CN102964157A - 一种颗粒肥料自动配比装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对分散农户进行变量施肥作业用颗粒肥料的配比装置及方法，该配比装置包括肥料传输装置、控制系统和肥料混合装置，肥料传输装置包括至少两个传输搅轮筒，每个传输搅轮筒内设有传输搅拌轴；该方法是将至少两种颗粒肥料放入各自对应的传输搅轮筒中；传输搅轮筒中的传输搅拌轮旋转同时轴向推动传输搅轮筒中的肥料进入肥料混合装置，然后控制系统控制所述传输搅拌轮的启停和转速。本发明能够实现分散型经营模式下变量施肥作业，提高了肥料的利用率和肥效；自动化程度高，配比精度高，结构简单，操作方便，平稳性好；进一步减少肥料的浪费，具有良好的经济效益和生态环境效益，可进一步提高粮食产量5%～15%，节省肥料18%～35%。

Description

一种颗粒肥料自动配比装置及方法

技术领域

本发明涉及定量输送肥料进行配比的装置和方法，尤其涉及一种针对分散农户进行变量施肥作业用颗粒肥料的配备装置及方法。

背景技术

肥料在粮食增产中起至关重要的作用，在粮食增产贡献率中，肥料约占35%～40%。据统计，2011年全球化肥消费总量达到2.27亿吨，而我国拥有占世界7%的耕地，年化肥消费量占到全球消费总量的1/3。在实际施肥生产作业中，往往存在高养分土壤的地方和低养分土壤的地方施撒了相同剂量的化肥，甚至在高养分土壤的地方施撒了更多剂量的肥料，如此便会造成肥料在这些地方的过量施撒。过量施撒化肥会造成破坏生态环境，甚至地下水污染，影响人们身体健康，而施肥剂量太少，满足不了植物生长的需要，降低经济效益，农民利润难以保障。

在20世纪90年代以来，精准农业的兴起为精准施肥的实现提供了平台与支点。随着精准农业的发展和深入，变量施肥日益成熟。通过变量施肥作业，可以大大提高化肥使用效率，降低生产成本，尽可能减小施肥环节对环境产生的影响。在国外精准农业发达国家，变量施肥技术已基本取代传统施肥作业。

目前国内外对精准施肥的研究大都偏重于针对农场、同一土壤类型或更大范围的尺度。然而由于我国农业生产方式从南到北存在着较大的差异，农户的生产规模也存在分散、小规模、中等规模和大规模种植方式，单一形式的智能化变量施肥装置无法实现各种规模种植条件下的所有施肥作业。尤其对于分散经营农户由于土地经营面积小，无法实现机械辅助作业下的变量施肥作业，但农民又迫切需要根据种植作物品种，实现均衡化营养施肥。

目前市场上供应的化肥，不能够完全满足不同肥力条件下农作物对肥力养分的需求，两种或两种以上的颗粒化肥按照所需配比进行施肥，更具有增产效果。为此，针对分散经营模式下提供一种能够按需进行肥料配比的装置，实现分散经营条件下进行变量施肥作业，对土壤进行平衡施肥尤为重要，同时可进一步实现分散农户施肥作业环节的高效、科学，减少农民生产投入。

为了解决以上问题，本发明做了有益改进。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种结构简单、合理、出料速度可调、出料称量准确、全自动控制的可按不同配比需求进行至少两种颗粒肥料自动配比的装置。

（二）技术方案

本发明是通过以下技术方案实现的：一种颗粒肥料自动配比装置，包括肥料传输装置、控制系统和肥料混合装置，所述肥料传输装置包括至少两个传输搅轮筒，每个传输搅轮筒内设有传输搅拌轴；所述传输搅拌轴旋转并轴向推动传输搅轮筒中的肥料进入肥料混合装置；所述控制系统分别与每个传输搅拌轴相连，从而控制传输搅拌轴的启停和转速。

