本发明涉及杂交水稻制种机械领域，尤其是涉及了一种能够适用于杂交水稻气力授粉的气流速度动态控制装置。
背景技术：
授粉是杂交水稻生产过程的重要环节之一。目前杂交水稻人工授粉的方式可以分为人力式以及机械式。水稻开花期较短，花粉寿命不长，人力式授粉劳动强度大、生产效率低，不能够满足现阶段水稻制种技术的发展要求。机械式授粉可以主要分为碰撞式及气力式两种。碰撞式为对父本进行碰撞以达到授粉目的，但其容易对植株造成损伤；气力式授粉采用气流将花粉从父本花蕊上吹落并散落在母本柱头的方式，对植株损伤较小，生产效率高。但气力式授粉对气流速度的要求较高。气流速度过大则花粉将散落在母本之外的区域，速度过小则无法将花粉从父本花蕊上吹落。但即使设置好较适宜的气流速度，在实际作业中，由于受到外界自然风的影响，花粉在自然风的扰动下难以以目标状态运动，使得这种方式对作业时环境条件要求较大。但水稻一天内只有1.5-2小时的开花时间，开花期仅7-10天，对气力式授粉机的环境适应性提出了较高的要求。因此，为了能够解决自然风干扰的问题，使气力式授粉机能有较好的授粉效果，特别需要开发一种能够针对外界自然风状态进行风速实时修正、具有较强可靠性的风机控制装置。
技术实现要素：
本发明的目的解决现有气力授粉机受到外界自然风影响作业花粉并不能够以目标状态运动的问题，本发明提出一种结构简单紧凑、能够修正自然风干扰的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置及其方法，综合杂交水稻制种田风速风向、授粉机前进方向、花粉脱落和稳定输送气流速度等实时自动调节气力式授粉管出口气流速度，并利用风速传感器实时检测授粉管内气流速度并传回处理芯片形成闭环控制，使得大行比气力式授粉机在受到外界自然风扰动的情况下，仍能使作业花粉以预定目标状态运动；整体结构简单紧凑、交互简单、可靠性高，为杂交水稻气力授粉机提供了性能优良的气流控制装置
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其包括气流控制总成、田间风场检测总成、气力式授粉总成，气流控制总成通过底板安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘上，气力式授粉总成安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘前部，田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田中；
气流控制总成包括底板、直流鼓风机、风速传感器、触摸屏、风机驱动器、处理芯片、无线传输模块、电子罗盘模块、集成电路板、箱盖、控制器、蓄电池；
底板前部均匀设置五个筒形固定架，集成电路板固定在底板后部，处理芯片、无线传输模块、电子罗盘模块安装在集成电路板上，五只风机驱动器均匀固定在集成电路板前的底板上；触摸屏固定在底板后边缘；触摸屏通过数据线与集成电路板连接；箱盖为中空箱体，箱盖安装在底板后部，风机驱动器、处理芯片、无线传输模块、电子罗盘模块、集成电路板均在箱盖内，触摸屏安装在箱盖上；
五只直流鼓风机均匀固定在底板中部，五只风机驱动器通过电缆线分别与五只直流鼓风机连接；
五只风速传感器的气流进口通过管路分别与五只直流鼓风机的气流出口连通，五只风速传感器的气流出口分别与底板前部的五个筒形固定架后端相连通，五个筒形固定架另一端通过软管分别与气力式授粉总成的五个授粉管进气口相连通；
蓄电池固定在底板上，蓄电池分别与集成电路板、控制器、风机驱动器连接供电，控制器通过数据线与集成电路板、触摸屏连接；
气力式授粉总成包括支板、左侧边单向授粉管、左中间单向授粉管、升降架、中央双向授粉管、右中间单向授粉管、右侧边单向授粉管、滑块、导轨、丝杆、直流电动机、滚珠螺母、直线轴承；
支板为u形结构，丝杆通过轴承及轴承座安装在支板内，两支导轨沿垂直方向固定在支板内，两支导轨的轴线与丝杆平行，滑块中部固定有滚珠螺母，滑块左右部均固定有直线轴承，滚珠螺母套装在丝杆上，且滚珠螺母与丝杆构成螺旋副，两只直线轴承分别套装在两支导轨上，且直线轴承与导轨构成移动副，滑块在滚珠螺母与丝杆螺旋作用下可沿导轨滑动；直流电动机固定在支板上端，直流电动机动力输出轴与丝杆同轴固定连接；
