一種基于實(shí)時(shí)傳感器變量噴霧過程中系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間的測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種延時(shí)時(shí)間的測量裝置，尤其是涉及一種基于實(shí)時(shí)傳感器變量噴霧過程中系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的噴霧方法在噴施過程中，無法根據(jù)噴施目標(biāo)特征進(jìn)行變量噴霧，對于植株間距較大、外形各異及枝葉茂密程度不一的植株目標(biāo)，在噴施過程中，造成大量的浪費(fèi)，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。目前基于紅外線、超聲波和激光探測實(shí)時(shí)傳感器技術(shù)的變量噴霧得到了進(jìn)一步的研宄和應(yīng)用。這類基于實(shí)時(shí)傳感器變量噴霧技術(shù)要求傳感器能夠快速識別目標(biāo)、準(zhǔn)確控制噴嘴噴霧，才能保證在噴霧過程中，當(dāng)噴嘴到達(dá)目標(biāo)時(shí)精確對靶噴霧。由于傳感器測量過程、控制器算法處理和電磁閥驅(qū)動(dòng)等因素導(dǎo)致系統(tǒng)固有延時(shí)的存在，隨著噴霧速度的改變，很難保證精確對靶噴霧。如果能夠測量出整個(gè)系統(tǒng)固有延時(shí)時(shí)間，通過軟件算法加以補(bǔ)償，就能有效解決這一問題。本發(fā)明通過模擬噴霧過程中植株目標(biāo)在不同速度下的相對運(yùn)動(dòng)，由兩個(gè)高速光電傳感器設(shè)計(jì)的延時(shí)時(shí)間測量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量原有噴霧系統(tǒng)的固有延時(shí)時(shí)間，精確測量這類延時(shí)時(shí)間在精確對靶變量噴霧中尤為重要，具有較好的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種能夠精確測量出系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間的基于實(shí)時(shí)傳感器變量噴霧系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間的測量裝置。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于實(shí)時(shí)傳感器變量噴霧系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間的測量裝置，包括設(shè)置在噴霧機(jī)上的實(shí)時(shí)傳感器組，以及位于噴霧機(jī)一側(cè)且與噴霧機(jī)水平放置的模擬目標(biāo)滑動(dòng)裝置；所述實(shí)時(shí)傳感器組包括光電傳感器、液位光電傳感器、信號捕捉計(jì)時(shí)器，所述光電傳感器均與液位光電傳感器、信號捕捉計(jì)時(shí)器相連接；所述光電傳感器與激光傳感器處在同一垂直位置，用于探測到植株目標(biāo)；所述液位光電傳感器用于感知噴霧機(jī)噴霧時(shí)刻；所述信號捕捉計(jì)時(shí)器用于獲取噴霧延時(shí)時(shí)間；所述模擬目標(biāo)滑動(dòng)裝置包括滑軌平臺、滑塊、伺服電機(jī)、伺服電機(jī)控制器；所述伺服電機(jī)固定在滑軌平臺上的一端，伺服電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)同步帶移動(dòng)滑軌，使滑塊移動(dòng)，安裝在滑塊上的長方形木板用于模擬植株目標(biāo)；所述伺服電機(jī)控制器固定在伺服電機(jī)的下端，且和伺服電機(jī)相連接，用于控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，進(jìn)而模擬噴霧過程中不同噴霧速度。
[0005]進(jìn)一步，所述光電傳感器采用歐姆龍E3F2-R4C4F光電傳感器，位于噴嘴正前方。
[0006]進(jìn)一步，所述液位光電傳感器采用霍尼韋爾LLE101000，固定在噴嘴上。
[0007]進(jìn)一步，所述液位光電傳感器與噴嘴之間有一圓柱形橡膠軟管，所述圓柱形橡膠軟管一端套在液位光電傳感器上，另一端套在噴嘴上。
[0008]進(jìn)一步，所述圓柱形橡膠軟管在中間位置開有一矩形窗口。
[0009]進(jìn)一步，所述信號捕捉計(jì)時(shí)器，由高速光耦隔離電路與帶有信號捕捉功能的微處理器構(gòu)成，能夠同時(shí)記錄多組測量數(shù)據(jù)，并上傳給計(jì)算機(jī)。
[0010]進(jìn)一步，所述伺服電機(jī)速度可調(diào)。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明設(shè)計(jì)的裝置能夠精確測量基于實(shí)時(shí)傳感器變量噴霧過程中系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間。這部分延時(shí)主要由實(shí)時(shí)傳感器測量時(shí)所需時(shí)間、控制器算法處理時(shí)間和電磁閥驅(qū)動(dòng)延時(shí)等所致，是噴霧機(jī)系統(tǒng)固有延時(shí)，無法徹底消除。如果把噴霧機(jī)的實(shí)時(shí)傳感器安裝于噴嘴前面，使傳感器在前面掃描目標(biāo)，則噴嘴到達(dá)目標(biāo)還需一段時(shí)間，那么就可以根據(jù)測量的系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間結(jié)合實(shí)際速度計(jì)算出噴嘴噴霧時(shí)刻，保證噴嘴到達(dá)目標(biāo)時(shí)精確對靶，具有較好的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0012]圖1是一種采用激光傳感器作為實(shí)時(shí)傳感器控制的變量噴霧機(jī)系統(tǒng)延時(shí)測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是液位光電傳感器與噴嘴連接方式示意圖；
