齊澤中+湯明昊+肖煜

摘 要：現(xiàn)階段的打捆裹包機(jī)多為國外進(jìn)口，在實(shí)際生產(chǎn)中并不完全適合我國國情，為了縮短青貯飼料的發(fā)酵周期，需要對(duì)打捆前的秸稈等原材料進(jìn)行藥液的噴灑，但是這個(gè)過程中會(huì)出現(xiàn)的藥液浪費(fèi)現(xiàn)象，所以我們利用壓力傳感器，角度傳感器以及流量控制器與單片機(jī)程序設(shè)計(jì)了打捆裹包機(jī)自動(dòng)控制噴藥裝置。

關(guān)鍵詞：打捆裹包機(jī)；流量控制；噴藥：密度流；檢測(cè)；青貯添加劑

在我國，秸稈資源非常豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù) 2010 年統(tǒng)計(jì)年鑒 和秸稈產(chǎn)量 / 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 估算中國 2009 年主要作物秸稈總量約 6.46 億 t，其中以玉米、稻谷的秸稈為主，占總體的 2/3。作物秸稈用途廣泛，在畜牧業(yè)可制成青貯飼料喂養(yǎng)牲畜；在新能源方面可以用于發(fā)電、制造燃料乙醇、發(fā)酵后生產(chǎn)沼氣；作為液化發(fā)生灶原料；栽培食用菌等。隨著國家相關(guān)環(huán)保政策的實(shí)施和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，秸稈的綜合利用問題得到了很高的重視。[3-4] 隨著科技的發(fā)展我國大力扶植農(nóng)業(yè)的國策推行，科技興農(nóng)逐漸變?yōu)槲覀儸F(xiàn)在的主流路線，我們此次的研究項(xiàng)目在打捆裹包一體機(jī)上加裝藥液自動(dòng)控制噴灑裝置，利用藥液用量控制裝置以及草量檢測(cè)裝置通過此裝置來實(shí)現(xiàn)青貯打捆裹包時(shí)藥液噴灑不均勻，而造成藥液嚴(yán)重浪費(fèi)以及發(fā)酵不均勻的現(xiàn)象，主要利用了現(xiàn)在比較主流的單片機(jī)以及數(shù)字自動(dòng)控制技術(shù)，利用壓力傳感器裝置以及角度傳感器裝置的共同使用來檢測(cè)入草口的草量進(jìn)入情況，通過對(duì)草量的檢測(cè)合理的噴灑適當(dāng)?shù)乃幰?，做到藥液的均勻噴灑，通過以上技術(shù)以及理念來實(shí)現(xiàn)我們藥液自動(dòng)控制噴裝置的設(shè)計(jì)。通過對(duì)打捆裹包一體機(jī)藥液自動(dòng)控制噴灑裝置的設(shè)計(jì)研究，來解決青貯飼料打捆裹包時(shí)藥液噴灑不均勻，而造成藥液嚴(yán)重浪費(fèi)以及發(fā)酵不均勻的現(xiàn)象，同時(shí)通過此裝置的加裝讓這種國外進(jìn)口的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械更加適合我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，讓青貯飼料可以大規(guī)?？焖俚纳a(chǎn)使用，促進(jìn)我國青貯飼料的推廣以及大規(guī)模使用。

一、系統(tǒng)的整體框架

1.草料重量檢測(cè)裝置

對(duì)打捆裹包機(jī)進(jìn)草口處加裝草料重量檢測(cè)裝置，通過該裝置對(duì)每時(shí)刻通過進(jìn)草口的草料的重量進(jìn)行檢測(cè)，得出草料的重量將這些重量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?hào)輸入到計(jì)算機(jī)中。

該裝置在具體設(shè)計(jì)時(shí)我們利用了壓力傳感器裝置，分別在進(jìn)草進(jìn)口的傳送帶下面加裝多個(gè)壓力傳感器對(duì)不同的區(qū)域進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，可以提高傳送帶上方便于各個(gè)藥液噴頭對(duì)傳送帶上不同區(qū)域的青貯原料進(jìn)行均勻的藥液噴灑，已達(dá)到裝置設(shè)計(jì)的目的。

