專利名稱：煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)，屬于煙草管理機械。
(ニ)
背景技術(shù)：
煙草是ー種重要的經(jīng)濟作物，中國目前栽培面積為95. 9萬hm2，且尚有逐年擴大的趨勢。煙草進入生長后期后為保證煙葉質(zhì)量，要及時對煙草進行打頂和抑芽作業(yè)。由于抑芽劑對煙草葉片生長具有抑制作用，因此抑芽劑不能噴施到煙草葉片上，通常的噴霧機械不能使用。目前我國煙草抑芽劑施用全部由人工涂抹完成，效率僅為0.033hm2/h，勞動強度大，工作效率低，費エ費吋，不僅增加了煙草種 植的成本，而且延誤了抑芽的最佳時機，影響了煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。我國對靶施藥技術(shù)的研究始于七五、八五期間，90年代部分成果已達到實踐應(yīng)用水平。先后有多所大學(xué)和科研機構(gòu)利用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、光機電一體化和自動化控制技術(shù)、傳感器技木、圖像處理技術(shù)、微波探測技術(shù)、紅外靶標自動探測技術(shù)等分別研制成功了自動對靶噴霧機和精確施藥系統(tǒng)，實現(xiàn)了農(nóng)藥精確對靶噴霧。但尚未開展對煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)的研究。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)，可精確完成抑芽劑的噴施，不僅節(jié)省大量人力、提高勞動生產(chǎn)率，而且把握了抑芽的最佳時機，提高了煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)高效的智能化作業(yè)。一種煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)，包括單片機系統(tǒng)、支架、煙草莖桿檢測傳感器、測速傳感器、步進電機、卷軸、鋼絲繩、電磁閥、滑塊、滑軌、單向閥、噴管、滑輪、軸承座和步進電機安裝支架。軸承座和步進電機安裝支架安裝在支架的前端，軸承座和步進電機安裝支架上分別安裝有卷軸和步進電機；支架上安裝有滑軌，且滑軌安裝在卷軸和步進電機的后面；滑軌上面安裝滑塊，滑塊中心有ー螺紋通孔，單向閥安裝在滑塊螺紋通孔上端，單向閥通過藥液管路與電磁閥相連。滑塊螺紋通孔下端安裝噴管，噴管通過單向閥與藥液管路相通；噴藥時，藥液經(jīng)過電磁閥、藥液管路、單向閥、滑塊到達噴管。行程開關(guān)安裝在滑軌和軸承座之間，行程開關(guān)觸點對著滑塊。支架后端安裝滑輪，鋼絲繩一端與滑塊相連，另一端繞過卷軸，從滑軌底部繞過滑輪，與滑塊另一端連接，在鋼絲繩的牽引下，滑塊可在滑軌上自由滑動；支架側(cè)面設(shè)ー長槽，煙草莖桿檢測傳感器安裝在長槽內(nèi)；測速傳感器安裝在作業(yè)機具行走輪上；測速傳感器、煙草莖桿檢測傳感器、行程開關(guān)、步進電機驅(qū)動器和電磁閥均與單片機系統(tǒng)通過線路連接。所述的單片機系統(tǒng)是控制系統(tǒng)的核心，它一方面接收煙草莖桿檢測傳感器和測速傳感器的信號并進行轉(zhuǎn)換計算處理，另一方面根據(jù)信號處理結(jié)果控制電磁閥的開閉和步進電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角，使噴藥過程中噴管始終對準煙草莖桿，實現(xiàn)對靶施藥。所述的測速傳感器用來實時監(jiān)測作業(yè)機具的行進速度；
