專利名稱：煙草抑芽劑對靶施藥系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煙草抑芽劑對靶施藥系統，屬于煙草管理機械。
背景技術：
煙草是一種重要的經濟作物，中國目前栽培面積為95. 9萬hm2，且尚有逐年擴大的趨勢。煙草進入生長后期后為保證煙葉質量，要及時對煙草進行打頂和抑芽作業。由于抑芽劑對煙草葉片生長具有抑制作用，因此抑芽劑不能噴施到煙草葉片上，通常的噴霧機械不能使用。目前我國煙草抑芽劑施用全部由人工涂抹完成，效率僅為O. 033hm2/h，勞動強度大，工作效率低，費工費時，不僅增加了煙草種植的成本，而且延誤了抑芽的最佳時機，影響了煙葉的產量和品質。我國對靶施藥技術的研究始于七五、八五期間，90年代部分成果已達到實踐應用 水平。先后有多所大學和科研機構利用衛星導航技術、光機電一體化和自動化控制技術、傳感器技術、圖像處理技術、微波探測技術、紅外靶標自動探測技術等分別研制成功了自動對靶噴霧機和精確施藥系統，實現了農藥精確對靶噴霧。但尚未開展對煙草抑芽劑對靶施藥系統的研究。

發明內容為了解決上述問題，本發明提供了一種煙草抑芽劑對靶施藥系統，可精確完成抑芽劑的噴施，不僅節省大量人力、提高勞動生產率，而且把握了抑芽的最佳時機，提高了煙葉的產量和品質。該系統可實現高效的智能化作業。一種煙草抑芽劑對靶施藥系統，包括單片機系統、支架、煙草莖桿檢測傳感器、測速傳感器、步進電機、卷軸、鋼絲繩、電磁閥、滑塊、滑軌、單向閥、噴管、滑輪、軸承座和步進電機安裝支架。軸承座和步進電機安裝支架安裝在支架的前端，軸承座和步進電機安裝支架上分別安裝有卷軸和步進電機；支架上安裝有滑軌，且滑軌安裝在卷軸和步進電機的后面；滑軌上面安裝滑塊，滑塊中心有一螺紋通孔，單向閥安裝在滑塊螺紋通孔上端，單向閥通過藥液管路與電磁閥相連。滑塊螺紋通孔下端安裝噴管，噴管通過單向閥與藥液管路相通；噴藥時，藥液經過電磁閥、藥液管路、單向閥、滑塊到達噴管。行程開關安裝在滑軌和軸承座之間，行程開關觸點對著滑塊。支架后端安裝滑輪，鋼絲繩一端與滑塊相連，另一端繞過卷軸，從滑軌底部繞過滑輪，與滑塊另一端連接，在鋼絲繩的牽引下，滑塊可在滑軌上自由滑動；支架側面設一長槽，煙草莖桿檢測傳感器安裝在長槽內；測速傳感器安裝在作業機具行走輪上；測速傳感器、煙草莖桿檢測傳感器、行程開關、步進電機驅動器和電磁閥均與單片機系統通過線路連接。所述的單片機系統是控制系統的核心，它一方面接收煙草莖桿檢測傳感器和測速傳感器的信號并進行轉換計算處理，另一方面根據信號處理結果控制電磁閥的開閉和步進電機的轉速及轉角，使噴藥過程中噴管始終對準煙草莖桿，實現對靶施藥。所述的測速傳感器用來實時監測作業機具的行進速度；[0008]所述的煙草莖桿檢測傳感器采用反射式紅外對管傳感器，用來檢測煙草莖桿信號;所述的電磁閥采用用來控制藥液管路的通斷；所述的步進電機通過卷軸來控制滑塊的運動。本發明可實現抑芽劑自動對靶噴施。當煙草莖桿檢測傳感器檢測到煙草莖桿信號時，單片機系統一方面控制電磁閥通電開啟，實施噴藥，調節煙草莖桿檢測傳感器在支架長槽中的安裝位置，使電磁閥開始噴藥時，煙草莖桿正處于噴管下方；另一方面單片機系統根據測速傳感器最近一次測定的機組行進速度和卷軸徑向尺寸控制步進電機的轉速，使滑塊的運動速度與作業機具的運動速度相同，方向相反；根據預先設置的噴藥時間控制步進電機的轉動角度，使滑塊在噴藥過程中一直保持與作業機具的運動速度相同但方向相反的運動。