升降架水平固定在滑块上，左侧边单向授粉管、左中间单向授粉管、中央双向授粉管、右中间单向授粉管、右侧边单向授粉管依次从左至右均匀固定在升降架下部，左侧边单向授粉管、左中间单向授粉管、中央双向授粉管、右中间单向授粉管、右侧边单向授粉管的基本外形均为z字形，由上部水平段、竖直段和下部水平段依次连接而成；左侧边单向授粉管、左中间单向授粉管前部均在背离中央双向授粉管一侧开设水平狭缝，中央双向授粉管在前部两侧均对称开设水平狭缝，右中间单向授粉管、右侧边单向授粉管分别与左中间单向授粉管、左侧边单向授粉管为镜像对称结构；
五支授粉管的上部水平段长度不一致但五支授粉管的垂直段、下部水平段长度一致，使五支授粉管的下部水平段在同一水平面上，且下部水平段前端中心连线呈朝向气力式授粉总成内凹的“v”形；
田间风场检测总成包括风速风向仪、风速风向无线发送模块，风速风向无线发送模块安装在风速风向仪上的检测电路板上，用于与无线传输模块配合，将风速风向仪的检测数据发送至传输至控制器。
作为优选，所述电子罗盘模块位于装置整体纵向中心线上，与中央双向授粉管的垂直中心面在同一平面内。
作为优选，所述风速风向无线发送模块和无线传输模块构成风速风向发送与接收系统，无线传输模块实收接收风速风向无线发送模块发出的信号并通过集成电路板传输至控制器。
作为优选，所述蓄电池通过稳压模块和电缆线对外供电。
作为优选，所述触摸屏安装在箱盖的后端缺口位置。
作为优选，所述五支授粉管中，相邻授粉管的上部水平段长度之差为所述水平狭缝长度的1～2两倍。
作为优选，所述田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田的中心位置。
本发明的另一目的在于提供一种根据上述任一方案所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置的控制方法，其步骤如下：
第一步启动整机：将气流控制总成通过底板安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘上，将气力式授粉总成通过支板安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘前部，将田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田的中心位置，接通电源，使授粉机整机开机，田间风场检测总成正常工作；
第二步稻田风速风向信息获取：风速风向仪实时检测稻田的风速风向数据，风速风向无线发送模块实时将稻田风速、风向数据通过无线发送，无线传输模块接收自然风速、风向数据并通过集成电路板实时传输至控制器；
第三步授粉行走方向信息获取：电子罗盘模块获取动力底盘当前进方向并通过集成电路板实时传输至控制器；
第四步最佳气流参数计算：控制器根据每行杂交水稻父本授粉时花粉脱落气流速度、稻田实时风速与风向、授粉机实时行走方向计算每个授粉管水平狭缝出口所需的最佳气流速度，并作为每个授粉管水平狭缝出口气流速度的设定值；
第五步气流速度调节：控制器以每个授粉管水平狭缝出口所需最佳气流速度计算每个授粉管内风速并传输至处理芯片，处理芯片控制五个风机驱动器使直流鼓风机按设定的转速工作，同时五个风速传感器分别检测对应授粉管内气流速度并传输至处理芯片，处理芯片再调节风机驱动器参数以调节直流鼓风机输出气流速度，直到与设定值达到允许的误差范围，同时触摸屏实时显示每个授粉管内气流的设定值与实时测定值；
第六步：在气力授粉机动力底盘前进过程中，控制器不断接收到稻田风速度、风向信息、授粉机前进方向信息，不断进行计算并为处理芯片实现发送最佳气流速度，处理芯片控制风机驱动器使各授粉管内气流速度达到计算设定值，实现授粉气流参数实时控制。
本发明具有的有益效果是：通过风速风向仪实时检测稻田的风速风向数据并利用风速风向无线发送模块传输至控制器，利用电子罗盘获取的授粉机前进方位进实时传送至控制器，控制器综合稻田风速风向、授粉机前进方向、花粉脱落和稳定输送气流速度、授粉管实时气流速度等实时自动调节气力式授粉管出口气流速度，使得授粉机在受到不外界自然风速风向不断变化扰动的情况下，仍能使作业花粉以预定的轨迹飘移，实现花粉定向输送、均匀稳定授粉。
附图说明
图1是大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置总体结构示意图；
图2是大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置的控制箱体局部示意图；
图3是大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置的滑块处局部结构示意图；
