一種果樹靶標探測施藥裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及農業機械領域，公開了一種果樹靶標探測施藥裝置，其包括：控制單元，及與之電連接的速度傳感器、至少一組紅外傳感器及噴霧電磁閥；紅外傳感器用于探測待施藥果樹樹干，并將探測信號發送到控制單元；速度傳感器安裝于用于搭載果樹靶標探測施藥裝置的行走機構上，用于測量其實際輪子行進的速度，并將速度值發送到控制單元；控制單元接收紅外傳感器及速度傳感器的信號，控制噴霧電磁閥的開閉。該果樹靶標探測施藥裝置能同時探測噴藥機行走行的兩側果樹主干，根據用戶設置的需噴霧的樹冠寬度和傳感器延遲距離等參數計算出噴霧裝置開始噴霧和結束噴霧的位置，并準確控制電磁閥開閉以進行對靶噴藥。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及農業機械領域，特別是涉及一種果樹靶標探測施藥裝置。
技術介紹
果園病蟲害的有效防治可以挽回損失近10%，目前病蟲害防治主要靠化學農藥，然而農藥的過量施用導致大量農藥殘留嚴重污染著生態環境，威脅著農產品安全。無靶標噴施造成的靶標外大量農藥沉積是果園農藥殘留的主要原因之一，對靶噴藥技術是降低農藥殘留的有效手段，其關鍵技術是靶標探測技術。目前果園靶標探測主要采用紅外、圖像和超聲等探測技術感知果樹冠層形狀及位置信息，該方法能準確判斷稠密樹冠存在與否，甚至能很好的探測出靶標外形輪廓。但某些果樹樹冠很小且枝葉稀疏，難以通過探測樹冠準確獲取靶標位置信息。對于果樹的施藥通常還需人工進行操作，費時費力工作量大，但又是·果樹生長病蟲防治的關鍵時期，所以急需一種可以針對果樹實現自動化施藥的裝置。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題本技術要解決的技術問題是提供一種果樹靶標探測施藥裝置，可以根據探測到的果樹樹干對其進行精準施藥，以克服現有技術中存在的果樹樹冠由于枝葉稀疏難以通過探測樹冠獲取靶標位置的缺陷。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本技術提供了一種果樹靶標探測施藥裝置，包括控制單元，及與之電連接的速度傳感器、至少一組紅外傳感器及噴霧電磁閥；所述紅外傳感器用于探測所述待施藥果樹樹干，并將探測信號發送到控制單元；所述速度傳感器安裝于用于搭載所述果樹靶標探測施藥裝置的行走機構上，用于測量其實際輪子行進的速度，并將速度值發送到所述控制單元；所述控制單元接收紅外傳感器及速度傳感器的信號，控制噴霧電磁閥的開閉。其中，所述控制單元為單片機。其中，所述果樹靶標探測施藥裝置還包括施藥參數輸入裝置，所述施藥參數輸入裝置包括噴霧寬度調節旋鈕及延遲距離調節旋鈕，分別用于用戶輸入噴霧寬度值及施藥延遲距離，噴霧寬度調節旋鈕及延遲距離調節旋鈕與所述單片機之間還連接有A/D轉換器。其中，所述噴霧寬度調節旋鈕及所述延遲距離調節旋鈕為滑動變阻器信號輸入裝置。其中，所述單片機與所述紅外傳感器及所述速度傳感器之間還連接有信號調理單J Li ο其中，所述單片機與所述噴霧電磁閥之間連接有驅動電路，用來提高負載能力以便更加穩定的精確控制電磁閥開合。其中，所述果樹靶標探測施藥裝置還具有12V電源，所述電源經降壓穩壓單元為所述單片機供電。其中，所述裝置頂端設置有電源總開關及電源指示燈。其中，所述果樹靶標探測施藥裝置包括多組紅外傳感器及噴霧電磁閥，用于控制安裝在不同高度的噴頭及分別用于所述行走機構兩側果樹的監測及施藥。(三)有益效果上述技術方案所提供的果樹靶標探測施藥裝置，其包括控制單元，及與之電連接的速度傳感器、至少一組紅外傳感器及噴霧電磁閥；所述紅外傳感器用于探測所述待施藥果樹樹干，并將探測信號發送到控制單元；所述速度傳感器安裝于用于搭載所述果樹靶標探測施藥裝置的行走機構上，用于測量其實際輪子行進的速度，并將速度值發送到所述控制單元；所述控制單元接收紅外傳感器及速度傳感器的信號，控制噴霧電磁閥的開閉。本實 用新型基于紅外傳感器設計了靶標果樹靶標探測施藥裝置，該果樹靶標探測施藥裝置能同時探測噴藥機兩側果樹樹干，根據用戶設置的噴霧寬度和延遲距離等參數計算出靶標噴霧位置，并準確控制電磁閥開閉以進行對靶噴藥。附圖說明圖I是本技術實施例的果樹靶標探測施藥裝置的結構示意圖；圖2是本技術實施例的果樹靶標探測施藥裝置的施藥原理框圖。