CN105638058B - 抛肥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抛肥装置，包括牵引机车、检测装置、控制装置、执行装置；其中，检测装置设置在牵引机车上，用于对施肥靶标位置及牵引机车的行进速度进行探测；控制装置与检测装置连接，用于接收检测装置传输的探测信号，根据探测信号确定抛肥控制指令；其中，抛肥控制指令包括：抛肥位置确定指令、抛肥量指令；执行装置与控制装置连接，用于接收抛肥控制指令，并根据抛肥位置确定指令在施肥靶标位置处，根据抛肥量指令进行抛肥。该施肥装置通过设置检测装置对待施肥的靶标位置进行探测，并可以根据抛肥装置的行进速度，确定抛肥量，以实现定点抛肥且施肥量可调的变量作业。保证良好的施肥效果，减少肥料浪费。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术，尤其涉及一种抛肥装置。
背景技术
农业生产中，为农作物施肥是必然且繁重的工序，目前传统的施肥作业大多采用人工施肥，农民携带肥料桶逐棵为农作物施肥。另外一种是采用简易式施肥机械从事施肥作业，这种施肥机械将肥料桶置于小车上，依靠人力推动或者采用小型柴油机带动小车运动，行进过程中不间断地将肥料桶内的肥料撒在农作物旁的土壤里。但是采用人工施肥，劳动强度大，费体力，工作效率低；采用施肥机械持续施肥，造成肥料在种植有农作物以及未种植有农作物的施肥沿途均有抛撒，浪费严重；且拖动施肥机械的小车行进速度不均也会导致肥料分布的不均匀。
发明内容
本发明提供一种抛肥装置，该施肥装置通过设置检测装置对待施肥的靶标位置进行探测，并可以根据抛肥装置的行进速度，确定抛肥量，以实现定点抛肥且施肥量可调的变量作业，保证良好的施肥效果，减少肥料浪费。
本发明提供一种抛肥装置，包括：牵引机车、检测装置、控制装置、执行装置；
所述检测装置设置在所述牵引机车上，用于对施肥靶标位置及所述牵引机车的行进速度进行探测；所述控制装置与所述检测装置连接，用于接收所述检测装置传输的探测信号，根据所述探测信号确定抛肥控制指令；所述抛肥控制指令包括：抛肥位置确定指令、抛肥量指令；所述执行装置与所述控制装置连接，用于接收所述抛肥控制指令，并根据所述抛肥位置确定指令在所述施肥靶标位置处，根据所述抛肥量指令进行抛肥。
可选的，所述检测装置包括：测距传感器、霍尔传感器；所述测距传感器用于对所述施肥靶标位置进行探测，当探测到施肥靶标，向所述控制装置输出脉冲信号；所述霍尔传感器用于对所述牵引机车的行进速度进行探测，以使所述控制装置根据所述行进速度与抛肥量间的对应关系确定抛肥量。
可选的，所述抛肥装置还包括：调整固定装置；所述调整固定装置用于将所述测距传感器固定连接在所述牵引机车上；所述调整固定装置包括：调整固定框、调整固定杆；所述调整固定框由平行设置的第一对称臂和平行设置的第二对称臂组成，所述第一对称臂与所述第二对称臂垂直设置，形成矩形结构的所述调整固定框；在所述第一对称臂的每个臂的相对应位置处至少开设一对安装孔；所述调整固定杆平行于所述第二对称臂，与所述第一对称臂通过任意一对所述安装孔螺接固定；所述调整固定杆两端分别设置有所述测距传感器。
可选的，所述调整固定杆包括：一个固定部、两个调整部、两个拉簧；在所述固定部上、基于所述固定部中心对称的位置处开设有一对通孔，所述通孔与一对所述安装孔对应螺接固定；所述固定部的两端通过铰接各连接一个所述调整部，以使所述调整部相对所述固定部转动；每个所述拉簧设置在所述固定部与所述调整部结合处，且所述拉簧的一端与所述固定部固定连接，另一端与所述调整部固定连接，以使所述调整固定杆在所述拉簧的作用下保持平直；每个所述调整部的自由端连接一所述测距传感器。