步進電機轉動時，繞在卷軸上的鋼絲繩拉動滑塊和噴管向后運動，噴藥過程中使噴管始終對準煙草莖桿，實現對靶施藥。噴藥結束，步進電機反轉直到滑塊觸到行程開關，行程開關輸出信號時步進電機停止，滑塊和噴管回到初始位置，等待下一次工作信號。若煙草莖桿 傳感器無檢測信號，則電磁閥處于關閉狀態，無藥液噴出。本設計不僅節省了藥液，降低了生產成本，而且避免了抑芽劑對煙草葉片損害，減少了環境污染。

圖I是本發明的結構示意圖。圖中I.支架2.鋼絲繩3.煙草莖桿檢測傳感器4.行程開關5.軸承座6.測速傳感器7.單片機系統8.步進電機驅動器9.卷軸10.步進電機安裝支架11.步進電機12.單向閥13.電磁閥14.滑塊15.滑軌16.滑輪
具體實施方式
一種煙草抑芽劑對靶施藥系統，步進電機(11)和卷軸(9)分別通過步進電機安裝支架(10)、軸承座(5)安裝在支架(I)上。滑軌(15)用螺栓固定在支架(I)上，滑塊(14)安裝在滑軌(15)上，噴管裝在滑塊(14)下方，單向閥(12)安裝在滑塊(14)上面，行程開關
(4)安裝在軸承座(5)和滑軌(15)之間，安裝高度由滑塊(14)的安裝高度決定。測速傳感器(6 )安裝在機具的行走輪上，可實時檢測機具的行走速度。滑輪(16 )安裝在支架(I)后端面上。鋼絲繩(2)—端與滑塊(14)連接，另一端繞過卷軸(9)，從滑軌(15)底部穿過繞過滑輪(16)，與滑塊(14)另一端連接，調整滑輪與滑軌的安裝高度使上面的鋼絲繩與滑軌保持平行。煙草莖桿檢測傳感器(3 )安裝在支架(I)側面的長槽內。作業時，首先根據煙草打頂高度調整支架(I)的安裝高度，調至噴管高出打頂高度I 2cm。機具作業時，煙草莖桿檢測傳感器(3)和測速傳感器(6)的檢測信號傳給單片機系統(7)。當煙草莖桿檢測傳感器(3)檢測到煙草莖桿信號時，煙草莖桿檢測傳感器輸出高電平信號，反之，如果未檢測到煙草莖桿信號，傳感器信號端則輸出低電平信號；單片機系統(7)接收到高電平信號后，一方面控制電磁閥(13)通電開啟，實施噴藥；另一方面單片機系統掃描測速傳感器(6)的檢測信號，在煙草莖桿檢測傳感器(3)檢測到煙草莖桿信號時，單片機系統(7)根據測速傳感器(6)在最近一次的檢測信號計算機組行進速度，然后結合卷軸直徑計算出步進電機(11)的轉速；再根據預先設定的電磁閥(13)開啟時間和機組行進速度計算步進電機的轉動角度，控制步進電機(11)轉動，步進電機(11)轉動時，繞在卷軸上的鋼絲繩(2)拉動滑塊(14)和噴管向后運動，使滑塊(14)的運動速度與機具作業速度相同，方向相反，噴藥過程中滑塊一直處于運動狀態，始終對準煙草莖桿，實現對靶施藥。藥液經噴管噴射到煙草莖桿頂部并沿莖桿流淌下至每個葉腋部位，抑制腋芽的生長。當步進電機(11)轉到計算出的角度后，單片機系統(7)控制步進電機(11)反轉，當滑塊碰觸到行程開關時(4)，輸出低電平信號，單片機系統(7)接收到信號后，控制步進電機(11)停止轉動。等待下一個工作信號。煙草莖桿檢測傳感器(3)在支架(I)側面長槽中的安裝位置可前后調整，調整依據為電磁閥(13)開始噴藥瞬間，煙草莖桿正處于噴管下方，使電磁閥噴藥開始噴藥瞬間對準煙草莖桿。本設計中測速傳感器脈沖頻率為1000個脈沖/轉，每隔O. 5秒檢測機組前進速度I次，測速和步進電機轉動計算過程如下設，機組行走輪直徑為D，卷軸直徑為d，噴藥時