所述的煙草莖桿檢測傳感器采用反射式紅外對管傳感器，用來檢測煙草莖桿信號;所述的電磁閥采用用來控制藥液管路的通斷；所述的步進電機通過卷軸來控制滑塊的運動。本發(fā)明可實現(xiàn)抑芽劑自動對靶噴施。當煙草莖桿檢測傳感器檢測到煙草莖桿信號吋，單片機系統(tǒng)一方面控制電磁閥通電開啟，實施噴藥，調(diào)節(jié)煙草莖桿檢測傳感器在支架長槽中的安裝位置，使電磁閥開始噴藥時，煙草莖桿正處于噴管下方；另ー方面單片機系統(tǒng)根據(jù)測速傳感器最近一次測定的機組行進速度和卷軸徑向尺寸控制步進電機的轉(zhuǎn)速，使滑塊的運動速度與作業(yè)機具的運動速度相同，方向相反；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的噴藥時間控制步進電機的轉(zhuǎn)動角度，使滑塊在噴藥過程中一直保持與作業(yè) 機具的運動速度相同但方向相反的運動。步進電機轉(zhuǎn)動時，繞在卷軸上的鋼絲繩拉動滑塊和噴管向后運動，噴藥過程中使噴管始終對準煙草莖桿，實現(xiàn)對靶施藥。噴藥結(jié)束，步進電機反轉(zhuǎn)直到滑塊觸到行程開關(guān)，行程開關(guān)輸出信號時步進電機停止，滑塊和噴管回到初始位置，等待下一次工作信號。若煙草莖桿傳感器無檢測信號，則電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，無藥液噴出。本設(shè)計不僅節(jié)省了藥液，降低了生產(chǎn)成本，而且避免了抑芽劑對煙草葉片損害，減少了環(huán)境污染。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I.支架2.鋼絲繩3.煙草莖桿檢測傳感器4.行程開關(guān)5.軸承座6.測速傳感器7.單片機系統(tǒng)8.步進電機驅(qū)動器9.卷軸10.步進電機安裝支架11.步進電機12.單向閥13.電磁閥14.滑塊15.滑軌16.滑輪
具體實施例方式一種煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)，步進電機(11)和卷軸(9)分別通過步進電機安裝支架(10)、軸承座(5)安裝在支架(I)上?；?15)用螺栓固定在支架(I)上，滑塊(14)安裝在滑軌(15)上，噴管裝在滑塊(14)下方，單向閥(12)安裝在滑塊(14)上面，行程開關(guān)
(4)安裝在軸承座(5)和滑軌(15)之間，安裝高度由滑塊(14)的安裝高度決定。測速傳感器(6)安裝在機具的行走輪上，可實時檢測機具的行走速度?；?16)安裝在支架(I)后端面上。鋼絲繩(2)—端與滑塊(14)連接，另一端繞過卷軸(9)，從滑軌(15)底部穿過繞過滑輪(16)，與滑塊(14)另一端連接，調(diào)整滑輪與滑軌的安裝高度使上面的鋼絲繩與滑軌保持平行。煙草莖桿檢測傳感器(3 )安裝在支架(I)側(cè)面的長槽內(nèi)。作業(yè)時，首先根據(jù)煙草打頂高度調(diào)整支架(I)的安裝高度，調(diào)至噴管高出打頂高度I 2cm。機具作業(yè)時，煙草莖桿檢測傳感器(3)和測速傳感器(6)的檢測信號傳給單片機系統(tǒng)(7)。當煙草莖桿檢測傳感器(3)檢測到煙草莖桿信號時，煙草莖桿檢測傳感器輸出高電平信號，反之，如果未檢測到煙草莖桿信號，傳感器信號端則輸出低電平信號；單片機系統(tǒng)(7)接收到高電平信號后，一方面控制電磁閥(13)通電開啟，實施噴藥；另ー方面單片機系統(tǒng)掃描測速傳感器(6)的檢測信號，在煙草莖桿檢測傳感器(3)檢測到煙草莖桿信號吋，單片機系統(tǒng)(7)根據(jù)測速傳感器(6)在最近一次的檢測信號計算機組行進速度，然后結(jié)合卷軸直徑計算出步進電機(11)的轉(zhuǎn)速；再根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電磁閥(13)開啟時間和機組行進速度計算步進電機的轉(zhuǎn)動角度，控制步進電機(11)轉(zhuǎn)動，步進電機(11)轉(zhuǎn)動時，繞在卷軸上的鋼絲繩(2)拉動滑塊(14)和噴管向后運動，使滑塊(14)的運動速度與機具作業(yè)速度相同，方向相反，噴藥過程中滑塊一直處于運動狀態(tài)，始終對準煙草莖桿，實現(xiàn)對靶施藥。