一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)裝備自動化控制技術領域，具體涉及一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法。所述噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)包括控制器處理模塊、風送噴霧控制模塊、檢測模塊、通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊。風送噴霧控制模塊、檢測模塊、通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊分別與控制器模塊相連接。根據(jù)圖像采集器所測得的作物疏密程度調(diào)節(jié)噴頭與作物之間的距離及電動比例調(diào)節(jié)閥的開口度；根據(jù)風速風向傳感器所測得的外界自然風的風向調(diào)節(jié)噴頭與作物之間的水平與豎直噴霧角度；根據(jù)所測得的風速調(diào)節(jié)軸流風機的風量。該施藥方法可以有效減少霧滴的飄移，提高藥液的利用率，使霧滴在作物上均勻分布，從而提高施藥效果。本發(fā)明可應用于自主噴霧作業(yè)上。
【專利說明】
一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)裝備自動化控制技術領域，具體涉及一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法，尤其涉及一種多因素智能控制的施藥方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的施藥方式是粗礦型的，對不同疏密程度的作物采用同樣的施藥方式，也沒有考慮田間作業(yè)環(huán)境因素對藥液穿透力和霧滴覆蓋均勻性的影響，這嚴重影響了作物的防治效果。在現(xiàn)有的技術基礎上，需要融合多因素提高施藥效果。通過自動化控制技術與風送噴霧技術相結(jié)合，并考慮實際田間作業(yè)情況，“因地制宜”的提出了一種智能的風送噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法:根據(jù)作物目標的冠層疏密來調(diào)節(jié)噴霧距離及藥液的流量;根據(jù)外界自然風的風向與風速自適應的調(diào)節(jié)噴頭的水平與垂直噴霧角度及風機的風量。這種多因素的控制方法，可以有效減少霧滴的漂移，提高霧滴在冠層的覆蓋率及施藥的均勻性，從而減少了藥液的浪費以及對環(huán)境的污染。
[0003]中國專利CN1628513A提供了一種農(nóng)藥精確對靶施用方法，包括利用圖像采集樹木信息，圖像處理，特征識別和噴霧控制系統(tǒng)。根據(jù)不同樹木信息控制可調(diào)噴霧系統(tǒng)的噴嘴流量實現(xiàn)精確對靶變量噴霧，但是該方法沒有考慮外界自然風的風速和風向等因素對噴霧效果的影響。
[0004]中國專利CN103548802A提供了一種自走式果園自動對靶噴霧機及其噴霧方法，其只考慮了對靶特性和對靶的方式，沒有“因地制宜”，即根據(jù)樹木冠層的疏密程度和外界風速及風向的影響，對噴霧控制系統(tǒng)進行相應的調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對以上現(xiàn)有技術及方法存在的問題，提出一種基于多因素的風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法，能夠有效減少藥液的漂移，提高霧滴在冠層的覆蓋率及施藥的均勻性，從而減少了藥液的浪費以及對環(huán)境的污染。
[0006]本發(fā)明所采用的具體方案如下:
[0007]風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)安裝在自主噴霧機器人底盤上，包括控制器處理模塊、通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊;通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊分別與控制器模塊相連接，其特征在于:還設有風送噴霧控制模塊和檢測模塊;風送噴霧控制模塊和檢測模塊也分別與控制器模塊相連接;其中風送噴霧控制模塊包括單通道導風筒、軸流風機、噴頭、導軌電機、T型絲桿導軌滑臺、支架、步進電機、云臺、推拉電機、電動推拉桿、電磁閥、電動比例調(diào)節(jié)閥、變頻器，檢測模塊包括激光測距傳感器、風速風向傳感器、角度傳感器、溫濕度傳感器、圖像采集器。
