一种土壤施药机控制系统及其控制方法技术领域
本发明涉及一种土壤施药机控制系统及其控制方法。
背景技术
土壤施药是农作物必不可少的，常用的施药方式是人工喷洒或则采用施药机进行。人工喷洒，效率低，且疲劳强度大。施药机喷洒，效率高，能减少人们的工作强度。但是现在常用的施药机都是需要人为的去操作，且人必须跟随施药机工作。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种土壤施药机控制系统及控制方法，该控制系统及控制方法能够让土壤施药机自动的进行土壤施药，能够通过遥控器远程控制，能够实现施药机的定距，定量的施药。
本发明采用的技术方案如下：
本发明公开了一种土壤施药机控制系统，土壤施药机的控制系统由PLC、电源、左驱动轮电机驱动模块、右驱动轮电机驱动模块、升降机构电机驱动模块、电磁阀驱动模块、液位传感器、无线通讯模块和遥控器构成；PLC的输入端上连接有液位传感器，输出端上连接有左驱动轮电机驱动模块、右驱动轮电机驱动模块、升降机构电机驱动模块、电磁阀驱动模块；电源直接接在PLC的电源输入端口上；遥控器通过无线通讯模块和PLC进行连接。
进一步的，所述液位传感器安装在药箱内用于检测药箱内的农药的液位高度和每次施药时的施药量，将检测到的液位信息和施药量信息以模拟量的形式发送给PLC；
所述左驱动轮电机驱动模块、右驱动轮电机驱动模块和升降机构电机驱动模块分别接受PLC的信息后控制左驱动轮电机、右驱动轮电机和升降机构电机的转动；
所述电磁阀驱动模块接收PLC的信号后用于控制电磁阀的开闭；
所述电源为蓄电池，分别为控制系统、电磁阀、左驱动轮电机、右驱动轮电机和升降机构驱动电机供电；
所述遥控器与PLC之间的通讯是双向的，遥控器能够实现土壤施药机的启停、转向控制；设置土壤施药孔的间距S、钻孔深度L、施药量Q，并在遥控器显示屏上显示以上信息；遥控器能够读取PLC中的报警信号，并显示。
进一步的，所述控制系统的控制方法步骤如下：
（1）通过遥控器设定每个土壤施药孔的间距S，钻孔深度L，施药量Q，并将设置的参数显示在遥控器的显示屏上；
（2）通过遥控器使钻土机构原点复位，遥控器显示屏上显示钻土机构当前的位置；在原点时表示此钻孔深度为0；
（3）PLC接收遥控器发出的启动信号后，控制左、右驱动轮驱动模块，使左、右驱动轮电机转动；土壤施药机每前进一个土壤施药孔的间距S后，PLC发出信号，控制左、右驱动轮电机停止转动；
（4）左、右驱动轮电机停止转动后，升降机构电机驱动模块接收PLC的控制信号，使升降机构电机正转，使钻土机构下降钻孔，当钻孔深度为L后，PLC控制升降机构电机停止转动；
（5）升降机构电机停止转动后，电池阀驱动模块接收PLC的控制信号，使电磁阀打开进行施药，当液位传感器检测到施药量为Q后，PLC控制电磁阀关闭；
（6）电磁阀关闭5秒后，PLC控制升降机构电机反转，当钻土机构回到原点后，升降机构电机停止转动；
（7）升降机构电机停止转动后，PLC控制土壤施药机再前进一个土壤施药孔的间距S，然后重复步骤（3）到（6）直到完成施药或接收到新的控制信号为止；
（8）当需要转弯时，PLC接收遥控器的转弯信号后，控制土壤施药机转弯；
（9）当液位传感器检测到药箱内液位过低时，将会发出报警信号，遥控器上显示报警信号，且此时启动土壤施药机无效。
进一步的，所述土壤施药孔的间距是通过控制驱动轮的转动圈速，即驱动轮电机的转动圈数来控制的。
进一步的，所述土壤施药机转弯是通过改变左驱动轮转速V左和右驱动轮转速V右来进行的，左转时，V左<V右，右转时，V左>V右；改变左驱动轮转速V左和右驱动轮转速V右的差值△V，能够使土壤施药机转过不同的弧度，△V越大转过的弧度越小，△V越小转过的弧度越大。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供的控制系统，能够使施药机自动的进行施药，设定好施药距离和施药量后，施药机能够定量定居的进行施药，保证了做物的正常生长所需要的距离和药量，且施药空的深度能够得到保证。定量施药避免了农药的浪费与施药不足。遥控器控制方便避免了人为跟随施药机工作。该控制系统机构简单，易于推广和应用。
附图说明
图1是本发明的施药机控制系统结构图；
图2是本发明的施药机结构图；
图3是本发明的施药机升降机构放大图；
图4是本发明的施药机钻土机构放大图；
