)通過進藥管道(17)接噴射泵(19)的入口，噴射泵(19)接交流電機(21 )，噴射泵(19)的出口通過主管道(14)接回流管道(8)和噴藥管道(2)，回流管道(8)接至藥液箱(11)，其特征在于，噴藥管道(2)接排成一排的噴頭組(32 )，噴頭組(32 )下方對應(yīng)V型槽板(33 )，V型槽板(33 )下方對應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸(37)，旋轉(zhuǎn)軸(37)上設(shè)置有一排上量杯(34)以及一排下量杯(38)，上量杯(34)與下量杯(38)的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸(37)垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變量噴霧試驗臺，其特征在于，所述主管道(14)上設(shè)置第一壓力傳感器(12)，回流管道(8)上設(shè)置電動球閥(9)和第一流量傳感器(10)，噴藥管道(2)上設(shè)置第二壓力傳感器(4)和第二流量傳感器(6)，試驗臺上還設(shè)置有測速輪(24)，測速輪(24 )通過變速齒輪組(26 )接直流電機(27 )，測速輪(24 ) 一側(cè)設(shè)置霍爾傳感器(25 )，另一側(cè) 通過聯(lián)軸器(23)接編碼器(22)，噴藥管道(2)通過噴藥總管(30)接噴藥管組(41)，噴藥管組(41)接噴頭組(32)，噴藥管組(41)上設(shè)置壓力傳感器組(40)、電磁閥組(42)以及節(jié)流閥組(43)，所述電動球閥(9)、第一壓力傳感器(12)、第一流量傳感器(10)、第二壓力傳感 器(4)、第二流量傳感器(6)、霍爾傳感器(25)、編碼器(22)以及壓力傳感器組(40)所采集信號輸入至試驗臺上的采集裝置控制中心(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變量噴霧試驗臺，其特征在于，所述采集裝置控制中心(5)接上位機(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變量噴霧試驗臺，其特征在于，所述采集裝置控制中心(5)包括主單片機和輔助單片機，輔助單片機接第一流量傳感器(10)、第二流量傳感器(6)以及壓力傳感器組(40);主單片機接電動球閥(9)、第一壓力傳感器(12)、第二壓力傳感器(4)、霍爾傳感器(25)、編碼器(22)以及輸入輸出設(shè)備；主單片機與上位機(7)之間通過計算機串口通信模塊通信，主單片機與輔助單片機之間通過單片機串口通信模塊通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變量噴霧試驗臺，其特征在于，還包括設(shè)置于試驗臺上的噴霧控制系統(tǒng)(3)，噴霧控制系統(tǒng)(3)包括一個核心控制器，該核心控制器的輸入端接編碼器(22)、霍爾傳感器(25)、第二流量傳感器(6)和第二壓力傳感器(4)，噴霧控制系統(tǒng)(3)的輸出端通過電磁閥組驅(qū)動接電磁閥組(42)，噴霧控制系統(tǒng)(3)的輸出端還通過電動球閥驅(qū)動接電動球閥(9)。
專利摘要一種變量噴霧試驗臺，試驗臺上設(shè)置有藥液箱，藥液箱通過進藥管道接噴射泵的入口，噴射泵接交流電機，噴射泵的出口通過主管道接回流管道和噴藥管道，回流管道接至藥液箱，噴藥管道接排成一排的噴頭組，噴頭組下方對應(yīng)V型槽板，V型槽板下方對應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有一排上量杯以及一排下量杯，上量杯與下量杯的軸線均與旋轉(zhuǎn)軸垂直，本實用新型實現(xiàn)噴頭分布可調(diào)和藥液回收測量裝置的自動化，綜合整體提高測試臺的測試精度，便于變量噴霧施藥機的研發(fā)，從而提高農(nóng)藥的利用率，減少化學農(nóng)藥對人和牲畜的危害，降低農(nóng)藥對環(huán)境的污染。
文檔編號G01M99/00GK202648971SQ20122024261
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者翟長遠, 李衛(wèi), 朱瑞祥, 韓潤哲, 徐莎, 李為, 郭俊杰 申請人:西北農(nóng)林科技大學