[0008]其中控制器處理模塊包括控制器，且控制器采用單片STC12C5A60S2處理芯片；通訊模塊包括無線遙控器、田間導航定位系統(tǒng);輸入及顯示模塊包括觸摸屏;報警指示模塊包括蜂鳴器。
[0009]其中T型絲桿導軌滑臺水平安裝在自主噴霧機器人底盤中間位置，其長度與自主噴霧機器人底盤寬度相等；導軌電機安裝在自主噴霧機器人底盤上且與T型絲桿導軌滑臺左端相連接;支架固定安裝在T型絲桿導軌滑臺上并可以在滑臺上滑動;步進電機與云臺連接在一起且位于云臺下方，單通道導風筒通過云臺與支架連接且在支架上端;所述軸流風機與噴頭分別安裝在單通道導風筒的后端和前端組成風送系統(tǒng);所述推拉電機與電動推拉桿相連接，且推拉電機底端與支架連接，電動推拉干頂端與單通道導風筒連接;所述激光測距傳感器通過直角支撐桿固定安裝在支架上且與噴頭在同一垂直平面內(nèi)；所述溫濕度傳感器安裝在支架中間位置處;所述風速風向傳感器為4個，兩個安裝在軸流風機風筒后端的水平中心軸線的兩端；另外兩個安裝在軸流風機風筒后端的豎直中心軸線上的兩端;所述角度傳感器分別安裝在云臺與支架接口處、支架與風筒接口處；圖像采集器安裝在自主噴霧機器人底盤上方且位于底盤前端。
所述觸摸屏、蜂鳴器安裝在自主噴霧機器人底盤上方且位于底盤后端。
所述電磁閥用來控制藥液管道的開閉，電動比例調(diào)節(jié)閥用來控制藥液的流量，變頻器用來調(diào)節(jié)軸流風機的風量。
根據(jù)圖像采集器所獲得的作物信息判斷作物的疏密程度，并立即反饋給控制器，控制導軌電機帶動支架在T型絲桿導軌滑臺上移動，以此來調(diào)節(jié)噴頭與作物之間的距離。同時通過控制器控制電動比例調(diào)節(jié)閥的開口度來調(diào)節(jié)藥液的流量。所述風速風向傳感器用來測得外界自然風的風向與風速，根據(jù)風向來調(diào)節(jié)噴頭與作物之間的水平與豎直噴霧角度，根據(jù)風速來調(diào)節(jié)軸流風機的風量。
所述無線遙控器可以在正常情況下對自主噴霧機器人控制系統(tǒng)進行控制，尤其是在緊急情況下啟動手動遙控模式進行干預;觸摸屏用來輸入噴霧參數(shù)以及顯示檢測模塊所傳遞的信息。
[0010]上述的風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法，噴霧協(xié)調(diào)控制方法包括以下步驟:
(1)溫濕度傳感器實時檢測作業(yè)環(huán)境的溫度與濕度信息，并立即反饋給控制器，控制器根據(jù)實時檢測的信號，做出是否進行噴霧作業(yè)的指示。
(2)接收到噴霧作業(yè)指示后，圖像采集器開始采集作物圖像并處理，而后根據(jù)預先設定的閥值立即開始判別作物的疏密(冠層間隙大小)，并將結(jié)果立即反饋給控制器，當判定為疏時，控制器將減小電動比例調(diào)節(jié)閥開口度降低藥液流量，同時控制導軌電機帶動支架往遠離作物方向移動以增大噴頭與作物之間的距離。當判定為密時，控制器將增大電動比例調(diào)節(jié)閥開口度提高藥液流量，同時控制導軌電機帶動支架往靠近作物方向移動以減小噴頭與作物之間的距離。(3)四個風速風向傳感器所接收的外界自然風的風向信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)控制推拉電機帶動電動推拉桿調(diào)節(jié)噴頭與作物的豎直噴霧角度，同時步進電機轉(zhuǎn)動云臺調(diào)節(jié)噴頭與作物的水平噴霧角度。
(4)四個風速風向傳感器所接收的外界自然風的風速信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)調(diào)節(jié)變頻器的頻率從而調(diào)節(jié)風機的風量，當外界風速較大時，增大風機的風量;當外界風速較小時，風機工作在設置的正常狀態(tài)下。
[0011 ] 上述步驟(I)中，對作業(yè)環(huán)境的溫濕度都設定了限值，當溫濕度低于限值時，控制器做出開始噴霧的指示；當溫濕度高于限值時，蜂鳴器報警并立即停止噴霧作業(yè)。
[0012]上述步驟(2)中，當判定值在區(qū)間內(nèi)則不需要做出改變，當判定值大于(小于)區(qū)間的上限(下限)認定作物冠層為密(疏)，控制器增大(減小)電動比例調(diào)節(jié)閥開口度提高藥液流量(降低藥液流量)，并控制導軌電機帶動支架往靠近作物方向(遠離作物方向)移動以減小(增大)噴頭與作物之間的距離;此外，控制器所控制導軌電機移動后的噴嘴與作物之間的距離要與激光傳感器所測得的距離相等以保證調(diào)整的精確性，噴頭初始正常工作狀態(tài)下與作物之間的距離為lm。