图4是大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置的气流控制系统组成原理框图；
图中：底板1、直流鼓风机2、风速传感器3、触摸屏4、风机驱动器5、处理芯片6、无线传输模块7、电子罗盘模块8、集成电路板9、箱盖10、升降架16、支板11、控制器12、蓄电池13、左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15、升降架16、中央双向授粉管17、右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19、滑块20、导轨21、丝杆22、直流电动机23、滚珠螺母24、直线轴承25。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
如图1～4所示，为本发明的一种大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其主要部件包括气流控制总成、田间风场检测总成和气力式授粉总成。其中，大行比杂交水稻制种授粉动力底盘可采用任何能够驱动装置在杂交水稻制种田中行进的底盘，其形式不限，因此本发明不再具体赘述。气流控制总成通过底板1安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘上，用于控制气力式授粉总成的运行；而气力式授粉总成安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘前部，主要用于形成授粉气流；田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田中，主要用于检测当前稻田中的风力信息。
气流控制总成包括底板1、直流鼓风机2、风速传感器3、触摸屏4、风机驱动器5、处理芯片6、无线传输模块7、电子罗盘模块8、集成电路板9、箱盖10、控制器12、蓄电池13。底板1为“t”形平板，底板1前部均匀五个设置筒形固定架，筒形固定架呈无底无盖的筒状，筒形固定架固定后期轴线沿水平方向布置。集成电路板9固定在底板1后部，处理芯片6、无线传输模块7、电子罗盘模块8安装在集成电路板9上，五只风机驱动器5均匀固定在集成电路板9前的底板1上。触摸屏4固定在底板1后边缘，触摸屏4通过数据线与集成电路板9连接。由于这些电子元件不能裸露设置，因此在该装置中利用一个箱盖10作为保护，箱盖10为中空箱体，箱盖10安装在底板1后部，风机驱动器5、处理芯片6、无线传输模块7、电子罗盘模块8、集成电路板9均在箱盖10内，而如图2所示，触摸屏4安装在箱盖10的后端缺口位置，以便于操控。箱盖10还可以同时设置散热孔等。
五只直流鼓风机2均匀固定在底板1中部，五只风机驱动器5通过电缆线分别与五只直流鼓风机2连接，每只直流鼓风机2由一只独立的直流鼓风机2控制。
五只风速传感器3的气流进口通过管路分别一一对应的与五只直流鼓风机2的气流出口连通，五只风速传感器3的气流出口分别一一对应的与底板1前部的五个筒形固定架后端相连通，五个筒形固定架另一端通过软管分别一一对应的与气力式授粉总成的五个授粉管进气口相连通。直流鼓风机2鼓出的气流可以依次经过风速传感器3、筒形固定架和软管后，鼓入授粉管中，用于形成授粉气流。
蓄电池13固定在底板1上，蓄电池13通过稳压模块和电缆线分别与集成电路板9、控制器12、风机驱动器5连接供电，控制器12通过数据线与集成电路板9、触摸屏4连接，触摸屏4中用户输入的设定参数和信号可以通过集成电路板9处理后反馈至控制器12中。气流控制系统组成原理框图如图4所示，控制器12可以采用plc等设备实现，其余电子元件也可以根据实际情况进行选型，并按照相应的标准进行接线。
气力式授粉总成包括支板11、左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15、升降架16、中央双向授粉管17、右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19、滑块20、导轨21、丝杆22、直流电动机23、滚珠螺母24、直线轴承25。