可选的，所述第一对称臂垂直地平面设置在所述牵引机车上，且沿所述第一对称臂的长度方向，根据预设步长在所述第一对称臂的每个臂的多个相对应位置处开设所述安装孔，以使所述调整固定杆与不同的所述相对应位置处的一对所述安装孔连接后，实现所述调整固定杆距离地面高度可调。
可选的，所述调整部包括：第一调整杆、第二调整杆；所述第一调整杆与所述第二调整杆分别在长度方向上设置有调整孔，所述调整部的长度为所述第一调整杆与所述第二调整杆螺接后的长度，所述第一调整杆上的任一所述调整孔与所述第二调整杆上的任一所述调整孔螺接，以使所述调整部的长度可调；所述第一调整杆的第一端与所述固定部铰接，所述第一调整杆的第二端与所述第二调整杆的第一端螺接，所述第二调整杆的第二端与所述测距传感器连接。
可选的，所述霍尔传感器设置在所述牵引机车的驱动桥上，且在所述牵引机车的轮辋上间隔等间距设置有多个强磁铁，以使所述强磁铁相对所述霍尔传感器转动，且每个所述强磁铁转动经过所述霍尔传感器时，触发所述霍尔传感器输出脉冲信号。
可选的，所述执行装置包括：基架、肥料箱、拨肥电机、拨肥轮、抛肥电机、抛肥盘；所述基架通过悬挂装置连接在所述牵引机车的后方，所述基架上方固定连接所述肥料箱；所述肥料箱的肥料出口处设置有所述拨肥轮；所述拨肥轮用于在所述拨肥电机的驱动下运转以将肥料箱内的肥料拨出；所述抛肥盘设置在所述拨肥轮下方，所述抛肥盘用于在所述抛肥电机的驱动下旋转以将肥料抛撒到所述施肥靶标位置。
可选的，所述控制装置包括：
信号处理单元，所述信号处理单元用于接收所述霍尔传感器传输的第一探测信号，接收所述测距传感器传输的第二探测信号，并对所述第一探测信号、所述第二探测信号进行信号处理；
控制器，所述控制器用于根据所述第一探测信号计算所述牵引机车的行进距离以及行驶速度；根据所述第二探测信号以及所述第一探测信号确定所述施肥靶标的位置以及每个所述施肥靶标的施肥距离；根据所述牵引机车的行驶速度确定目标施肥量；并根据所述目标施肥量对所述拨肥电机的转速进行设定，得到目标转速值；
驱动单元，所述驱动单元用于接收所述控制器发送的所述目标转速值，并根据所述目标转速值驱动所述拨肥电机，以使所述拨肥电机旋转带动所述拨肥轮从所述肥料箱中拨出肥料。
可选的，所述牵引机车的行驶速度不超过2.5m/s；所述抛肥电机的转速不低于180转/分钟。
本发明的抛肥装置，包括牵引机车、检测装置、控制装置、执行装置；其中，检测装置设置在牵引机车上，用于对施肥靶标位置及牵引机车的行进速度进行探测；控制装置与检测装置连接，用于接收检测装置传输的探测信号，根据探测信号确定抛肥控制指令；其中，抛肥控制指令包括：抛肥位置确定指令、抛肥量指令；执行装置与控制装置连接，用于接收抛肥控制指令，并根据抛肥位置确定指令在施肥靶标位置处，根据抛肥量指令进行抛肥。该施肥装置通过设置检测装置对待施肥的靶标位置进行探测，并可以根据抛肥装置的行进速度，确定抛肥量，以实现定点抛肥且施肥量可调的变量作业，保证良好的施肥效果，减少肥料浪费。
附图说明
图1为一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的结构示意图；
图2为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的调整固定装置的主视结构示意图；
图3为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的调整固定装置的俯视结构示意图；
图4为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的结构示意图；
图5为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的控制装置的结构示意图；
图6为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的控制装置的控制原理图。