而且，该装置还包括肥料箱，所述肥料箱内设有至少两个独立的肥料室；每个肥料室下侧对应设置有一个传输搅轮筒，且该肥料室与该传输搅轮筒连通。

其中，每个肥料室内均设有可调节高度的撑肥装置。

进一步，所述撑肥装置包括倒V型撑肥部件、撑肥部件连接臂和撑肥部件固定梁，所述倒V型撑肥部件与撑肥部件连接臂固定连接，该撑肥部件连接臂与撑肥部件固定梁连接，该撑肥部件固定梁两端固定在肥料箱内对应的两侧。

另外，该装置底部设有支撑座，所述支撑座上设有称重传感器，所述称重传感器上部与所述肥料箱连接，且该称重传感器与控制系统连接。

进一步，所述肥料混合装置包括漏斗型集料装置，所述传输搅轮筒在肥料输送的终端均设有落肥口，所述落肥口设置在所述漏斗型集料装置的内部，该落肥口与漏斗型集料装置内部连通、外部密封。

其中，所述的肥料混合装置还包括搅拌部件，所述搅拌部件设置在所述漏斗型集料装置内，且该搅拌部件与所述控制系统相连。

进一步，所述搅拌部件包括两排三角形状搅拌单元和混合搅拌轴，所述两排搅拌单元平行固定连接在所述混合搅拌轴上，且该两排搅拌单元设在同一平面上，并通过混合搅拌轴连接形成菱形结构。

本发明还提供一种颗粒肥料自动配比的方法，包括以下步骤：

S1：将至少两种颗粒肥料放入各自对应的传输搅轮筒中；

S2：所述传输搅轮筒中的传输搅拌轮旋转同时轴向推动传输搅轮筒中的肥料进入肥料混合装置：

S3：通过控制系统控制所述传输搅拌轮的启停和转速。

其中，所述S3步骤中，控制系统通过设定的各种颗粒肥料的配比比例，自动设定各种颗粒肥料对应的传输搅拌轮的转速比例。

（三）有益效果

与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：

1）本发明能够实现分散型经营模式下变量施肥作业，提高了肥料的利用率和肥效；

2）本发明的自动化程度高，在装好需要配比的肥料后，输入需要配比比例便可自动完成所需配比肥料，同时显示配比后的肥料量，且肥料混合均匀，配比精度高，结构简单，操作方便，平稳性好；

3）本发明可进一步减少肥料的浪费，减轻不合理使用化肥给环境造成的污染，具有良好的经济效益和生态环境效益，可进一步提高粮食产量5%～15%，节省肥料18%～35%。