其中，支板11为u形结构的长条形，由顶板、垂直板和底板组成。丝杆22通过轴承及轴承座安装在支板11内，两支导轨21沿垂直方向固定在支板11内，两支导轨21的轴线与丝杆22平行。如图3所示，滑块20中开设有三个孔道，其中部孔道中固定有滚珠螺母24，滑块20左右部的孔道中均固定有直线轴承25，滚珠螺母24套装在丝杆22上，且滚珠螺母24与丝杆22构成螺旋副，两只直线轴承25分别套装在两支导轨21上，且直线轴承25与导轨21构成移动副。滑块20在滚珠螺母24与丝杆22螺旋作用下可沿导轨21滑动；直流电动机23固定在支板11上端，直流电动机23动力输出轴与丝杆22同轴固定连接，通过直流电动机23即可驱动丝杆22转动，且通过控制直流电动机23正转或反转即可控制滑块20上下移动。
升降架16水平固定在滑块20上，左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15、中央双向授粉管17、右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19依次从左至右均匀固定在升降架16下部。左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15、中央双向授粉管17、右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19的基本外形均为z字形，都采用三段式结构，由上部水平段、竖直段和下部水平段依次连接而成。但是5条授粉管上开设的气流出口方向是不同的，其中左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15前部均在背离中央双向授粉管17一侧开设水平狭缝，中央双向授粉管17在前部两侧均对称开设水平狭缝，右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19分别与左中间单向授粉管15、左侧边单向授粉管14为镜像对称结构，也就是说右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19前部也均在背离中央双向授粉管17一侧开设水平狭缝。由此，左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15的水平狭缝出口处吹出的气流朝左侧，右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19的水平狭缝出口处吹出的气流朝右侧，中央双向授粉管17的水平狭缝出口处同时吹出左右朝向两侧的气流。五支授粉管上开设的水平狭缝长度以及在水平段上的开设位置均相同。
为了更好地形成授粉气流，五支授粉管的上部水平段长度不一致但五支授粉管的垂直段长度一致，下部水平段长度也一致，由此使五支授粉管的下部水平段在同一水平面上，且下部水平段前端中心连线呈朝向气力式授粉总成内凹的“v”形。在本实施例中，五支授粉管中，相邻授粉管的上部水平段长度之差为水平狭缝长度的1～2两倍，即左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15、中央双向授粉管17上部长度依次减少一至两倍水平狭缝的长度，由此相邻授粉管的下部水平段前端内凹距离也为水平狭缝长度的1～2两倍。
田间风场检测总成包括风速风向仪、风速风向无线发送模块，风速风向无线发送模块安装在风速风向仪上的检测电路板上，用于与无线传输模块7配合，将风速风向仪的检测数据发送至传输至控制器12。风速风向仪、风速风向无线发送模块均可采用现有的设备实现，不再赘述。
为了保证检测的准确性，电子罗盘模块8位于装置整体纵向中心线上，即与中央双向授粉管17的垂直中心面在同一平面内。
在该装置中，风速风向无线发送模块和无线传输模块7构成风速风向发送与接收系统，无线传输模块7实收接收风速风向无线发送模块发出的信号并通过集成电路板9传输至控制器12。
为了风力检测的准确性和代表性，田间风场检测总成可以安装在杂交水稻制种田的中心位置。
每个风机由单独的风机驱动器驱动，由无线传输模块接受环境自然风速及风向信息，由电子罗盘模块确定授粉机前进方向，通过控制器计算目标输出风速后，由处理芯片根据预设算法实时计算得到修正后风速，使花粉飘落至目标区域，利用风速传感器检测出风口风速并实时传回处理芯片，形成闭环控制；使得授粉机在受到外界自然风扰动的情况下，仍能使作业花粉以目标状态运动。