附图标记：
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。
图1为一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种抛肥装置，包括：牵引机车1、检测装置2、控制装置3、执行装置4；检测装置2设置在牵引机车1上，用于对施肥靶标位置及牵引机车1的行进速度进行探测；控制装置3与检测装置2连接，用于接收检测装置2传输的探测信号，根据探测信号确定抛肥控制指令；抛肥控制指令包括：抛肥位置确定指令、抛肥量指令；执行装置4与控制装置3连接，用于接收抛肥控制指令，并根据抛肥位置确定指令在施肥靶标位置处，根据抛肥量指令进行抛肥。具体的，牵引机车1可以为拖拉机、农业机车、电力机车等具有动力驱动的车辆。检测装置2可以设置在该牵引机车1上，在牵引机车1的行进过程中对沿途经过的施肥靶标位置以及该牵引机车1的速度进行探测，其中施肥靶标为待施肥的农作物、树木、果树等目标施肥点。通过对施肥靶标位置的确定可以实现执行装置4在控制装置3的控制作用下，仅在经过施肥靶标时抛撒肥料，而在未探测到施肥靶标位置时，不抛撒肥料，做到有的放矢，节省肥料。对于树木林、果树林等需要施肥的场景，其树木或果树的种植都是间隔一定距离分散排列的，若每经过一颗果树停车进行施肥操作，则施肥效率低；若在牵引机车1不停车状态下均匀施肥，则需要根据车速确定施肥量，以保证每颗果树的施肥量均等，保证施肥效果。具体可以通过由检测装置2对牵引机车1的行进速度实时探测，以使控制装置3可以根据检测得到的车速计算得到与行进速度匹配的施肥量，从而控制执行装置4抛撒肥料的速度以使每个施肥靶标位置得到均等的肥料。
本实施例的抛肥装置，包括牵引机车、检测装置、控制装置、执行装置；其中，检测装置设置在牵引机车上，用于对施肥靶标位置及牵引机车的行进速度进行探测；控制装置与检测装置连接，用于接收检测装置传输的探测信号，根据探测信号确定抛肥控制指令；其中，抛肥控制指令包括：抛肥位置确定指令、抛肥量指令；执行装置与控制装置连接，用于接收抛肥控制指令，并根据抛肥位置确定指令在施肥靶标位置处，根据抛肥量指令进行抛肥。该施肥装置通过设置检测装置对待施肥的靶标位置进行探测，并可以根据抛肥装置的行进速度，确定抛肥量，以实现定点抛肥且施肥量可调的变量作业，保证良好的施肥效果，减少肥料浪费。
进一步地，检测装置2包括：测距传感器21、霍尔传感器22；测距传感器21用于对施肥靶标位置进行探测，当探测到施肥靶标，向控制装置3输出脉冲信号；霍尔传感器22用于对牵引机车1的行进速度进行探测，以使控制装置3根据行进速度与抛肥量间的对应关系确定抛肥量。
具体的，测距传感器21可以为以下至少一种，红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器、24GHZ雷达传感器。优选的，该测距传感器21安装于牵引机车1的车头部，以在牵引机车1第一时间经过施肥靶标位置时探测到待施肥的靶标，而执行装置4通常安装在牵引机车1的后部，则在一个车身的距离经过该施肥靶标的时间内，系统有足够时间完成以下操作：测距传感器21将探测到的脉冲信号传递给控制装置3，控制装置3根据该位置探测信号发送抛肥位置确定指令到执行装置4等一系列的步骤。
霍尔传感器22用于对牵引机车1的行进速度进行探测，优选的，可以将霍尔传感器22安装在牵引机车1的驱动桥上，且在牵引机车1的轮辋上间隔等间距设置有多个强磁铁，以使强磁铁相对霍尔传感器22转动，且每个强磁铁转动经过霍尔传感器22时，触发霍尔传感器22输出脉冲信号。举例来说，在牵引机车1的前驱动桥或后驱动桥上安装一支撑霍尔传感器22的支架，并在该支架上固定安装霍尔传感器22。为配合霍尔传感器22的使用，在该安装有霍尔传感器22的车轮的轮辋上安装6块强磁铁，强磁铁呈均匀分布。牵引机车1行驶时强磁铁随轮辋一起转动，当强磁铁接近霍尔传感器22时，霍尔传感器22将输出一个脉冲，车轮转动一周输出6个脉冲信号，控制装置3通过处理脉冲信号来计算牵引机车1的行驶速度。