附图说明

图1是本发明的颗粒肥料自动配比装置的结构侧视示意图；

图2是本发明的颗粒肥料自动配比装置的结构主视示意图；

图3是本发明的颗粒肥料自动配比装置的电路控制部分原理图。

附图中，各标记代表的部件列表如下：

1、搅拌部件电机；2、肥料出口；3、搅拌部件；4、轴承座；5、集料器；6、第一轴承座；7、固定板；8、传输搅轮筒；9、传输搅拌轮；10、撑肥部件；11、撑肥部件连接臂；12、肥料；13、肥料箱；131、第一肥料室；132、第二肥料室；133、第三肥料室；14、固定板；15、第二轴承座；16、连接板；17、联轴器；18、电机固定板；19、步进电机；20、控制器；21、支撑座；22、减震块；23、称重传感器；24、撑肥部件固定梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示，一种颗粒肥料自动配比装置，包括肥料箱13、肥料传输装置、集料器5和控制系统。本装置可为两种以上的颗粒肥料按照需求进行自动配比，本实施例以三种颗粒肥料为例，将三种肥料12装载在肥料箱13中。该肥料传输装置包括三个相同的轴向传输搅拌轮9，该肥料传输装置安装在肥料箱13底部，且其与肥料箱13内部连通。所述每个传输搅拌轮9两侧分别与轴端的第一轴承座6和第二轴承座15连接，且每个传输搅拌轮9的驱动一端均通过联轴器17与步进电机19相连，所述步进电机19均与控制器20通过线路连接；其中，每个联轴器17都通过连接板16与对应的传输搅拌轮9相连，连接板上设置有固定板14，用于固定联轴器17。步进电机19通过电机固定板18固定连接在连接板16上。每个传输搅拌轮9都设置在一个柱形传输搅轮筒8内，传输搅轮筒8两端通过与其两端对应的固定板7和连接板16固定连接，所述传输搅轮筒8的内表面与传输搅拌轮9滑动接触，所述三个传输搅轮筒8在肥料输送方向终端下部均设有落肥口，在三个落肥口下部设有肥料混合装置。三个落肥口都设置在肥料混合装置内。每个传输搅拌轮9可选择螺旋轴，其上都设有螺旋叶片，当传输搅拌轮旋转时，传输搅拌轮9上的螺旋叶片将推动传输搅轮筒8中的肥料沿轴向运动，通过落肥口进入肥料混合装置。每个传输搅轮筒8上部与肥料箱13底部相通，且外部密封。

如图2所示，所述肥料箱13中间隔断成三个独立的肥料室，即第一肥料室131、第二肥料室132、第三肥料室133，每个肥料室中装入一种颗粒肥料，且每个肥料室底部分别与一个柱状传输搅轮筒8固定密封连通，且每个肥料室内设置有可调节高度的撑肥装置，从而可以避免肥料起拱和减小肥料在传输搅拌过程中的摩擦力。所述撑肥装置包括倒V型撑肥部件10、撑肥部件连接臂11和撑肥部件固定梁24，倒V型撑肥部件10与撑肥部件连接臂11固定连接，撑肥部件连接臂11与撑肥部件固定梁24连接，撑肥部件固定梁24两端与肥料箱13内侧两边固定，撑肥部件连接臂11上设有分级孔，可以调整该撑肥部件连接臂11在撑肥部件固定梁24的高低位置，从而可以带动倒V型撑肥部件10在肥料箱13中的高低位置。在肥料配比中，如果撑肥装置对应的传输搅拌轮9转速较大，可将倒V型撑肥部件10位置调整较高，以保证肥料在各自传输搅轮筒8输送中的压实度相近。

所述肥料混合装置包括漏斗型的集料器5和肥料混合搅拌装置，集料器5的广口斗与三个柱形的传输搅轮筒8固定连接，三个柱形传输搅轮筒8上的落肥口置于集料器5斗口内，且传输搅轮筒8与集料器5内部连通，外部密封。在集料器5的下部设有肥料出口。所述肥料混合搅拌装置包括搅拌部件3、搅拌部件电机1和混合搅拌轴，所述搅拌部件3由两排三角形搅拌单元通过混合搅拌轴平行固定连接，且两排三角形搅拌单元在同一平面，通过混合搅拌轴连接形成菱形结构，所述三角形搅拌单元由细圆柱棒体折弯而成，与混合搅拌轴单边连接形成三角形栅格，以便肥料均匀混合和顺利下落。所述混合搅拌轴一端与搅拌部件电机1连接，另一端连接轴承座4。所述搅拌部件电机1通过线路与控制器20相连。

该颗粒肥料自动配比装置设有称重传感器23，该称重传感器23设置在该装置的支撑座21上，如图2所示，肥料箱13和肥料传输装置设置在称重传感器23上侧。在支撑座21底部设有减震块22，增加装置运行的平稳性。

