CN105377013B - 通过端口开沟器输送变比例混合的多种农产品的系统 - Google Patents

Abstract

用于在农产品的变比例混合中根据独立处方率计量多种农产品中的每一种的系统，所述农产品来自多个所述系统中的单个开沟器和横穿施加器例如条播机的开沟器。与施加器连接的物料储存隔间输送多种农产品到横穿施加器安装在群组或箱体中的计量组件。该农产品从计量组件供料，通过流动再定向器进入歧管，然后进入相应的单个开沟器，开沟器具有将农产品输入到土壤中的管路。控制器通过计量组件独立调整计量。该流动再定向器和歧管根据田地处方为每个开沟器提供农产品组合的混合。

Description

通过端口开沟器输送变比例混合的多种农产品的系统

技术领域

本发明涉及与具有在处方农作中有用的变速率计量系统的条播机等相关的农业机械的领域，并且特别涉及一种通过多端口开沟器输送变比例混合的多种农产品的系统。一种施加器例如条播机结合了包括种子和肥料的农产品的集中输送以及在侧向排列的计量组件和相应的开沟器中的在每个开沟器处的多种农产品的局部、高分辨率、单独控制、可变速率计量和可变比例混合，其中每个开沟器从多个计量装置和相应的用于每个计量装置的局部料斗中进料。

背景技术

于2000年9月19日授予McQuinn的名称为“用于农业机械的多变量速率分配系统”的号为6122581的美国专利中描述了处方农作。如McQuinn所述的，需要变速率施加器系统来控制农产品(也被McQuinn称为作物输入)的输送，农产品从横穿散布悬臂、种植机、播种机和各种其它施加装置的分配点进行分配，施加装置基本横向于它们的行进方向，从而当机器横穿所需的产品输送区域时，准确且精确地从附接到施加机器的多个分配点单独分配农产品。McQuinn提到，即使在几英尺的距离内，也会发现土壤状况、地形特征和/或其它特征，例如营养水平、土壤紧实度、排水系统或者其它合格的作物生产特征，发生了重要改变。McQuinn同时描述了控制从附接到变速率产品施加机器的多个分配点分配的多种农产品的处方和数量，从而提供多变量速率分配系统，其中使用数字地图来协调该系统。定制地图从而将农产品施加到被施加机器穿过的所需目标区域，无论在穿过机器的单独的分配点位置处的作物输入的处方和数量要求差异怎样。描述了电脑控制系统，其保持待处理田地内的各种土壤类型、地形特征和/或其它特征，例如营养水平、土壤紧实度、排水系统或其它合格的作物生产特征的位置的数字地图，并且其响应于机器定位装置，例如GPS接收器，用于确定机器在田地中的位置，查询机器当前所在位置土壤的土壤类型、地形特征和/或合格的作物生产特征，同时响应于此调整每个单独的分配点的作物输入处方和数量。

McQuinn描述了地图坐标系统，要么通过多个分配点被集中在一起的区间控制，要么通过单独分配点控制，允许在水平面中从一侧到另一侧进行变量输入控制。McQuinn指出，当被用于种植或播种应用时，也有必要在机器上给出不同的点，来分配不同种类的种子和/或改变从那里待分配的种子的速率，从而在横向于机器行进的方向上控制从机器分配的种子的速率和/或种类。McQuinn继续指出，当作物输入从施加机器上的不同分配点被同时分配时，控制这些可变输送速率差是必要的，每个分配点响应于计算控制系统输送作物输入的独特且特定的处方和数量，该计算控制系统保持待处理的田地中各种土壤类型、地形特征和/或任何合格的作物生产特征的位置的数字土壤地图。

McQuinn指出，施加待分配的任何产品都应与对于每个各自的分配点或者分配点组都是独一无二的土壤参考点的作物输入处方以及数量要求匹配。McQuinn还指出，调整从每个各自的分配点分配的作物输入的速率和处方，从而每个作物输入被分配给有预定状态的特定的目标区域，所有都基于对于某个目标区域的之前测量的状态和数值。McQuinn描述了作物输入由施加机器操作者来确定，并且可以包括产品，例如除草剂、杀虫剂、肥料和各种化学物质，并且可以包括或者唯一地限制为种子来适应种植机控制。McQuinn描述了使用数据处理器来提取已经被编程写入软件数据库的处方和数量数据。McQuinn描述了数据库信息也包括那些对于施加机器是特定的信息，并且包括每个分配点或分配点组的类型和位置，给出了喷头、播种轮、喷射管和相关致动器的例子。McQuinn指出他的多变量速率分配系统适于与干悬臂系统或者干悬臂系统和湿悬臂系统的组合，以及种植机、条播机、旋转器、落管、喷射器等一起使用。

申请人还注意到于1999年8月3日授予Fick的号为5931882的美国专利“一种组合网格配方和深度控制系统”。Fick描述了多产品施加系统、种子种植系统以及对液体或者颗粒状产品以预定数量分配以及以预定深度和频率种植种子进行控制，其中三种或更多种分开的产品可以被同时分配，并且其中，可以改变种子种植深度。网格配方系统限定了将被施加到田地特定区域的每种类型产品的数量，和/或其限定了该田地特定区域的种子种植深度和频率。GPS和配方数据由计算机处理。农民基于个人知识和经验来形成配方和/或深度/频率网格。Fick描述了被分配的产品可以是肥料、除草剂、杀虫剂、熏蒸剂、载体、种子或其它类似材料，其被以液体或者颗粒形式施加。他指出，词语“配方”旨在包含化学配方、分配速率以及种子种植深度和频率，控制系统使用GPS来提供产品施加器的位置。

Fick描述了五个分开的产品容器可以包含五种不同类型的产品，它们可以通过单个歧管同时被施加，单个歧管供给用于完全混合这些流动物质的线式混合装置，从该装置处这些流动物质通过控制阀被输出到悬臂和分配喷嘴。Fick指出，深度控制单元可以被机械地、电力地或者液压地驱动。

发明内容

在本发明的一个方面中，种子和肥料分配的数量和比例通过计量系统来控制，计量系统包括一侧向阵列的箱体，每个都包含四到六个范围内或者更多的单独受控的计量装置，优选包含由电机单独驱动的计量轮和杯分配器。电机由箱体微控制处理器控制，其接受来自主控制器处理器对于分配速率的指令。每个箱体控制器具有特定的标识，其允许箱体控制器通过通信网络被链接在一起。相互连接的箱体被主系统控制器所管理，其解释用户输入的命令，包括田地处方文件，用于计量速率和用于任何在正常操作中可能发生的错误。

在优选实施例中，待计量的颗粒状农产品通过空气系统从条播机上的中心物料储存器中运往计量轮，其安装在一系列箱体的每个箱体中的它们相应的外壳中。每个计量轮都具有其自身的驱动电机和其自身的局部料斗。每个局部料斗可以从中心物料储存器中被供给不同的颗粒状产品。箱体以一阵列侧向穿过条播机安装，且颗粒状产品从计量轮通过一系列管子和歧管进行送料。优选每个箱体具有单个歧管和单个开沟器。每个歧管为其对应的开沟器送料。开沟器包括用于将农产品输送到土壤中的管路。

一旦产品从条播机上的中心物料储存器到达每个计量轮上的局部料斗，主控制器估计所需的产品送料比例并调整每个箱体的四到六个或更多轮电机中的每一个至合适的速度，从而根据田地处方文件以一定的播撒密度分配多至相应数量的不同产品，并且主控制器对于条播机在田地上造成的转弯以及条播机在田地上的播撒图案的重叠也做调整。这在每个开沟器的每个出口处为每种产品提供单独送料速度控制，其使得可以对种子/肥料比例进行完整控制，其作为由歧管结构和开沟器管路结构决定的组合进行分配，以使效率最大化并减少浪费。结果是通过使过度播种最小化，提高了作物产量，给农民更低的成本。

农产品在开沟器处进行计量，具有最小的产品运动时间内的延迟，其意味着很少重叠和更精确的应用。即，市场上的当前技术在输送时间上具有1到4秒的延迟，取决于条播机上的位置、产品必须通过其到达开沟器的软管的长度。因此，即使具有用于关闭的局部控制，为了保证覆盖范围需要重叠。在本发明中，延迟在整个条播机中是恒定的，能被精确建立到计量中，用于开/关点以及速率的精确控制。通过使用可转换的道路到田地的护理拖车，对条播机上的中心物料储存箱进行即时再补给，效率得以提高。

每个计量轮电机可以是通过脉冲控制的步进电机，该脉冲根据主控制器的命令送往相应的步进电机驱动器并且由箱体控制器解读。每个控制器负责管理在其箱体中的步进电机的电机速度，以基于用户数据输入、位置、处方和速度来输送种子和肥料。

