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1、10申请公布号CN104145923A43申请公布日20141119CN104145923A21申请号201410377348222申请日20140801A01M7/0020060171申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号72发明人齐江涛贾洪雷李杨庄健范旭辉冯先臻刘慧力宋相礼74专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201代理人邵铭康朱世林54发明名称一种喷药机喷头堵塞故障排除系统与方法57摘要一种喷药机喷头堵塞故障排除系统与方法属农业机械技术领域，喷头堵塞故障排除系统包括主控制系统、报警系统、显示模块、电源模块，还包括安装在喷药分支管路上的喷头堵塞监测传感器组和。
2、管路压力传感器、安装在药箱上的药箱液位传感器、喷药机水泵、水泵电机、电磁阀及喷头；本发明还提供了喷药机喷头堵塞故障排除方法。本发明可根据液位传感器、管路压力传感器、喷头堵塞监测传感器组的输出信号实时监测喷药机当前的工作状态，某一分支管路喷头发生堵塞时会及时启动备用小支路电磁阀，实现补喷，若发生药箱液位低、水泵电机转速低等故障时，主控制系统会精确判断喷药机的故障类型和故障管路的分支位置，从而为快速、便捷的排除故障提供前提条件。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图3页10申请公布号CN104145923ACN10。
3、4145923A1/2页21一种喷药机喷头堵塞故障排除系统，由主控制系统A、电源模块A、显示模块B、报警系统C、药箱系统B、药液喷洒前部系统C、药液喷洒后部系统D、回水管1、三通管2、供水管3组成，其特征在于显示模块B、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的水泵电机13、管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器24、喷头堵塞监测传感器21、药液喷洒后部系统D的电磁阀25、电磁阀27、电磁阀29、电磁阀31均由主控制系统A控制；主控制系统A、显示模块B、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞。
4、监测传感器24、喷头堵塞监测传感器21、药液喷洒后部系统D的电磁阀25、电磁阀27、电磁阀29、电磁阀31均由电源模块A供电；药液喷洒前部系统C的三通总管16出口经回水管1与药箱系统B的药箱回水口8连接；药液喷洒前部系统C的水泵入口11经供水管3与药箱系统B的药箱出水口9连接；药液喷洒前部系统C的三通支管18经三通管2的三通管上支管34与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器24连接；药液喷洒前部系统C的三通支管18经三通管2的三通管下支管35与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器21连接。2按权利要求1所述的喷药机喷头堵塞故障排除系统，其特征在于所述的药箱系统B由药箱4、液位传感器5、屏蔽。
5、线6、药箱盖7、药箱回水口8、药箱出水口9和液位计10组成，其中药箱盖7固接于药箱4顶部中央，液位传感器5与液位计10顶端固接，液位计10下部插于药箱4中，液位传感器5上设有屏蔽线6，药箱回水口8位于药箱盖7一边，药箱出水口9位于药箱4右侧下部。3按权利要求1所述的喷药机喷头堵塞故障排除系统，其特征在于所述的药液喷洒前部系统C由水泵入口11、水泵12、水泵电机13、水泵出口14、管路压力传感器15、三通总管16、溢流阀17、三通支管18、三通支管19和三通总管20组成，其中水泵电机13输出轴与水泵12输入轴固接，水泵出口14经三通支管19与三通支管18连通，三通总管20与三通支管19连通，三通。