[0013]上述步驟(3)中，控制器接收四個風速風向傳感器所獲得的外界自然風風向信號，四個風速風向傳感器所接收的外界自然風的風向信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)控制推拉電機帶動電動推拉桿調(diào)節(jié)噴頭與作物的豎直噴霧角度，同時步進電機轉(zhuǎn)動云臺調(diào)節(jié)噴頭與作物的水平噴霧角度，此所需調(diào)節(jié)的水平與豎直噴霧角度都分別要與兩個角度傳感器所測得的角度相等以保證調(diào)整的精確性。
[0014]上述的圖像采集器安裝在自主噴霧機器人底盤前端距離T型絲桿導軌滑臺500mm處，用于提前采集作物圖像信息并控制導軌電機動作。T型絲桿導軌滑臺有效行程為900mm，且支架與風送系統(tǒng)初始位置在T型絲桿導軌滑臺中間位置。風送系統(tǒng)的可調(diào)轉(zhuǎn)動角度為360°，豎直可調(diào)角度為:仰角在60°范圍內(nèi)、俯角在30°范圍內(nèi)，風機風量2000m3/h—3500m3/h可調(diào)，初始正常工作情況下設定為2700m3/h ο藥液流量控制是由電磁閥和電動比例調(diào)節(jié)閥組成，電磁閥負責藥液流量的開啟和關閉；電動比例調(diào)節(jié)閥負責改變藥液流量的大小，這樣的組合設計有助于降低藥液流量的波動。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]本發(fā)明的有益效果:(1)本發(fā)明可用在自主噴霧機器人上完成智能的全自動噴霧過程。(2)本發(fā)明的噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及施藥方法能夠根據(jù)多因素實現(xiàn)智能噴霧，有效降低霧滴漂移，提高了霧滴覆蓋均勻性，提高農(nóng)藥的利用率。
【附圖說明】
[0017]圖1為噴霧控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖2為噴霧控制系統(tǒng)主要硬件結(jié)構(gòu)圖
[0019]圖3為噴霧控制執(zhí)行裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖4為三維立體空間內(nèi)風向區(qū)域劃分示意圖。
[0021]圖5為二維水平面內(nèi)風向區(qū)域劃分示意圖。
[0022]圖3中:1、導軌電機;2、圖像采集器;3、溫濕度傳感器;4、步進電機;5、云臺；6、軸流風機;7、風速風向傳感器;8、單通道導風筒;9、噴頭；10、角度傳感器;11、電動推拉桿；12、推拉電機;13、角度傳感器;14、激光測距傳感器;15、直角支撐桿；16、支架；17、T型絲桿導軌滑臺；18、自主噴霧機器人底盤;19、觸摸屏;20、蜂鳴器。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明方案做進一步詳細說明。
[0024]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)包括控制器處理模塊、風送噴霧控制模塊、檢測模塊、通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊。風送噴霧控制模塊、檢測模塊、通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊分別與控制器模塊相連接。其中風送噴霧控制模塊包括單通道導風筒8、軸流風機6、噴頭9、導軌電機1、T型絲桿導軌滑臺17、支架16、步進電機4、云臺5、推拉電機12、電動推拉桿11 ；檢測模塊包括激光測距傳感器14、風速風向傳感器7、角度傳感器10(13)、溫濕度傳感器3、圖像采集器2;輸入模塊包括觸摸屏19;報警指示模塊包括蜂鳴器20;通訊模塊包括無線遙控器、田間導航定位系統(tǒng)。
