CN105123062B - 车载施肥装置及其施肥控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载施肥装置及其施肥控制方法，该装置包括：一体化安装座及设置在一体化安装座上的施肥机构，施肥机构包括：测速模块，连接至控制器，用于检测车体的行进速度；控制器，连接至驱动电机，用于根据行进速度，确定驱动电机的目标转速；驱动电机，传动连接至排肥器中的排肥轮，用于根据目标转速，控制排肥轮的转速。本发明采用一体化安装座将施肥机构整体安装在车体上，可以与不同的车体配套使用。安装过程简单、方便，不需要专业技术人员进行改装，拆卸比较方便。利用测速模块检测车体的行进速度，并根据该行进速度确定驱动电机的目标转速，从而控制排肥轮的转速，实现了行进速度与排肥轮转速的匹配，提高了施肥的均匀性。

Description

车载施肥装置及其施肥控制方法

技术领域

本发明涉及施肥机械领域，具体涉及一种车载施肥装置和一种车载施肥装置的施肥控制方法。

背景技术

我国水稻种植的施肥环节一直沿用传统的人工手撒方式，该方式存在施肥量大、肥料利用率低和作业效率低的问题。所以机械化施肥是水稻种植机械化的重要部分。然而，现有用于施肥的专用设备少，一般采用安装在插秧机上的水田侧深施肥机。该装置采用复式作业方式，在插秧的同时，将肥料施于秧苗侧位。

目前，水田侧深施肥机由鼓风机、肥箱、肥盒、风管、排肥管、下肥口、支撑框架及连接部件组成。而且，水田侧深施肥机主要有两种形式：一种是在插秧机出厂时自带的，另一种是厂家通过更换已有插秧机部件进行另装的。两种形式的水田侧深施肥机的工作方式均为：插秧机的变速传动箱经动力输出轴、万向节、连杆机构和两个棘轮机构驱动排肥轮进行排肥。在该过程中，排肥轮的转速通过油门进行调节，即油门加大排肥轮转速加快，油门减小排肥轮转速减慢。

由于现有水田侧深施肥机是通过以上两种方式安装的，因此侧深施肥装置的通用性较差，一般每一种品牌的插秧机只能配套安装相同品牌的侧深施肥装置。并且，第二种方式中对插秧机的改装过程比较繁琐，需要厂家的专业技术人员进行操作，改装时间较长，侧深施肥装置拆卸不方便。

现有侧深施肥装置均采用机械方式进行传动排肥，传动装置结构复杂，施肥装置肥量大小由排肥轮转速决定，排肥轮转速通过油门调节，与插秧机前进速度匹配度较差。例如，当遇到插秧机打滑、万向节磨损加上机械传动本身产生的误差等情况时，很容易造成排肥不均的现象。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种车载施肥装置及其施肥控制方法，可以解决施肥装置通用性差、改装过程繁琐、拆卸不方便和施肥不均匀的问题。

第一方面，该车载施肥装置包括一体化安装座及设置在所述一体化安装座上的施肥机构，所述施肥机构通过所述一体化安装座安装至车体；

所述施肥机构包括：

测速模块，连接至控制器，用于检测车体的行进速度，并将所述行进速度发送至所述控制器；

所述控制器，连接至驱动电机，用于根据所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速；

所述驱动电机，传动连接至排肥器中的排肥轮，用于根据所述目标转速，控制所述排肥轮的转速。

进一步地，所述施肥机构还包括：

车载终端，连接至所述控制器，用于预先设置目标施肥量，并将所述目标施肥量发送至所述控制器；

在预先设置目标施肥量的情况下，所述控制器根据所述目标施肥量和所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速。