6、总管20出口处固接管路压力传感器15，三通总管16与三通支管18连通，溢流阀17串接于三通总管16中部。4按权利要求1所述的喷药机喷头堵塞故障排除系统，其特征在于所述的药液喷洒后部系统D由塞监测传感器21、三通管22、三通管23、喷头堵塞监测传感器24、电磁阀25、喷头26、电磁阀27、喷头28、电磁阀29、喷头30、电磁阀31和喷头32组成，其中喷头堵塞监测传感器24固接于三通管上支管34与三通管总管36之间；喷头堵塞监测传感器21固接于三通管下支管35与三通管总管39之间；电磁阀25固接于三通管上支管37与喷头26之间；电磁阀27固接于三通管下支管38与喷头28之间；电磁阀29固接于三通管。
7、上支管40与喷头30之间；电磁阀31固接于三通管下支管41与喷头32之间。5一种喷药机喷头堵塞故障排除方法，其特征在于包括下列步骤51主控制系统A对喷头流量进行监控权利要求书CN104145923A2/2页3511由主控制系统A通过喷头堵塞监测传感器实时监测喷头流量；512与设定流量比较，判断其流量是否满足喷药要求；513当流量不满足喷药要求时，即通过报警系统C发出报警信号，提示喷头可能发生堵塞、水泵转速过低或者药箱液位过低中的某一类型故障；52主控制系统A对药箱的液位进行监控521主控制系统A通过液位传感器5实时监测药箱的液位情况；522通过管路压力传感器15实时监测喷药分支管路压力；523。
8、若液位为安全液位、且喷药压力大于安全压力时，则存在喷头堵塞的情况；53主控制系统A对喷头流量进行调整531由主控制系统A分析支路喷头堵塞监测传感器24和喷头堵塞监测传感器21的流量值；532流量不满足喷药要求的支路为发生喷头堵塞的支路；533主控制系统A控制关闭原有小支路电磁阀25或电磁阀29；534启动备用小支路电磁阀27或电磁阀31工作，进行补喷；535通过报警系统C发出报警信号和补喷完成信号。权利要求书CN104145923A1/5页4一种喷药机喷头堵塞故障排除系统与方法技术领域0001本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种具有喷头堵塞故障排除功能的喷药机和故障排除方法。背景技术000。
9、2目前，国内外对于喷药技术和喷药器械的研究，如多功能喷药机专利号ZL2010102186115解决现有喷药机的底盘高矮不能调整问题，基于处方图控制的智能变量喷药机专利号ZL2009102117396可以利用实现采集的草分布信息实现变量喷药。现有的喷药技术与喷药机研究重点主要集中在喷药机适用范围、杂草识别准确度和提高农药利用率等方面，对喷药机喷头堵塞故障排除方法的研究未见报道。0003喷药机主要工作在复杂的农田环境中，药箱落入杂质或药液中混杂的杂质可能堵塞喷头，从而导致漏喷，造成作业区域大面积漏喷现象。由于药液的挥发性以及药箱安装位置的关系，漏喷状况很难被驾驶员及时发现，并且施药区域和未施药区域。
10、不易区分，从而导致病、虫、草害的二度泛滥。若在未准确判断漏喷区域的情况下，用重复喷药方式避免漏喷，不仅浪费人力、物力，更造成环境的二次污染。因此，及时监测喷药机是否发生堵塞、漏喷，针对喷头堵塞故障进行排除，可以为绿色可持续农业的实施提供可靠的技术保障。发明内容0004针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够对喷药机喷头堵塞部位进行故障排除的系统和方法。0005一种喷药机喷头堵塞故障排除系统，由主控制系统A、电源模块A、显示模块B、报警系统C、药箱系统B、药液喷洒前部系统C、药液喷洒后部系统D、回水管1、三通管2、供水管3组成，其中显示模块B、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药。
