一種水稻插秧機施藥器的製造方法
2023-04-28 19:25:06
一種水稻插秧機施藥器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水稻插秧機施藥器，屬於農機具【技術領域】。該器包括進液端接藥箱、出液端接噴嘴的蠕動泵以及控制電路，藥箱安置於插秧機，噴嘴安置在插秧機秧爪插秧位置，秧爪插秧位置裝有接近傳感器件；控制電路具有信號輸入端接接近傳感器件的智能控制器件，用以根據感知的秧爪位置確定施藥時機；智能控制器件的控制信號輸出端接蠕動泵的受控端，用以在確定的施藥時機控制蠕動泵以預定計量通過噴嘴施藥。本實用新型結構簡單合理，工作效率高，可以使藥效最大化，避免藥液浪費。
【專利說明】一種水稻插秧機施藥器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種作物施藥裝置，尤其是一種水稻插秧機施藥器，屬於農機具【技術領域】。
【背景技術】
[0002]機插秧有利於減輕水稻生產勞動量，並且節本、增效，因此被大面積推廣。但機插秧整田後插秧遲、行距大、苗體小、封行遲，秧苗對雜草競爭力弱，因而機插田的雜草危害較手插田嚴重。同時，因機插苗小而弱、存在機器植傷等，所以除草劑施用要求更為嚴格，施藥不當極有可能造成藥害，影響產量[I]。
[0003]目前，機插秧田普遍採用2次除草法，即在稻田平整時先用除草劑進行I次土壤封閉處理，使雜草在稻田定板期間不能出苗，在水稻返青施分櫱肥時，適當推遲施藥時間，再進行I次常規方法施用除草劑[2]。這種方法顯然工作量和藥液的消耗都較大。
[0004]申請號為201110052041.1的中國專利申請公開了一種棉田雜草實時識別對靶噴施的方法。其視覺系統硬體包括外加光源、CXD彩色攝像機、A/D轉換、DSP圖像處理器、D/A轉換、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。識別方法採用以下步驟:安裝在除草機械前部的攝像機實時獲取棉田圖像；經過A/D轉換放到片外存儲器中供DSP處理器調用，DSP從視頻流中抽取幀圖像進行處理；利用Cr特徵法進行綠色作物和土壤背景的分割；根據噴頭布置情況，將圖像平均劃分為四行，每個噴頭對應一行；利用位置特徵識別行間雜草；利用葉片面積、形狀特徵識別株間雜草；將得到的雜草位置信息發送微控制器，控制噴頭打開，實現除草劑精確對靶噴施，以節省農藥和減少汙染。其構成複雜，成本高昂，難以推廣應用。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在於:針對上述現有技術存在的缺點，提出一種工作效率高、可以使藥效最大化，並且簡單實用的水稻插秧機施藥器，同時給出其施藥控制放大，從而儘可能避免藥液浪費以及對機插秧的藥害。
[0006] 申請人:經過理論分析和實踐驗證得知，插秧後即刻在秧苗位置施加合適計量的藥液可以獲得最佳的施藥效果，因此同時控制施藥時機、位置以及施藥量才有可能使藥效最大化。在此認知基礎上，為了達到以上目的，申請提出本實用新型的水稻插秧機施藥器基本技術方案為:包括進液端接藥箱、出液端接噴嘴的液泵以及控制電路，所述藥箱安置於插秧機上，所述噴嘴安置在插秧機秧爪插秧位置，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輸入端接所述接近傳感器件(例如接近開關)的智能控制器件，用以根據感知的秧爪位置確定施藥時機；所述智能控制器件的控制信號輸出端接液泵的受控端，用以在確定的施藥時機控制液泵以預定計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，所述單片機的控制信號輸出端通過光電隔離晶片與穩壓晶片組成的功率放大隔離電路後，接作為開關控制器件的場效應管的柵極，所述場效應管的漏極與源極作為開關信號輸出端接蠕動泵的受控端。
[0008]本實用新型工作時，智能控制器件按如下基本步驟進行施藥控制:
[0009]第一步、計算得出液泵每次額定開啟時間；
[0010]第二步、接收傳感器件的信號，判斷秧爪是否達到插秧位置；
[0011]第三步、如判斷秧爪達到插秧位置，則輸出控制信號開啟液泵，如判斷秧爪未達到插秧位置，則繼續第二步；
[0012]第四步、判斷液泵開啟是否達到每次額定開啟時間，如未達到則保持開啟並繼續判斷開啟時間，如達到則關閉液泵，返回第二步。
[0013]採用本實用新型後，施藥控制附加在插秧機上，施藥操作與插秧同步，因此結構簡單合理，工作效率高，並且通過對秧爪位置的監測把握最佳施藥時機，藉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，避免藥液浪費以及造成不必要的汙染。
