CN103583129A - 四自由度混联肥料混合播撒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有三平移一转动共四个自由度的肥料混合播撒装置，由分箱储料仓、操纵装置、支撑架、振动混合机构和播撒装置组成。所述的分箱储料仓固定在支撑架的顶板上，操纵装置安装在分箱储料仓的下底面上，且位于振动混合机构中，振动混合机构的动平台通过悬挂弹簧和支撑架的耳钩连接，静平台固定在支撑架的中板上，播撒装置位于振动混合机构的正下方，并固定在支撑架的底部支架上。本发明集化肥的混合和播撒于一体，振动自由度多，可使化肥混合充分，播撒均匀，且可和旋耕机等农用机械配合使用，对不同颗粒大小的肥料适用性强，操作简便，节省了人力、物力和财力，大大方便了农民的肥料播撒工作，使用领域较广。

Description

四自由度混联肥料混合播撒装置

技术领域

本发明涉及一种肥料混合及播撒装置领域，尤其涉及一种四自由度混联肥料混合播撒装置。

背景技术

目前，农民在田地里施肥时主要遇到三类难题。第一，采用人工施肥，劳动强度大，施肥效率低，容易腐蚀皮肤且对身体造成伤害；第二，在使用旋耕机或者播种机进行施撒化肥时，播撒不均匀，无法满足田地的施肥要求；第三，肥料混合有利于提高肥效和工效，对于需要混施的肥料，现有的农用播撒机械不能实现肥料的有效和充分混合。

肥料均施，有利于预防作物肥害，同时，根据土壤特性和农作物的需要，肥料进行科学的混合施用，不仅能提高肥料中养分的有效性，而且能改善肥料的理化性状，减轻农民的劳动强度，从而使作物实现真正意义上的高产高效；有些肥料不但可以混用，而且混用后效果较好，化肥和有机肥混合施用，能够相互补充，满足作物整个生育期对养料的供应，还可利用有机肥的缓冲和持肥能力，来减少化肥养料的损失，从而提高化肥的利用率；有些化肥必须和其他肥料混合使用，否则会降低肥效，例如硝酸磷肥，在石灰性土壤上不宜单独使用，应与水溶性磷肥配合施用，磷酸一铵和磷酸二铵作基肥和追肥时要配合施用尿素或碳铵等氮肥。

现有的施肥机很少涉及到肥料混合播撒的方式，申请号为200910185180.4的中国专利公开了一种化肥种子联合喷洒机，由肥料仓、分配轴、接料斗和甩盘等组成，可同时使用肥料和种子，该技术方案不能对肥料进行有效混合，容易造成播撒不均匀的现象；申请号为201110263147.6的中国专利公开了一种粉状化肥施肥机，由料斗、振动装置和流量调节装置等组成，该技术方案仅能适用粉状化肥，适用范围有限，且只能实现一个自由度的振动，振动不彻底，不能较好的实现肥料的混合；申请号为201320077152.2的中国专利公开了一种地表施肥双箱施肥机，该技术方案可按农业要求比例将化肥和颗粒肥料施入地表，但很难保证两个箱子中不同颗粒大小的肥料施撒量相同，同时肥料混合不均匀，且该施肥机成本较高，操作和控制复杂，不能和旋耕机等有效配合使用。超出上述专利所提供的肥料播撒装置均无法实现肥料的混施，从肥料播撒效果的角度出发，希望播撒装置能够配合在旋耕机等设备上使用，能实现不同颗粒肥料的充分混合，且使肥料播撒均匀，从而极大程度上满足土壤对肥料的需求。

本四自由度混联肥料混合播撒装置，由于最多能实现空间三个移动一个转动共四个自由度的振动，可实现肥料的充分混合。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有三平移一转动共四个自由度的肥料混合播撒装置，能克服现有施肥机的技术缺陷，极大的提高了肥料的施肥效果和利用率。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种四自由度混联肥料混合播撒装置，由分箱储料仓、操纵装置、支撑架、振动混合机构和播撒装置组成。所述的分箱储料仓通过螺栓固定在支撑架的顶板上，操纵装置通过螺栓安装在分箱储料仓的下底面上，且位于振动混合机构中，振动混合机构的动平台通过悬挂弹簧和支撑架上的耳钩连接，静平台通过螺栓固定在支撑架的中板上，播撒装置位于振动混合机构的正下方，并固定在支撑架的底部支架上。