在一个方面中，本发明的系统包括：与条播机连接的物料箱，其中该物料箱具有至少四个物料隔间；具有至少一个臂和通常相反侧向布置的两个臂的条播机；和一阵列沿着条播机的臂以侧向间隔开的阵列安装的计量箱体，其中该阵列沿着该臂具有开沟器密度，即，箱体之间的间隔，以复制(受到机器限制)田地处方中的侧向间隔数据点的侧向分辨率。在该阵列计量箱体中的每个计量箱体至少包括四个计量组件，从而在物料箱的至少四个物料隔间和至少四个计量组件之间提供一对一的对应关系。每个箱体可以包括可选择性调整的地面高度调整致动器。供料装置例如空气条播机或其它物料输送机在物料隔间和每个箱体中的至少四个计量组件中的相应的计量组件之间以一对一的对应关系从每个物料隔间供应不同的农产品。

每个计量组件包括局部料斗，传送相应的农产品到可选择性单独致动的计量分配器，在此也被称为计量装置。计量分配器通过选择性调整流动再定向例如上管路以选择性可变速率来计量农产品到歧管并通过歧管进入相应的开沟器。在此使用的词语“歧管”指的是带腔室的流动控制装置，其控制并定向进入的农产品的流使其穿过分隔的腔室或者隔间，其中，每个隔间具有至少一个相应的流出出口。开沟器具有多个管路(在此也指下方的管路)从开沟器中穿过并在开沟器下端具有相应的开沟器出口，由此农产品被从歧管输送向下穿过多个下管路，穿过开沟器出口送出。该农产品因此以所需的产品组合，以所需输送速率以及所需的土壤深度被开沟器输送到田地的土壤中。

使用来自用户的数据输入以及来自田地处方的输入，以及来自定位装置(例如GPS定位器)的位置输入，和来自速度传感器或者速度确定装置的速度输入，在条播机上的至少一个处理器将条播机在田地中的位置与田地处方关联，并且将单独的计量指令传送到每个箱体中的每个计量分配器，从而分配给每个相应的开沟器以独特调整过的农产品的组合，从而提供输送速率来实现根据田地上特定位置的田地处方所需的输送速率以及因此每种组合的产品散播密度。

在非限制性的优选实施例中，产品是颗粒状产品。因此，在优选实施例中的每个计量分配器优选地包括计量辊子，其旋转安装在计量杯内从而形成的分配隙用于将分离产品分配到歧管。这种对分离的产品进行精确计量的形式不是用于限制，本领域技术人员应当理解，其它形式的精确计量装置，无论是现在已知的或者将来会发展的，其也能代替使用计量辊子和杯的设置而发挥作用。歧管具有多个歧管隔间，其数量对应于在相应的开沟器中的下管路的数量。

有利的，在计量装置和歧管隔间之间操作的每个流动再定向器可选择性定向到任何一个歧管隔间中，从而提供独特地组合来自计量组件的产品进入到开沟器中的任何一下管路中。例如，流动再定向器可以是柔性软管。软管的下端相邻于歧管隔间并被选择性地定位在所需歧管隔间上方。其它形式的所需的流动再定向器，无论是否是柔性的，或者是否是软管，都能发挥作用。例如，流动再定向器可以是刚性斜槽，一个对每一个计量装置，其中每个斜槽具有用于每个歧管隔间的可致动门，或者闸门，或者滑道，或者挡板。

可致动门、闸门、滑道、挡板等的数量与开沟器中被送料的管路/出口的数量相对应。斜槽(其也可以是滑运漕、通道、管子、导管等)的数量等于计量装置的数量。在本发明中，计量装置的数量超过了在相应的开沟器中的可用的导管/出口的数量，从而提供了根据田地处方调整和优化在任何特定田地位置处正从开沟器输送的东西的机会。

在此提到可致动流动再定向器旨在包括任何种类的流动再定向机构，无论是否是管道等，从而包括例如这种情况，即计量装置自身，例如分离夹的位置或者计量轮外壳的方位，是有角度地或以其它方式被调整或者被重新定位，从而来自特别是计量轮外壳上的夹的流出物被选择性地改变从而将该流出物定向到特定的歧管隔间，送进开沟器中相应的管路。

在此提到的每个计量装置或者组件使用的局部料斗不限于料斗本身，但是可以是任何种类的适合的用于正在被计量的产品的容器或者储存器，从而通过计量组件的计量装置提供连续精确的产品计量。另外，局部漏斗不必物理安装到计量装置，因为其可以在计量装置的附近或者与其相邻，并且通过其自身管路为计量装置供料，如果箱体的尺寸或形状需要这样的话。此外，可以整理局部软管或者计量装置的布置从而提供狭窄的箱体，狭窄是指沿着箱体安装的条播机臂只占用较小的距离，从而增加臂上的开沟器的数量，并且这样增加了产品输送的分辨率。

此外，在此提到的沿着条播机上的每个臂安装的箱体的使用不是限制性的。特别是，并不意在提到的箱体就必须是指分离的、独立的壳体从而必须具有一系列这样的壳体沿着条播机臂安装。也可以是，随着所需的开沟器密度增加，即，单位长度的条播机臂上的开沟器数量增加，用于每个开沟器的每一组计量装置的壳体将合并为统一的或者分段的壳体，每个中都具有一定组数的计量组件。因此，可以说，箱体仅仅是指对于送料到一个开沟器的一组计量组件组，无论其是否有覆盖每个这样的组的分开的壳体。

在优选实施例中，每个开沟器具有至少三个下管路，并且每个箱体具有至少四个计量组件。一套流动再定向器和一个歧管在每个箱体之间协作，并且每个在每个箱体和每个开沟器之间协作。相关的物料储存箱具有至少四个物料储存隔间。在此类装置中，田地处方具有至少四个数据层。

根据本发明另一方面的系统可以还包括至少一个道路到田地的可转换护理拖车。该护理拖车可释放地安装，在条播机后拖曳供田地使用，在拖曳车辆后面拖曳供道路使用。该护理拖车包括多个物料输送隔间，其数量等于或者超过在物料储存箱中的物料隔间的数量。该护理拖车还包括产品输送装置，例如第二空气条播机，将产品从护理拖车上的输送隔间传输到物料储存隔间，用于当条播机向前平移时例如即时地从相应的输送隔间向物料储存隔间填充。

在一个实施例中，该护理拖车在拖车第一端具有道路使用的轮子，在拖车的相反第二端具有田地使用的轮子，并且，其中，对于田地使用，拖车第一端附接到条播机用于拖曳拖车，其中道路用轮被安装在拖车上从而当拖车在田地中使用时将其提升脱离与田地的接触，并且其中，对于道路使用，拖车第二端被附接到拖曳车辆用于拖曳拖车，其中田地用轮被安装在拖车上从而当拖车在道路使用时被提升脱离与道路的接触。

在条播机的物料储存箱中的物料储存隔间的数量取决于每个箱体的计量组件的数量。如果例如，如此所示，每个箱体具有六个计量组件，那么具有至少六个物料储存隔间或者容器。

使种植作物的田地的使用优化的方法，可以包括：

a)提供如上所述的装置，根据位置、地面因素变量和农产品特性来最优化输送农产品，

b)提供：

(i)条播机，其可至少沿前进方向平移，从而跟随优化路径越过田地，

(ii)位置确定装置，例如GPS定位器，用于接收和输出条播机的位置信息，

(ⅲ)与条播机相连的物料储存隔间，与物料储存隔间协作的可选择性控制的物料供给系统，其中，供给系统以一对一对应关系将农产品从物料储存隔间输送到每个计量组件，

c)在所述物料储存隔间中分开储存独特农产品，从而单一类型的农产品储存在相应单个物料储存隔间内，其中农作物选自以下群组，包括：

(ⅰ)种子品种

(ii)肥料混合物

(ⅲ)除草剂混合物

(ⅳ)接种菌

(ⅴ)杀虫剂

d)将所述农产品从物料储存隔间供给到相应的所述计量组件，

e)提供在计量装置和歧管之间协作的上管道，并调整上管道的输送，从而定制所述产品的组合，以供输送到所述开沟器中的所述管路，

f)在每个所述计量组件中提供：局部料斗和相应的被独立驱动的可选择性控制的计量装置，提供流动再定向器，用于使每个计量装置将流体定向到歧管，以及相应的开口器，用于从歧管接收流体，并且以侧向间隔阵列在条播机的每个臂上设置一阵列箱体，每个包含多个计量组件，从而在相邻的所述开沟器之间提供实质上在1至2英尺范围内侧向分辨率，

g)在所述处理器中：

(ⅰ)接收所述位置信息，

(ii)接收来自处方文件的田地的地面因素信息，其中田地的地面因素信息包括映射到田地且选自以下群组的信息，包括：

(i)地面海拔

(ii)地面含湿量

(iii)地面孔隙率

(iv)地面pH值

(v)氮水平

(vi)钾水平

(vii)硫水平

(viii)磷水平

(ix)地面硬度/纹理

(x)所需的播种深度

(xi)电导率

(xii)土壤有机物

(xiii)土壤体积密度

(ⅲ)将所述位置信息与相应的田地的地面因素信息相关联，

(ⅳ)从对应于所述位置信息的所述地面因素信息，确定优化的计量指令，

(h)将所述计量指令传输到所述多个可选择性控制的计量组件，

(i)在所述处理器中从所述多个可选择性控制的计量组件接收反馈，

(j)向车辆中的用户显示状态信息，

(k)独立驱动所述计量组件，从而根据来自所述处理器的所述计量指令选择性地计量来自所述局部料斗的所述农产品，从而根据田地处方提供优化的农产品组合到每个开沟器，

(k)主动监控和更新所述处理器中的所述位置信息，并根据处方主动更新相应的地面因素信息，并相应地更新优化的计量指令，并且传输更新后的计量指令从而根据相应于田地上新位置的田地处方，修改农产品的选择性计量，