更进一步地，所述控制器还用于检测所述驱动电机的实际转速；

所述车载终端还用于显示所述驱动电机的目标转速和/或所述驱动电机的实际转速。

更进一步地，所述施肥机构还包括：

位置获取模块，连接至所述车载终端，用于获取所述车体的位置信息，并将所述位置信息发送至所述车载终端；

所述车载终端还用于显示所述位置信息。

更进一步地，所述车载终端还用于：

根据所述驱动电机的实际转速和所述位置信息，计算实际施肥量，并显示所述实际施肥量。

更进一步地，所述车体为插秧机；

所述施肥机构还包括：

工作状态传感器，用于检测插秧机是否处于插秧状态；

在所述插秧机处于插秧状态的情况下，所述测速模块检测所述插秧机的行进速度。

更进一步地，所述排肥器还包括：

肥箱，用于容置肥料；

若干个肥盒，均与所述肥箱的底部连通；所述排肥轮设置在所述肥盒内。

更进一步地，所述施肥机构还包括鼓风机，所述鼓风机通过送风管与各所述肥盒连通。

第二方面，该车载施肥装置的施肥控制方法，包括在预设的控制周期内执行：

S1、判断所述插秧机是否处于插秧状态，

若是，则获取所述插秧机的行进速度，并根据所述行进速度计算所述驱动电机的目标转速；

否则，设置所述驱动电机的目标转速为零；

S2、根据所述驱动电机的目标转速，控制所述排肥器中排肥轮的转速。

进一步地，在执行所述S1之前还包括：S0、预先设置目标施肥量；

在预先设置目标施肥量和所述插秧机处于插秧状态的情况下，根据所述目标施肥量和所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速。

本发明采用一体化安装座将施肥机构整体安装在车体上，可以与不同类型、不同品牌、不同型号的车体配套使用。而且安装过程简单、方便，不需要专业的技术人员进行改装，拆卸也比较方便。

本发明利用测速模块检测车体的行进速度，控制器根据该行进速度确定驱动电机的目标转速，从而控制排肥轮的转速。排肥轮的转速由车体的行进速度决定，实现了行进速度与排肥轮转速的匹配，相对于现有技术中通过油门控制排肥轮转速的方式，提高了施肥的均匀性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明车载施肥装置一个实施例的主视图；

图2示出了图1的后视图；

图3示出了图1的左视图；

图4示出了图1的右视图；

图5示出了将本发明车载施肥装置安装于插秧机的安装示意图；

图6示出了根据本发明车载施肥装置另一实施例的施肥控制系统框图；

图7示出了根据本发明车载施肥装置的施肥控制方法一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本发明提供一种车载施肥装置，该装置包括一体化安装座及设置在所述一体化安装座上的施肥机构，所述施肥机构通过所述一体化安装座安装至车体；

如图1-6所示，所述施肥机构包括：

测速模块，连接至控制器9，用于检测车体的行进速度，并将所述行进速度发送至所述控制器9；

所述控制器9，连接至驱动电机10，用于根据所述行进速度，确定所述驱动电机10的目标转速；

所述驱动电机10，传动连接至排肥器中的排肥轮，用于根据所述目标转速，控制所述排肥轮的转速。

上述技术方案中的车体，可以为插秧机、耕整机等各种农业机械。所以本发明车载施肥装置适用于各种类型的田地，不限于水田。

本发明采用一体化安装座将施肥机构整体安装在车体上，可以与不同类型、不同品牌、不同型号的车体配套使用。而且安装过程简单、方便，不需要专业的技术人员进行改装，拆卸也比较方便。

本发明中的排肥轮的转速通过驱动电机调节，驱动电机的转速根据车体的行进速度调节。当车体行进速度加快时，在控制器的控制下，驱动电机的目标转速增大，排肥轮的转速增大，从而增大了排肥量。当车体行进速度减慢时，在控制器的控制下，驱动电机的目标转速减小，排肥轮的转速减小，从而减小了排肥量。可见，本发明通过测速模块的测速和控制器的控制，实现了行进速度与排肥量的匹配。相对于现有技术中通过油门控制排肥轮转速的方式，提高了施肥的均匀性。

如图1-3所示，一体化安装座可由底座12和支架8构成，由底座12和支架8共同支撑施肥机构，提高一体化安装座与施肥机构之间的稳定性。

如图5所示，当车体为插秧机时，可以将一体化安装座通过螺栓或抱箍固定于插秧机的踏板24上，U型卡通过连接件将施肥机构与扶手17相连，起到辅助固定的作用。驱动电机的电源可以采用车体上的原有电瓶25。

如图1、2所示，驱动电机和排肥轮之间的驱动连接可以为：驱动电机10的输出端通过联轴器11与转轴6的一端传动连接，转轴6的另一端通过轴承2支承，两端之间的部分与排肥轮传动连接。

在上述方案中，没有预设目标施肥量，驱动电机的目标转速由车体的行进速度决定。但在具体实施过程中，还可以根据作物或田地的实际情况，预先设置目标施肥量，此时，如图5所示，所述施肥机构还包括：