其中，I :紅外傳感器；2 :噴霧電磁閥；3 :速度傳感器；4 :電源指示燈；5 :延遲距離調節旋鈕；6 :噴霧寬度調節旋鈕；7 12V電源；8 :裝置本體；9 :總開關。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本技術，但不用來限制本技術的范圍。其中附圖2中的實心箭頭線為電源傳輸線，空心箭頭線為信號傳輸線。結合圖I及圖2所示，為本實施例的果樹靶標探測施藥裝置的結構示意圖及施藥原理框圖，其包括控制單元，及與之電連接的速度傳感器3、至少一組紅外傳感器I及噴霧電磁閥2 ;紅外傳感器I用于探測待施藥果樹樹干，并將探測信號發送到控制單元；速度傳感器3安裝于用于搭載果樹靶標探測施藥裝置的行走機構上，用于測量其實際輪子行進的速度，并將速度值發送到控制單元；本實施例中的行走機構可以為拖拉機，小型貨車，農用三輪車等常用的機構，一切可移動用于果園噴藥的可移動裝置均可以用作本施藥裝置的行走機構；控制單元接收紅外傳感器I及速度傳感器3的信號，控制噴霧電磁閥2的開閉。本實施例中優選的控制單元為單片機。本實施例中，優選的紅外傳感器I及噴霧電磁閥2為2組，分別位于裝置本體8的兩側，分別用于所述行走機構兩側果樹的監測及施藥。也可以根據需要只在單邊設置紅外傳感器I及噴霧電磁閥2進行單邊靶標探測施藥，還可以雙邊設置紅外傳感器I及噴霧電磁閥2選擇性的進行單邊靶標探測施藥，具體的工作方式靈活多樣。果樹靶標探測施藥裝置中的紅外傳感器及噴霧電磁閥也可擴展為多組，用于控制安裝在不同高度的噴頭。以宏晶STC12C5A60S2單片機為例，其作為核心，能夠感知左右兩側果樹靶標位置信息，分別控制左右噴霧電磁閥2以對靶噴藥。兩個紅外傳感器I用于探測果樹樹干位置信息。該傳感器是現有技術的一款漫反射式紅外傳感器1，其標稱探測距離為50cm，響應時間小于2. 5msο果樹靶標探測施藥裝置還包括施藥參數輸入裝置，施藥參數輸入裝置包括噴霧寬度調節旋鈕6及延遲距離調節旋鈕5，延遲距離調節旋鈕5用于根據安裝位置設置紅外傳感器I到噴頭之間的距離，噴霧寬度調節旋鈕6用于根據果樹樹冠平均寬度設置噴霧寬度，兩個旋鈕輸出的信號均為0-5V模擬信號，需要經過A/D轉換器進行模數轉換再輸入單片機。本實施例中的噴霧寬度調節旋鈕6及所述延遲距離調節旋鈕5為滑動變阻器信號輸入裝置。單片機通過任何一個紅外傳感器I感知到果樹樹干時，根據用戶設置的延遲距離LI和噴霧寬度L2，計算出到開閉對應電磁閥噴藥機還需要分別行走的距離SI和S2，然后通過速度傳感器3計算出噴藥機行走距離，并在指定位置向電磁閥發出開閉命令。本文設計的果樹靶標探測施藥裝置L2范圍為O 3m，LI的范圍為L2 6m，SI和S2計算公式如下 τ I τsI=lI--lI L ⑴S2 = + ~L2⑵單片機與紅外傳感器I及速度傳感器3之間還連接有信號調理單元。速度傳感器3通過感應固定在行走機構上，通常為農用拖拉機前輪的強磁鐵上，其輸出12V脈沖信號，其經過信號調理單元進行信號調理轉換為5V脈沖信號輸入單片機，該傳感器優選樂清市高得電氣有限公司生產的接近開關LJ12A3-4-Z/BX。信號調理單元一般包括濾波，放大等電路，使得傳感器得到的信號復合輸入單片機的需求。單片機與噴霧電磁閥2之間連接有驅動電路，用來提高負載能力以便更加穩定的精確控制電磁閥開合。噴霧電磁閥2驅動電壓為12V，驅動電路用于將單片機輸出的5V控制信號放大到12V以開閉電磁閥。果樹靶標探測施藥裝置還具有12V電源7，12V電源7經降壓穩壓單元為單片機供電。該12V電源選自12V車載電瓶，降壓穩壓模塊用于將12V電壓轉換為5V電壓以供單片機所用。如圖I所示，果樹靶標探測施藥裝置的頂端設置有電源總開關9及電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種果樹靶標探測施藥裝置，其特征在于，包括：控制單元，及與之電連接的速度傳感器、至少一組紅外傳感器及噴霧電磁閥；所述紅外傳感器用于探測所述待施藥果樹樹干，并將探測信號發送到控制單元；所述速度傳感器安裝于用于搭載所述果樹靶標探測施藥裝置的行走機構上，用于測量其實際輪子行進的速度，并將速度值發送到所述控制單元；所述控制單元接收紅外傳感器及速度傳感器的信號，控制噴霧電磁閥的開閉。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王秀，馬偉，翟長遠，張睿，鄒偉，
申請(專利權)人：北京農業信息技術研究中心，
類型：實用新型
國別省市：