(l)将来自所述多个可选择性控制的计量组件的反馈提供到所述处理器，

(m)更新状态信息给用户。

在一个实施例中，护理拖车在拖车的第一端具有道路用车轮，在拖车的相反的第二端具有田地用车轮，并且其中，对于田地使用，拖车第一端附接到条播机用于拖曳拖车，其中道路用车轮安装在拖车上从而在拖车进行田地使用时将其提升与田地脱离接触，并且其中，对于道路使用，拖车第二端附接到拖曳车辆用于拖曳拖车，其中田地用车轮安装在拖车上从而当拖车在道路使用时其被提升与道路脱离接触。

附图说明

在本说明书中，每个视图中相同的附图标记表示相应的零件：

图1是现有技术的开沟器的后方透视图。

图2是图1的现有技术的开沟器的平面图。

图3是安装在条播机上的一阵列计量箱体中的一个计量箱体的部分剖开后方透视图，其中箱体壳体、壳体支撑架，一个侧机架，以及地面接合封闭轮以及它们的支撑架已经从视图中移除。

图4是一个完整的箱体组件的左后方透视图，软管已经被移除或者部分被剖开。

图5是图3所示的箱体的侧顶部透视图，显示有壳体支撑臂并且还显示有地面接合车轮以及一个封闭车轮。

图6是图5所示的箱体的侧下方透视图，部分剖开了显示种子计量组件壳体。

图7是图6的箱体的侧顶部透视图。

图7a是图7的歧管、流动再定向器计量组件的放大的部分分解的视图。

图7b是从相反侧看到的图7a的歧管、流动再定向器和计量组件的部分分解并剖开的侧顶部透视图。

图7c是图7b的视图，所示的软管支撑件横穿相应的安装支架槽被侧向致动。

图7d是图7的箱体的进一步部分剖开的视图，显示有计量组件、流动再定向器、歧管和开沟器。

图7e是图7b的视图，显示了流动再定向器致动器的替换实施例。

图8是图7b的计量组件的放大的进一步剖开的视图，两个计量组件被移除。

图9是图7d的计量组件的后方透视的、进一步剖开的放大的视图，三个计量组件外圈被移除并且辊子被移除或者被剖开。

图10是图9的一个计量组件的半个计量外圈的侧向透视图。

图11是穿过现有技术的种子计量装置的截面视图。

图12是安装在安装支架上的六个计量组件的透视图，该安装支架还支撑计量组件步进电机的步进电机控制器。

图13是图5所示的箱体从上方透视角向下看入到每个计量组件上的局部料斗内，一个局部料斗被部分的剖开。

图14是携带侧向间隔阵列的箱体的条播机的后方透视图，条播机被牵引机在田地中拖曳。

图15是条播机控制系统的控制逻辑的高级别逻辑流程图。

图16是图14中的横穿田地的条播机和牵引机的平面图，并且显示了田地的等高田地特征线。

图17是可转换的道路到田地的护理拖车的平面图。

图18是图17所示拖车被卡车拖曳的平面图。

图19是图18所示的卡车和拖车的侧视图。

图20是图16所示的牵引机和条播机的平面图，显示了在田地上开始播种和施肥操作，田地上有两个图17中的拖车被预定位。

图21是图20的视图，显示了牵引机以及条播机初始采用的路径，从而对田地进行播种和施肥。

图22是图21的田地，其中牵引机已经停止来钩住第一预定位的护理拖车。

图23是图22的田地，其中空的护理拖车正在从田地中被移走，并且牵引机和条播机已经停止来钩住第二预定位护理拖车。

图24是计量装置到开沟器输出的映射图。

具体实施方式

处方农作的一个目的当然是增加作物产量。考虑到许多农场非常大的规模，对于那些农民同样重要的是在根据特定田地的处方来操作他们的条播机的同时是多产并且高效的。这样，为了获得提高的产量而使用例如之前McQuinn所述以及之前作为一种使用方法所述的处方农作方法，结合本发明的各个方面，农民不希望由于增加了操作条播机的复杂性而变得没那么高效或者不利。农民现在挣扎着将许多产品搬运到田地，还要放置卡车并放置传送机，填充并清洗卡车和传送机，并且对每种产品进行重复，这通常要花费太多时间。

使用处方农作方法来优化作物产量不仅依赖于对特定田地的精确处方，而且还依赖于条播机在土地内真正获得处方。这样，一个目的是尽可能精确复制处方的分辨率而不降低效率。条播机操作的效率通过减少停机时间而得到提高，停机时间用于再次填充料斗，料斗包含含有种子和肥料成分的农产品。在现有技术中，由于产品穿过长软管的行进延迟而导致失去精度，并且由于歧管随机分开产品流而导致失去精度。

这样，在根据本发明一个方面并且用于颗粒状或者液体状农产品的条播机上，通过对每个局部料斗采用单独计量控制，每个局部料斗经由在条播机上高分辨率侧向开口列阵中可选择配置的歧管系统为相应的单独的开沟器送料，获得将来自每个箱体中的独立局部料斗中装载的多个这种产品的农产品结合的高分辨率、精度和灵活性。单独的小的局部料斗供给相应的计量装置；每个计量装置一个局部料斗。每个计量装置选择性地受控并且被单独计量来为每个开沟器提供田地处方的单独化应用。即，根据田地处方，以独特的农产品的组合，农产品对箱体列中的每个箱体的开沟器被局部且单独地计量，并且其中随条播机移动的集中的多个物料箱或物料储存隔间用于保持每个箱体中的多个单独的小料斗供应有农产品，物料储存隔间和相应的局部料斗之间一一对应。

在本系统的一个实施例中，提供可转换的道路到田地用护理拖车，即既适于道路也适于田地使用的护理拖车，用于将多种农产品整批从它们通常在中心设置的储存筒仓输送到条播机正在工作的特定田地。护理拖车被条播机拖曳，用于即时再填充与条播机连接的物料储存隔间。这样，用于再填充与条播机连接的中心物料箱或物料罐的停工时间被最小化为即时再填充之前或者之后的分别从条播机钩上或者脱钩护理拖车所需的时间。下面介绍这种护理拖车的一种设计方案，而不意在进行限制。

这样，在下文中，对于同样不意在进行限制的优选实施例的描述开始于对条播机在开沟器级别的改进设计的说明，从那里开始描述该系统，反向遵循农产品流动路径，从开沟器到其相应的歧管，并且到每个箱体内相应的计量组件，并且从那里开始描述中心化物料储存分配系统，而且从那里开始描述使用可转换的道路到田地用护理拖车对中心化物料储存隔间进行即时再填充。

开沟器

尽管各种多端口开沟器可以起作用，在一个优选实施例中，使用的开沟器是在2001年10月16日授予Lempriere的号为6302040的美国专利“在线表面下播种、施肥和浇水装置”(Lempriere’040专利)中描述的开沟器。一种这样的开沟器是由加拿大英属哥伦比亚省温哥华市的清洁种子农产品有限公司(Clean Seed Agricultural Products Inc.)提供的MarkⅦ开沟器。在法律允许时，Lempriere’040专利在此引入作为参考。Lempriere’040专利描述了作为表面下播种、施肥和浇水装置的开沟器包括开沟器刀片，其具有在前边缘和尾边缘之间延伸的第一和第二侧面。该开沟器刀片具有上表面和下表面，上表面和下表面分别在刀片的第一和第二侧面的上边缘之间和下边缘之间延伸。第一和第二翼以基本相反设置的关系分别安装到第一和第二侧面，从而形成从第一和第二侧面向外的悬臂式。该第一和第二翼在第一和第二向前翼边缘以及第一和第二尾部开口翼孔之间延伸。种子、肥料和水通过翼孔分配。用于表面下土壤搅动的相反设置的刚性前翼安装到第一和第二侧面，从而从第一和第二侧面呈悬臂式向外延伸。前翼可以安装在刀片前边缘和第一和第二向前翼边缘之间。