图2为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的调整固定装置的主视结构示意图。如图2所示，进一步地，抛肥装置还包括：调整固定装置5；调整固定装置5用于将测距传感器21固定连接在牵引机车1上；调整固定装置5包括：调整固定框51、调整固定杆52；调整固定框51由平行设置的第一对称臂511和平行设置的第二对称臂512组成，第一对称臂511与第二对称臂512垂直设置，形成矩形结构的调整固定框51；在第一对称臂511的每个臂的相对应位置处至少开设一对安装孔513；调整固定杆52平行于第二对称臂512，与第一对称臂511通过任意一对安装孔513螺接固定；调整固定杆52两端分别设置有测距传感器21。
进一步地，第一对称臂511垂直地平面设置在牵引机车1上，且沿第一对称臂511的长度方向，根据预设步长在第一对称臂511的每个臂的多个相对应位置处开设安装孔513，以使调整固定杆52与不同的相对应位置处的一对安装孔513连接后，实现调整固定杆52距离地面高度可调。
具体的，测距传感器21可以根据待施肥的农作物的高度进行调节，其高度调节通过调整固定框51和调整固定杆52配合完成。调整固定框51由平行设置的第一对称臂511和平行设置的第二对称臂512组成，第一对称臂511为垂直地面设置的两根平行立杆，第二对称臂512为平行地面设置的两根平行横杆；在第一对称臂511上开多组安装孔513，在调整固定杆52上也开两个通孔521，通孔521在该调整固定杆52上的间距等于组成第一对称臂511的两个臂的宽度，从而使调整固定杆52与第一对称臂511通过任意一对安装孔513与两个通孔521螺接固定，通过调整调整固定杆52与调整固定框51上的不同安装孔513连接，以实现该测距传感器21高度调节。
图3为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的调整固定装置的俯视结构示意图。如图3所示并结合图2，在上述实施例的基础上，进一步地，调整固定杆52包括：一个固定部522、两个调整部523、两个拉簧524；在固定部522上、基于固定部522中心对称的位置处开设有一对通孔521，通孔521与一对安装孔513对应螺接固定；固定部522的两端通过铰接各连接一个调整部523，以使调整部523相对固定部522转动；每个拉簧524设置在固定部522与调整部523结合处，且拉簧524的一端与固定部522固定连接，另一端与调整部523固定连接，以使调整固定杆52在拉簧524的作用下保持平直；每个调整部523的自由端连接一测距传感器21。
进一步地，调整部523包括：第一调整杆5231、第二调整杆5232；第一调整杆5231与第二调整杆5232分别在长度方向上设置有调整孔5233，调整部523的长度为第一调整杆5231与第二调整杆5232螺接后的长度，第一调整杆5231上的任一调整孔5233与第二调整杆5232上的任一调整孔5233螺接，以使调整部523的长度可调；第一调整杆5231的第一端与固定部522铰接，第一调整杆5231的第二端与第二调整杆5232的第一端螺接，第二调整杆5232的第二端与测距传感器21连接。
进一步地，第一调整杆5231与固定部522通过回转轴525铰接，以使第一调整杆5231绕回转轴525转动。