如图3所示，在进行肥料配比时，将控制器20电源控制开启，通过控制器20上的触摸屏输入肥料配比信息和所需肥料量，通过控制器20发送指令经驱动模块给步进电机19，从而使步进电机19按照给定的配肥比产生不同的旋转速度，最终经步进电机19带动第一肥料室131、第二肥料室132、第三肥料室133下与他们对应的三个传输搅拌轮9转动，传输搅拌轮9的旋转推动落入填充在对应传输搅轮筒8中的肥料移动，从而使定量的肥料经传输搅拌轮9推动到各个落肥口处，所述定量排到落肥口处的肥料，经集料器5的斗口汇集，从而使从三个肥箱中排出的不同肥料进行一次混合，在不同的肥料汇集后流到肥料出口2之前，经不停旋转的搅拌部件3对汇集混合一起的肥料进行搅拌，再次混合后的肥料，经搅拌部件3的菱形栅格中流出，最终经肥料出口2排出配比好的肥料。

当排出的配比肥料量达到需求量时，固定在肥料箱13下的称重传感器23发送肥料排出量信号到控制器20，经控制器20发送停止命令，步进电机19停止转动，从而便可得到所需配比比例的配比肥料，并通过触摸屏显示肥料配比值以及肥料配比量。

为了保证测试肥料定量排出的准确，控制系统20设有零点复位设置，以校准称重传感器23，且在肥料箱13内肥料量较少下，通过称重传感器23反馈，控制器20报警。

在此说明书中，以上所述为本发明所运用的技术原理及具体实施例，还可用于其它颗粒物料等的配比和定量输出，如饲料等。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，包括肥料传输装置、控制系统和肥料混合装置，所述肥料传输装置包括至少两个传输搅轮筒，每个传输搅轮筒内设有传输搅拌轴；所述传输搅拌轴旋转并轴向推动传输搅轮筒中的肥料进入肥料混合装置；所述控制系统分别与每个传输搅拌轴相连，从而控制传输搅拌轴的启停和转速。

2.根据权利要求1所述的颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，还包括肥料箱，所述肥料箱内设有至少两个独立的肥料室；每个肥料室下侧对应设置有一个传输搅轮筒，且该肥料室与该传输搅轮筒连通。

3.根据权利要求2所述的颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，每个肥料室内均设有可调节高度的撑肥装置。

4.根据权利要求3所述的颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，所述撑肥装置包括倒V型撑肥部件、撑肥部件连接臂和撑肥部件固定梁，所述倒V型撑肥部件与撑肥部件连接臂固定连接，该撑肥部件连接臂与撑肥部件固定梁连接，该撑肥部件固定梁两端固定在肥料箱内对应的两侧。

5.根据权利要求2所述的颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，该装置底部设有支撑座，所述支撑座上设有称重传感器，所述称重传感器上部与所述肥料箱连接，且该称重传感器与控制系统连接。

6.根据权利要求1所述的颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，所述肥料混合装置包括漏斗型集料装置，所述传输搅轮筒在肥料输送的终端均设有落肥口，所述落肥口设置在所述漏斗型集料装置的内部，该落肥口与漏斗型集料装置内部连通、外部密封。

7.根据权利要求6所述的颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，所述的肥料混合装置还包括搅拌部件，所述搅拌部件设置在所述漏斗型集料装置内，且该搅拌部件与所述控制系统相连。

8.根据权利要求7所述的颗粒肥料自动配比装置，其特征在于，所述搅拌部件包括两排三角形状搅拌单元和混合搅拌轴，所述两排搅拌单元平行固定连接在所述混合搅拌轴上，且该两排搅拌单元设在同一平面上，并通过混合搅拌轴连接形成菱形结构。

9.一种颗粒肥料自动配比的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将至少两种颗粒肥料放入各自对应的传输搅轮筒中；

S2：所述传输搅轮筒中的传输搅拌轮旋转同时轴向推动传输搅轮筒中的肥料进入肥料混合装置：

S3：通过控制系统控制所述传输搅拌轮的启停和转速。

10.根据权利要求9所述的颗粒肥料自动配比的方法，其特征在于，所述S3步骤中，控制系统通过设定的各种颗粒肥料的配比比例，自动设定各种颗粒肥料对应的传输搅拌轮的转速比例。

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