图1是Lempriere’040专利的开沟器的图示。

开沟器10在基本平面的刀片结构14的顶部上具有上方端口表面12。刀片结构14具有主干16，其基本竖直地悬挂在表面12的下方。足结构18形成为主干16的下端的一部分。主干16的外表面平滑地并入下表面20。翼22和24从主干16侧向向外延伸。

在同样来自于Lempriere’040专利的图2中看得更清楚的端口26、28和30形成在上表面12中，并且协同地与相应的通道对齐，这些通道基本彼此平行地向下延伸穿过主干16。对应于端口26的通道向下延伸穿过足结构18，经由出口端口26a从开沟器10向后离开。对应于中间端口28的通道经由出口端口28a离开翼22。对应于尾部端口30的通道经由出口端口30a离开翼24。这样，出口端口28a和30a基本稍微侧向相反地定向，并且从它们各自的翼22和24中开口。可以为硬质材料的足尖32以一点或口鼻状物32a延伸，在刀片开沟器10在条播机上使用中平移(如下文更好描述的那样)的时候，一点或口鼻状物32a向前面向向前平移的方向A。一对相反设置的前翼34形成为足结构18特别是足尖32的一部分，或者安装到足结构18特别是足尖32，从而前翼34从足尖32的侧表面侧向向外悬臂式突出。前翼34用于搅动表面下的土壤，刀片开沟器10沿方向A穿过土壤。安装块36安装在表面12上，或者形成为表面12的一部分。如下述附图所示，尾耳38显示为增加到原始的MarkⅦ开沟器10，用于与刀片深度控制致动器86相邻安装。

歧管

现在沿着农产品流动路径进一步向上游移动，如图3所示，图3是图4所示的箱体40的部分剖开视图，管子26b、28b和30b分别安装到端口26、28和30中。在图5中部分剖开显示的软管26c、28c和30c分别安装到管子26b、28b和30b。如图7a所示，歧管42包括具有相应的下喷口44a、46a和48a的三个伸长的腔、隔间或者漏斗44、46和48。软管26c连接到喷口44a，从而中漏斗44供给农产品，其经由中出口端口26a从开沟器10排出。软管28c连接到喷口46a，从而流过漏斗46的农产品从左出口端口28a从开沟器10排出，并且软管30c连接到喷口48a，从而流过漏斗48的农产品从右舷或者右出口端口30a从开沟器10排出。歧管42可以是一个单独整体的漏斗，其由分隔壁42a分隔从而形成漏斗44、46和48。歧管42也可以是单独腔室、隔间或漏斗的集合。

歧管42被安装在歧管壳体50内，歧管壳体50自身被安装在计量壳体52的下面，尽管如图所示，壳体50和52可以形成为整体壳体。歧管壳体50和计量壳体52被安装在机架54上，尤其是分别安装在U形水平机架臂54a和54b上。

流动再定向器

在歧管壳体50内，歧管42被安装支架56支撑，在图7a中看得更清楚。安装支架56形成为框架，其悬在进入歧管42的开口的上方，且尤其悬在进入漏斗44、46和48的伸长、相邻、平行的漏斗开口的开口的上方。安装支架56具有一对侧壁56a，其将歧管42夹在其间，并且其安装在壳体50中。横向构件56b侧向延伸横穿支架56的顶部，从而在其间限定出一阵列平行、纵向间隔开的伸长槽56c。在图示的非限制性实施例中，安装支架56具有6个平行槽56c，在槽中安装有6个选择性可侧向调整的软管支撑件58。

软管支撑件58可以横穿槽56c沿着方向B侧向调整。侧向调整软管支撑件58的位置使得相应的柔性软管60可以选择性地对齐，其中一个柔性软管在图7a中以虚线轮廓显示，从而可以选择性地将农产品从六个计量组件64中的任一个或任意组合输送到三个漏斗44、46和48中的一个中。虽然在图7a中只以虚线轮廓画出一个柔性软管60，但是可以理解的是，六个槽56c中每一个都具有其相应的软管支撑件58和相应的软管60。

每个软管支撑件58具有上板58a和下板58b，其将相应的一对相邻横向构件56b的边缘夹在其间。在电缆套管56e中的一系列六个电缆环路56d(在图7c和7e的两个实施例中仅显示出其中一个)用于选择性地沿着方向B平移六个软管支撑件58，为软管支撑件58侧向横穿其相应的槽56c进入其所期望位置提供单独定位。每个软管支撑件58有一个电缆环路56d。每个电缆环路56d被包含在其自身的套管56e中，从而可在其中滑动，套管在安装于滑动机架59上的软管位置致动器57和安装支架壁挂件61之间延伸。壁挂件61安装在安装支架56相对的边缘56f上，且导引电缆56d穿过与每个槽56c对齐的多对相对的孔56g。电缆环路56d每个都安装到其相应的软管支撑件58，从而当在图7c的实施例中致动器手柄57a沿着滑动机架59中其相应的槽59a沿方向C滑动时，或者在附图7e的实施例中，致动器手柄57a沿着方向C’旋转时，软管支撑件58相应地沿着槽56c滑动。这样，通过定位，即，通过滑动或者旋转致动器手柄57a，用户例如农民可以选择哪个软管或者哪几个软管60将产品输送到歧管42中的哪个漏斗44、46和48中的各种组合。这样，农民可以容易地将一种农产品(种子、肥料等)组合转换为另一种农产品组合，也就是根据作物产量优化的田地处方，农产品应当在开沟器10上的出口端口之间走不同的路线和/或以不同数量输送。

在一个非限制性实施例中(未显示)，下板58b被弹簧(未显示)向上弹性推压，从而被推至抵靠横向构件56b的下部。

在进一步的实施例中，可以提供远程控制致动器(未显示)来远程控制软管支撑件58的定位。该致动器例如可以直接致动软管支撑件58或例如可以致动电缆环路56d。该致动器可以由可编辑逻辑控制器控制，该可编辑逻辑控制器由对特定田地执行田地处方的主处理器支配。

计量

六个单独的计量组件64被刚性安装在计量壳体52中，彼此紧密相邻。使用六个计量组件，供给自六个局部料斗，并穿过六个相应的软管供给进入歧管42，是作为范例给出的，四个或者更多计量组件/局部料斗/软管进入歧管也是可以的。再次说明，目的是试图匹配处方变量的数量。计量壳体52可以从歧管壳体50分离，或者如图所示，可以是单独的整体壳体。每个计量组件64具有其自身相应的入口64a和出口64b。计量组件64沿着居中竖直设置的安装板70以交错顺序安装，在图9中看得更清楚，其中两个计量组件64被移走并且视图被局部分解从而显示出板70，并且其中显示了计量轮杯或壳体66从三个计量组件64移除。每个计量组件64包括其自身的步进电机68。步进电机68沿着安装板70并排安装。因为在图示的实施例中有六个计量组件64，安装板70具有对应于六个步进电机68的水平阵列的孔70a。步进电机驱动轴68a自步进电机68侧向延伸，并且交替地延伸到相对于安装板70的右舷(右方)和左舷(左方)。步进电机68例如可以由位于中国宁波的OSM技术公司制造(零件编号：No.17HS13-040S–PG19-C)。该步进电机68是Nema 17框架尺寸，每个具有28亳米、19:1的行星齿轮箱。计量组件64在计量壳体52中沿着安装板70以左右错位阵列安装。

辊子72(其中一个部分剖开地显示在图9中)例如可以是聚氨酯泡沫辊。辊子72被夹在盘74之间安装。辊子72由尖状物74a保持就位，用于在驱动轴68a上同时绕旋转轴线E沿着方向D旋转。驱动轴68a驱动盘74以及辊子72绕轴线E沿着方向D旋转。

每一对盘74和被保持夹持在其间的辊子72被安装在计量轮壳体66的辊子杯66a之中。在图10中显示了计量轮壳体66的一半。计量轮壳体66的另一半是其镜像，并且以相对的面对关系安装到计量轮壳体66的这一半，从而将盘74和一个辊子72封闭在辊子杯66a中。