所述的分箱储料仓包括分箱板、可调流量口一、可调流量口二和防冲击护套，所述的可调流量口一和可调流量口二可手动控制开口大小，所述的防冲击护套主要用于防护分箱储料仓，防冲击护套由橡胶软垫制成，橡胶软垫外面包裹一层铁质护壳，可通过螺栓固定在支撑架的垫板上。

所述的操纵装置包括底盘、流量调节钳、夹紧执行器和操纵手柄，所述的底盘通过螺栓固定安装在分箱储料仓的下底面，所述的流量调节钳固定在底盘上，且和底盘铰接，所述的夹紧执行器固定在底盘上，流量调节钳和夹紧执行器通过螺栓连接，所述的操纵手柄通过钢丝绳和夹紧执行器连接，且操纵手柄上的握紧力大小决定着夹紧执行器对流量调节钳的作用力大小。

所述的支撑架包括横梁、纵梁、竖梁、垫板、顶板、耳钩、中板和底部支架，其中，横梁、纵梁和竖梁主要起到支撑作用，垫板、顶板、耳钩、中板和底部支架主要用于固定分箱储料仓、操纵装置、振动混合机构和播撒装置。

所述的振动混合机构为一种混联3RRR-P,所述的振动混合机构包括连接布套一、悬挂弹簧、中位激振电机、振动漏斗、动平台、并联振动支链、静平台、驱动电机、连接布套二和出料漏斗，所述的连接布套一和连接布套二具有较好的弹性和耐腐蚀性，连接布套一用于连接分箱储料仓和振动混合机构的振动漏斗，且所述的操纵装置的底盘位于连接布套一中，连接布套二用于连接振动混合机构的振动漏斗和出料漏斗，连接布套主要用于防止肥料在下落过程中溅出装置外部；所述的悬挂弹簧共有四条，弹性和刚度均相同，悬挂弹簧的上端和支撑架上的耳钩相连、下端和动平台上的耳钩相连，悬挂弹簧主要用来悬挂动平台和振动漏斗；中位激振电机包括两个直线振动电机，用于使振动漏斗产生沿Z向的振动；所述的振动漏斗和动平台焊接在一起；所述的并联振动支链包括第一振动支链、第二振动支链和第三振动支链,用于使振动漏斗产生绕垂直轴的转动和水平面内两个方向的移动共三个自由度的振动，所述的第一振动支链、第二振动支链和第三振动支链的结构完全相同，均为RRR结构，所述的第一振动支链包括第一转动副、第二转动副和第三转动副，三者轴线相互平行，所述的第一振动支链的第一转动副安装在静平台上，所述的第一振动支链的第三转动副安装在动平台上，所述的第二振动支链包括第一转动副、第二转动副和第三转动副，三者轴线相互平行，所述的第二振动支链的第一转动副安装在静平台上，所述的第二振动支链的第三转动副安装在动平台上，所述的第三振动支链包括第一转动副、第二转动副和第三转动副，三者轴线相互平行，所述的第三振动支链的第一转动副安装在静平台上，所述的第三振动支链的第三转动副安装在动平台上，所述的第一振动支链的第一转动副、第二振动支链的第一转动副和第三振动支链的第一转动副轴线相互平行；所述的驱动电机包括第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机，所述的第一驱动电机用来驱动第一振动支链的第一转动副，第二驱动电机用来驱动第二振动支链的第一转动副，第三驱动电机用来驱动第三振动支链的第一转动副，所述的驱动电机均为伺服电机，驱动电机通过电机固定座固定在静平台的下表面；所述的动平台上设有挂钩，可供悬挂弹簧连接；所述的静平台通过螺栓固定在支撑架的中板上；所述的出料漏斗中安装有螺旋滚筒，用来引导肥料的下落，所述的出料漏斗上设有缺口，用于肥料的抛洒。

