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为了解决喷雾的均匀性和精量可控的问题,在本文中应用了仿形喷雾思想。在农药喷洒果树中,通过检测果树外围的实际形状,自动控制喷头组在某一特定的理想的喷雾距离下进行作业,以提高雾滴在果树内的分布均匀性。
根据仿形喷雾的要求,在本文中提出仿形的实现方案。在该方案中,是采用多个喷杆沿果树的高度方向,从高到低水平排列。根据仿形的定义,使得所有喷头跟其所在水平高度的果树冠层区域保持某设定的距离值,就实现了喷头组对果树冠层的仿形。仿形喷雾就是在该距离条件下,实施喷雾作业。
在本设计中,采用5个超声波传感器作为仿形检测的手段,每个传感器负责相对应的区域;采用5个喷杆,每个喷杆的前端对应一个喷头,每个喷头对应果树冠层的一个区域;采用5个步进电机作为喷杆驱动的元件,每个步进电机对应控制一个喷杆运动,因此,对喷杆的移动控制实际就是对步进电机进行控制;采用5个单片机,每个单片机对应控制一个步进电机。
本文采用基于PC机的解决方案。利用PC机完成距离、压力和流量等信号的采集,处理和显示等;模拟信号输出作为变频器的外控电压的输入;数字信号输出控制超声波传感器的开闭,数字信号输出控制电磁阀的开闭,从而达到控制喷雾开和闭的目的。
5个单片机是通过RS485总线跟PC发生联系,因此就形成了一个分布式运动控制系统。