发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化程度高、安全性能强、排料完全的集钻孔、施肥于一体的果园施肥车。
本发明提供的这种果园施肥车,包括施肥器、带有液压站、发动机和水箱的底盘及安装在该底盘上的施肥罐、真空系统、操控系统和旋臂系统,在所述施肥罐的上方设有一入料管,在该施肥罐的底部设有一排料管,所述真空系统与施肥罐连通并由操控系统控制开启驱动施肥罐的吸料或排料,所述旋臂系统安装在底盘前端并由操控系统控制旋转收缩,所述施肥器包括固定外套杆、空心螺旋钻杆、空心钻头和放料内杆,在所述固定外套杆上设有一输料管接头,所述排料管通过一肥液输送管与该输料管接头连通,所述空心钻头由若干均匀布置在空心螺旋钻杆底部的放料锥板拼接而成,各所述放料锥板可向外翻转的活动安装在空心螺旋钻杆底部,所述空心螺旋钻杆通过一机械密封组件连接在固定外套杆的底部并由一液压马达驱动旋转,所述放料内杆可轴向移动的套装在固定外套杆和空心螺旋钻杆的中心,该放料内杆的下端通过若干连杆与各放料锥板连接,该放料内杆的上端通过一内机械密封件与一气缸相连,所述气缸安装在固定外套杆的上端驱动放料内杆下移推动放料锥板翻转打开,所述机械密封组件通过一对安装耳板安装在旋臂系统的前端。
所述施肥罐包括罐体、安装在罐体内侧底部的绞轴,在所述罐体上方设有人孔盖,所述人孔盖与一开盖油缸相连并由其驱动打开,所述入料管安装在人孔盖上,在入料管一侧的罐体上设有入料管缠绕支架,该绞轴包括旋转轴、正螺旋叶片和反螺旋叶片,所述正螺旋叶片和反螺旋叶片安装在旋转轴的两端,所述旋转轴的一端活动安装在罐体内,该旋转轴的另一端伸出罐体通过一迷宫密封套与一马达密封连接,所述马达由操控系统控制开启驱动旋转轴旋转,所述旋转轴旋转带动正螺旋叶片和反螺旋叶片相对转动,所述排料管设在正螺旋叶片与反螺旋叶片之间的旋转轴下方的罐体上,在所述排料管和入料管的出口端处都设有一球阀,所述球阀由由操控系统驱动旋转控制排料管或入料管的连通。
所述真空系统包括真空泵、油水分离器、水气分离器、四通阀和液位传感器,所述四通阀通过管道与油水分离器、水气分离器和施肥罐的顶部相连,该四通阀由操控系统控制换向,所述液位传感器安装在施肥罐的顶部,所述油水分离器与水气分离器分别通过管道与真空泵相连,所述真空泵由操控系统控制开启正转或反转。
旋臂系统包括连接座、油缸座、旋臂和伸缩臂,所述连接座安装在底盘前端,所述油缸座安装在连接座上由一旋臂摆动油缸驱动水平摆动,所述旋臂安装在油缸座上由一旋臂伸缩油缸驱动上下摆动,所述伸缩臂安装在旋臂上由一伸缩臂伸缩油缸驱动直线移动,所述施肥器通过安装耳板安装在伸缩臂的前端并由一施肥器摆动油缸驱动水平摆动。
所述操控系统包括一PLC显示屏。
在所述底盘上设有座椅。
为加大本发明结构更为简单、钻头打开时更加稳定同步、钻孔力度更强,在各所述放料锥板外设有与空心螺旋钻杆同向的螺旋片,在所述放料锥板的上端设有一向外的凸块,在所述放料锥板的内部设有一弧形耳板,在所述空心螺旋钻杆的底部设有若干与所述凸块相对应的槽口,所述放料锥板通过凸块与槽口配合活动安装在空心螺旋钻杆的底部,所述空心螺旋钻杆与液压马达之间采用齿轮转动,所述连杆采用弧形状,所述连杆与弧形耳板相接并绕其移动。
在所述正螺旋叶片与反螺旋叶片之间的旋转轴上方的罐体内设有一与旋转轴轴线相垂直的防波板。
为使本发明罐体内物料可更加自然且快速的进入排料管,将罐内物料排尽,与所述排料管相接的罐体采用下沉弧形状。
为使流入罐体内的肥液质量更加细腻均匀,防止肥液中存在的大颗粒物体会在罐体或排料管内堆积,在与所述人孔盖相接的罐体内设有一过滤网兜,该过滤网兜的底部采用波浪状,可以加大过滤面积,提升过滤能力。
与现有技术相比,本发明具有几下优点:
1、本发明既可以通过真空系统与施肥罐相连使其内部形成负压,通过入料管从肥液池内直接吸取肥液至罐内,又可以通过真空系统在罐体内部形成正压,将罐内肥液压入下方的排料管中排至施肥器中,可自动吸料、排料,避免劳动过程中接触脏、臭环境,降低了劳动强度,提高了生产效率。
2、本发明施肥器采用内外套杆式结构,利用输料管接头与施肥罐的排料管相连,由液压马达正转驱动空心螺旋钻杆、空心钻头和放料内杆正转,对苗木根部四周进行深层钻孔,而与空心螺旋钻杆、放料内杆通过机械密封连接的固定外套杆、气缸则保持不旋转状态,待施肥罐中的肥液流入内外杆之间,气缸驱动空心钻头打开,液压马达反转将其提升,肥液流出至深孔内,完成施肥动作,此时空心螺旋钻杆上升对孔周边的泥土自动覆盖,施肥速度快、深层次、效果好,不伤树木根茎。
3、本发明通过操控系统控制施肥罐、真空系统和施肥器的动作过程,自动化程度高,可根据苗木直径由操控系统自动提供施肥参数,效率高,每珠苗木约2~4分钟。
本发明的结构简单,自动化程度高,操作用方便,实用性强,制作成本低,钻孔施肥动作完成后在收回钻杆的同时其周边的泥土可自动覆盖,不污染环境,对植被损坏小,臭味溢出少,一体化程度高,特别适用于为较大的树木进行根部周围深层点式施肥。
具体实施方式
从图1至图10可以看出,本发明这种果园施肥车,包括底盘1、施肥罐2、真空系统3、操控系统4、旋臂系统5和施肥器6,施肥罐2、真空系统3、操控系统4和旋臂系统5安装在底盘1上,底盘1上安装有液压站11、发动机12和水箱13,在施肥罐2的上方设有一入料管24,在该施肥罐2的底部设有一排料管23,施肥器6包括固定外套杆61、空心螺旋钻杆62、空心钻头63、放料内杆64、机械密封组件65、液压马达66和气缸67,真空系统3与施肥罐2连通并由操控系统4控制开启驱动施肥罐2的吸料或排料,旋臂系统5安装在底盘1前端并由操控系统4控制旋转收缩,在固定外套杆61上设有一输料管接头611,排料管23通过一肥液输送管68与该输料管接头611连通,空心钻头63由若干放料锥板631拼接而成,各放料锥板631均匀安装在空心螺旋钻杆62底部,放料内杆64活动套装在固定外套杆61和空心螺旋钻杆62的中心,该放料内杆64的下端通过若干连杆641与各放料锥板631连接,该放料内杆64的上端通过一内机械密封件642与气缸67相连,气缸67安装在固定外套杆61的上端驱动放料内杆64下移推动放料锥板631向外翻转打开,机械密封组件65连接于空心螺旋钻杆62的上端口与固定外套杆61的下端口之间,液压马达66与空心螺旋钻杆62相连驱动其旋转,在机械密封组件65外设有一对安装耳板651,施肥器6通过该安装耳板651安装在旋臂系统5的前端。
从图1至图3、图7、图8还可以看出,本发明的施肥罐2还包括罐体21、人孔盖22、绞轴25和马达26,其中绞轴25包括旋转轴251、正螺旋叶片252和反螺旋叶片253,人孔盖22设在罐体21上方,该人孔盖22与一开盖油缸221相连并由其驱动打开,入料管24安装在人孔盖22上与罐体21内部连通,在靠近入料管24一侧的罐体21上设有入料管缠绕支架241,旋转轴251的一端通过一旋转支架254可轴向旋转的水平安装在罐体21内侧底部,其另一端伸出罐体21通过一迷宫密封套28与马达26密封连接,马达26由操控系统4控制开启驱动旋转轴251旋转,正螺旋叶片252和反螺旋叶片253环绕安装在旋转轴251的两端外侧,排料管23安装在罐体21底部并位于正螺旋叶片252与反螺旋叶片253之间的旋转轴251下方,在排料管23和入料管24的出口端都设有一球阀231,球阀231与一手柄232相连,手柄232由操控系统4控制旋转,手柄232旋转带动球阀231开启,驱动排料管23或入料管24连通。