[0014]以上第一步通常可以根據每穴平均施藥量和液泵預置額定流量計算每次額定開啟時間，第三步中開啟液泵以額定流量輸出。實踐中，考慮到工作時插秧機行進速度以及秧爪運轉速度的變化，上述控制的進一步完善是，所述第一步中，還判斷秧爪此次達到插秧位置與上次達到插秧位置的時間間隔，並判斷此時間間隔是否小於預定的閾值，如是則將液泵預置額定流量相應提高後再計算每次額定開啟時間，再進行後續步驟；如否則直接進行後續步驟。這樣不僅可以使液泵開啟時機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]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0016]圖1為本實用新型一個實施例的結構框圖。
[0017]圖2為圖1實施例智能控制器的控制流程圖。
[0018]圖3為圖1實施例的控制電路核心部分電路圖。
[0019]圖4為圖1實施例的控制電路外圍部分電路圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例一
[0021]本實施例的水稻插秧機施藥器如圖1所示，蠕動泵的進液端接藥箱、出液端接噴嘴。藥箱安置在插秧機上，噴嘴安置在插秧機秧爪插秧位置。插秧機的典型結構可以參見申請號為01823007.5的中國專利文獻，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，當秧爪取秧後實現插秧動作而靠近接近開關時，該傳感器件將發出相應信號。控制電路的基本構成為，具有信號輸入端接接近傳感器件(接近開關)的智能控制器件——單片機，該單片機具有常規的顯示器、操作按鍵、程序接口等，由插秧機的車載電瓶通過穩壓電路供電，其控制信號輸出端接通過功率放大電路接蠕動泵的受控端，因此可以根據接近開關信號感知的秧爪位置，確定施藥時機，適時控制蠕動泵以預定計量通過噴嘴準確施藥。
[0022]控制電路的具體構成如圖3、圖4所示，含有MSP430F149單片機，共有64個管腳，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管腳通過電壓轉換晶片U5 (LVC4245)做電壓轉換後連接按鍵與檔位開關接口 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管腳與光電隔離後的接近開關傳感信號相連接，Pl.2管腳作為蠕動泵的控制信號輸出端。
[0023]圖4中，單片機Pl.2管腳輸出的控制信號通過光電隔離晶片Ul (6N137)與穩壓晶片U3 (78L08)組成的功率放大隔離電路後，接開關控制器件的場效應管IRF540的柵極，該場效應管的漏極與源極作為開關信號輸出端通過接口 J2接蠕動泵的受控端。接近開關J3的反饋信號通過另一個光電隔離晶片U2隔離後接至單片機的P2.0管腳，車載電瓶直流電壓接口 Jl接入LM2576-12模塊做穩壓調整後，給蠕動泵提供12V直流電。
[0024]本實施例的水稻插秧機施藥器工作時，MSP430F149單片機按如下步驟進行施藥控制(參見圖2):
[0025]第一步、開始運行時，執行單片機晶片、管腳、中斷、定時等個功能定義與初始化步驟；根據每穴平均施藥量和蠕動泵預置額定流量計算每次額定開啟時間。目前每穴平目前市場標準插秧機為6行(行數i)每次同時插6株秧苗，插秧行距300mm，株距180-220mm，每畝地約1.5萬穴(穴數η),按照農藝施藥要求,除草劑畝施藥量2-5L (施藥量C),螺動泵額定流量260ml/min (流量Q)，則
[0026]每穴平均施藥量M:— = 0.07-0.55ml
[0027]液泵每次開啟時間S::^歷旌翌壘..
【權利要求】
1.一種水稻插秧機施藥器，包括進液端接藥箱、出液端接噴嘴的蠕動泵以及控制電路，其特徵在於:所述藥箱安置於插秧機，所述噴嘴安置在插秧機秧爪插秧位置，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輸出端接蠕動泵的受控端。
2.根據權利要求1所述的水稻插秧機施藥器，其特徵在於:所述智能控制器件為單片機，所述單片機的控制信號輸出端通過光電隔離晶片與穩壓晶片組成的功率放大隔離電路後，接作為開關控制器件的場效應管的柵極，所述場效應管的漏極與源極作為開關信號輸出端接蠕動泵的受控端。
【文檔編號】A01C11/02GK203661872SQ201320788350
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】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:農業部南京農業機械化研究所