宽幅喷杆式喷药机地头管理控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及农作物生长管理用机械技术领域，尤其涉及一种宽幅喷杆式喷药机地头管理控制系统。


背景技术：

2.随着近年来农业机械技术的发展，农作物施药已经从传统的依赖人工背负药箱喷洒的方法转化为利用喷药机自动喷洒，喷药作业效率大幅度提升，目前市场上的喷药机主要有无人机、背负式、牵引式、自走式喷药机等。其中无人机、背负式、牵引式喷药机多以中小型结构为主，其喷杆的作业幅宽较小，因此施药效率低，无法实现大面积作物的高效喷药，而自走式喷药机是专门针对大面积作物喷药设计的，根据喷药幅宽可以分为小、中、大三种型号的自走式喷药机。
3.自走式喷药机虽然幅宽较大，施药效率高，但是在耕地端头作业时，需要驾驶员在转弯掉头前关闭水路系统同时折叠起喷杆，转弯掉头完成后再次展开喷杆以及打开水路系统，以减小机械的转向半径以及避免机械转向过程中无效喷药造成的药物浪费。目前上述工作需要驾驶员通过操作一系列的相关功能开关来手动完成。由此可见，自走式喷药机在行走至耕地端头时，需要驾驶员既要控制好行走方向及时转弯掉头，又要反复准确地完成上述喷杆与水路的控制，操作过程繁琐，不但增加了驾驶员的劳动强度，容易导致驾驶员作业疲劳，还可能会因疲劳形成误操作，从而产生不必要的不良后果。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种喷药机行走至地头转向时，可自动调整喷杆、水路系统的状态，降低驾驶员操作难度的宽幅喷杆式喷药机地头管理控制系统。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：宽幅喷杆式喷药机地头管理控制系统，包括自动驾驶子系统、喷杆控制子系统和药液控制子系统，所述自动驾驶子系统与所述喷杆控制子系统和所述药液控制子系统之间、所述喷杆控制子系统和所述药液控制子系统之间分别连接有can总线；所述自动驾驶子系统包括导航控制器，所述导航控制器的输入端信号连接有信号接收器、角度传感器和姿态传感器，所述导航控制器的输出端连接有显示屏和转向装置，所述显示屏兼做所述导航控制器的人机交互接口。
6.作为优选的技术方案，所述喷杆控制子系统包括喷杆控制器，所述喷杆控制器的控制端连接至驱动喷药机的喷杆折叠或展开的液压装置。
7.作为优选的技术方案，所述液压装置包括与液压油箱连通的液压泵，所述液压泵的出油口连接有液压油管，所述液压油管连接至液压油缸，所述液压油缸的伸缩端连接至喷药机的喷杆，所述液压油管上串联有液压阀，所述液压泵和所述液压阀分别信号连接至所述喷杆控制器。
8.作为优选的技术方案，所述喷杆控制子系统还包括监测装置，所述监测装置信号连接至所述喷杆控制器的输入端。
9.作为优选的技术方案，所述药液控制子系统包括药液控制器，所述药液控制器的输入端信号连接有用于检测药液输送压力的压力传感器，所述药液控制器的输出端信号连接有流量控制阀，所述流量控制阀串接于药液输送管路上。
10.作为对上述技术方案的改进，所述导航控制器、所述喷杆控制器和所述药液控制器结构一致；
11.所述导航控制器包括微处理器、硬盘、内存和系统总线。
12.由于采用了上述技术方案，宽幅喷杆式喷药机地头管理控制系统，包括自动驾驶子系统、喷杆控制子系统和药液控制子系统，所述自动驾驶子系统与所述喷杆控制子系统和所述药液控制子系统之间、所述喷杆控制子系统和所述药液控制子系统之间分别连接有can总线；所述自动驾驶子系统包括导航控制器，所述导航控制器的输入端信号连接有信号接收器、角度传感器和姿态传感器，所述导航控制器的输出端连接有显示屏和转向装置，所述显示屏兼做所述导航控制器的人机交互接口；本实用新型具有以下有益效果：自动驾驶子系统可以自动完成调头工作、喷杆控制子系统可以自动完成喷杆的折叠与展开、药液控制子系统自动关闭或开启药液的供送，三者配合形成地头管理模式，启动本系统后，自动驾驶子系统检测到喷药机到达地头处时，就会进入到地头管理模式，即首先关闭药液控制子系统，同时折叠喷杆，判断机器进入下一行需要左转或右转，根据设置的左转或右转转弯半径参数，进行转弯作业；等机器完成转弯、调头进入到下一行后展开喷杆，同时打开药液控制子系统，进入正常喷药作业状态，解决了现有喷药机在地头作业时操作繁琐以及驾驶员因此容易工作疲劳而出现误操作等问题。
附图说明
13.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