从图8还可以看出,本发明的真空系统3包括真空泵31、油水分离器32、水气分离器33、四通阀34和液位传感器35,四通阀34通过管道连通于油水分离器32、水气分离器33和施肥罐2的顶部之间,该四通阀34由操控系统4控制换向,液位传感器35安装在施肥罐2的罐体21顶部,油水分离器32与水气分离器33分别通过管道与真空泵31相连,真空泵31由操控系统4控制开启正转或反转。
从图2和图3还可以看出,本发明的旋臂系统5包括连接座51、旋臂摆动油缸52、油缸座53、旋臂伸缩油缸54、旋臂55、伸缩臂56、伸缩臂伸缩油缸57和施肥器摆动油缸58,连接座51安装在底盘1前端,旋臂摆动油缸52和油缸座53安装在连接座51上,旋臂摆动油缸52驱动油缸座53水平摆动,旋臂伸缩油缸54和旋臂55安装在油缸座53上,旋臂伸缩油缸54推动旋臂55上下摆动,伸缩臂56和伸缩臂伸缩油缸57安装在旋臂55上,伸缩臂伸缩油缸57推动伸缩臂56作直线伸缩移动,施肥器6通过机械密封组件65上的安装耳板651安装在伸缩臂56的前端,施肥器摆动油缸58安装在伸缩臂56的前端推动施肥器6水平摆动,旋臂摆动油缸52、旋臂伸缩油缸54伸缩臂伸缩油缸57和施肥器摆动油缸58都有操控系统4控制伸缩。
从图2还可以看出,本发明的操控系统4包括一PLC显示屏41。
从图1至图2还可以看出,在本发明的底盘1上设有座椅14。
从图4至图6还可以看出,在本发明各放料锥板631都外设有一螺旋片632,在放料锥板631的上端设有一向外侧伸出的凸块633,在放料锥板631的内部设有一弧形耳板634,空心螺旋钻杆62与液压马达66之间采用齿轮转动,螺旋片632的旋向与空心螺旋钻杆62的旋向相同,在空心螺旋钻杆62的底部设有若干与各放料锥板631的凸块633相对应的槽口621,放料锥板631通过凸块633与槽口621配合后活动安装在空心螺旋钻杆62的底部,连杆641采用弧形状,连杆641通过销轴连接于放料内杆64与放料锥板631之间并与弧形耳板634相接,放料内杆64上下移动驱动连杆641绕弧形耳板634的弧线移动。
从图7还可以看出,本发明的施肥罐2还包括一防波板27,该防波板27垂直于旋转轴251轴线的安装在罐体21内,并位于正螺旋叶片252与反螺旋叶片253之间的旋转轴251上方。
从图7还可以看出,在本发明中,与排料管23相接的罐体21采用下沉弧形状。
从图7还可以看出,本发明的施肥罐2还包括一过滤网兜29,该过滤网兜29安装在与人孔盖22相接的罐体21内,其底部采用波浪状。
本发明的具体加料过程一:
1、开启发动机12,通过底盘1将本发明行驶至肥液池旁利于操作的位置,将施肥罐2的入料管24从入料管缠绕支架241上取下,使其入口端直接插入在肥液池内。
2、操控系统4控制与入料管24上球阀231相连的手柄232旋转,使其驱动该入料管24上的球阀231打开,使罐体1内部通过该入料管24与肥液池内部连通。
3、操控系统4控制四通阀34换向,使水气分离器33和施肥罐2的顶部之间连通,操控系统4控制真空泵31开启正转,使与之连通的罐体21内部形成负压。
4、罐体21内部的负压使入料管24的入口端产生吸力,从肥液池内直接吸取肥液至罐内。
5、待罐内液位达到指定位置时,液位传感器35发出信号给操控系统4,操控系统4控制真空泵31关闭、四通阀34回位、与入料管24上球阀231相连的手柄232回转,收回入料管24并用清水将其冲洗干净后盘放在入料管缠绕支架241上,完成自动加料过程。
本发明的具体加料过程二:
1、操控系统4控制开盖油缸221正向运作,通过该开盖油缸221驱动人孔盖22打开。
2、人工从肥液池内提取肥液,倒至罐体21内。
3、操控系统4控制开盖油缸221反向运作,通过该开盖油缸221驱动人孔盖22关闭,完成人工加料过程。