[0014]圖3是測量用的兩個(gè)光電傳感器輸出信號示意圖。
[0015]圖中，I為觸摸屏，2為激光傳感器，3為壓力傳感器，4為電磁閥組，5為五指噴頭，6為噴嘴，7為液位光電傳感器，8為速度傳感器，9為流量傳感器，10為控制箱，11為光電傳感器，12為模擬移動(dòng)植株目標(biāo)滑塊，13為速度可調(diào)伺服電機(jī)，14為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，15為信號捕捉計(jì)時(shí)器，17為圓柱形橡膠軟管，19為液位光電傳感器與噴嘴通過軟管連接圖，20為矩形窗，21為液位傳感器圓頂面，22為時(shí)間間隔，23為波峰，24為液位光電傳感器輸出的信號，25為波形1，26為波形2。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，但本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不限于此。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的一種采用激光傳感器智能風(fēng)送變量噴霧機(jī)，主要由駕駛室內(nèi)的觸摸屏1、激光傳感器2、控制箱10內(nèi)的車載嵌入式主控單元和輔助控制單元、電磁閥組4、五指噴頭5、噴嘴6、壓力傳感器3、流量傳感器9、速度傳感器8等組成，其中，人機(jī)界面觸摸屏I安裝在拖拉機(jī)駕駛室中，便于駕駛員通過手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，同時(shí)，通過觸摸屏的人機(jī)交互功能監(jiān)視噴藥壓力、實(shí)時(shí)流量、累計(jì)流量、噴霧機(jī)行進(jìn)速度及左右兩側(cè)各個(gè)噴嘴打開狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)用戶參數(shù)設(shè)定，查閱歷史數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制等功能；激光傳感器2安裝在一塊半橢圓的鋁板上；控制箱10裝載于藥箱下方的框架上，速度傳感器8、噴霧壓力傳感器3、噴霧流量傳感器9完成數(shù)據(jù)采集，并由CAN總線發(fā)給主控單元，主控單元通過C++控制程序，結(jié)合激光傳感器獲取的植株目標(biāo)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)濾波預(yù)處理、特征提取算法、變量噴霧控制模型，最后形成各個(gè)通道PWM控制指令，再由CAN總線發(fā)回給輔助控制單元，實(shí)現(xiàn)對每個(gè)獨(dú)立電磁閥的開關(guān)控制作用，達(dá)到每個(gè)噴嘴針對對應(yīng)區(qū)域目標(biāo)特征的變量噴霧控制。手動(dòng)模式下，可以由手動(dòng)開關(guān)輸入單獨(dú)實(shí)現(xiàn)對電磁閥的控制作用。
[0018]然而，上述的噴霧機(jī)由于傳感器測量過程、控制器算法處理和電磁閥驅(qū)動(dòng)等因素導(dǎo)致系統(tǒng)固有延時(shí)的存在，隨著噴霧速度的改變，很難保證精確對靶噴霧。
[0019]針對上述實(shí)時(shí)傳感器技術(shù)的變量噴霧機(jī)存在系統(tǒng)延遲問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于實(shí)時(shí)傳感器變量噴霧系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間的測量裝置，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
[0020]該測量裝置主要由安裝于噴霧機(jī)上與激光傳感器2同一垂直位置的光電傳感器
11、固定在噴嘴6上用于感知水存在的液位光電傳感器7、信號捕捉計(jì)時(shí)器15、模擬移動(dòng)植株目標(biāo)的滑塊12、速度可調(diào)的伺服電機(jī)13、伺服電機(jī)控制器14和滑軌平臺等組成。
[0021]所述激光傳感器2位于噴嘴6正前方1.6米處，在激光傳感器2垂直的下方安裝光電傳感器11，保證激光掃描面和光電傳感器11能夠同時(shí)檢測到被測目標(biāo)。在噴嘴6上安裝霍尼韋爾液位光電傳感器7，用于測量噴霧時(shí)刻。移動(dòng)滑臺位于噴霧機(jī)一側(cè)，與噴霧機(jī)水平放置，滑臺上的模擬目標(biāo)12為一矩形木板，通過同步帶能夠左右移動(dòng)，移動(dòng)速度可以通過伺服電機(jī)控制器調(diào)節(jié)。所述滑軌平臺上的滑塊12通過同步帶移動(dòng)，安裝在滑塊12上的長方形木板用于模擬植株目標(biāo)。在相對運(yùn)動(dòng)下，相當(dāng)于噴霧機(jī)運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)靜止，模擬噴霧時(shí)狀況。伺服電機(jī)13固