具体的，调整部523由第一调整杆5231、第二调整杆5232组成，第一调整杆5231和第二调整杆5232上分别有多组调整孔5233，并通过螺栓连接。第一调整杆5231和第二调整杆5232之间通过不同调整孔5233的连接可以调整第一调整杆5231和第二调整杆5232螺接后向外伸缩的长度，以调整两边测距传感器21之间的距离，从而适应牵引机车1两边不同间距农作物或树木之间的距离。其中，第一调整杆5231与固定部522可以通过回转轴525铰接，使得第一调整杆5231可以绕回转轴525转动，拉簧524连接在固定部522和调整部523之间，具体为拉簧524连接在固定部522和第一调整杆5231之间，在拉簧524的作用下，第二调整杆5232将保持在如图3所示的位置，在两端测距传感器21的位置遇到障碍物时，第二调整杆5232可以绕回转轴525向后转动，以避让障碍物，防止测距传感器21等装置损坏，避开障碍物后，第二调整杆5232在拉簧524的作用下可以转回到初始位置。
进一步地，该用于将测距传感器固定连接在牵引机车1上的调整固定装置5还包括一支撑架53；第二调整杆5232的第二端通过该支撑架53与测距传感器21连接。该支撑架53包括第一固定板531、第二固定板532；第一固定板531与第二固定板532垂直设置，呈“L”形；第一固定板531上开设有弧形槽5311(如图2所示)；螺栓穿过该弧形槽5311将第一固定板531与第二调整杆5232螺接，第二固定板532上开设有通孔，用来固定测距传感器21，从而使得支撑架53可以在弧形槽5311的行程范围内绕螺栓转动，从而调整测距传感器21的对靶角度。
图4为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的结构示意图。如图4所示，执行装置4包括：基架41、肥料箱42、拨肥电机43、拨肥轮44、抛肥电机45、抛肥盘46；基架41通过悬挂装置47连接在牵引机车1的后方，基架41上方固定连接肥料箱42；肥料箱42的肥料出口处设置有拨肥轮44；拨肥轮44用于在拨肥电机43的驱动下运转以将肥料箱42内的肥料拨出；抛肥盘46设置在拨肥轮44下方，抛肥盘46用于在抛肥电机45的驱动下旋转以将肥料抛撒到施肥靶标位置。
具体的，悬挂装置47可以为三点悬挂装置，能与牵引机车1如拖拉机尾部的三点悬挂点连接，悬挂装置47还可以是具有升降功能的牵引架等。由悬挂装置47所拖动的执行装置4是施肥作业的执行机构，主要由肥料箱42、拨肥电机43、拨肥轮44、抛肥电机45、抛肥盘46、导肥管48、测速编码器等部分组成，并由电机驱动装置进行驱动。上述各个部件都固定在基架41上，优选的，拨肥轮44、抛肥盘46在基架41上对称两边设置，每个拨肥轮44和抛肥盘46配置一个电机驱动装置，电机驱动装置通过485总线与控制器，如PLC控制器相连，PLC控制器给驱动4个拨肥轮44、抛肥盘46的电机驱动装置分别分配一个唯一的地址，PLC控制器通过总线向指定的电机驱动装置发送转速、方向、时间等指令，从而控制拨肥电机43、抛肥电机45等各个电机的动作，协调与拨肥轮44和抛肥盘46匹配的四个电机进行施肥作业。测速编码器是一种光电式旋转测量装置，安装于电机转轴端，用于将转速(角位移)直接转换成对应的脉冲信号。拨肥电机43带动拨肥轮44运转，以将肥料箱内的肥料，通常为颗粒肥料拨出，颗粒肥经过底部连接的导肥管48，洒落到抛肥盘46上，抛肥盘46在抛肥电机45的带动下快速旋转，将肥料抛撒到两侧的农作物或果树下。由于单位时间内的施肥量与电机的转速成正比，通过控制电机的转速，就可以控制施肥量。
图5为另一示例性实施例示出的本发明抛肥装置的控制装置的结构示意图，如图5所示，控制装置3包括：信号处理单元31，信号处理单元31用于接收霍尔传感器22传输的第一探测信号，接收测距传感器21传输的第二探测信号，并对第一探测信号、第二探测信号进行信号处理；控制器32，控制器32用于根据第一探测信号计算牵引机车1的行进距离以及行驶速度；根据第二探测信号以及第一探测信号确定施肥靶标的位置以及每个施肥靶标的施肥距离；根据牵引机车1的行驶速度确定目标施肥量；并根据目标施肥量对拨肥电机43的转速进行设定，得到目标转速值；