11、液喷洒前部系统C的水泵电机13、管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器24、喷头堵塞监测传感器21、药液喷洒后部系统D的电磁阀25、电磁阀27、电磁阀29、电磁阀31均由主控制系统A控制。0006主控制系统A、显示模块B、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器24、喷头堵塞监测传感器21、药液喷洒后部系统D的电磁阀25、电磁阀27、电磁阀29、电磁阀31均由电源模块A供电。0007药液喷洒前部系统C的三通总管16出口经回水管1与药箱系统B的药箱回水口8连接；0008药液喷洒前部系统C的水泵入口11。
12、经供水管3与药箱系统B的药箱出水口9连接；0009药液喷洒前部系统C的三通支管18经三通管2的三通管上支管34与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器24连接；说明书CN104145923A2/5页50010药液喷洒前部系统C的三通支管18经三通管2的三通管下支管35与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器21连接。0011所述的药箱系统B由药箱4、液位传感器5、屏蔽线6、药箱盖7、药箱回水口8、药箱出水口9和液位计10组成，其中药箱盖7固接于药箱4顶部中央，液位传感器5与液位计10顶端固接，液位计10下部插于药箱4中，液位传感器5上设有屏蔽线6，药箱回水口8位于药箱盖7一边，药箱出水口9位于。
13、药箱4右侧下部。0012所述的药液喷洒前部系统C由水泵入口11、水泵12、水泵电机13、水泵出口14、管路压力传感器15、三通总管16、溢流阀17、三通支管18、三通支管19和三通总管20组成，其中水泵电机13输出轴与水泵12输入轴固接，水泵出口14经三通支管19与三通支管18连通，三通总管20与三通支管19连通，三通总管20出口处固接管路压力传感器15，三通总管16与三通支管18连通，溢流阀17串接于三通总管16中部。0013所述的药液喷洒后部系统D由塞监测传感器21、三通管22、三通管23、喷头堵塞监测传感器24、电磁阀25、喷头26、电磁阀27、喷头28、电磁阀29、喷头30、电磁阀31。
14、和喷头32组成，其中喷头堵塞监测传感器24固接于三通管上支管34与三通管总管36之间；喷头堵塞监测传感器21固接于三通管下支管35与三通管总管39之间。0014电磁阀25固接于三通管上支管37与喷头26之间；电磁阀27固接于三通管下支管38与喷头28之间；电磁阀29固接于三通管上支管40与喷头30之间；电磁阀31固接于三通管下支管41与喷头32之间。0015所述的主控制系统能够实时接收和监测上述传感器输出的电平信号，当监测参数超出预先所设定的值时，主控制系统会控制报警系统报警。0016所述的报警系统为声光报警，当接收到主控制系统的信号时，会发出红光和警报声，此时可知喷药机上出现故障；补喷完成后。
15、，会发出绿光和警报声，提示补喷完成。0017一种喷药机喷头堵塞故障排除方法，包括下列步骤00181主控制系统A对喷头流量进行监控001911由主控制系统A通过喷头堵塞监测传感器实时监测喷头流量；002012与设定流量比较，判断其流量是否满足喷药要求；002113当流量不满足喷药要求时，即通过报警系统C发出报警信号，提示喷头可能发生堵塞、水泵转速过低或者药箱液位过低中的某一类型故障；00222主控制系统A对药箱的液位进行监控002321主控制系统A通过液位传感器5实时监测药箱的液位情况；002422通过管路压力传感器15实时监测喷药分支管路压力；002523若液位为安全液位、且喷药压力大于安全压。
16、力时，则存在喷头堵塞的情况；00263主控制系统A对喷头流量进行调整002731由主控制系统A分析支路喷头堵塞监测传感器24和喷头堵塞监测传感器21的流量值；002832流量不满足喷药要求的支路为发生喷头堵塞的支路；002933主控制系统A控制关闭原有小支路电磁阀25或电磁阀29；说明书CN104145923A3/5页6003034启动备用小支路电磁阀27或电磁阀31工作，进行补喷；003135通过报警系统C发出报警信号和补喷完成信号。0032本发明能达到的效果是可以根据液位传感器、管路压力传感器、喷头堵塞监测传感器组包括与分支管路数量相同的喷头堵塞监测传感器的输出信号实时监测喷药机当前的工作。
