[發(fā)明專利]一種均勻排肥器及控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811157317.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109348805B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高建民;劉興達(dá);王冠群;陳祥超;陳杰棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): A01C15/16
• 分類號(hào): A01C15/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種均勻排肥器及控制系統(tǒng)，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)及測(cè)控系統(tǒng)；所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)肥系統(tǒng)和排肥系統(tǒng)；所述的測(cè)控系統(tǒng)包括超聲波傳感器、驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)和控制器。進(jìn)行施肥作業(yè)時(shí)，可自動(dòng)檢測(cè)各排肥口的工作狀態(tài)，根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使各排肥口的施肥量保持穩(wěn)定一致。本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)排肥作業(yè)的穩(wěn)定執(zhí)行，還能避免過(guò)程中卡頓和不均勻的情況，保證肥料的合理利用，均勻施撒，從而節(jié)約資源，減少對(duì)自然環(huán)境的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，具體涉及一種均勻排肥器及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

化肥的合理利用與均勻施撒，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中有著重要的地位，不僅影響到資源的利用率，還會(huì)給自然水土環(huán)境帶來(lái)一定的影響，所以提高施肥機(jī)械的工作效率與準(zhǔn)確率，有重要的意義。傳統(tǒng)的施肥機(jī)械會(huì)出現(xiàn)排肥驅(qū)動(dòng)軸受力不均勻，導(dǎo)致各個(gè)排肥口的肥量不均勻，還可能造成肥料卡塞堵死的等問(wèn)題，既影響了施肥機(jī)本身的壽命，造成排肥不均勻，更重要的會(huì)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不可逆的損害。因此，為了能夠使排肥作業(yè)更穩(wěn)定均勻的進(jìn)行，提高機(jī)械本身的效率和使用壽命，本發(fā)明提出的排肥器及控制系統(tǒng)有極其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的一種均勻排肥器及控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)各個(gè)排肥口的工作狀態(tài)，并根據(jù)檢測(cè)的信號(hào)計(jì)算出相應(yīng)的調(diào)節(jié)策略，保證排肥口不出現(xiàn)卡塞堵轉(zhuǎn)，使施肥均勻完成。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種均勻排肥器及控制系統(tǒng)，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)及測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于：

所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)肥箱、排肥盒、導(dǎo)肥管、驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)、排肥軸；儲(chǔ)肥箱底部有多組排肥盒和導(dǎo)肥管，每個(gè)排肥盒都獨(dú)立設(shè)置一根貫穿的排肥軸，每一個(gè)排肥軸均由一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)；

所述的測(cè)控系統(tǒng)包括超聲波傳感器和控制器，每根導(dǎo)肥管上與排肥盒連接處安裝有一組對(duì)稱的超聲波傳感器，用于實(shí)時(shí)發(fā)射超聲波信號(hào)并接收反射波信號(hào)；

超聲波傳感器、驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)均與控制器相連，控制器能夠設(shè)定排肥量，并且內(nèi)部集成有信號(hào)采集模塊與自動(dòng)決策算法；控制器通過(guò)信號(hào)采集模塊收集所述超聲波傳感器發(fā)射超聲波信號(hào)與接收反射波信號(hào)之間的時(shí)間間距、驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)自動(dòng)決策算法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使每一個(gè)導(dǎo)肥管中的排肥量與設(shè)定排肥量相等。

進(jìn)一步地，所述控制器內(nèi)置的自動(dòng)決策算法為：

每根導(dǎo)肥管上的兩個(gè)超聲波傳感器之間從發(fā)射信號(hào)到接收到反射信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間分別為t_a和t_b，時(shí)間均值為控制器的輸入信號(hào)，控制器通過(guò)判斷時(shí)間均值t與預(yù)設(shè)值t₀的大小，計(jì)算時(shí)間閾值函數(shù)T(t)作為決策算法的輸入值，

激活的閾值函數(shù)為時(shí)間閾值函數(shù)其中K₁、b₁、K₂、b₂為時(shí)間信號(hào)計(jì)算常參數(shù)，t₀為響應(yīng)時(shí)間的閾值，在0.05-0.1s之間取值；K₁、b₁、K₂、b₂、t₀的取值均與排肥器的結(jié)構(gòu)有關(guān)，

驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)的反饋信號(hào)的激活閾值函數(shù)為其中x為轉(zhuǎn)速偏差絕對(duì)值，K₃、b₃為電機(jī)反饋計(jì)算常參數(shù)，v為激活閾值，代表設(shè)定偏差值，當(dāng)轉(zhuǎn)速偏差絕對(duì)值小于v時(shí)函數(shù)不激活，當(dāng)轉(zhuǎn)速偏差大于v時(shí)激活函數(shù)；K₃、b₃、v的取值均與外槽輪式排肥器的槽數(shù)和尺寸結(jié)構(gòu)有關(guān)；

控制決策函數(shù)F＝mT(t)+nW(x)，即向驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)發(fā)送的控制脈沖頻率，m和n分別為超聲波傳感器的響應(yīng)時(shí)間權(quán)系數(shù)和驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)的反饋值的權(quán)系數(shù)，滿足關(guān)系m+n＝1。

進(jìn)一步地，所述的排肥盒為外槽輪式排肥盒。