车载终端18，连接至所述控制器，用于预先设置目标施肥量，并将所述目标施肥量发送至所述控制器；

在预先设置目标施肥量的情况下，所述控制器根据所述目标施肥量和所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速。

这里，目标转速由车体行进速度和目标施肥量决定。由于目标施肥量可以根据农艺要求设置，因此目标转速可根据农艺要求设置，提高了施肥过程的灵活性。

进一步地，所述控制器还用于检测所述驱动电机的实际转速；

所述车载终端还用于显示所述驱动电机的目标转速和/或所述驱动电机的实际转速。

由于机械传动误差等各种原因，驱动电机的目标转速与实际转速之间有一定的差距。这里，利用车载终端将目标转速和实际转速显示出来，直观方便的使人们了解到目标转速与实际转速之间的差距是多少，为转速的纠偏提供一定的技术支持。

进一步地，所述施肥机构还可包括：

位置获取模块，连接至所述车载终端，用于获取所述车体的位置信息，并将所述位置信息发送至所述车载终端；

所述车载终端还用于显示所述位置信息。

这里，通过位置获取模块，获取到当前作业的位置信息，并通过车载终端将所述位置信息显示出来，作业人员可将施肥位置和实际转速对应起来，从而大致了解到实际施肥量。

为了使作业人员得知更为准确的施肥量，所述车载终端还可用于：根据所述驱动电机的实际转速和所述位置信息，计算实际施肥量，并显示所述实际施肥量。

在具体实施过程中，如图5所示，当车体为插秧机20时，所述施肥机构还可包括：

工作状态传感器23，用于检测插秧机是否处于插秧状态；

在所述插秧机处于插秧状态的情况下，所述测速模块检测所述插秧机的行进速度。

其中，工作状态传感器可固定于插秧机后悬挂架上，以使其能够实时感知到插秧机上插秧机构的状态。插秧机在行进过程中，若插秧机构落至地面，表明正在插秧，工作状态传感器便认为插秧机当前正处于插秧状态。若插秧机构处于上抬状态，表明没有进行插秧，工作状态传感器便认为插秧机当前未处于插秧状态。当插秧机构开始插秧时，驱动电机开始转动排肥，当插秧机构停止插秧时，驱动电机停止转动，使插秧和施肥同步进行。同时，工作状态传感器使施肥过程更加智能化、自动化。

另外，如图1-4所示，所述排肥器还可包括：

肥箱3，用于容置肥料；

若干个肥盒5，均与所述肥箱的底部连通；所述排肥轮设置在所述肥盒内。

其中，所述肥箱3上设置有肥箱盖4，肥箱中的肥料在重力的作用下，落至各个肥盒内中。所述肥盒的底部可通过输肥管7和排肥管15与下肥口21连通，所述下肥口21固定至车体。排肥轮在肥盒中转动，将肥料从肥盒排出至输肥管，经下肥口落至由下肥口划出的位于已插秧苗侧边的沟槽内，最后经覆土板将肥料盖于泥浆中。

如图5所示，当车体为插秧机时，可将下肥口固定至插秧机的滑动板22上。由于下肥口可固定于滑动板的不同位置，因此可以调节施肥的深度和肥料距离秧苗的距离。

如图1、2所示，为了避免肥料在下落过程中发生赌塞，还可设置鼓风机1，鼓风机1通过送风管13与各所述肥盒5连通。鼓风机向各个肥盒中输送强制风，使肥料在风力和重力的双重作用下，下落至沟槽，避免堵塞。

驱动电机、鼓风机可通过螺栓固定在底座的一端。为了使一体化安装支座受力均匀，可将驱动电机、鼓风机分别设置于底座的两端。

为了便于控制，还可将驱动电机、风机、控制器、车载终端等所有电器设备通过一个总开关控制，总开关开启，各电器设备启动，总开关关闭，各电器设备停止。在启动总开关后，为确保肥料不堵塞，可将鼓风机的风量调至最大。

另外，测速模块和位置获取模块可为一体结构，例如全球定位系统天线即GPS天线19，既可以获得速度信息，也可以获得位置信息。

本发明还提供一种车载施肥装置的施肥控制方法，这里的车载施肥装置是指上述车载施肥装置中施肥机构具有工作状态传感器、位置获取模块、车载终端，且车载终端显示目标转速、实际转速、位置信息、实际施肥量的车载施肥装置，例如图6所示的施肥控制系统。