所述的播撒装置包括播撒盘和播撒电机，所述的播撒盘在播撒电机的带动下转动，主要用来接收出料漏斗下落的肥料并抛洒出去，所述的播撒电机固定在支撑架的底部支架上。

本发明的有益效果是：

（1）与现有技术相比，本发明的振动混合机构能实现空间三个平移和一个转动共四个自由度的振动，混合效率高，且对不同颗粒大小的肥料及粉状肥料等适用性较强；

（2）肥料边混合，边播撒，无大量肥料堆积，使混合更加充分，且对于潮湿结块的肥料可有效分离，很大程度上减少了农民粉碎和分离肥料的步骤；

（3）在旋耕机行走施肥的同时，可自动控制肥料播撒的流量大小及开合状态，可控性好，且储料仓左右两个仓的流量可控，较好的解决不同颗粒大小肥料下落量不同的问题；

（4）本发明可配合在旋耕机上使用，成本低，施肥效果较好；

（5）本发明还可以实现肥料和种子等的混合播撒，且可用做混合容器使用，一机多用，在农业机械领域使用较广。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的分箱储料仓的结构示意图；

图3为本发明的操纵装置的结构示意图；

图4为本发明的支撑架的结构示意图；

图5为本发明的振动混合机构的结构示意图；

图6为本发明的振动混合机构的机构原理示意图；

图7为本发明的并联振动支链的机构原理示意图；

图8为本发明的振动漏斗的结构示意图。

图中：1.分箱储料仓；2.操纵装置；3.支撑架；4.振动混合机构；5.播撒装置；101.分箱板；102.可调流量口一；103.可调流量口二；104.防冲击护套；201.底盘；202.流量调节钳；203.夹紧执行器；204.操纵手柄；301.横梁；302.纵梁；303.竖梁；304.垫板；305.顶板；306.耳钩；307.中板；308.底部支架；401.连接布套一；402.悬挂弹簧；403.中位激振电机；404.振动漏斗；405.动平台；406.并联振动支链；407.静平台；408.驱动电机；409.连接布套二；410.出料漏斗；4061.第一振动支链；4062.第二振动支链；4063.第三振动支链；40611.第一振动支链第一转动副；40612.第一振动支链第二转动副；40613.第一振动支链第三转动副；40621.第二振动支链第一转动副；40622.第二振动支链第二转动副；40623.第二振动支链第三转动副；40631.第三振动支链第一转动副；40632.第三振动支链第二转动副；40633.第三振动支链第三转动副；4081.第一驱动电机；4082.第二驱动电机；4083.第三驱动电机；501.播撒盘；502.播撒电机。

具体实施方式

为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。

一种四自由度混联肥料混合播撒装置，由分箱储料仓1、操纵装置2、支撑架3、振动混合机构4和播撒装置5组成。所述的分箱储料仓1通过螺栓固定在支撑架3的顶板305上，操纵装置2通过螺栓安装在分箱储料仓1的下底面上，且位于振动混合机构4中，振动混合机构4的动平台405通过悬挂弹簧402和支撑架3上的耳钩306连接，静平台407通过螺栓固定在支撑架3的中板307上，播撒装置5位于振动混合机构4的正下方，并固定在支撑架3的底部支架308上。

所述的分箱储料仓1包括分箱板101、可调流量口一102、可调流量口二103和防冲击护套104，所述的可调流量口一102和可调流量口二103可手动控制开口大小，所述的防冲击护套104主要用于防护分箱储料仓1，防冲击护套104由橡胶软垫制成，橡胶软垫外面包裹一层铁质护壳，可通过螺栓固定在支撑架3的垫板304上。

所述的操纵装置2包括底盘201、流量调节钳202、夹紧执行器203和操纵手柄204，所述的底盘201通过螺栓固定安装在分箱储料仓1的下底面，所述的流量调节钳202固定在底盘201上，且和底盘201铰接，所述的夹紧执行器203固定在底盘201上，流量调节钳202和夹紧执行器203通过螺栓连接，所述的操纵手柄204通过钢丝绳和夹紧执行器203连接，且操纵手柄204上的握紧力大小决定着夹紧执行器203对流量调节钳202的作用力大小。

所述的支撑架3包括横梁301、纵梁302、竖梁303、垫板304、顶板305、耳钩306、中板307和底部支架308，其中，横梁301、纵梁302和竖梁303主要起到支撑作用，垫板304、顶板305、耳钩306、中板307和底部支架308主要用于固定分箱储料仓1、操纵装置2、振动混合机构4和播撒装置5。

