[发明专利]一种摇摆式精准变量风送喷雾结构及其控制方法

权利要求书

1.一种摇摆式精准变量风送喷雾结构的控制方法，其特征在于，所述控制方法的步骤如下：

步骤1：根据曲柄摇杆结构进行理论推导，得出符合本实验要求的曲柄摇杆各部件长度关系；

步骤2：根据曲柄摇杆运动模型建立摇杆摆角与曲柄转角的对应关系，为闭环控制提供数据支撑，并对摇杆摆角与曲柄转角的状态方程做离散化处理，为闭环控制提供输入期望；

步骤3：F4控制板(3)获取角度传感器(67)原始数据并转换成角度数据，同时获取电机(61)编码器数据并转换成速度数据；

步骤4：对转换后的角度数据做分析处理，获取角度数据的周期状态、最大值以及最小值；

步骤5：根据上述步骤处理后的角度数据及速度数据，对摇杆摆角及电机(61)做角度闭环和速度闭环控制；

所述结构包括系统支架(1)、电池(2)、硬件驱动控制板(3)、水泵(4)、水箱(5)、摇摆机构(6)、喷雾系统(7)；系统支架(1)上固定有电池(2)、硬件驱动控制板(3)、水泵(4)、水箱(5)、摇摆机构(6)和喷雾系统(7)；所述摇摆机构(6)由电机(61)、曲柄摇杆(62)、碳纤维管(63)、法兰(64)、立式轴承(65)、涵道(66)和角度传感器(67)组成；所述电机(61)通过螺栓螺母固定于系统支架(1)上层；所述曲柄摇杆(62)由曲柄(621)、连杆(622)及摇杆(623)连接组成，所述曲柄(621)一端固定于电机(61)转轴上，在电机(61)的带动下作为主动件以固定端为圆心做圆周运动；所述连杆(622)通过铰链连接曲柄(621)自由端及摇杆(623)自由端并在曲柄(621)与摇杆(623)的共同作用下作平面复合运动，摇杆(623)作为从动件在连杆(622)的带动下作一端固定的往返摆动；法兰(64)将摇杆(623)固定端、涵道(66)及碳纤维管(63)紧紧固定，使其三者能同步摆动；所述碳纤维管(63)两端均固定在立式轴承(65)中，能在立式轴承(65)中任意转动，碳纤维管(63)上固定有角度传感器(67)，用于采集实时摇摆角度；立式轴承(65)通过螺栓螺母固定于系统支架(1)上层；所述喷雾系统(7)由离心喷头(71)和风机(72)组成，离心喷头(71)和风机(72)固定于碳纤维管(63)上，可随碳纤维管(63)一同转动；药液存放与水箱(5)之中，依次连接水泵(4)和离心喷头(71)并将药液喷洒到植株冠层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统支架(1)分为上下两层，下层搭载有电池(2)、硬件驱动控制板(3)、水泵(4)和水箱(5)；上层与下层用平板分隔以防水，上层搭载有摇摆机构(6)和喷雾系统(7)；所述系统支架(1)由铝型材和铝板通过金属脚件连接而成，给整个系统提供支撑和承重作用的同时也减轻了平台重量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水箱(5)固定在系统支架(1)上，所述水泵(4)用螺栓螺母固定于系统支架(1)下层，所述水泵(4)共5个，其中大水泵1个小水泵4个，大水泵用于给四个小水泵供水，小水泵用于控制各自相连的涵道(66)内的离心喷头(71)的流量大小；所述离心喷头(71)共4个，每个涵道内各一个；所述涵道(66)共4个，左右各两个，通过贯穿每个涵道的碳纤维管(63)固定于系统支架(1)上层；所述风机(72)共4个，4个涵道(66)内各放置1个；离心喷头(71)与风机(72)均通过管夹固定于涵道(66)内的碳纤维管(63)上，以此实现离心喷头(71)、风机(72)与碳纤维管(63)同步转动。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述法兰(64)用于连接固定曲柄摇杆(62)固定端、碳纤维管(63)与涵道(66)，碳纤维管(63)上固定有角度传感器(67)，并且放置于立式轴承(65)之中，通过曲柄摇杆(62)结构实现碳纤维管(63)的周期性往复滚动，从而带动涵道(66)进行周期性摆动。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池(2)为锂电池，将其固定于系统支架(1)下层，为水泵(4)、硬件驱动控制板(3)、电机(61)、角度传感器(67)、离心喷头(71)和风机(72)提供电力。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬件驱动控制板(3)固定于系统支架(1)下层，为F4控制板，通过水泵(4)、电机(61)、角度传感器(67)、离心喷头(71)和风机(72)电连接，用于对摇摆与喷雾进行控制。