17、状态；当主控系统监测到上述某一分支管路喷头发生堵塞时，会及时启动备用小支路电磁阀，实现补喷；若发生药箱液位低、水泵电机转速低等故障时，主控系统会精确判断喷药机的故障类型和故障管路的分支位置，从而为快速、便捷的排除故障提供前提条件。附图说明0033图1为喷药机喷头堵塞故障排除系统结构示意图0034图2为药箱系统结构示意图0035图3为药液喷洒前部系统结构示意图0036图4为药液喷洒后部系统结构示意图0037图5为三通管结构示意图0038图6为三通管结构示意图0039图7为三通管结构示意图0040图8为实施步骤框图0041其中A主控制系统B药箱系统C药液喷洒前部系统D药液喷洒后部系统A电源模块B显。
18、示模块C报警系统1回水管2三通管3供水管4药箱5液位传感器6屏蔽线7药箱盖8药箱回水口9药箱出水口10液位计11水泵入口12水泵13水泵电机14水泵出口15管路压力传感器16三通总管17溢流阀18三通支管19三通支管20三通总管21喷头堵塞监测传感器22三通管23三通管24喷头堵塞监测传感器25电磁阀26喷头27电磁阀28喷头29电磁阀30喷头31电磁阀32喷头33三通管总管34三通管上支管35三通管下支管36三通管总管37三通管上支管38三通管下支管39三通管总管40三通管上支管41三通管下支管具体实施方式0042为了能够更加全面的理解本发明，下面将结合附图对本发明的系统和方法做进一步的解释。
19、和说明。0043如图1所示，一种具有喷头堵塞故障排除功能的喷药机，包括主控制系统A、电源模块A、显示模块B、报警系统C、药箱系统B、药液喷洒前部系统C、药液喷洒后部系统D、回水管1、三通管2、供水管3组成，显示模块B、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的水泵电机13、管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器24、喷头堵塞监测传感器21、药液喷洒后部系统D的电磁阀25、电磁阀27、电磁阀29、电磁阀31均由主控制系统A控制。0044主控制系统A、显示模块B、报警系统C、药箱系统B的液位传感器5、药液喷洒前部系统C的管路压力传感器15、药液喷洒后部系统D的喷。
20、头堵塞监测传感器24、喷头堵塞监测传感器21、药液喷洒后部系统D的电磁阀25、电磁阀27、电磁阀29、电磁阀说明书CN104145923A4/5页731均由电源模块A供电；所述电源为拖拉机12V蓄电池所供直流电源，通过电源模块A分别输出5V和24V直流电；12V直流电源用于为主控制系统A、喷药机水泵电机13、管路压力传感器15以及报警系统C供电，5V直流电源用于为霍尔流量传感器和光电编码器供电，24V直流电源用于液位传感器5供电。0045如图3所示，药液喷洒前部系统C的药箱回水口8连接；三通总管16上置有溢流阀17。0046药液喷洒前部系统C的水泵入口11经供水管3与药箱系统B的药箱出水口9连。
21、接；0047药液喷洒前部系统C的三通支管18经三通管2的三通管上支管34与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器24连接；0048药液喷洒前部系统C的三通支管18经三通管2的三通管下支管35与药液喷洒后部系统D的喷头堵塞监测传感器21连接。0049如图2所示，药箱系统B由药箱4、液位传感器5、屏蔽线6、药箱盖7、药箱回水口8、药箱出水口9和液位计10组成，其中药箱盖7固接于药箱4顶部中央，液位传感器5与液位计10顶端固接，液位计10下部插于药箱4中，液位传感器5上设有屏蔽线6，药箱回水口8位于药箱盖7一边，药箱出水口9位于药箱4右侧下部。0050如图3所示，药液喷洒前部系统C由水泵入口11、水。