在本发明行驶至苗木合适的位置,确定钻头的园点和苗木直径后,电脑根椐苗木的直径大小、品种、土壤结构和经验参数自动生成以苗木为中心设置施肥点所组成的园周直径、个数、施肥量、施肥深度等参数,经确认或调整后其旋臂伸缩度长、摆动角度、高度等施肥动作根椐已确定的参数由电脑控制自动完成集钻孔、排料和回填一体的施肥过程,其具体钻孔过程如下:
1、开启发动机12,通过底盘1将本发明移至待钻孔施肥的苗木前,如图10所示,确定钻头的园点和苗木直径后,操控系统4根椐苗木的直径大小、品种、土壤结构和经验参数自动生成以苗木为中心设置施肥点所组成的园周直径、个数、施肥量、施肥深度等参数。
2、经确认或调整后,操控系统4根据已确定的旋臂伸缩度长参数和摆动角度参数,控制旋臂摆动油缸52、旋臂伸缩油缸54、伸缩臂伸缩油缸57和施肥器摆动油缸58的伸缩量,驱动旋臂55旋转、伸缩臂56伸出、施肥器6的空心钻头63下压对准苗木根部周围的指定打孔位。
3、操控系统4根据已确定的施肥深度参数,控制施肥器6的液压马达66开启使其正转,控制旋臂伸缩油缸54和施肥器摆动油缸58的伸缩量,驱动空心螺旋钻杆62和空心钻头63向地下竖直旋进,对苗木根部四周进行深层钻孔,而与空心钻头63相连的放料内杆64则随之转动下移;与此同时,与空心螺旋钻杆62通过机械密封组件65相连的固定外套杆61、与放料内杆64通过内机械密封件642相连的气缸67都保持只轴向下移、不轴向旋转的状态。
4、待施肥深度达到已确定的参数时,操控系统4控制液压马达66关闭,控制旋臂伸缩油缸54和施肥器摆动油缸58的伸缩量不变,完成苗木深层的自动钻孔。
其具体排料和回填过程如下:
1、操控系统4控制施肥罐2的马达26开启,使其驱动旋转轴251在罐体21内轴向旋转,旋转轴251带动正螺旋叶片252和反螺旋叶片253同时向着两者之间的罐体21中部旋转,在搅拌罐内肥液的同时,将罐内两端的肥液推送至罐体中底部下沉弧形状内。
2、操控系统4控制施肥器6的气缸67动作,使其驱动放料内杆64向下移动,放料内杆64通过连杆641推动各放料锥板631朝外侧翻转打开。
3、操控系统4控制与排料管23上球阀231相连的手柄232旋转,使其驱动该排料管23上的球阀231打开,排料管23经过肥液输送管68、该输料管接头611与施肥器6内部连通。
4、操控系统4根据已确定的施肥量参数,控制四通阀34换向,使油水分离器32和施肥罐2的顶部之间连通,操控系统4控制真空泵31开启反转,使与之连通的罐体21内部形成正压,在罐体下沉弧形状内的肥液在其自身重力、罐内的正压力及螺旋片的推力作用下,自然且快速的进入施肥器6的固定外套杆61、空心螺旋钻杆62和空心钻头63中,经打开的各放料锥板631之间流出至深孔内。
5、操控系统4控制施肥器6的液压马达66开启并反转,控制旋臂伸缩油缸54和施肥器摆动油缸58逐步回位,驱动空心螺旋钻杆62和空心钻头63向地表竖直旋进,而与空心钻头63相连的放料内杆64则随之转动上升,与空心螺旋钻杆62通过机械密封组件65相连的固定外套杆61、与放料内杆64通过内机械密封件642相连的气缸67都保持轴向不旋转的直线上升,在空心螺旋钻杆62的上升过程中,在空心螺旋钻杆62螺旋片上的泥土自动下旋回落,对孔进行自动覆盖。
6、待施肥量达到已确定的参数时,操控系统4控制手柄232旋转,使其驱动球阀231关闭,排料管23不连通;操控系统4控制施肥罐2的马达26关闭、真空泵31关闭、四通阀34回位;操控系统4控制施肥器6的气缸67动作,使其驱动放料内杆64向上移动,放料内杆64通过连杆641推动各放料锥板631朝内侧翻转拼接成一闭合的空心钻头63;操控系统4控制旋臂摆动油缸52、旋臂伸缩油缸54、伸缩臂伸缩油缸57和施肥器摆动油缸58的缩回量,驱动旋臂55、伸缩臂56和施肥器6回位,完成一次钻孔施肥动作。
本发明使用完成后,需用清水将施肥器6冲洗干净。
本发明适用于土层及含少量砾石、稀泥的场合,可以为各种园艺、果园和小区及别墅苗木进行施肥。