图中标记：1-药箱，2-电磁阀，3-机架，4-升降机构，5-升降机构电机，6-驱动轮，7-钻土机构，8-输药管，9-齿轮箱，10-蜗杆，11-涡轮。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明公开了一种土壤施药机控制系统，土壤施药机的控制系统由PLC、电源、左驱动轮电机驱动模块、右驱动轮电机驱动模块、升降机构电机驱动模块、电磁阀驱动模块、液位传感器、无线通讯模块和遥控器构成；PLC的输入端上连接有液位传感器，输出端上连接有左驱动轮电机驱动模块、右驱动轮电机驱动模块、升降机构电机驱动模块、电磁阀驱动模块；电源直接接在PLC的电源输入端口上；遥控器通过无线通讯模块和PLC进行连接。
进一步的，所述液位传感器安装在药箱内用于检测药箱内的农药的液位高度和每次施药时的施药量，将检测到的液位信息和施药量信息以模拟量的形式发送给PLC；
所述左驱动轮电机驱动模块、右驱动轮电机驱动模块和升降机构电机驱动模块分别接受PLC的信息后控制左驱动轮电机、右驱动轮电机和升降机构电机的转动；
所述电磁阀驱动模块接收PLC的信号后用于控制电磁阀的开闭；
所述电源为蓄电池，分别为控制系统、电磁阀、左驱动轮电机、右驱动轮电机和升降机构驱动电机供电；
所述遥控器与PLC之间的通讯是双向的，遥控器能够实现土壤施药机的启停、转向控制；设置土壤施药孔的间距S、钻孔深度L、施药量Q，并在遥控器显示屏上显示以上信息；遥控器能够读取PLC中的报警信号，并显示。
如图2-4所示，一种土壤施药机，土壤施药机由机架3、钻土机构7、升降机构4和药箱1构成；
所述钻土机构7由钻头和升降杆构成一个整体，钻土机构内部开有一盲孔；沿钻头纵向方向从上至下，在钻头外壁上开设若干等间距施药孔且施药孔均匀的沿圆周方向布置，施药孔与钻土机构内的盲孔连通；所述升降杆是一螺纹杆；
所述钻土机构的升降杆下端与机架3下部螺纹连接，升降杆的上端与升降机构7连接；
药箱1固定在机架3上部，药箱1底部通过一根输药管8与钻土机构7连接；输药管8伸入钻土机构7的盲孔内，直至盲孔底部；输药管8上装设有电磁阀2；
机架前后两端的左右两侧各有一个驱动轮6，且机架前端两个驱动轮6上分别连接两个驱动轮电机。
进一步的，所述升降机4构由齿轮箱9、蜗杆10和蜗轮11构成；蜗杆10和蜗轮11装设在齿轮箱9内部，齿轮箱9固定在机架3上，蜗杆10一端与固定在机架3上的升降机构电机5相连；涡轮11与蜗杆10构成啮合关系。
进一步的，所述升降杆的上端与升降机构4连接，升降杆贯穿齿轮箱9，蜗轮11的中心与升降杆构成螺纹连接。
进一步的，所述控制系统的控制方法步骤如下：
（1）通过遥控器设定每个土壤施药孔的间距S，钻孔深度L，施药量Q，并将设置的参数显示在遥控器的显示屏上；
（2）通过遥控器使钻土机构7原点复位，遥控器显示屏上显示钻土机构7当前的位置；在原点时表示此钻孔深度为0；
（3）PLC接收遥控器发出的启动信号后，控制左、右驱动轮驱动模块，使左、右驱动轮电机转动；土壤施药机每前进一个土壤施药孔的间距S后，PLC发出信号，控制左、右驱动轮电机停止转动；
（4）左、右驱动轮电机停止转动后，升降机构电机驱动模块接收PLC的控制信号，使升降机构电机5正转，使钻土机构7下降钻孔，当钻孔深度为L后，PLC控制升降机构电机5停止转动；
（5）升降机构电机5停止转动后，电池阀驱动模块接收PLC的控制信号，使电磁阀2打开进行施药，当液位传感器检测到施药量为Q后，PLC控制电磁阀2关闭；
（6）电磁阀2关闭5秒后，PLC控制升降机构电机5反转，当钻土机构7回到原点后，升降机构电机5停止转动；
（7）升降机构电机停5止转动后，PLC控制土壤施药机再前进一个土壤施药孔的间距S，然后重复步骤（3）到（6）直到完成施药或接收到新的控制信号为止；
（8）当需要转弯时，PLC接收遥控器的转弯信号后，控制土壤施药机转弯；
（9）当液位传感器检测到药箱内液位过低时，将会发出报警信号，遥控器上显示报警信号，且此时启动土壤施药机无效。
进一步的，所述土壤施药孔的间距是通过控制驱动轮的转动圈速，即驱动轮电机的转动圈数来控制的。
进一步的，所述土壤施药机转弯是通过改变左驱动轮转速V左和右驱动轮转速V右来进行的，左转时，V左<V右，右转时，V左>V右；改变左驱动轮转速V左和右驱动轮转速V右的差值△V，能够使土壤施药机转过不同的弧度，△V越大转过的弧度越小，△V越小转过的弧度越大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。