[0025]其中T型絲桿導軌滑臺17水平安裝在自主噴霧機器人底盤18中間位置，其長度與自主噴霧機器人底盤18寬度相等;支架16固定安裝在T型絲桿導軌滑臺17上并可以在滑臺上滑動，單通道導風筒8通過云臺5與支架16連接且在支架16上端，所述軸流風機6與噴頭9分別安裝在單通道導風筒8的后端和前端組成風送系統(tǒng);所述激光測距傳感器14通過直角支撐桿15固定安裝在支架16上且與噴頭9在同一垂直平面內(nèi)；所述溫濕度傳感器3安裝在支架16中間位置處;所述風速風向傳感器為4個，兩個安裝在軸流風機6風筒后端的水平中心軸線的兩端;另外兩個安裝在軸流風機6風筒后端的豎直中心軸線上的兩端;所述角度傳感器分別安裝在云臺5與支架16接口處、支架16與單通道導風筒8接口處;所述圖像采集器2、觸摸屏19、蜂鳴器20安裝在自主噴霧機器人底盤18上方;根據(jù)圖像采集器2所獲得的作物信息判斷作物的疏密程度，并立即反饋給控制器，控制步進電機4帶動支架16在T型絲桿導軌滑臺17上移動，以此來調(diào)節(jié)噴頭9與作物之間的距離。同時通過控制器控制電動比例調(diào)節(jié)閥的開口度來調(diào)節(jié)藥液的流量。所述風速風向傳感器7用來測得外界自然風的風向與風速，根據(jù)風向來調(diào)節(jié)噴頭9與作物之間的水平與豎直噴霧角度，根據(jù)風速來調(diào)節(jié)軸流風機6的風量。無線遙控器可以在正常情況下對自主噴霧機器人控制系統(tǒng)進行控制，尤其是在緊急情況下啟動手動遙控模式進行干預;觸摸屏19用來輸入噴霧參數(shù)以及顯示檢測模塊所傳遞的?目息O
[0026]噴霧控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運動的工作過程及施藥控制方法如下:
[0027](I)溫濕度傳感器3實時檢測作業(yè)環(huán)境的溫度與濕度信息，并立即反饋給控制器，控制器根據(jù)實時檢測的信號，做出是否進行噴霧作業(yè)的指示。
[0028]其中對作業(yè)環(huán)境的溫濕度都設定了限值，當溫濕度低于限值時，控制器做出開始噴霧的指示；當溫濕度高于限值時，蜂鳴器20報警并立即停止噴霧作業(yè)。
[0029](2)接收到噴霧作業(yè)指示后，圖像采集器2開始采集作物圖像并處理，而后根據(jù)預先設定的閥值立即開始判別作物的疏密(冠層間隙大小)，并將結(jié)果立即反饋給控制器，當判定為疏時，控制器將減小電動比例調(diào)節(jié)閥開口度降低藥液流量，同時控制導軌電機I帶動支架16往遠離作物方向移動以增大噴頭9與作物之間的距離。當判定為密時，控制器增大電動比例調(diào)節(jié)閥開口度提高藥液流量，同時控制導軌電機I帶動支架16往靠近作物方向移動以減小噴頭9與作物之間的距離。
[0030]其中圖像處理系統(tǒng)預先設定了判定區(qū)間，當判定值在區(qū)間內(nèi)則不需要做出改變，當判定值大于(小于)區(qū)間的上限(下限)認定作物冠層為密(疏)，控制器增大(減小)電動比例調(diào)節(jié)閥開口度提高藥液流量(降低藥液流量)，并控制導軌電機I帶動支架16往靠近作物方向(遠離作物方向)移動以減小(增大)噴頭9與作物之間的距離;此外，控制器所控制導軌電機I移動后的噴頭9與作物之間的距離要與激光傳感器14所檢測的距離相等以保證調(diào)整的精確性，噴頭9初始正常工作狀態(tài)下與作物之間的距離為lm。
[0031](3)四個風速風向傳感器7所接收的外界自然風的風向信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)控制推拉電機12帶動電動推拉桿11調(diào)節(jié)噴頭9與作物的豎直噴霧角度，同時步進電機4轉(zhuǎn)動云臺5調(diào)節(jié)噴頭9與作物的水平噴霧角度。四個風速風向傳感器7所接收的外界自然風的風速信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)調(diào)節(jié)變頻器的頻率從而調(diào)節(jié)軸流風機6的風量，當外界風速較大時，增大軸流風機6的風量;當外界風速較小時，軸流風機6工作在設置的正常狀態(tài)下。
[0032]其中四個風速風向傳感器7所接收的外界自然風的風向信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)控制推拉電機12帶動電動推拉桿11調(diào)節(jié)噴頭9與作物的豎直噴霧角度，同時步進電機4轉(zhuǎn)動云臺5調(diào)節(jié)噴頭9與作物的水平噴霧角度，此所需調(diào)節(jié)的水平與豎直噴霧角度都分別要與兩個角度傳感器10(13)所測得的角度相等以保證調(diào)整的精確性。如圖4、5所示，根據(jù)四個風速風向傳感器7所綜合獲得的外界自然風風向信號，在立體空間的三維坐標下，將風向劃分為八個區(qū)域即三維坐標下的1、I1、II1、IV、V、V1、VI1、VIII這八個卦限區(qū)域，其中坐標中心點是風送系統(tǒng)所在位置;尤其要特別指出的是在三維交界面xoy平面內(nèi)即二維水平面內(nèi)將風向劃分為四個區(qū)域:前方，后方，左側(cè)，右側(cè)。在直角坐標系中表示為:45° ?135° ; 135° ?225° ;225° ?315° ;315° ?45°。