22、泵12、水泵电机13、水泵出口14、管路压力传感器15、三通总管16、溢流阀17、三通支管18、三通支管19和三通总管20组成，其中水泵电机13输出轴与水泵12输入轴固接，水泵出口14经三通支管19与三通支管18连通，三通总管20与三通支管19连通，三通总管20出口处固接管路压力传感器15，三通总管16与三通支管18连通，溢流阀17串接于三通总管16中部。0051如图4、图5、图6和图7所示，所述的药液喷洒后部系统D由塞监测传感器21、三通管22、三通管23、喷头堵塞监测传感器24、电磁阀25、喷头26、电磁阀27、喷头28、电磁阀29、喷头30、电磁阀31和喷头32组成，其中喷头堵塞监测传感。
23、器24固接于三通管上支管34与三通管总管36之间；喷头堵塞监测传感器21固接于三通管下支管35与三通管总管39之间。0052电磁阀25固接于三通管上支管37与喷头26之间；电磁阀27固接于三通管下支管38与喷头28之间；电磁阀29固接于三通管上支管40与喷头30之间；电磁阀31固接于三通管下支管41与喷头32之间。0053所述的液位传感器5优选投入式水位传感器，管路压力传感器15优选应变式压力传感器，喷头堵塞监测传感器组包括喷头堵塞监测传感器21、喷头堵塞监测传感器24优选霍尔流量传感器。并且上述传感器均通过屏蔽导线6与主控制系统A连接，从而主控制系统A能够实时接收和监测上述传感器输出电平信号。
24、的变化。所述喷药机水泵电机13用于为喷药机水泵提供动力。0054中小型喷药机上一般安装有2个以上的喷头，在本发明的实施例中喷药机安装有2组喷头如图4所示，第1组喷头包括喷头26、喷头28，第2组喷头包括喷头30、喷头32，两组喷头通过管路并排安装，在主控制系统A内有相对应的编号喷头组1和喷头组2，以便利于通过主控制系统A，对每组喷头以及每组喷头上的喷头堵塞监测传感器进行说明书CN104145923A5/5页8定位和标识。0055液位传感器5安装在药箱4上；管路压力传感器15通过三通总管20并联在管路上，用于监测主回路压力；喷头堵塞监测传感器组由分支管路喷头堵塞监测传感器21和喷头堵塞监测传感器。
25、24组成，分别串联在对应三通管下支管35和三通管上支管34的分支管路中，用于监测各回路中的药液流量。主控制系统A通过液位传感器5实时监测药箱4的液位情况、通过管路压力传感器15实时监测喷药分支管路压力，若液位为安全液位、且压力不小于喷药安全压力时，则存在喷头堵塞情况。由主控制系统A分析分支管路喷头堵塞监测传感器21和喷头堵塞监测传感器24的流量值，流量不满足喷药要求的支路为发生喷头堵塞的支路，主控制系统A关闭原有小支路电磁阀25或电磁阀29，启动备用小支路电磁阀27或电磁阀31工作、实现补喷，并通过报警系统C发出报警信号、排除喷头堵塞故障并实现补喷。0056如图8所示，利用本发明的喷药机喷头堵。
26、塞故障排除方法，包括如下具体步骤0057喷药作业前通过试验，获取喷头堵塞监测传感器组包括2个喷头堵塞监测传感器21、24的最小安全流量NMIN和最大安全流量NMAX，本实施例中最小安全流量设定为15M3/H，最大安全流量设定为2M3/H。00581主控制系统A对喷头流量进行监控005911由主控制系统A通过喷头堵塞监测传感器实时监测喷头流量；006012与设定流量比较，判断其流量是否满足喷药要求；006113当流量不满足喷药要求时，即通过报警系统C发出报警信号，提示喷头可能发生堵塞、水泵转速过低或者药箱液位过低中的某一类型故障；00622主控制系统A对药箱的液位进行监控006321主控制系统A。
27、通过液位传感器5实时监测药箱的液位情况；006422通过管路压力传感器15实时监测喷药分支管路压力；006523若液位为安全液位、且喷药压力大于安全压力时，则存在喷头堵塞的情况；00663主控制系统A对喷头流量进行调整006731由主控制系统A分析支路喷头堵塞监测传感器24和喷头堵塞监测传感器21的流量值；006832流量不满足喷药要求的支路为发生喷头堵塞的支路；006933主控制系统A控制关闭原有小支路电磁阀25或电磁阀29；007034启动备用小支路电磁阀27或电磁阀31工作，进行补喷；007135通过报警系统C发出报警信号和补喷完成信号。说明书CN104145923A1/3页9图1图2图3说明书附图CN104145923A2/3页10图4图5图6图7说明书附图CN104145923A103/3页11图8说明书附图CN104145923A11。