在法律允许引入作为参考时，于2003年7月29日授予Lempriere的号为6598548的美国专利“种子计量装置”在此引入作为参考。号为6598548的美国专利(Lempriere‘548专利)描述了一种种子计量装置，其包括安装在种子容纳箱下面的辊隙。该隙形成在柔软弹性辊子的径向外表面和辊子杯壁相应的伸长的、弯曲的内表面之间，从而形成伸长的、弯曲的薄的楔形夹。由辊子驱动器(在本实施例中由步进电机68和驱动轴68a提供)的辊子的旋转通过夹中的颗粒状农产品与弹性辊子表面的摩擦接合，将颗粒状农产品(例如种子)拉下并沿该夹穿过。在辊子和杯壁之间的长的、薄的楔形夹为被压缩在夹中的种子提供更久的停留时间，以为正被计量的颗粒状农产品提供改善的和更精确的分离。Lempriere‘548专利的附图在此复制为图11，从而显示了在本计量装置实施例中使用的种子计量装置的几何外形。使用这种形式的计量装置不是意在进行限制，本领域技术人员所知道，其它精确计量装置也可以使用。

如图11所示，其中在本说明书中使用的附图标记已经被变换到Lempriere‘548专利的现有技术附图上，辊子杯66a具有下壁或者刚性控制表面66b以及基本上相对设置的上壁66c。辊子72可以是柔软弹性聚氨酯泡沫辊，例如由40磅、No.3膨胀泡沫制成，但这并不是限制性的。辊子72的外表面72a可以如图所示是光滑的或者是有圆齿的，或者是以其它方式有纹路的。颗粒状农产品(例如种子76)保持在局部料斗78中，其在下文描述更好的图示实施例中的形状与图11中所显示的形状不同，但是其起到相同的作用，也就是将少量储存的颗粒状农产品(例如种子76)保持在进入伸长的、薄的、楔形夹80的开口80a的正上方。已经通过夹80分离的颗粒状农产品落入在溜槽66d中，从而从出口64b排出。

如图10所示，平上架66e为壳体66提供了安装表面。如图12所示，架66e安装到安装支架82的顶表面82a，在上面安装有局部料斗78。安装支架82的顶表面82a具有孔82b，其对齐在每个计量轮壳体66的吸入口66f上。即，相应的局部料斗78安装在孔82b上，储存在料斗78中的颗粒状农产品穿过孔82b并且落入吸入口66f，从而由此送进夹的开口80a中。这样，随着相应的步进电机68根据特定计量指令沿着方向D使辊子72旋转，局部储存在相应的局部料斗78中的颗粒状农产品被拉进夹80从而被分离并通过出口64b被精确计量，特定计量指令接收自采用下文描述的用于特定田地的处方的控制系统。计量过的颗粒状农产品这样流过相应的软管60并根据将相应的软管支撑件58定位在安装支架56上的流动再定向器的构造进入歧管42的所期望的漏斗44、46或者48。颗粒状农产品然后流入开沟器10中，从而从所期望的开沟器出口端口排出。

这样，本领域技术人员能够理解的是，根据流动再定向器的构造，即，根据所示实施例中用于相应于六个计量组件64的六个软管的软管支撑件58的侧向布置，并且根据哪种颗粒状农产品储存在特定局部料斗78中(从与条播机相连的相应物料储存隔间中供料)，通过将某些农产品组合进多于一个的局部料斗中以供同时送进开沟器10的所期望端口，可以供给很多种类的数量可变的农产品组合。这样，操作员和/或处理器(例如，在实施例中提供流动再定向器的远程致动)可以改变在开沟器10上的三个出口端口26a、28a、30a中的任何一个的农产品的流动速率、浓度、组合方式和数量，从而最好地满足田地处方。

如在图13的部分剖开视图中所见，每个局部料斗78包括下杯78a、覆盖在进入杯78a的上开口的筛网78b、以及将筛网78b紧固在下杯78a上的上杯78c。圆柱形接头78d被上杯78c垂直且居中地支撑在下杯78a中。在下杯78a的下表面中的孔78e对齐在安装支架82中的孔82b上以及相应的计量轮壳体66的吸入口66f上。

安装支架82和控制步进电机68操作的控制器84被安装在机架臂54b上的横向构件54c上。

假设的例子

在无意进行限制而提供的假设的例子中，开沟器具有三个管路，在箱体中有六个计量装置，六个相应的物料储存隔间，其中两个物料储存隔间将两种不同类型的种子送到两个计量装置的局部料斗，第三个物料储存隔间具有用于第三计量装置的除草剂，剩余的三个物料储存隔间具有的成分一起组成所需的肥料，例如，一种是氮(N)、另一种是磷(P)、最后一种是钾(K)，分别送往第四、第五和第六计量装置。

对于田地中的特定区域，在这个例子中，田地处方需要70-30-30(N，P，K)kg/ha，这意味着特定箱体的肥料输送速率等价于从第四计量装置(N)输送0.428kg的46-0-0，从第五计量装置(P)输送0.173kg的11-52-0-0，从第六计量装置(K)输送0.145的0-0-62，以生成对于田地上那个位置的处方所需要的混合物。在该例子中，如果箱体行进100m而处方是恒定的，且条播机以8km/hr行进，那么考虑到0.785gm/cc的(N)和0.945gm/cc的(P和K)密度，第四、第五和第六计量装置将分别以大约12cc/s、4cc/s和3.4cc/s来进行输送。

N、P、K计量装置供给开沟器中的肥料管路，即供给可用的三个开沟器管路中分派给肥料输送的一个开沟器管路。三个相应的步进电机将被驱动输送12cc/s、4cc/s和3.4cc/s流动速率的N、P和K。流动再定向器将被构造为使得计量肥料成分的三个计量装置混合肥料成分并将肥料成分供给到开沟器中一个分派的管路中，从而在那个位置实现预定的70-30-30kg/ha的输送密度。这样，可以理解的是，如何使用理想的混合以及在田地上方即时变化以满足田地处方所需要的输送分辨率，来实现所需的输送密度精度。

当肥料处方对于田地或对于任何特殊的田地位置所用的条播机臂长度发生改变时，通过改变电机速度来调整流动速率以提供其它所需的N、P和K的浓度。

如果期望除草剂也通过分派的肥料开沟器管路进行输送，那么重新设置流动再定向器来将来自调节除草剂流量的计量装置的流定向入分派给肥料的开沟器管路。

通过构造流动再定向器来将调节流量后的种子定向通过第二开沟器管路，可以根据处方以一定密度进行播种。在该例子中，那么可以引导水穿过第三开沟器管路。

为了实现每个计量装置到每个开沟器管路再定向的完全调整，即，使得任何一个或多个物料储存隔间和相应的计量装置与任何一个开沟器管路匹配的能力，每个计量装置必须是可调整的，从而输送其农产品到三个开沟器管路中的任何一个。可用的映射排列在图24中的计量装置对开沟器管路(或者开沟器出口)映射图中列出。在附图中显示了两个实现所需的流动再定向的实施例。

尽管并不意在进行限制，在所示的实施例中，每个开沟器管路具有对应的歧管漏斗，歧管漏斗具有伸长的上开口进入到漏斗中。每个漏斗的上开口可以被描述为沿第一方向伸长。对应三个开沟器管路的三个漏斗的三个伸长的开口并列定位，从而它们的三个伸长的开口彼此平行且紧密相邻。

每个计量组件计量从其对应的物料储存隔间进入相应的计量装置下游的柔性软管的农产品。自由端，即，软管的下游端被定位在三个漏斗开口中的一个的上方，三个位置中的一个位置中。软管自由端的定位可以被描述为沿第二方向定位。这样，在图示的例子中，第一和第二方向实质上彼此垂直并且基本位于水平平面上。

来自六个计量装置的六个软管安装在并列的漏斗开口的长度上，从而每个软管的自由端可以独立于其它软管被定位在三个漏斗开口的任何一个上方。这可以通过使软管安装在漏斗开口上方，软管的自由端彼此平行移动从而在三个漏斗开口的上方侧向地(即，沿第二方向)平移来实现。例如在建立需要的结构来满足特定处方的时候，自由端可以由用户手动定位，或者软管的自由端可以通过使用致动器来定位，例如根据来自系统主控制器的指令，致动器可以远程控制，并且在一个实施例中(没有显示)致动器可以通过可编程逻辑控制器或其它处理器来控制。显示了两种类型的用于定位软管自由端的致动器，其并不意在进行限制。

本领域技术人员可以意识到，来自每个计量装置的流出物可以通过各种方法被定向到任何一个开沟器管路中，例如在歧管内，和/或例如通过控制门和/或沟槽，或者使用刚性枢转斜槽或其它流动再定向器，以供在开沟器上端处的任何一个开沟器管路之间独立切换所有计量装置流出物。

小车机架

深度控制致动器86在其下端被枢转地安装到耳部38，且在其上端被枢转地安装到用于地形跟随车轮90的车轮支撑架88。尽管如图所示的致动器86显示为是手动操作的，本领域技术人员应当理解，也可以使用远程控制致动器，例如液压、电子、气动或其它致动器。这样，如果深度控制致动器86例如是液压制动器，根据田地处方调整颗粒状农产品计量的适应性的控制系统也可以自动调整开沟器10的深度，并且从而调整在田地应用处方的特定区域中播种或施肥的深度。