所述的振动混合机构4为一种混联3RRR-P,所述的振动混合机构4包括连接布套一401、悬挂弹簧402、中位激振电机403、振动漏斗404、动平台405、并联振动支链406、静平台407、驱动电机408、连接布套二409和出料漏斗410，所述的连接布套一401和连接布套二409具有较好的弹性和耐腐蚀性，连接布套一401用于连接分箱储料仓1和振动混合机构4的振动漏斗404，且所述的操纵装置2的底盘201位于连接布套一401中，连接布套二409用于连接振动混合机构4的振动漏斗404和出料漏斗410，连接布套主要用于防止肥料在下落过程中溅出装置外部；所述的悬挂弹簧402共有四条，弹性和刚度均相同，悬挂弹簧402的上端和支撑架3上的耳钩306相连，下端和动平台405上的耳钩相连，悬挂弹簧402主要用来悬挂动平台405和振动漏斗404；中位激振电机403包括两个直线振动电机，用于使振动漏斗404产生沿Z向的振动；所述的振动漏斗404和动平台405焊接在一起；所述的并联振动支链406包括第一振动支链4061、第二振动支链4062和第三振动支链4063,用于使振动漏斗404产生绕垂直轴的转动和水平面内两个方向的移动共三个自由度的振动，所述的第一振动支链4061、第二振动支链4062和第三振动支链4063的结构完全相同，均为RRR结构，所述的第一振动支链4061包括第一转动副40611、第二转动副40612和第三转动副40613，三者轴线相互平行，所述的第一振动支链4061的第一转动副40611安装在静平台407上，所述的第一振动支链4061的第三转动副40613安装在动平台405上，所述的第二振动支链4062包括第一转动副40621、第二转动副40622和第三转动副40623，所述的第二振动支链4062的第一转动副40621安装在静平台407上，所述的第二振动支链4062的第三转动副40623安装在动平台405上，所述的第三振动支链4063包括第一转动副40631、第二转动副40632和第三转动副40633，所述的第三振动支链4063的第一转动副40631安装在静平台407上，所述的第三振动支链4063的第三转动副40633安装在动平台405上，所述的第一振动支链4061的第一转动副40611、第二振动支链4062的第一转动副40621和第三振动支链4063的第一转动副40631的轴线相互平行；所述的驱动电机408包括第一驱动电机4081、第二驱动电机4082和第三驱动电机4083，所述的第一驱动电机4081用来驱动第一振动支链4061的第一转动副40611，第二驱动电机4082用来驱动第二振动支链4062的第一转动副40621，第三驱动电机4083用来驱动第三振动支链4063的第一转动副40631，所述的驱动电机均为伺服电机，驱动电机通过电机固定座固定在静平台407的下表面；所述的动平台405上设有挂钩，可供悬挂弹簧402连接；所述的静平台407通过螺栓固定在支撑架3的中板307上；所述的出料漏斗410中安装有螺旋滚筒，用来引导肥料的下落，所述的出料漏斗410上设有缺口，用于肥料的抛洒。

所述的播撒装置5包括播撒盘501和播撒电机502，所述的播撒盘501在播撒电机502的带动下转动，主要用来接收出料漏斗410下落的肥料并抛洒出去，所述的播撒电机502固定在支撑架3的底部支架308上。

使用时，先将操纵手柄204置于压紧档位，根据播撒需要调节好分箱储料仓1的可调流量口一102和可调流量口二103的大小，然后将肥料倒入分箱储料仓1中，按下电源按钮，使得电机工作，同时将操纵手柄204置于松开的档位。在肥料播撒的过程中，当需要调整肥料的播撒流量时，可根据需要调节操纵手柄204的档位，操纵手柄104置于压紧档位时即可停止肥料的播撒。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种四自由度混联肥料混合播撒装置，其特征在于：由分箱储料仓、操纵装置、支撑架、振动混合机构和播撒装置组成，所述的分箱储料仓通过螺栓固定在支撑架的顶板上，操纵装置通过螺栓安装在分箱储料仓的下底面上，且位于振动混合机构中，振动混合机构的动平台通过悬挂弹簧和支撑架上的耳钩连接，静平台通过螺栓固定在支撑架的中板上，播撒装置位于振动混合机构的正下方，并固定在支撑架的底部支架上。

