论文部分内容阅读
我国是水果的生产大国,种植面积与产量均居世界首位。在果树生长过程中,病虫害对果树的危害很大,利用植保机具防治病虫害是果园种植和管理中劳动强度最大的作业之一,一般每年进行8~15次喷药作业。目前,我国的植保机械处于发达国家20世纪70年代-80年代水平,国内常用机具有压缩式喷雾器、背负式喷雾机、喷杆喷雾机,按行走方式可分为拖挂式和车载式两种。在我国的大部分地区,柑橘园的株距较小且种植不整齐,大部分喷药机械在行进过程中容易受到阻碍,无法完成喷药作业,因此国内使用的最多的喷药机具为以汽油机为主要动力的担架式喷药机。但由于此类型的喷药机的使用时需要多人协作,作业效率低,人工成本大。本文为解决此类问题,自行研究和设计了一款可实现遥控控制的汽油喷药机,以适应传统的果园种植模式,同时满足喷药过程中的基本操作需求,提高工作效率,降低劳动强度,提高经济效益。本论文的具体研究工作如下:
1)确定了一套适用于以汽油机为主要动力的喷药机的遥控控制方案。通过结合实际喷药作业的基本需求确定了喷药机的遥控控制功能,根据汽油机的操作方法确定了喷药机的控制方法。使果农可在一定范围内根据实际喷药作业需要通过遥控器控制喷药机的启动、停止、加速、减速以及收放喷管,实现人机分离操作。
2)根据系统的控制要求和控制方法,选择了合适的元器件并设计了硬件电路。本课题选择STC89C52单片机作为系统的主控芯片,选择8按键无线遥控器和无线接收模块作为系统的控制信号输入,使用继电器作为启动马达和发动机开关的控制器件,采用舵机驱动汽油机的风门的开闭和油门的大小,并使用减速电机驱动收管器转动以实现收放水管功能。
3)根据喷药作业的实际要求以及汽油机的使用要求,设计了控制程序。根据控制流程通过KeiluVision4使用C语言进行编写控制系统的程序,主要包括遥控信号的接收、继电器的控制、舵机的控制、减速电机的控制等,实现随时可通过遥控器控制汽油喷药机进行启动、停止、加速、减速以及喷管的全过程喷药作业。
4)完成了对一种多功能手推喷药机的改造,并进行功能性实验。将控制系统组装在所选汽油喷药机上,并进行系统的调试运行,根据运行结果修改系统的主要参数;进行功能性验证,验证喷药机的遥控喷药功能和遥控收放喷管功能,并根据实验结果优化控制程序。
经理论设计及实验验证,表明该控制系统可以随时通过遥控器控制喷药机启动、停止、加速、减速以及收放喷管功能,同时在30m以内,能够实现人机分离,满足果农施药作业的实际需求,且操作简单,可靠性高,遥控器的按键响应时间在1s左右,喷药机各个遥控功能及时响应率达到100%,能有效减轻喷药作业过程中的劳动强度。
1)确定了一套适用于以汽油机为主要动力的喷药机的遥控控制方案。通过结合实际喷药作业的基本需求确定了喷药机的遥控控制功能,根据汽油机的操作方法确定了喷药机的控制方法。使果农可在一定范围内根据实际喷药作业需要通过遥控器控制喷药机的启动、停止、加速、减速以及收放喷管,实现人机分离操作。
2)根据系统的控制要求和控制方法,选择了合适的元器件并设计了硬件电路。本课题选择STC89C52单片机作为系统的主控芯片,选择8按键无线遥控器和无线接收模块作为系统的控制信号输入,使用继电器作为启动马达和发动机开关的控制器件,采用舵机驱动汽油机的风门的开闭和油门的大小,并使用减速电机驱动收管器转动以实现收放水管功能。
3)根据喷药作业的实际要求以及汽油机的使用要求,设计了控制程序。根据控制流程通过KeiluVision4使用C语言进行编写控制系统的程序,主要包括遥控信号的接收、继电器的控制、舵机的控制、减速电机的控制等,实现随时可通过遥控器控制汽油喷药机进行启动、停止、加速、减速以及喷管的全过程喷药作业。
4)完成了对一种多功能手推喷药机的改造,并进行功能性实验。将控制系统组装在所选汽油喷药机上,并进行系统的调试运行,根据运行结果修改系统的主要参数;进行功能性验证,验证喷药机的遥控喷药功能和遥控收放喷管功能,并根据实验结果优化控制程序。
经理论设计及实验验证,表明该控制系统可以随时通过遥控器控制喷药机启动、停止、加速、减速以及收放喷管功能,同时在30m以内,能够实现人机分离,满足果农施药作业的实际需求,且操作简单,可靠性高,遥控器的按键响应时间在1s左右,喷药机各个遥控功能及时响应率达到100%,能有效减轻喷药作业过程中的劳动强度。