在图3和图4中可以更清楚的看到，安装到条播机108的工具杆(参看图14)的工具杆夹92分别为上下对平行四边形臂94a和94b提供刚性支撑，上下对平行四边形臂94a和94b可枢转地安装到工具杆夹92。臂94a和94b支撑一对侧向间隔部分机架元件96的升起和下降，从而当它们被升起或下降时，机架元件96相对于水平面保持不变的取向。

一对侧向间隔部分盘清洁刀片98被安装为从机架元件96向下悬挂，从而紧密贴靠盘100的相反侧面。盘100可旋转地安装在机架元件96之间和刀片98之间。刀片98竖直向下延伸从而它们的最下端邻近盘100的外周，并且正好在开沟器10上的足尖32前方。

向后延伸的翼臂102枢转安装到机架元件96以及深度控制致动器86的上端，从而深度控制致动器86的致动可以升起和下降翼臂102的尾端。一对向内倾斜的封闭轮104安装在翼臂102的相反侧上，从而由此向下悬挂。封闭轮104封闭地面上形成于开沟器10之后的犁沟。车轮支撑架88安装到翼臂102的最后端，并且支撑地面接合轮90。

处方控制分配

如图14所示，原动机例如牵引机106在田地110上推动条播机108沿方向A前进。田地110是例如由商业可获得的田地处方服务提供商进行的土壤特征分析并相应绘图的对象。一个这种提供商是Phantom Ag Ltd.公司，位于加拿大的萨斯喀彻温省的Naicaim市，经营CropPro咨询。CropPro咨询提供各种服务包来生成各种地图，包括处方地图、区域地图、生物量地图、排水地图等等，所有这些在这里共同被称为田地处方，并且其可以作为处方文件被加载到计算机中。组合的处方文件数据和服务提供商应用软件在计算机中运行，计算机例如可以是位于牵引机106中的计算机118，或者例如可以是位于由原动机拖曳的车辆中，例如在拖车108a内，其可以形成或可以不形成条播机108的一部分。处方软件给可编程控制系统提供输入，可编程控制系统调整来自计量组件64的农产品的可变速率分配，即，由每个箱体40中的多个计量组件64的每一个单独计量，箱体以侧向间隔的、高分辨率的阵列横穿条播机108的工具杆112安装。在所示的实施例中，24个箱体40沿着正在条播机机架114上拖曳的横向对齐的工具杆112等距离间隔开。条播机108适合于在田地110上可拖曳的平移，例如在车轮上或者履带上。

在所示的非限制性实施例中，箱体40的侧向间隔密度受到每个箱体40的侧向最宽部件的限制，其目前是一对封闭轮104，其将相邻开沟器10之间的间隔限制为1-2英尺数量级。本领域技术人员可以理解的是，如果由田地处方服务商提供的土壤绘图分辨率的数量级为每个数据点1或2英尺，那么，当前提供的在开沟器10之间的1-2英尺的开沟器分辨率足以允许控制系统复制实际应用的处方中的田地处方文件。

这样，如上所述，尽管在所示的实施例中，每个箱体40提供六个计量组件64，但是本发明并不限于此。例如，四个或者更多都是可以的。当在田地处方中有六个处方变量时(图14中显示为V1-V6)，每个箱体40使用六个计量组件是特别适用的。处方变量可以包括被种植的种子类型(如果处方需要间作，第二变量是被种植的第二种种子类型)，以及多至五种的其它农作物输入来使用McQuinn的语言(来自其号为6122581的美国专利)，这样可以包括液体和/或颗粒状农产品，例如肥料、除草剂、杀虫剂，其中，例如至于肥料，作物输入可以包括使氮、硫和磷水平的肥料配方不同。

在图14中图示显示了在两个不同的田地位置点P1和P2的六层表面，以表明对于该特定田地位置田地处方要求的特定处方变量(V1-V6)的数量/密度。这样，在操作中，计算机118接收GPS位置数据从而恒定地监测在每个箱体40中的每个开沟器10的位置。那些位置与每个特定列(图示实施例中的列R1-R24)中的相应的或者即将到来的数据进行比较，从而根据沿着每个相应的列R1-R24的每个数据点处每个箱体40的每个变量V1-V6所要求的数量，调整农产品的实时流动速率或者施加的密度。

这样，如果由正在被计算机118使用的处方文件提供给田地110的数据点分辨率，尤其是由给与每个箱体40连接的每个控制器84提供指令以用于所需的每个相连的计量组件64的计量速率调整的主控制器提供给田地110的数据点分辨率，例如是每1-2英尺的数据点分辨率，那么对于给定的沿方向A的前进速度(例如，在3到8mph的范围内)，和对于由于在对每个开沟器10的即将到来的已知地点组的预期中计算每个箱体40的下一个变量组之间的加工时间而导致的给定延迟时间，以及与通过每个计量组件64执行农产品真正在地里应用相关联的延迟，牵引机106的速度不得不被调整从而不会影响通过计量组件64执行处方的控制系统的精度，并且从而提供处方文件所要求的分辨率匹配。对于由于处理GPS信息和处理穿过每个箱体40的下一个要求的处方变量的处方算法而导致的给定延迟以及根据处方文件中要求的分辨率，受到每个箱体40的侧向宽度上的机械约束，分辨率可以增加。因为每个箱体40的物理侧向宽度降低，在列之间的间隔也减小。降低牵引机106的前进速度会使得计量组件64可以精确计量从而沿着这些列沿方向A以更高分辨率复制处方。因此，本领域技术人员可以理解的是，本发明不限于所示实施例，或者任何特定的处方分辨率，因为分辨率会随着各种机器约束，以及数据处理、发送和执行时间的减少而增加。这会使前进速度增加。

本发明也不限于图示的自动化水平。如上所述，深度控制致动器可以是自动的，从而如果处方文件要求的话该控制系统可以致动该致动器86来即时设定开沟器深度并且调整开沟器深度。并且，例如，在图示实施例中，可以给每个箱体的流动再定向器设置自动化致动器，以将软管支撑件58横穿槽56c以它们的侧向定位定位在安装支架56上，从而使得控制系统将软管60与所期望的供料给开口器10中的相应的端口26a、2a8、30a的歧管漏斗44、46、48对齐。图示的实施例并不意在进行限制，歧管42可以具有多于三个的漏斗从而对应于在开沟器中多于三个的管路，并且软管支撑器58可以定位在所有这些开口和漏斗上方。这样，根据处方文件的要求，在特定箱体40的六个局部料斗78中任何一个中的特定的农产品可以被完全关掉一段时间，或者在一段特定的时间段内流动速率降低或者增加。而且，根据相应的软管支撑件58的定位，六个计量组件64中的一个或者多个可以为一个或多个开沟器端口供料。

尽管在图示实施例中，仅提及使用液体或者颗粒状农产品，但在某些应用中，尤其是在非常干旱状况下，一个开沟器端口可以被有用地用来供应水，同时其它端口供应处方所要求的农产品。实际上，处方可以要求调整过的水量。在某些情形下，也可以使用具有更多或更少端口的开沟器，在该情形下，合适的开沟器可以取代图示的MarkⅦ开口器。

因为局部料斗78的尺寸相对较小，通过使用空气播种机进料设计，意味着颗粒状农产品从中心位置(例如从拖车108a中对应的物料箱和物料储存隔间)吹送，料斗78可以连续或者足够保持是充满的。中心空气供料系统仅仅是局部料斗78如何提供有足够的和容易获得的农产品供给的一个例子，该农产品通过对应的计量组件64选择应用，其它中心分配系统也可以用于分配来自中心储存位置例如拖车108a中的物料箱的农产品。这样，如果使用空气供料系统，多个供应线(未显示)可以提供被吹进每个箱体40中的每个局部料斗78中的各种农产品。这是为了避免任何一个料斗78是变空。意外变空的料斗78潜在地给处方文件的复制带来不精确性，直到该料斗78被再此填充的时候。

图15是控制器逻辑的图示。在步骤200中，控制器，不管其是计算机118还是在另一个处理器内，或者不管该处理过程是集中结构还是分布结构，该控制器都被初始化从而读取处方文件并且读取分配档案。确定处方档案从而在机器限制内执行处方文件。在步骤202，读取输入从而输入例如料斗水平、车轮编码器的位置(或者来自其它速度测量装置的输入)、播种深度水平、空气系统传感器(假设该农产品是通过空气供料系统被集中分配到每个料斗78)和GPS位置数据。