2.草料厚度檢測(cè)裝置

對(duì)打捆裹包機(jī)進(jìn)草口處加裝草料厚度檢測(cè)裝置，通過該裝置對(duì)每時(shí)刻通過進(jìn)草口的草料的厚度進(jìn)行檢測(cè)，主要目的是結(jié)合草料重量檢測(cè)裝置，通過檢測(cè)每個(gè)時(shí)刻通過進(jìn)草口傳送帶的草料的重量以及高度得出草料的密度流，通過密度流的得出實(shí)現(xiàn)對(duì)不同時(shí)刻進(jìn)草口傳送帶上的草料藥液的均勻噴灑實(shí)現(xiàn)，打輪裹包機(jī)噴藥裝置裝置噴藥時(shí)的合理性，避免了藥液不必要的浪費(fèi)。

該裝置在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用了角度傳感器，在進(jìn)草口加裝擋板，每塊擋板分別于一個(gè)角度傳感器連接，并且每個(gè)角度傳感器與擋板和一個(gè)可控藥液噴頭連接形成一個(gè)部分噴藥系統(tǒng)，通過草料通過擋板時(shí)，擋板抬起的高度來確定草料的高度，在通過角度傳感器將偏轉(zhuǎn)的角度，轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)傳送到控制器中，對(duì)噴頭進(jìn)行控制。

3.藥液噴灑控制裝置

計(jì)算機(jī)接收到草料重量檢測(cè)裝置所檢測(cè)的每個(gè)時(shí)刻的進(jìn)草口的草料密度流信號(hào)后，通過之前編寫的草料總與藥液用量的換算比得住藥液的具體用量，通過流量控制器控制輸出所需的藥液用量，然后通過藥液控制裝置控制噴頭對(duì)草料進(jìn)行噴藥。因?yàn)樵谒幰簢姙⒌倪^程中我們利用了多個(gè)傳感器分別檢測(cè)的方法，來提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，所以在噴藥時(shí)各個(gè)噴頭的噴藥量根據(jù)其檢測(cè)值有關(guān)，已達(dá)到自動(dòng)合理的對(duì)草料進(jìn)行藥液的噴灑。

4.流量控制器

工作原理是流量傳感器采集到流量信息，通過變換器，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，AD轉(zhuǎn)換器將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散信號(hào)，傳給單片機(jī)。單片機(jī)軟件系統(tǒng)根據(jù)事先的設(shè)定值對(duì)采集的信息進(jìn)行處理，輸出離散的控制信號(hào)。DA轉(zhuǎn)換器將離散的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電量。通過模擬電量來控制閥門的動(dòng)作，從而調(diào)節(jié)流量，實(shí)現(xiàn)流量的精確控制。

流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過管道某一截面的物料數(shù)量。本控制系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)通過某一管道截面的物料數(shù)量即降粘劑流量進(jìn)行控制。本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，通過流量計(jì)采集流量信息，傳給單片機(jī)。單片機(jī)通過預(yù)先設(shè)定值和系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析，發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，從而確定降粘劑的配比與耗量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。

二、結(jié)語

我國現(xiàn)階段設(shè)計(jì)出的打捆裹包機(jī)械在技術(shù)水平上與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。為加快我國大捆機(jī)具的發(fā)展，提出以下建議：

加強(qiáng)自主創(chuàng)新研發(fā)能力，提高機(jī)具可靠性。結(jié)合我國特定的情況，研制出適合我國的打捆裹包機(jī)具。在滿足設(shè)備可靠性及適應(yīng)性的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，提高操作性能。

引進(jìn)國外先進(jìn)機(jī)具和技術(shù)，吸取其先進(jìn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我國實(shí)際情況，對(duì)相應(yīng)機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，逐漸完善我國打捆裹包機(jī)械的品種。

充分發(fā)揮政府在我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的積極作用，為了進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展，政府應(yīng)充分發(fā)揮其作用。要加大對(duì)打捆裹包機(jī)械研發(fā)的投入；對(duì)國內(nèi)打捆裹包機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)和機(jī)械購買者提供農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策。在打捆裹包機(jī)械的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)給予扶持和支持，形成一個(gè)有效的良性循環(huán)。

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