驱动单元33，驱动单元33用于接收控制器32发送的目标转速值，并根据目标转速值驱动拨肥电机43，以使拨肥电机43旋转带动拨肥轮44从肥料箱42中拨出肥料。
具体的，控制装置主要由信号处理单元31、控制器32(如可编程逻辑控制器PLC或者其他具有逻辑运算、数据存储等功能且通过数字/模拟式输入/输出，控制各种类型机械的控制器)、驱动单元33、触摸屏、电源模块以及其他外围电路构成，是该抛肥装置的控制核心。控制装置可以采用触摸屏作为人机交互界面，用户可通过控制界面输入相关系统参数和工作参数以及控制施肥部分的动作指令等。控制器32获取和处理信息处理单元31输出的探测信号，该探测信号可以包括霍尔传感器22传输的第一探测信号，测距传感器21传输的第二探测信号；计算速度信息以及已行驶距离等信息。通过测距传感器21检测靶标状况，控制器根据检测得到的靶标位置，通过485总线与各个电机驱动单元33连接，进而发送控制指令来控制执行装置4执行施肥动作。电源模块可以将12V电源升压到24V，为PLC控制器和触摸屏提供工作电源。
以下对施肥靶标位置的定位进行介绍：控制器32通过霍尔传感器22采集到第一探测信号的脉冲信号，再根据脉冲信号计算行驶速度。通过在牵引机车1的轮毂上安装多块强磁铁，例如安装6块强磁铁，则在牵引机车1的车轮转动时，强磁铁也随之转动；霍尔传感器22在接近强磁铁时会输出一个脉冲信号，车轮转动一周对应输出6个脉冲，而车轮转动一周牵引机车1移动的距离近似为车轮的周长，则在相邻两个脉冲的间隔时间Δt内，牵引机车1的移动距离是车轮周长的1/6,控制器32根据单位距离Sd所需要的时间来计算牵引机车1的瞬时速度vt，计算公式如下：vt＝sd/Δt；牵引机车1的行驶距离可以根据累计脉冲数和速度对时间积分来计算，当霍尔传感器22刚好接近强磁铁时，此时的脉冲数n乘以单位距离Sd正好就是行驶距离St，St＝n×Sd；当霍尔传感器22位于两个强磁铁之间时，脉冲数不变，但是实际移动的距离在增加，由于下一个脉冲尚未输出，此时需要估算增加的这一部分的距离，用Sa表示，Sa可以采用速度对时间的积分来计算，在拖拉机速度没有突变(急刹车情况等)的情况下，牵引机车1实际行进距离为：计算得到的累计距离St用于对施肥靶标进行定位计算，可以为每个传感器建立一个数据缓冲区，当测距传感器21检测到施肥靶标如果树树冠时，记录当前行驶距离St1，即树冠的开始点为St1；持续检测，当测距传感器21检测到没有树冠，则记录当前行驶距离St2，即树冠的结束点为St2，则测距传感器21检测得到的树冠宽度范围为W＝St2-St1；若测距传感器21与执行装置4不在一个工作面，如将测距传感器21安装与牵引机车1车头，执行装置4安装在牵引机车1车尾，则控制器32需要考虑上述测距传感器21检测到的位置值与执行装置4执行抛肥动作不在同一工作面的因素，计算施肥的起始点S′t1和终止点S′t2。设测距传感器21与执行装置4之间的距离为WL(更准确的应该为测距传感器21的探头安装位置与抛肥盘46之间的距离)，S′t1＝St1+WL-Wj；S′t2＝St2+WL-Wj；其中，Wj是校准距离，用于误差补偿。计算起始点S′t1时采用-Wj，计算终止点S′t2时采用+Wj，以扩大肥料的抛撒范围，以免有未被肥料覆盖的施肥靶标。此外，控制器32对施肥靶标位置进行存储，形成靶标路径地图，以使牵引机车1再次对某历史地区进行施肥操作时，可以查询该靶标路径地图，以将牵引机车1实时行驶距离与存储的靶标路径地图进行比对，当施肥作业部分到达施肥位置时，发送指令开启施肥；到达终止位置时，停止施肥。