虽然本装置中一共有5条授粉管，但在实际使用过程中，授粉管数量据杂交水稻制种父母本行比进行调节。如果父本种植为4行，可以直接卸下左右最外侧授粉管，如果父本种植为8行，可以在最外侧增加授粉管以适应8行父本水稻制种要求，同时以当时具有授粉管数量重新匹配控制装置的硬件与软件。
基于上述大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置的控制方法，其步骤如下：
第一步启动整机：将气流控制总成通过底板1安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘上，将气力式授粉总成通过支板11安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘前部，将田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田的中心位置，接通电源，使授粉机整机开机，田间风场检测总成正常工作；
第二步稻田风速风向信息获取：风速风向仪实时检测稻田的风速风向数据，风速风向无线发送模块实时将稻田风速、风向数据通过无线发送，无线传输模块7接收自然风速、风向数据并通过集成电路板9实时传输至控制器12；
第三步授粉行走方向信息获取：电子罗盘模块8获取动力底盘当前进方向并通过集成电路板9实时传输至控制器12；
第四步最佳气流参数计算：控制器12根据每行杂交水稻父本授粉时花粉脱落气流速度、稻田实时风速与风向、授粉机实时行走方向计算每个授粉管水平狭缝出口所需的最佳气流速度，并作为每个授粉管水平狭缝出口气流速度的设定值；
在每个授粉管水平狭缝出口所需的最佳气流速度计算之前，可以通过预先试验获取最佳气流速度与不同的风速、风向、授粉机实时行走方向之间的关系，并将其存储于控制器12中以便于后续调用。
第五步气流速度调节：控制器12以每个授粉管水平狭缝出口所需最佳气流速度计算每个授粉管内风速并传输至处理芯片6，处理芯片6控制五个风机驱动器5使直流鼓风机2按设定的转速工作，同时五个风速传感器3分别检测对应授粉管内气流速度并传输至处理芯片6，处理芯片6再调节风机驱动器5参数以调节直流鼓风机2输出气流速度，直到与设定值达到允许的误差范围，同时触摸屏4实时显示每个授粉管内气流的设定值与实时测定值；
第六步：在气力授粉机动力底盘前进过程中，控制器12不断接收到稻田风速度、风向信息、授粉机前进方向信息，不断进行计算并为处理芯片6实现发送最佳气流速度，处理芯片6控制风机驱动器5使各授粉管内气流速度达到计算设定值，实现授粉气流参数实时控制。
当然，在实际使用时，各授粉管的气流速度也可以通过触摸屏直接手动设定。
上述步骤主要描述了授粉气流参数的控制过程，但整机的控制还应当包括授粉管高度的调整以及授粉管之间的间距调整。
调整授粉管高度时，需要通过控制器12控制直流电动机23工作，直流电动机23驱动丝杆22转动，丝杆22带动升降架16上下移动从而带动五支授粉管同步上下移动，当五支授粉管的气流出口，即水平狭缝到达父本穗区中下部时停止移动。
授粉管间距则可以通过改变五支授粉管在升降架16上的固定位置来实现。左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15、中央双向授粉管17、右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19的下部水平段中心线依次相邻的间距应当与制种田六行杂交水稻父本对应的五个行间距一致。为了便于调整，各授粉管在升降架16上的固定可以是调整式的，当然假如父本的行间距是固定的各授粉管也可以直接预先固定。
授粉时段应当选择在杂交水稻父本处于盛花期的10:30-14:30时段。上述授粉管气流参数调节完毕后，大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置横跨六行杂交水稻父本，并在动力底盘带动下沿其中心向前按规定的速度前进，左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15、中央双向授粉管17、右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19分别位于六行杂交水稻父本的行间，左侧边单向授粉管14、左中间单向授粉管15的水平狭缝的气流向左吹向左边两行父本穗部，右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19的水平狭缝的气流向右吹向右边两行父本穗部，右中间单向授粉管18、右侧边单向授粉管19两侧水平狭缝的气流分别向左右两边吹向中间两行父本的穗部，父本的花粉在气流及穗部摆动作用下脱离花芯并随气流飘移，左侧三行父本的花粉在左向气流作用下向左侧相邻的母本行飘散，右侧三行父本的花粉在右向气流作用下向右侧相邻的母本行飘散，随着母本厢上方气流速度逐渐下降，花粉在重力作用下向下沉降，一部分花粉沉落在母本的穗部，实现授粉。