14.图1是本实用新型实施例的结构框图。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
16.如图1所示，宽幅喷杆式喷药机地头管理控制系统，包括自动驾驶子系统、喷杆控制子系统和药液控制子系统，所述自动驾驶子系统与所述喷杆控制子系统和所述药液控制子系统之间、所述喷杆控制子系统和所述药液控制子系统之间分别连接有can总线，通过所述can总线可以实现三者之间的信息交流，使三者配合形成喷药机的地头管理模式。
17.其中，所述自动驾驶子系统包括导航控制器，所述导航控制器的输入端信号连接有信号接收器、角度传感器和姿态传感器，所述导航控制器的输出端连接有显示屏和转向装置，所述显示屏兼做所述导航控制器的人机交互接口。通过所述显示屏可以根据具体的使用情况，预先设置自动驾驶的路径及相关的参数信息如转向半径等，所述信号接收器用
于接收经纬度信号，并及时传送到所述导航控制器中，所述导航控制器根据所述信号接收器的数据信息计算出喷药机当前的位置，根据规划的路径进行工作。所述导航控制器还可以根据接收到的经纬度信号判断机器是否到达地头，当判断喷药机到达设定的地头位置时，所述导航控制器通过所述can总线发送到达地头的信号至所述喷杆控制子系统和所述药液控制子系统，两者接收到信号后会进行相应工作。本子系统自动驾驶的具体信号接收、处理等为自动驾驶技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。
18.本实施例的所述喷杆控制子系统包括喷杆控制器，在所述喷杆控制器内预先设有喷杆自动折叠和展开的控制流程，所述喷杆控制器的控制端连接至驱动喷药机的喷杆折叠或展开的液压装置。所述液压装置包括与液压油箱连通的液压泵，所述液压泵的出油口连接有液压油管，所述液压油管连接至液压油缸，所述液压油缸的伸缩端连接至喷药机的喷杆，所述液压油管上串联有液压阀，所述液压泵和所述液压阀分别信号连接至所述喷杆控制器。通过所述液压泵、所述液压阀和所述液压油缸的配合，实现喷药机的喷杆折叠与展开的驱动控制。
19.当所述喷杆控制器通过所述can总线接收到来所述自动驾驶子系统到达地头的信号后，所述喷杆控制器会发出折叠喷杆的指令，并根据预先设定的流程完成喷杆的折叠作业。即通过控制所述液压泵启动，并通过所述液压阀调整所述液压油缸的油压，驱动喷杆做出相应的折叠动作。控制喷杆展开的过程与折叠相似，也是在所述喷杆控制器的控制下，通过所述液压泵调整所述液压油缸的油压来实现。
20.所述喷杆控制子系统包括监测装置，所述监测装置含有接近开关、测距传感器等，分别安装在喷杆需要监测的位置，用于监测每段喷杆展开、折叠以及升高与下降时是否到位；所述监测装置信号连接至所述喷杆控制器的输入端，读取的信号经过所述喷杆控制器分析处理后，输出控制信号控制所述液压装置工作，从而完成相应喷杆的展开、折叠以及升高与下降、喷药等工作。
21.本实施例中，所述药液控制子系统包括药液控制器，所述药液控制器的输入端信号连接有用于检测药液输送压力的压力传感器，所述药液控制器的输出端信号连接有流量控制阀，所述流量控制阀串接于药液输送管路上。当所述药液控制器通过所述can总线接收到来自所述自动驾驶子系统到达地头的信号后，所述药液控制器会发送关闭药液输出的信号，使所述流量控制阀关闭，从而喷杆上的各喷头停止喷药作业，所述喷药机转向完成后，控制所述流量控制阀开启，继续进行喷药作业。
22.所述导航控制器、所述喷杆控制器和所述药液控制器结构一致，即所述导航控制器包括微处理器、硬盘、内存和系统总线，实现信号的接收、处理、传送和控制等。
23.本实用新型的自动驾驶子系统可以自动完成转弯、调头等工作、喷杆控制子系统可以自动完成喷杆的折叠与展开、药液控制子系统自动关闭或开启药液的供送，三者配合形成地头管理模式。启动本系统后，自动驾驶子系统检测到喷药机到达地头处时，就会进入到地头管理模式，即首先关闭药液控制子系统，同时折叠喷杆，判断机器进入下一行需要左转或右转，根据设置的左转或右转转弯半径参数，进行转弯作业；等机器完成转弯、调头进入到下一行后展开喷杆，同时打开药液控制子系统，进入正常喷药作业状态，解决了现有喷药机在地头作业时操作繁琐以及驾驶员因此容易工作疲劳而出现误操作等问题。
24.本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本
实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。