2.根据权利要求1所述的一种四自由度混联肥料混合播撒装置，其特征在于：所述的分箱储料仓包括分箱板、可调流量口一、可调流量口二和防冲击护套，所述的可调流量口一和可调流量口二可手动控制开口大小，所述的防冲击护套主要用于防护分箱储料仓，防冲击护套由橡胶软垫制成，橡胶软垫外面包裹一层铁质护壳，可通过螺栓固定在支撑架的垫板上。

3.根据权利要求1所述的一种四自由度混联肥料混合播撒装置，其特征在于：所述的操纵装置包括底盘、流量调节钳、夹紧执行器和操纵手柄，所述的底盘通过螺栓固定安装在分箱储料仓的下底面，所述的流量调节钳固定在底盘上，且和底盘铰接，所述的夹紧执行器固定在底盘上，流量调节钳和夹紧执行器通过螺栓连接，所述的操纵手柄通过钢丝绳和夹紧执行器连接，且操纵手柄上的握紧力大小决定着夹紧执行器对流量调节钳的作用力大小。

4.根据权利要求1所述的一种四自由度混联肥料混合播撒装置，其特征在于：所述的支撑架包括横梁、纵梁、竖梁、垫板、顶板、耳钩、中板和底部支架，其中，横梁、纵梁和竖梁主要起到支撑作用，垫板、顶板、耳钩、中板和底部支架主要用于固定分箱储料仓、操纵装置、振动混合机构和播撒装置。

5.根据权利要求1所述的一种四自由度混联肥料混合播撒装置，其特征在于：所述的振动混合机构为一种混联3RRR-P,所述的振动混合机构包括连接布套一、悬挂弹簧、中位激振电机、振动漏斗、动平台、并联振动支链、静平台、驱动电机、连接布套二和出料漏斗，所述的连接布套一和连接布套二具有较好的弹性和耐腐蚀性，连接布套一用于连接操纵装置的底盘分箱储料仓和振动混合机构的振动漏斗，且所述的操纵装置的底盘位于连接布套一中，连接布套二用于连接振动混合机构的振动漏斗和出料漏斗，连接布套主要用于防止肥料在下落过程中溅出装置外部；所述的悬挂弹簧共有四条，弹性和刚度均相同，悬挂弹簧的上端和支撑架上的耳钩相连、下端和动平台上的耳钩相连，悬挂弹簧主要用来悬挂动平台和振动漏斗；中位激振电机包括两个直线振动电机，用于使振动漏斗产生沿Z向的振动；所述的振动漏斗和动平台焊接在一起；所述的并联振动支链包括第一振动支链、第二振动支链和第三振动支链,用于使振动漏斗产生绕垂直轴的转动和水平面内两个方向的移动共三个自由度的振动，所述的第一振动支链、第二振动支链和第三振动支链的结构完全相同，均为RRR结构，所述的第一振动支链包括第一转动副、第二转动副和第三转动副，三者轴线相互平行，所述的第一振动支链的第一转动副安装在静平台上，所述的第一振动支链的第三转动副安装在动平台上，所述的第二振动支链包括第一转动副、第二转动副和第三转动副，三者轴线相互平行，所述的第二振动支链的第一转动副安装在静平台上，所述的第二振动支链的第三转动副安装在动平台上，所述的第三振动支链包括第一转动副、第二转动副和第三转动副，三者轴线相互平行，所述的第三振动支链的第一转动副安装在静平台上，所述的第三振动支链的第三转动副安装在动平台上，所述的第一振动支链的第一转动副、第二振动支链的第一转动副和第三振动支链的第一转动副轴线相互平行；所述的驱动电机包括第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机，所述的第一驱动电机用来驱动第一振动支链的第一转动副，第二驱动电机用来驱动第二振动支链的第一转动副，第三驱动电机用来驱动第三振动支链的第一转动副，所述的驱动电机均为伺服电机，驱动电机通过电机固定座固定在静平台的下表面；所述的动平台上设有挂钩，可供悬挂弹簧连接；所述的静平台通过螺栓固定在支撑架的中板上；所述的出料漏斗中安装有螺旋滚筒，用来引导肥料的下落，所述的出料漏斗上设有缺口，用于肥料的抛洒。

6.根据权利要求1所述的一种四自由度混联肥料混合播撒装置，其特征在于：所述的播撒装置包括播撒盘和播撒电机，所述的播撒盘在播撒电机的带动下转动，主要用来接收出料漏斗下落的肥料并抛洒出去，所述的播撒电机固定在支撑架的底部支架上。

Images