在步骤204中，如果局部料斗78中的或者是拖车108a中物料箱中的传感器(未显示)指示出低水平，则向操作者发出警报(步骤206)。另外，如果料斗和物料箱水平位于预设的容许极限内，且如果系统传感器(未显示)也指示出该系统正在运行，那么控制系统进行到步骤208。在步骤208，根据GPS位置数据、例如来自车轮编码器的速度输入和处方文件，来确定每个箱体40内的每个计量组件64的分配速率从而分配农产品。相应的指令被送往每个控制器84从而每个控制器84可以将相应的脉冲信号送往步进电机，说明例如来自车轮编码器的速度数据和来自处方文件的数据，从而以一定精度和分辨率将种子和肥料施加到田地中，试图尽量与处方文件匹配。在步骤210中通过图形用户界面(GUI)为用户提供反馈并且将反馈记录在日志文件中。该过程以更新的速率以及机器约束以回路212重复，该更新速率至少部分通过数据处理和信号发送速率来确定。

箱体控制器84可以是基于微处理器的装置来管理部件电机68，并且根据其在条播机上的位置通过计算机118中的主控制器来识别。每个箱体40在条播机上的位置被用于确定用于转弯补偿的步进电机的速度或者检测到重叠的情况。线束可以用于箱体40到主控制器和电源总线(未显示)的供电和信号互连。主控制器使用来自用户的数据输入将速度命令送往箱体40并将错误信息送回GUI，警告操作者存在潜在的电机故障、低的料斗水平等等。使用GUI显示板(未显示)来输入用户数据和将系统操作信息显示给用户。料斗控制器软件执行计算来保证依据处方文件满足正确的供料比。主控制器软件根据箱体40在条播机108上的位置管理操作数据到每个箱体40的通信。GUI软件可以图形化地表示主控制器和漏斗控制器正执行的任务。GUI给操作者提供反馈，并且提供一种接收用户输入的方式，例如供料比参数。GUI可以显示参数的数字反馈，例如瞬间供料比和机器车轮转速。

这样，如图16中的播种和施肥操作所示，通过包含在原动机例如牵引机106或者条播机108中的计算机118中的主系统控制器来执行的处方文件，结合速度数据和位置数据，并且包括对于沿着田地路径F的转弯的补偿和对于由于路径F试图提供田地110的完全覆盖而导致的任何重叠的补偿，结果导致以六个变量V1-V6(对应每个箱体40的六个计量组件64)分配颗粒状农产品。如果每个箱体40使用更多的计量组件64，变量(V)的数量会增加。使用六个变量使得能够以一定的精度和分辨率复制田地处方，其仅仅受到数据处理约束和机器约束(例如箱体40在条播机工具杆112上的间距)。在对应的处方地图中表现出来的土壤特征通过使用等高线102以示例图示，等高线可以代表一个或多个土壤特征的水平，例如本领域技术人员所知道的营养水平、含湿量、土壤深度、土壤温度、土壤PH值、土壤孔隙率、土壤盐渍度、地面海拔和其它土壤特征。

这样，根据哪种农产品正在被从例如包含在拖车108a内的物料箱或者物料储存隔间供给到单独的局部料斗78，调整每个计量组件64的分配速率以在特定的地面数据点处实现所需的产品密度。

即时物料箱再供给

如上所述，本发明的一个方面不仅是通过使用上述的条播机系统提高将复杂田地处方应用到田地中的灵活性、精度和分辨率来提高产量，而且也提高施加农产品来实施田地处方的效率。这样，可以理解的是，即使农产品通过单独的计量组件64精确计量和通过与每个箱体40连接的每个开沟器10在田地中理想的数据点处以理想的土壤深度精确地分配，在整个广大的田地面积中，会使用巨大数量的农产品。通常，填充条播机上的料斗和物料箱会导致停工时间，因为当从输送车辆给料斗或物料箱填料时，条播机停止工作。因此，为了使停工时间最小化，在本发明的另一方面中，使用可转换的道路到田地护理拖车122。

在一个非限制性实施例中，如图17所示，可转换的拖车122装载有一系列六个物料箱124，其中可以储存并运输有六种不同的农产品。物料箱124的数量对应于每个箱体40的局部料斗78的数量。田地尺寸量级的浮选轮126安装在拖车的一端，在其它实施例中，其可以是适于在田地使用的履带等。拖车的相反端上安装有道路车轮128。拉杆130延伸自拖车的道路车轮端。钩子132安装在拖车相反端，即，拖车上安装田地车轮的一端。如图18所示，通过将钩子132安装到例如卡车136上的第五车轮钩子，可转换拖车122可以在道路134上由道路合法卡车136拖动。通过观察图19可以理解的是，拖车122被从拖车的一端拖动以供高速公路使用，并且被从拖车的另一端拖动以供田地使用。这样，道路使用钩子132在拖车122的与田地使用拉杆130相反的一端上。拉杆130在使浮选田地车轮126接合到田地上的高度，并且钩子132在使道路车轮128接合到道路134上的高度。一旦拉杆130被钩到条播机108，道路车轮128被提升离开田地，从而仅仅田地车轮126与田地接合。当钩子132被钩到卡车136，田地车轮126被向上提升离开道路从而仅仅道路车轮128与道路接合。这样，卡车136可以以高速公路行驶速度在距田地110很远距离的成批储存农产品的筒仓设施与期望施加农产品的特定田地110之间行进。如图20所示，卡车136通过道路134将拖车122送往田地110，从而在田地上预先定位拖车122，准备用于再次填充条播机108上拖车108a内的物料箱。

如图21所示，牵引机106和条播机108沿着路径F，采用开始于田地110一端的“之”字图案，从而沿着G方向前进横穿田地，同时根据田地处方对田地进行播种和施肥。可以理解的是，随着沿着路径F进行播种和施肥，假设如图22所示，可转换拖车122具有装满农产品的物料箱，并且已经被正确地预定位，牵引机106和条播机108将在拖车122前经过。一旦牵引机和条播机在拖车122前靠近地经过时，拖车和条播机可以短暂停止，同时拖车122通过使用拉杆130被钩到条播机108上。一旦拖车122已经钩到条播机108，并且空气供料线路(未显示)连接在相应的拖车122上的物料箱124和拖车108a中的物料箱之间，牵引机106重新开始向前运动并且控制器重新开始根据田地处方播种和施肥。之后，当牵引机和条播机沿着路径F操作时，拖车108a中的物料箱被拖车122中的物料箱124再次即时供料，直到料箱124用尽或者拖车108中的物料箱充满。

一旦来自拖车122的再次供料完成，并且料箱124空了，牵引机和条播机可以暂时停止，同时空气供料软管从拖车108a解除连接并且拖车122从条播机108脱钩，于是，牵引机和条播机沿着路径F重新前进，将空的拖车122留在后面以供卡车136拖走。

可以理解的是，卡车136带着空拖车122返回筒仓储存设施，并带着满载的拖车122返回田地110，以在需要的地方预先定位下一个拖车122。这样，从图23可以看出，牵引机和条播机已经停止以钩上第二个满载的拖车122，以供沿着路径F重新开始来完成对田地的播种和施肥，并且空拖车122已经从田地中移走，以供在筒仓储存设施中重新填充。

在解释说明书和权利要求书时，所有用语都以与上下文相一致的尽可能广义的方式来解释。具体的，用语“包括”和“包含”应当解释为以非排除性的方式来指元件、部件或者步骤，表示所指元件、部件或步骤可以与其它没有明文所指的元件、部件、或者步骤一起存在，或者使用，或者结合。

对于本领域技术人员很明显的是，根据之前公开的内容，在本发明的实践中可以进行许多改变或者变形，而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明的范围按照以下权利要求所限定的内容来进行解释。

Claims (17)

1.一种用于使多种农产品变比例混合以供通过多端口开沟器从施加器输送到地面中的系统，其中，所述开沟器具有开沟器管路，所述开沟器管路从所述开沟器的上端中相应的端口延伸到所述开沟器的下端上相应的出口，所述系统包括：

支撑架，所述支撑架适于安装到所述施加器，并且其中所述支撑架适于将所述多端口开沟器安装到所述支撑架，用于将所述开沟器的下端接合到地面中，

多个计量组件，所述多个计量组件安装到所述支撑架，

其中所述多个计量组件中的每个计量组件包括局部料斗、能够独立致动的电机和计量装置，其中所述局部料斗将农产品供给到所述计量装置，并且所述计量装置由所述电机驱动从而可控制地计量来自所述局部料斗的农产品，

能够选择性致动的流动再定向器，其与所述多个计量组件协作，

歧管，其具有多个腔室，其中所述多个腔室中的每个腔室在相应的腔室入口和相应的腔室出口之间延伸，

其中所述多个计量组件在数量上超过所述歧管中的所述多个腔室，并且其中在所述开沟器邻近所述歧管安装并与其有协作以使农产品从所述腔室出口流入所述开沟器的上端的部分时，来自每个所述计量装置的农产品的流被所述流动再定向器选择性地引到所述歧管中的所述多个腔室的所述腔室入口中，以将来自所述腔室出口的农产品混合输送到所述开沟器管路中。