[0033]其中因為八個區(qū)域是關于坐標中心點對稱的，所以只對1、I1、II1、IV這四個區(qū)域做具體的闡述，當風向來自1、I1、II1、IV區(qū)域時，豎直方向的噴霧角度應自適應的向上調(diào)節(jié);其中當風向來自1、IV區(qū)域時，水平噴霧角度應自適應的往前進方向的反方向調(diào)節(jié)；當風向來自I1、III區(qū)域時，水平噴霧角度應自適應的往前進方向調(diào)節(jié);其中在1、11區(qū)域時應自適應的增大風量;在II1、IV區(qū)域時應自適應的減小風量。
【主權項】
1.一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，安裝在自主噴霧機器人底盤上，包括控制器處理模塊、通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊;通訊模塊、輸入及顯示模塊、報警指示模塊分別與控制器模塊相連接，其特征在于:還設有風送噴霧控制模塊和檢測模塊;風送噴霧控制模塊和檢測模塊也分別與控制器模塊相連接;其中風送噴霧控制模塊包括單通道導風筒、軸流風機、噴頭、導軌電機、T型絲桿導軌滑臺、支架、步進電機、云臺、推拉電機、電動推拉桿、電磁閥、電動比例調(diào)節(jié)閥、變頻器;檢測模塊包括激光測距傳感器、風速風向傳感器、角度傳感器、溫濕度傳感器、圖像采集器； T型絲桿導軌滑臺水平安裝在自主噴霧機器人底盤中間位置，其長度與自主噴霧機器人底盤寬度相等；導軌電機安裝在自主噴霧機器人底盤上且與T型絲桿導軌滑臺左端相連接;支架固定安裝在T型絲桿導軌滑臺上在導軌電機的帶動下能夠在滑臺上滑動;步進電機與云臺連接在一起且位于云臺下方，單通道導風筒通過云臺與支架連接且在支架上端;所述軸流風機與噴頭分別安裝在單通道導風筒的后端和前端組成風送系統(tǒng);所述推拉電機與電動推拉桿相連接，且推拉電機底端與支架連接，電動推拉干頂端與單通道導風筒連接;所述激光測距傳感器通過直角支撐桿固定安裝在支架上且與噴頭在同一垂直平面內(nèi)；所述溫濕度傳感器安裝在支架中間位置處;所述風速風向傳感器為4個，兩個安裝在軸流風機風筒后端的水平中心軸線的兩端；另外兩個安裝在軸流風機風筒后端的豎直中心軸線上的兩端;所述角度傳感器分別安裝在云臺與支架接口處、支架與風筒接口處；圖像采集器安裝在自主噴霧機器人底盤上方且位于底盤前端。2.如權利要求1所述的一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于:控制器處理模塊包括控制器，且控制器采用單片STC12C5A60S2處理芯片;通訊模塊包括無線遙控器、田間導航定位系統(tǒng)，無線遙控器和田間導航定位系統(tǒng)分別與控制器連接;輸入及顯示模塊包括觸摸屏，觸摸屏與控制器連接;報警指示模塊包括蜂鳴器;觸摸屏、蜂鳴器安裝在自主噴霧機器人底盤上方且位于底盤后端。3.如權利要求1所述的一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電磁閥用來控制藥液流量的開啟和關閉，電動比例調(diào)節(jié)閥用來改變藥液流量的大小;變頻器用來調(diào)節(jié)軸流風機的風量;電磁閥、電動比例調(diào)節(jié)閥和變頻器都與控制器連接。4.如權利要求1所述的一種風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于:圖像采集器安裝在自主噴霧機器人底盤前端距離T型絲桿導軌滑臺500mm處，用于提前采集作物圖像信息并控制導軌電機動作;型絲桿導軌滑臺有效行程為900mm，且支架與風送系統(tǒng)初始位置在T型絲桿導軌滑臺中間位置;風送系統(tǒng)的可調(diào)轉(zhuǎn)動角度為360°，豎直可調(diào)角度為:仰角在60°范圍內(nèi)、俯角在30°范圍內(nèi)，風機風量2000m3/h—3500m3/h可調(diào)，初始正常工作情況下設定為2700m3/h。5.