藥液經(jīng)噴管噴射到煙草莖桿頂部并沿莖桿流淌下至每個葉腋部位，抑制腋芽的生長。當步進電機(11)轉(zhuǎn)到計算出的角度后，單片機系統(tǒng)(7)控制步進電機(11)反轉(zhuǎn)，當滑塊碰觸到行程開關(guān)時(4)，輸出低電平信號，單片機系統(tǒng)(7)接收到信號后，控制步進電機(11)停止轉(zhuǎn)動。等待下ー個工作信號。煙草莖桿檢測傳感器(3)在支架(I)側(cè)面長槽中的安裝位置可前后調(diào)整，調(diào)整依據(jù)為電磁閥(13)開始噴藥瞬間，煙草莖桿正處于噴管下方，使電磁閥噴藥開始噴藥瞬間對準煙草莖桿。本設(shè)計中測速傳感器脈沖頻率為1000個脈沖/轉(zhuǎn)，每隔0. 5秒檢測機組前進速度I次，測速和步進電機轉(zhuǎn)動計算過程如下設(shè)，機組行走 輪直徑為D，卷軸直徑為d，噴藥時
間為t，最近I次測速傳感器輸出脈沖X個，則機組在最近0. 5秒內(nèi)的前進速度^米/
秒，要使滑塊、噴管運動速度與機組前進速度相同(方向相反)，則卷軸轉(zhuǎn)速需滿足〃 =^^
1000//
轉(zhuǎn)/秒，在噴藥時卷軸和步進電機轉(zhuǎn)速為バ=7^轉(zhuǎn)/秒，轉(zhuǎn)動角度為冶=7^x360/,
I UuU^/I (K)U ゾ
步進電機姆步可轉(zhuǎn)I. 8度，由此可知步進電機轉(zhuǎn)動步數(shù)/=$ 步，所以噴藥過程中單片機
系統(tǒng)對步進電機輸出脈沖個數(shù)為》7 =Z=A =ヰ,然后單片機向步進電機輸出反向脈沖，步進電機反轉(zhuǎn)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)，其特征在于包括由單片機系統(tǒng)、支架、煙草莖桿檢測傳感器、測速傳感器、步進電機、卷軸、鋼絲繩、電磁閥、滑塊、滑軌、單向閥、噴管、滑輪、軸承座和步進電機安裝支架；軸承座和步進電機安裝支架安裝在支架的前端，軸承座和步進電機安裝支架上分別安裝有卷軸和步進電機；支架上安裝有滑軌，且滑軌安裝在卷軸和步進電機的后面；滑軌上面安裝滑塊，滑塊中心有一螺紋通孔，單向閥安裝在滑塊螺紋通孔上端，單向閥通過藥液管路與電磁閥相連；滑塊螺紋通孔下端安裝噴管，噴管通過單向閥與藥液管路相通；噴藥時，藥液經(jīng)過電磁閥、藥液管路、單向閥、滑塊到達噴管；行程開關(guān)安裝在滑軌和軸承座之間，行程開關(guān)觸點對著滑塊；支架后端安裝滑輪，鋼絲繩一端與滑塊相連，另一端繞過卷軸，從滑軌底部繞過滑輪，與滑塊另一端連接，在鋼絲繩的牽引下，滑塊可在滑軌上自由滑動；支架側(cè)面設(shè)一長槽，煙草莖桿檢測傳感器安裝在長槽內(nèi)；測速傳感器安裝在作業(yè)機具行走輪上；測速傳感器、煙草莖桿檢測傳感器、行程開關(guān)、步進電機驅(qū)動器和電磁閥均與單片機系統(tǒng)通過線路連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煙草抑芽劑對靶施藥系統(tǒng)，包括單片機系統(tǒng)、支架、煙草莖稈檢測傳感器、測速傳感器、步進電機、卷軸、鋼絲繩、電磁閥、滑塊、滑軌、單向閥、噴管、滑輪和軸承座；本發(fā)明由單片機系統(tǒng)根據(jù)煙草莖稈檢測傳感器檢測信號的有無控制電磁閥的開閉，根據(jù)測速傳感器測定的機具作業(yè)速度和預(yù)先設(shè)定的噴藥時間控制步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，可實現(xiàn)煙草抑芽劑的自動對靶噴施，降低了生產(chǎn)成本，提高了勞動生產(chǎn)率，而且結(jié)構(gòu)簡單，施藥效果好。
文檔編號A01M7/00GK102763631SQ20121024622
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者侯存良, 張曉輝, 耿愛軍 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)