如图7所示，该方法包括在预设的控制周期内执行：

S1、判断所述插秧机是否处于插秧状态，

若是，则获取所述插秧机的行进速度，并根据所述行进速度计算所述驱动电机的目标转速；

否则，设置所述驱动电机的目标转速为零；

S2、根据所述驱动电机的目标转速，控制所述排肥器中排肥轮的转速。

该方法在预设的控制周期内完成，每一个周期内，执行一次步骤S1和S2。即一个周期调节一次排肥轮的转速，使排肥轮的转速与插秧机的行进速度保持实时的匹配。

所谓的插秧状态，是在总开关处于打开状态的前提下，作业状态传感器检测到插秧机构落至地面位置时的状态，保证插秧状态的有效性。

当然，如图7所示，在执行所述S1之前还可包括：S0、预先设置目标施肥量；

在预先设置目标施肥量和所述插秧机处于插秧状态的情况下，根据所述目标施肥量和所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速。

这里，目标转速由车体行进速度和目标施肥量决定。根据作物或田地的实际情况，设置驱动电机的目标转速，从而控制排肥轮的转速，从而调节排肥量。当然，还可以按照如图7所示的流程对施肥过程进行控制。

综上所述，本发明车载施肥装置及其施肥控制方法，具有以下优点：

(1)采用一体化安装座将施肥机构整体安装在车体上，实现了施肥机构与不同的车体配合使用，且安装过程简单、方便，不需要专业的技术人员进行改装，拆卸也比较方便；

(2)通过测速电机、控制器和驱动电机控制排肥轮的转速，实现了车体行进速度与排肥轮转速的一致性，提高了施肥的均匀性；

(3)预置目标施肥量，使驱动电路的目标转速根据农艺要求确定；

(4)通过车载终端，可以得知驱动电机的目标转速和实际转速、位置信息、实际施肥量等信息，更加直观的了解目前的施肥状况。

(5)通过工作状态传感器获知插秧机工作状态，从而使施肥机构在插秧状态下进行施肥，保证了插秧和施肥的同步。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种车载施肥装置，其特征在于，包括一体化安装座及设置在所述一体化安装座上的施肥机构，所述施肥机构通过所述一体化安装座安装至车体；

所述施肥机构包括：

测速模块，连接至控制器，用于检测车体的行进速度，并将所述行进速度发送至所述控制器；

所述控制器，连接至驱动电机，用于根据所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速；

所述驱动电机，传动连接至排肥器中的排肥轮，用于根据所述目标转速，控制所述排肥轮的转速；

所述施肥机构还包括：

车载终端，连接至所述控制器，用于预先设置目标施肥量，并将所述目标施肥量发送至所述控制器；

在预先设置目标施肥量的情况下，所述控制器根据所述目标施肥量和所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述控制器还用于检测所述驱动电机的实际转速；

所述车载终端还用于显示所述驱动电机的目标转速和/或所述驱动电机的实际转速。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述施肥机构还包括：

位置获取模块，连接至所述车载终端，用于获取所述车体的位置信息，并将所述位置信息发送至所述车载终端；

所述车载终端还用于显示所述位置信息。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述车载终端还用于：

根据所述驱动电机的实际转速和所述位置信息，计算实际施肥量，并显示所述实际施肥量。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述车体为插秧机；

所述施肥机构还包括：

工作状态传感器，用于检测插秧机是否处于插秧状态；

在所述插秧机处于插秧状态的情况下，所述测速模块检测所述插秧机的行进速度。

6.根据权利要求1-5任一所述的装置，其特征在于，

所述排肥器还包括：

肥箱，用于容置肥料；

若干个肥盒，均与所述肥箱的底部连通；所述排肥轮设置在所述肥盒内。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述施肥机构还包括鼓风机，所述鼓风机通过送风管与各所述肥盒连通。

8.一种权利要求5所述的车载施肥装置的施肥控制方法，其特征在于，包括在预设的控制周期内执行：

S1、判断所述插秧机是否处于插秧状态，

若是，则获取所述插秧机的行进速度，并根据所述行进速度计算所述驱动电机的目标转速；

否则，设置所述驱动电机的目标转速为零；

S2、根据所述驱动电机的目标转速，控制所述排肥器中排肥轮的转速。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在执行所述S1之前还包括：S0、预先设置目标施肥量；

在预先设置目标施肥量和所述插秧机处于插秧状态的情况下，根据所述目标施肥量和所述行进速度，确定所述驱动电机的目标转速。