[发明专利]一种基于单线激光雷达的变量施肥机排肥量测量机构

摘要

一种基于单线激光雷达的变量施肥机排肥量测量机构属农业机械技术领域,本发明由雷达运动机构，排肥机构，数据处理与控制系统组成，所述雷达运动机构通过防尘直线滑台组带动单线激光雷达经光电开关Ⅰ和光电开关Ⅱ控制来回运动，并采集肥料的动态表面的数据；数据处理与控制系统接收雷达的数据并计算出排肥量，该排肥量作为反馈量对排肥机构的步进电机Ⅱ进行控制，使排肥量稳定准确，以形成变量施肥的闭环控制；本发明的单线激光雷达的采样频率高，精度高，防尘直线滑台组的运动速度较快，能实现较快的排肥量数据更新频率，以保证变量施肥的稳定性和准确性。

主权项

1.一种基于单线激光雷达的变量施肥机排肥量测量机构，由雷达运动机构(Ⅰ)，排肥机构(Ⅱ)，数据处理与控制系统(Ⅲ)组成，其中排肥机构(Ⅱ)由肥箱(15)、步进电机Ⅱ(16)、转轴(20)、排肥器Ⅰ(19)、排肥器Ⅱ(21)、排肥器Ⅲ(22)、支撑板Ⅰ(17)和支撑板Ⅱ(24)组成，其中步进电机Ⅱ(16)固接于支撑板Ⅰ(17)的左面；支撑板Ⅰ(17)固接于肥箱(15)的左下部，支撑板Ⅱ(24)固接于肥箱(15)的右下部；排肥器Ⅰ(19)、排肥器Ⅱ(21)和排肥器Ⅲ(22)自左至右等距排列，排肥器Ⅰ(19)、排肥器Ⅱ(21)和排肥器Ⅲ(22)上端口与肥箱(15)的底部连通；转轴(20)中部贯穿排肥器Ⅰ(19)、排肥器Ⅱ(21)和排肥器Ⅲ(22)，转轴(20)左端经联轴器(18)与步进电机Ⅱ(16)的输出轴连接，转轴(20)右端经支撑板Ⅱ(24)的孔与轴承座(23)活动连接，轴承座(23)固接于支撑板Ⅱ(24)右面，其特征在于：雷达运动机构(Ⅰ)位于排肥机构(Ⅱ)上方，雷达运动机构(Ⅰ)中连接板Ⅰ(C)经圆孔组Ⅰ(13)固接于排肥机构(Ⅱ)中肥箱(15)后面的圆孔组Ⅲ(25)，雷达运动机构(Ⅰ)中连接板Ⅱ(D)经其上的圆孔组Ⅱ(14)固接于排肥机构(Ⅱ)中肥箱(15)前面的圆孔组Ⅳ(26)；雷达运动机构(Ⅰ)的单线激光雷达(3)与数据处理与控制系统(Ⅲ)的串口服务器(a)连接；数据处理与控制系统(Ⅲ)的驱动器Ⅰ(d)控制排肥机构(Ⅱ)的步进电机Ⅱ(16)；数据处理与控制系统(Ⅲ)的驱动器Ⅱ(e)控制雷达运动机构(Ⅰ)中防尘直线滑台组(A)的步进电机Ⅰ(1)；数据处理与控制系统(Ⅲ)的单片机(c)与雷达运动机构(Ⅰ)的光电开关Ⅰ(2)和光电开关Ⅱ(4)连接；数据处理与控制系统(Ⅲ)通过串口服务器(a)将单线激光雷达(3)的数据经以太网传输至电脑上位机(b)；雷达运动机构(Ⅰ)中的单线激光雷达(3)的中心线(f)与排肥机构(Ⅱ)中肥箱(15)的中心线(g)共线；雷达运动机构(Ⅰ)中单线激光雷达(3)与排肥机构(Ⅱ)中肥箱(15)的位置关系式为：h≥h'min≥0.5L其中：L为肥箱(15)的内长；h为单线激光雷达(3)的激光发射中心与肥箱(15)顶部表面的距离；h'为单线激光雷达(3)的激光发射中心与肥箱(15)中肥料表面的距离。