大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置行驶到该厢六行父本的终点时，田间掉头行驶至相邻另外一厢的六行父本，再进行授粉作业，并依次行驶至各父本厢进行授粉，在盛花期的10:30-14:30每天进行2～3次授粉作业。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
1.一种大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其特征在于包括气流控制总成、田间风场检测总成、气力式授粉总成，气流控制总成通过底板(1)安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘上，气力式授粉总成安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘前部，田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田中；
气流控制总成包括底板(1)、直流鼓风机(2)、风速传感器(3)、触摸屏(4)、风机驱动器(5)、处理芯片(6)、无线传输模块(7)、电子罗盘模块(8)、集成电路板(9)、箱盖(10)、控制器(12)、蓄电池(13)；
底板(1)前部均匀设置五个筒形固定架，集成电路板(9)固定在底板(1)后部，处理芯片(6)、无线传输模块(7)、电子罗盘模块(8)安装在集成电路板(9)上，五只风机驱动器(5)均匀固定在集成电路板(9)前的底板(1)上；触摸屏(4)固定在底板(1)后边缘；触摸屏(4)通过数据线与集成电路板(9)连接；箱盖(10)为中空箱体，箱盖(10)安装在底板(1)后部，风机驱动器(5)、处理芯片(6)、无线传输模块(7)、电子罗盘模块(8)、集成电路板(9)均在箱盖(10)内，触摸屏(4)安装在箱盖(10)上；
五只直流鼓风机(2)均匀固定在底板(1)中部，五只风机驱动器(5)通过电缆线分别与五只直流鼓风机(2)连接；
五只风速传感器(3)的气流进口通过管路分别与五只直流鼓风机(2)的气流出口连通，五只风速传感器(3)的气流出口分别与底板(1)前部的五个筒形固定架后端相连通，五个筒形固定架另一端通过软管分别与气力式授粉总成的五个授粉管进气口相连通；
蓄电池(13)固定在底板(1)上，蓄电池(13)分别与集成电路板(9)、控制器(12)、风机驱动器(5)连接供电，控制器(12)通过数据线与集成电路板(9)、触摸屏(4)连接；
气力式授粉总成包括支板(11)、左侧边单向授粉管(14)、左中间单向授粉管(15)、升降架(16)、中央双向授粉管(17)、右中间单向授粉管(18)、右侧边单向授粉管(19)、滑块(20)、导轨(21)、丝杆(22)、直流电动机(23)、滚珠螺母(24)、直线轴承(25)；
支板(11)为u形结构，丝杆(22)通过轴承及轴承座安装在支板(11)内，两支导轨(21)沿垂直方向固定在支板(11)内，两支导轨(21)的轴线与丝杆(22)平行，滑块(20)中部固定有滚珠螺母(24)，滑块(20)左右部均固定有直线轴承(25)，滚珠螺母(24)套装在丝杆(22)上，且滚珠螺母(24)与丝杆(22)构成螺旋副，两只直线轴承(25)分别套装在两支导轨(21)上，且直线轴承(25)与导轨(21)构成移动副，滑块(20)在滚珠螺母(24)与丝杆(22)螺旋作用下可沿导轨(21)滑动；直流电动机(23)固定在支板(11)上端，直流电动机(23)动力输出轴与丝杆(22)同轴固定连接；
升降架(16)水平固定在滑块(20)上，左侧边单向授粉管(14)、左中间单向授粉管(15)、中央双向授粉管(17)、右中间单向授粉管(18)、右侧边单向授粉管(19)依次从左至右均匀固定在升降架(16)下部，左侧边单向授粉管(14)、左中间单向授粉管(15)、中央双向授粉管(17)、右中间单向授粉管(18)、右侧边单向授粉管(19)的基本外形均为z字形，由上部水平段、竖直段和下部水平段依次连接而成；左侧边单向授粉管(14)、左中间单向授粉管(15)前部均在背离中央双向授粉管(17)一侧开设水平狭缝，中央双向授粉管(17)在前部两侧均对称开设水平狭缝，右中间单向授粉管(18)、右侧边单向授粉管(19)分别与左中间单向授粉管(15)、左侧边单向授粉管(14)为镜像对称结构；