使用如權利要求1所述的風送智能噴霧機器人噴霧協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行施藥的方法，其特征在于具體步驟如下: (1)溫濕度傳感器實時檢測作業(yè)環(huán)境的溫度與濕度信息，并立即反饋給控制器，控制器根據(jù)實時檢測的信號，做出是否進行噴霧作業(yè)的指示； (2)接收到噴霧作業(yè)指示后，圖像采集器開始采集作物圖像并處理，而后根據(jù)預先設定的閥值立即開始判別作物的疏密，即冠層間隙大小，并將結(jié)果立即反饋給控制器，當判定為疏時，控制器將減小電動比例調(diào)節(jié)閥開口度降低藥液流量，同時控制導軌電機帶動支架往遠離作物方向移動以增大噴頭與作物之間的距離。當判定為密時，控制器將增大電動比例調(diào)節(jié)閥開口度提高藥液流量，同時控制導軌電機帶動支架往靠近作物方向移動以減小噴頭與作物之間的距離； (3)四個風速風向傳感器所接收的外界自然風的風向信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)控制推拉電機帶動電動推拉桿調(diào)節(jié)噴頭與作物的豎直噴霧角度，同時步進電機轉(zhuǎn)動云臺調(diào)節(jié)噴頭與作物的水平噴霧角度； (4)四個風速風向傳感器所接收的外界自然風的風速信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)調(diào)節(jié)變頻器的頻率從而調(diào)節(jié)風機的風量，當外界風速較大時，增大風機的風量;當外界風速較小時，風機工作在設置的正常狀態(tài)下。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于:步驟(I)中，對作業(yè)環(huán)境的溫濕度都設定了限值，當溫濕度低于限值時，控制器做出開始噴霧的指示；當溫濕度高于限值時，蜂鳴器報警并立即停止噴霧作業(yè)。7.如權利要求5所述的方法，其特征在于:當判定值在區(qū)間內(nèi)則不需要做出改變，當判定值大于(小于)區(qū)間的上限(下限)認定作物冠層為密(疏)，控制器增大(減小)電動比例調(diào)節(jié)閥開口度提高藥液流量(降低藥液流量)，并控制導軌電機帶動支架往靠近作物方向(遠離作物方向)移動以減小(增大)噴頭與作物之間的距離;此外，控制器所控制導軌電機移動后的噴嘴與作物之間的距離要與激光傳感器所測得的距離相等以保證調(diào)整的精確性，噴頭初始正常工作狀態(tài)下與作物之間的距離為lm。8.如權利要求5所述的方法，其特征在于:步驟(3)中，控制器接收四個風速風向傳感器所獲得的外界自然風風向信號，四個風速風向傳感器所接收的外界自然風的風向信號并反饋給控制器，控制器綜合四個信號信息并以此為依據(jù)控制推拉電機帶動電動推拉桿調(diào)節(jié)噴頭與作物的豎直噴霧角度，同時步進電機轉(zhuǎn)動云臺調(diào)節(jié)噴頭與作物的水平噴霧角度，此所需調(diào)節(jié)的水平與豎直噴霧角度都分別要與兩個角度傳感器所測得的角度相等以保證調(diào)整的精確性。9.如權利要求5所述的方法，其特征在于:根據(jù)四個風速風向傳感器所綜合獲得的外界自然風風向信號，在立體空間的三維坐標下，將風向劃分為八個區(qū)域即三維坐標下的1、11、II1、IV、V、V1、VI1、VIII這八個卦限區(qū)域，其中坐標中心點是風送系統(tǒng)所在位置;在三維交界面xoy平面內(nèi)即二維水平面內(nèi)將風向劃分為四個區(qū)域:前方，后方，左側(cè)，右側(cè)，在直角坐標系中表示為:45°?135° ;135°?225° ;225°?315° ;315°?45° ;其中因為八個區(qū)域是關于坐標中心點對稱的，所以只對1、I1、II1、IV這四個區(qū)域做具體的闡述，當風向來自1、I1、II1、IV區(qū)域時，豎直方向的噴霧角度應自適應的向上調(diào)節(jié);其中當風向來自1、IV區(qū)域時，水平噴霧角度應自適應的往前進方向的反方向調(diào)節(jié)；當風向來自I1、III區(qū)域時，水平噴霧角度應自適應的往前進方向調(diào)節(jié);其中在Ι、π區(qū)域時應自適應的增大風量;在II1、IV區(qū)域時應自適應的減小風量。
【文檔編號】A01M7/00GK105941379SQ201610463181
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】賈衛(wèi)東, 顏杰, 龔晨, 申彬, 李信, 聞志勇, 劉歡, 張明
【申請人】江蘇大學