[發(fā)明專利]一種水稻插秧機(jī)施藥器及施藥控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310644118.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN103636590A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所
• 主分類號(hào): A01M21/04
• 分類號(hào): A01M21/04;A01C11/02;G05B19/042
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 閆彪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種作物施藥裝置，尤其是一種水稻插秧機(jī)施藥器，同時(shí)還涉及施藥控制方法，屬于農(nóng)機(jī)具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

機(jī)插秧有利于減輕水稻生產(chǎn)勞動(dòng)量，并且節(jié)本、增效，因此被大面積推廣。但機(jī)插秧整田后插秧遲、行距大、苗體小、封行遲，秧苗對(duì)雜草競爭力弱，因而機(jī)插田的雜草危害較手插田嚴(yán)重。同時(shí)，因機(jī)插苗小而弱、存在機(jī)器植傷等，所以除草劑施用要求更為嚴(yán)格，施藥不當(dāng)極有可能造成藥害，影響產(chǎn)量[1]。

目前，機(jī)插秧田普遍采用2次除草法，即在稻田平整時(shí)先用除草劑進(jìn)行1次土壤封閉處理，使雜草在稻田定板期間不能出苗，在水稻返青施分蘗肥時(shí)，適當(dāng)推遲施藥時(shí)間，再進(jìn)行1次常規(guī)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。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110052041.1的中國專利申請(qǐng)公開了一種棉田雜草實(shí)時(shí)識(shí)別對(duì)靶噴施的方法。其視覺系統(tǒng)硬件包括外加光源、CCD彩色攝像機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換、DSP圖像處理器、D/A轉(zhuǎn)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(shí)別方法采用以下步驟:安裝在除草機(jī)械前部的攝像機(jī)實(shí)時(shí)獲取棉田圖像;經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換放到片外存儲(chǔ)器中供DSP處理器調(diào)用,DSP從視頻流中抽取幀圖像進(jìn)行處理;利用Cr特征法進(jìn)行綠色作物和土壤背景的分割;根據(jù)噴頭布置情況,將圖像平均劃分為四行,每個(gè)噴頭對(duì)應(yīng)一行;利用位置特征識(shí)別行間雜草;利用葉片面積、形狀特征識(shí)別株間雜草;將得到的雜草位置信息發(fā)送微控制器,控制噴頭打開,實(shí)現(xiàn)除草劑精確對(duì)靶噴施,以節(jié)省農(nóng)藥和減少污染。其構(gòu)成復(fù)雜，成本高昂，難以推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種工作效率高、可以使藥效最大化，并且簡單實(shí)用的水稻插秧機(jī)施藥器，同時(shí)給出其施藥控制放大，從而盡可能避免藥液浪費(fèi)以及對(duì)機(jī)插秧的藥害。

申請(qǐng)人經(jīng)過理論分析和實(shí)踐驗(yàn)證得知，插秧后即刻在秧苗位置施加合適計(jì)量的藥液可以獲得最佳的施藥效果，因此同時(shí)控制施藥時(shí)機(jī)、位置以及施藥量才有可能使藥效最大化。在此認(rèn)知基礎(chǔ)上，為了達(dá)到以上目的，申請(qǐng)?zhí)岢霰景l(fā)明的水稻插秧機(jī)施藥器基本技術(shù)方案為：包括進(jìn)液端接藥箱、出液端接噴嘴的液泵以及控制電路，所述藥箱安置于插秧機(jī)上，所述噴嘴安置在插秧機(jī)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(hào)輸入端接所述接近傳感器件（例如接近開關(guān)）的智能控制器件，用以根據(jù)感知的秧爪位置確定施藥時(shí)機(jī)；所述智能控制器件的控制信號(hào)輸出端接液泵的受控端，用以在確定的施藥時(shí)機(jī)控制液泵以預(yù)定計(jì)量通過所述噴嘴施藥。

具體而言，所述智能控制器件為單片機(jī)，所述單片機(jī)的控制信號(hào)輸出端通過光電隔離芯片與穩(wěn)壓芯片組成的功率放大隔離電路后，接作為開關(guān)控制器件的場效應(yīng)管的柵極，所述場效應(yīng)管的漏極與源極作為開關(guān)信號(hào)輸出端接蠕動(dòng)泵的受控端。

本發(fā)明工作時(shí)，智能控制器件按如下基本步驟進(jìn)行施藥控制：

第一步、計(jì)算得出液泵每次額定開啟時(shí)間；

第二步、接收傳感器件的信號(hào)，判斷秧爪是否達(dá)到插秧位置；

第三步、如判斷秧爪達(dá)到插秧位置，則輸出控制信號(hào)開啟液泵，如判斷秧爪未達(dá)到插秧位置，則繼續(xù)第二步；

第四步、判斷液泵開啟是否達(dá)到每次額定開啟時(shí)間，如未達(dá)到則保持開啟并繼續(xù)判斷開啟時(shí)間，如達(dá)到則關(guān)閉液泵，返回第二步。

采用本發(fā)明后，施藥控制附加在插秧機(jī)上，施藥操作與插秧同步，因此結(jié)構(gòu)簡單合理，工作效率高，并且通過對(duì)秧爪位置的監(jiān)測把握最佳施藥時(shí)機(jī)，借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(fèi)以及造成不必要的污染。

以上第一步通常可以根據(jù)每穴平均施藥量和液泵預(yù)置額定流量計(jì)算每次額定開啟時(shí)間，第三步中開啟液泵以額定流量輸出。實(shí)踐中，考慮到工作時(shí)插秧機(jī)行進(jìn)速度以及秧爪運(yùn)轉(zhuǎn)速度的變化，上述控制的進(jìn)一步完善是，所述第一步中，還判斷秧爪此次達(dá)到插秧位置與上次達(dá)到插秧位置的時(shí)間間隔，并判斷此時(shí)間間隔是否小于預(yù)定的閾值，如是則將液泵預(yù)置額定流量相應(yīng)提高后再計(jì)算每次額定開啟時(shí)間，再進(jìn)行后續(xù)步驟；如否則直接進(jìn)行后續(xù)步驟。這樣不僅可以使液泵開啟時(shí)機(jī)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。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為圖1實(shí)施例智能控制器的控制流程圖。

圖3為圖1實(shí)施例的控制電路核心部分電路圖。