rJ ^TT ryjr·間為t，最近I次測速傳感器輸出脈沖X個，則機組在最近O. 5秒內的前進速度^1米/
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秒，要使滑塊、噴管運動速度與機組前進速度相同(方向相反)，則卷軸轉速需滿足《 = 77^
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轉/秒，在噴藥時卷軸和步進電機轉速為W = ^轉/秒，轉動角度為θ =-^x360/,
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步進電機每步可轉I. 8度，由此可知步進電機轉動步數Ζ=·^·步，所以噴藥過程中單片機系統對步進電機
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β O I )y/
輸出脈沖個數為》7= 5，然后單片機向步進電機輸出反向脈沖，步進電機反轉。
1.8 5d以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，本發明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護范圍內。
權利要求1.一種煙草抑芽劑對靶施藥系統，其特征在于包括由單片機系統、支架、煙草莖桿檢測傳感器、測速傳感器、步進電機、卷軸、鋼絲繩、電磁閥、滑塊、滑軌、單向閥、噴管、滑輪、軸承座和步進電機安裝支架；軸承座和步進電機安裝支架安裝在支架的前端，軸承座和步進電機安裝支架上分別安裝有卷軸和步進電機；支架上安裝有滑軌，且滑軌安裝在卷軸和步進電機的后面；滑軌上面安裝滑塊，滑塊中 心有一螺紋通孔，單向閥安裝在滑塊螺紋通孔上端，單向閥通過藥液管路與電磁閥相連；滑塊螺紋通孔下端安裝噴管，噴管通過單向閥與藥液管路相通；噴藥時，藥液經過電磁閥、藥液管路、單向閥、滑塊到達噴管；行程開關安裝在滑軌和軸承座之間，行程開關觸點對著滑塊；支架后端安裝滑輪，鋼絲繩一端與滑塊相連，另一端繞過卷軸，從滑軌底部繞過滑輪，與滑塊另一端連接，在鋼絲繩的牽引下，滑塊可在滑軌上自由滑動；支架側面設一長槽，煙草莖桿檢測傳感器安裝在長槽內；測速傳感器安裝在作業機具行走輪上；測速傳感器、煙草莖桿檢測傳感器、行程開關、步進電機驅動器和電磁閥均與單片機系統通過線路連接。
專利摘要本實用新型涉及一種煙草抑芽劑對靶施藥系統，包括單片機系統、支架、煙草莖稈檢測傳感器、測速傳感器、步進電機、卷軸、鋼絲繩、電磁閥、滑塊、滑軌、單向閥、噴管、滑輪和軸承座；本實用新型由單片機系統根據煙草莖稈檢測傳感器檢測信號的有無控制電磁閥的開閉，根據測速傳感器測定的機具作業速度和預先設定的噴藥時間控制步進電機的轉速和轉角，可實現煙草抑芽劑的自動對靶噴施，降低了生產成本，提高了勞動生產率，而且結構簡單，施藥效果好。
文檔編號A01M7/00GK202697532SQ2012203445
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者張曉輝, 耿愛軍, 侯存良 申請人:山東農業大學