2.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括具有至少一个臂的条播机，与所述条播机连接的用于对分离的和不同的农产品进行物料储存的物料储存隔间，其中所述条播机适于选择性地将农产品从所述物料储存隔间运送到所述条播机的所述至少一个臂，

所述支撑架和相应的所述多个计量组件、所述流动再定向器和所述歧管的侧向间隔开的阵列沿所述至少一个臂安装，并且还包括安装到所述支撑架并从所述支撑架向下悬挂的与所述歧管有所述协作的所述多端口开沟器，

其中在每个所述多个计量组件中的计量组件的所述数量等于或者小于所述物料储存隔间的数量，

其中在每个所述歧管中的所述多个腔室在数量上等于所述开沟器中的所述管路的数量。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述物料储存隔间包括至少四个物料储存隔间，

其中所述条播机的所述至少一个臂包括至少两个侧向相反设置的臂，

其中一阵列的计量箱体沿所述条播机的所述臂以侧向间隔开阵列安装，其中，所述阵列在所述箱体之间具有间隔以受机器约束地复制田地处方中的侧向间隔开的数据点的侧向分辨率，

其中所述阵列的计量箱体中的每个计量箱体都包括至少四个所述计量组件以在所述至少四个物料储存隔间和所述至少四个计量组件之间提供一一对应，并且还包括能够选择性调整的地面高度调整致动器，

其中不同农产品被所述选择性地从所述物料储存隔间中的每一个运送到所述至少四个计量组件中的相应的所述计量组件，

至少一个处理器，使所述条播机的位置与所述田地处方相关，并且将单独的计量指令传送到每个所述箱体中的每个所述计量装置，从而改变来自每个所述多个计量组件中的不同农产品的相应的计量速率，从而将独特计量和混合的农产品组合分配到每个相应的所述开沟器，从而根据所述条播机在田地上的特定位置的田地处方提供每个所述组合的输送速率。

4.如权利要求2所述的系统，其中所述农产品是颗粒状产品，并且其中每个所述计量装置包括可旋转安装在计量杯内的计量辊子，从而形成用于将所述农产品分配到所述歧管的分配隙。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述多个歧管腔室在数量上对应所述开沟器中的所述管路的数量。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述流动再定向器包括可定向管路，其能够选择性定向到所述歧管的任何一个所述歧管腔室中。

7.如权利要求3所述的系统，其中每个所述开沟器具有至少三个所述管路，并且其中每个所述箱体具有至少四个所述计量组件和仅仅一个所述歧管和仅仅一个所述开沟器，并且其中所述物料储存隔间包括至少四个所述物料储存隔间，并且其中每个所述流动再定向器包括可定向管路，其能够选择性定向到所述歧管中的任何一个所述歧管腔室中。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述田地处方具有至少四个数据层。

9.如权利要求7所述的系统，其中所述至少四个物料储存隔间包括至少五个物料储存隔间，并且其中所述至少四个计量组件包括至少五个计量组件。

10.如权利要求2的系统，所述系统还包括至少一个道路到田地的可转换的护理拖车，其能够可释放地安装到所述条播机并拖曳在后面用于田地使用，并且能够可释放地安装在拖曳车辆后面用于道路使用，其中所述护理拖车包括多个物料输送隔间，其在数量上等于或者在数量上超过所述物料隔间的数量，并且还包括产品转移装置，以将产品从所述输送隔间转移到所述物料储存隔间，用于在所述条播机向前平移的同时从相应的所述输送隔间即时向所述物料储存隔间进行填充。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述护理拖车在第一端上具有道路用车轮，在相反的第二端上具有田地用车轮，且其中，对于所述田地使用，所述拖车的所述第一端附接到所述条播机用于拖曳所述拖车，其中所述道路用车轮被安装在所述拖车上从而在所述拖车的田地使用过程中提升与田地脱离接触，并且其中，对于所述道路使用，所述拖车的所述第二端附接到所述拖曳车辆用于拖曳所述拖车，其中所述田地用车轮被安装在所述拖车上从而在所述拖车的道路使用过程中被提升与道路脱离接触。

12.如权利要求2所述的系统，其中所述物料储存隔间包括至少六个物料容器，并且其中所述计量组件包括至少六个计量组件。

13.如权利要求6所述的系统，其中所述可定向管路是能够选择性定位的柔性软管，从而将农产品从每个所述计量组件定向到所期望的所述歧管腔室中。

14.一种使用权利要求3所述的系统的方法，包括：

a)提供如权利要求3所述的系统，根据位置、地面因素变量和产品特性来输送农产品，

b)提供：

(ⅳ)能够在田地上以优化路径至少沿前进方向平移的、能够选择性控制的被驱动的车辆，

(ⅴ)GPS定位器，用于接收和输出车辆的GPS位置信息，

(ⅵ)能够选择性控制的物料供给模块，与相应的物料罐的物料隔间配合，

c)在所述物料储存隔间中分开储存选自以下群组的独特的农产品，包括：

(ⅰ)种子品种

(ⅱ)肥料混合物

(ⅲ)除草剂混合物

(ⅳ)接种菌

(ⅴ)杀虫剂

d)将所述产品供给到被独立驱动的所述计量组件，并且从所述计量组件供给到供给所述开沟器的所述歧管，

e)调整农产品在所述流动再定向器中的输送方向，从而定制所述产品的混合组合，以供输送到所述开沟器中的所述管路，

f)在每个所述箱体中的每个所述计量组件中提供：一阵列的局部料斗和相应的多个能够选择性控制的计量装置和相应的所述开沟器，并且以侧向间隔阵列在所述臂上设置所述阵列的箱体从而在相邻的所述开沟器之间提供实质上在1-2英尺范围内的所述侧向分辨率，

g)在所述处理器中：

(ⅰ)接收所述GPS位置信息，

(ⅱ)接收来自处方文件的田地的地面因素信息，

(ⅲ)将所述GPS位置信息与相应的田地的地面因素信息相关联，

(ⅳ)根据对应于所述GPS位置信息的所述地面因素信息，确定优化的计量指令，

(ⅴ)将所述计量指令传送到所述多个能够选择性控制的计量组件，

(ⅵ)接收来自所述多个能够选择性控制的计量组件的反馈，

(ⅶ)将状态信息显示给所述车辆内的用户，

其中，映射数据包括选自以下群组的信息，包括：

(xiv)地面海拔

(xv)地面含湿量

(xvi)地面孔隙率

(xvii)地面pH值

(xviii)氮水平

(xix)钾水平

(xx)硫水平

(xxi)磷水平

(xxii)地面硬度/纹理

(xxiii)所需的播种深度

(xxiv)电导率

(xxv)土壤有机物

(xxvi)土壤体积密度

(h)根据对应于所述GPS位置信息的所述地面因素数据，确定用于所述多个能够单独控制的计量组件的优化的计量指令，

(i)将所述计量指令从所述处理器传输到所述多个能够选择性控制的计量组件，

(j)独立驱动所述多个能够选择性控制的计量组件中的所述计量组件，从而根据来自所述处理器的所述计量指令选择性地计量来自所述局部料斗的所述产品，从而根据田地处方提供优化的产品组合，

(k)主动监控和更新所述处理器中的所述GPS位置信息，并主动更新相应的地面因素信息和相应的优化计量指令的更新确定，并且传输更新后的计量指令从而根据相应于田地上新位置的田地处方，修改产品的选择性计量，

(l)将来自所述多个能够选择性控制的计量组件的反馈提供到所述处理器，

(m)将状态信息显示给所述车辆中的用户。

15.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括提供至少一个道路到田地可转换的能够安装到所述条播机的护理拖车，其中所述护理拖车包括多个物料输送隔间，其在数量上等于或者在数量上超过所述物料罐中的所述物料隔间的数量，并且还包括产品转移装置，以将产品从所述输送隔间转移到所述物料隔间，

在所述条播机向前平移的同时，从相应的所述输送隔间即时向所述物料隔间进行填充，

将所述护理拖车拖曳在所述条播机后面用于田地使用，并且将所述护理拖车拖曳在拖曳车辆后面用于道路使用。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述护理拖车在第一端上具有道路用车轮，在相反的第二端上具有田地用车轮，且其中，对于所述田地使用，所述拖车的所述第一端附接到所述条播机用于拖曳所述拖车，其中所述道路用车轮被安装在所述拖车上从而在所述拖车的田地使用过程中提升与田地脱离接触，并且其中，对于所述道路使用，所述拖车的所述第二端附接到所述拖曳车辆用于拖曳所述拖车，其中所述田地用车轮被安装在所述拖车上从而在所述拖车的道路使用过程中被提升与道路脱离接触。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述物料储存隔间包括至少六个物料容器，并且其中所述计量组件包括至少六个计量组件。