五支授粉管的上部水平段长度不一致但五支授粉管的垂直段、下部水平段长度一致，使五支授粉管的下部水平段在同一水平面上，且下部水平段前端中心连线呈朝向气力式授粉总成内凹的“v”形；
田间风场检测总成包括风速风向仪、风速风向无线发送模块，风速风向无线发送模块安装在风速风向仪上的检测电路板上，用于与无线传输模块(7)配合，将风速风向仪的检测数据发送至传输至控制器(12)。
2.根据权利要求1所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其特征在于所述电子罗盘模块(8)位于装置整体纵向中心线上，与中央双向授粉管(17)的垂直中心面在同一平面内。
3.根据权利要求1所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其特征在于所述风速风向无线发送模块和无线传输模块(7)构成风速风向发送与接收系统，无线传输模块(7)实收接收风速风向无线发送模块发出的信号并通过集成电路板(9)传输至控制器(12)。
4.根据权利要求1所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其特征在于所述蓄电池(13)通过稳压模块和电缆线对外供电。
5.根据权利要求1所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其特征在于所述触摸屏(4)安装在箱盖(10)的后端缺口位置。
6.根据权利要求1所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其特征在于所述五支授粉管中，相邻授粉管的上部水平段长度之差为所述水平狭缝长度的1～2两倍。
7.根据权利要求1所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置，其特征在于所述田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田的中心位置。
8.一种根据权利要求1～7任一所述的大行比杂交水稻制种气力式授粉控制装置的控制方法，其特征在于步骤如下：
第一步启动整机：将气流控制总成通过底板(1)安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘上，将气力式授粉总成通过支板(11)安装在大行比杂交水稻制种授粉动力底盘前部，将田间风场检测总成安装在杂交水稻制种田的中心位置，接通电源，使授粉机整机开机，田间风场检测总成正常工作；
第二步稻田风速风向信息获取：风速风向仪实时检测稻田的风速风向数据，风速风向无线发送模块实时将稻田风速、风向数据通过无线发送，无线传输模块(7)接收自然风速、风向数据并通过集成电路板(9)实时传输至控制器(12)；
第三步授粉行走方向信息获取：电子罗盘模块(8)获取动力底盘当前进方向并通过集成电路板(9)实时传输至控制器(12)；
第四步最佳气流参数计算：控制器(12)根据每行杂交水稻父本授粉时花粉脱落气流速度、稻田实时风速与风向、授粉机实时行走方向计算每个授粉管水平狭缝出口所需的最佳气流速度，并作为每个授粉管水平狭缝出口气流速度的设定值；
第五步气流速度调节：控制器(12)以每个授粉管水平狭缝出口所需最佳气流速度计算每个授粉管内风速并传输至处理芯片(6)，处理芯片(6)控制五个风机驱动器(5)使直流鼓风机(2)按设定的转速工作，同时五个风速传感器(3)分别检测对应授粉管内气流速度并传输至处理芯片(6)，处理芯片(6)再调节风机驱动器(5)参数以调节直流鼓风机(2)输出气流速度，直到与设定值达到允许的误差范围，同时触摸屏(4)实时显示每个授粉管内气流的设定值与实时测定值；
第六步：在气力授粉机动力底盘前进过程中，控制器(12)不断接收到稻田风速度、风向信息、授粉机前进方向信息，不断进行计算并为处理芯片(6)实现发送最佳气流速度，处理芯片(6)控制风机驱动器(5)使各授粉管内气流速度达到计算设定值，实现授粉气流参数实时控制。
技术总结