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基于C8051F的果樹施藥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2012-07-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:為了提高果園的作業(yè)效率和農(nóng)藥使用率,介紹了一種參數(shù)可調(diào)的機(jī)構(gòu)及其。本系統(tǒng)SILICON公司020和340單片機(jī)作為微處理器,采用主從通訊方式,通過實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和噴霧參數(shù)的有效控制。
關(guān)鍵詞:;;執(zhí)行機(jī)構(gòu);噴霧參數(shù)

水果種植業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分,病蟲害防治作業(yè)也越來越被重視。當(dāng)下我國(guó)水平總體偏低,主要表現(xiàn)在自動(dòng)化技術(shù)落后、作業(yè)強(qiáng)度大、農(nóng)藥浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。為了解決這一現(xiàn)象,提高施藥噴霧效率和農(nóng)藥附著率,文中了新型噴霧機(jī)構(gòu)及其,該機(jī)構(gòu)能夠針對(duì)不同尺寸來調(diào)節(jié)噴霧距離。作業(yè)人員可以遠(yuǎn)距離操作手持式控制器即可調(diào)節(jié)噴霧參數(shù)(包括每側(cè)噴霧頭的開閉、噴霧機(jī)構(gòu)伸縮長(zhǎng)度、軸流風(fēng)機(jī)送風(fēng)轉(zhuǎn)速等),這在很大程度上降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了施藥效果。

1 系統(tǒng)工作原理
本系統(tǒng)結(jié)合了機(jī)械和電子技術(shù),由機(jī)械部分和控制部分構(gòu)成。施藥噴霧過程中噴霧頭與冠層的距離要求適中,而果園內(nèi)的果樹形狀尺寸各異,因此應(yīng)用了電動(dòng)推桿作為執(zhí)行元件安裝于機(jī)械系統(tǒng)中;為了增加噴霧頭的射程、提高霧化效果,采用風(fēng)送式噴霧,將多個(gè)噴霧頭置于由軸流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)葉風(fēng)扇表面;為了調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,選用了變頻調(diào)速器來適應(yīng)不同冠層密度的果樹;為了增加作業(yè)效率,機(jī)械部分采用
兩側(cè)對(duì)稱的形式,可以同時(shí)對(duì)兩行果樹實(shí)施作業(yè);為了操作可靠方便,系統(tǒng)中所有的參數(shù)值(噴霧頭的開閉、機(jī)構(gòu)伸縮長(zhǎng)度、軸流風(fēng)機(jī)送風(fēng)轉(zhuǎn)速、噴霧時(shí)間等)都由手持遙控器通過上位機(jī)與下位機(jī)之間的無線通訊來設(shè)定。
針對(duì)上述作業(yè)工況和技術(shù)要求,了施藥機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1所示。整個(gè)機(jī)構(gòu)固定于拖車尾部底盤上,由機(jī)動(dòng)車牽引該噴霧機(jī)構(gòu)在田間作業(yè),而果樹位于每側(cè)噴霧架之中。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/160345.htm

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在圖1中,機(jī)構(gòu)左右兩側(cè)空間上完全對(duì)稱,每側(cè)各有3個(gè)移動(dòng)副和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。單側(cè)安裝有4個(gè)軸流風(fēng)機(jī)和霧化盤,安裝位置分別位于5、6、7、8處,每個(gè)霧化盤上設(shè)置有若干個(gè)噴霧頭,機(jī)車行進(jìn)時(shí)打開噴霧頭和軸流風(fēng)機(jī)即可實(shí)現(xiàn)立體噴霧。針對(duì)不同樹高,可以通過調(diào)節(jié)移動(dòng)副1配合移動(dòng)副3來保持噴霧頭與樹冠的距離;而調(diào)節(jié)移動(dòng)副2則可以在寬度方向調(diào)節(jié)噴霧架跨度。轉(zhuǎn)動(dòng)副4能夠?qū)崿F(xiàn)每側(cè)機(jī)構(gòu)繞其內(nèi)側(cè)豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)系統(tǒng)停止工作時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副4收起噴霧架,來減小機(jī)器的空間尺寸。移動(dòng)副通過仿形電動(dòng)執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行器實(shí)為一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲桿螺母機(jī)構(gòu),電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的軸向運(yùn)動(dòng)??刂撇竭M(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和運(yùn)行步數(shù)即可調(diào)節(jié)執(zhí)行器的伸縮量。

2 控制系統(tǒng)硬件
根據(jù)噴霧作業(yè)要求,電控系統(tǒng)需要具備以下功能:驅(qū)動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn),并且推桿能夠按照設(shè)定值執(zhí)行伸縮;驅(qū)動(dòng)液流電磁閥的通斷;通過操作變頻器調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)的送風(fēng)速度;可以設(shè)定噴霧時(shí)間;能夠采用無線通訊方式通過手柄按鍵遠(yuǎn)程作業(yè),包括與變頻器的通訊。分析上述控制對(duì)象,擬定控制方法,并設(shè)計(jì)實(shí)用的人機(jī)界面,得出如圖2所示的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。

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