以下对在施肥靶标位置处变量施肥进行介绍：在牵引机车1行驶过程中，控制器32根据霍尔传感器22采集到的脉冲信号实时计算行驶速度和累计行驶距离，同时通过测距传感器21感应两侧是否有施肥靶标。控制器32为每一个霍尔传感器22建立了一个对应的缓存区，施肥靶标的起始施肥点和终止施肥点经过计算之后存储到了在相应寄存器中。控制器32可以通过查询数据区，将当前的累计行驶距离与需要施肥的存储位置进行对比，当到达施肥位置时，首先开启抛肥电机45，使得抛肥盘46高速旋转，然后开启拨肥电机43，使肥料通过导肥管48洒落到抛肥盘46上，同时根据行驶速度改变拨肥电机43的转速实行变量作业；当到达终止位置时，先后关闭拨肥电机43和抛肥电机45。其中，单位时间内的施肥量可以根据行驶速度的变化进行调节，二则之间成正比关系。控制器32根据速度计算出目标施肥量，通过总线下发给驱动单元33以驱动电机。单位时间内的施肥量的控制主要是对电机转速的精确控制，电机驱动部分通过闭环PID控制可以精确控制电机的转速，测速编码器通过联轴器与拨肥电机43相连，测速编码器与电机保持同步转速，测速编码器会输出频率与转速成比的脉冲信号，脉冲信号通过信号变送器将脉冲信号转换为模拟电压信号，控制器32通过AD转化后，就可以获取电机的实际转速。控制器32通过设定值与反馈量(实际的检测转速)的差量进行PID控制，采用PWM控制技术调节电机转速，控制器32可以将频率固定在10KHZ，通过调节占空比来改变转速，从而将电机转速稳定在设定值，该控制原理图如图6所示。对抛肥盘46的转速的调节，可以改变肥料的落点分布，通常来说转速越高，肥料分布的范围越广，优选的，牵引机车1的行驶速度不超过2.5m/s，抛肥电机45的转速不低于180转/分钟，转速太低易导致肥料聚集，无法散开。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种抛肥装置，其特征在于，包括：牵引机车、检测装置、控制装置、执行装置；
所述检测装置设置在所述牵引机车上，用于对施肥靶标位置及所述牵引机车的行进速度进行探测；所述控制装置与所述检测装置连接，用于接收所述检测装置传输的探测信号，根据所述探测信号确定抛肥控制指令；所述抛肥控制指令包括：抛肥位置确定指令、抛肥量指令；所述执行装置与所述控制装置连接，用于接收所述抛肥控制指令，并根据所述抛肥位置确定指令在所述施肥靶标位置处，根据所述抛肥量指令进行抛肥；
所述检测装置包括：测距传感器、霍尔传感器；所述测距传感器用于对所述施肥靶标位置进行探测，当探测到施肥靶标，向所述控制装置输出脉冲信号；所述霍尔传感器用于对所述牵引机车的行进速度进行探测，以使所述控制装置根据所述行进速度与抛肥量间的对应关系确定抛肥量；
所述抛肥装置还包括：调整固定装置；所述调整固定装置用于将所述测距传感器固定连接在所述牵引机车上；所述调整固定装置包括：调整固定框、调整固定杆；所述调整固定框由平行设置的第一对称臂和平行设置的第二对称臂组成，所述第一对称臂与所述第二对称臂垂直设置，形成矩形结构的所述调整固定框；在所述第一对称臂的每个臂的相对应位置处至少开设一对安装孔；所述调整固定杆平行于所述第二对称臂，与所述第一对称臂通过任意一对所述安装孔螺接固定；所述调整固定杆两端分别设置有所述测距传感器；
所述调整固定杆包括：一个固定部、两个调整部、两个拉簧；在所述固定部上、基于所述固定部中心对称的位置处开设有一对通孔，所述通孔与一对所述安装孔对应螺接固定；所述固定部的两端通过铰接各连接一个所述调整部，以使所述调整部相对所述固定部转动；每个所述拉簧设置在所述固定部与所述调整部结合处，且所述拉簧的一端与所述固定部固定连接，另一端与所述调整部固定连接，以使所述调整固定杆在所述拉簧的作用下保持平直；每个所述调整部的自由端连接一所述测距传感器。
2.根据权利要求1所述的抛肥装置，其特征在于，所述第一对称臂垂直地平面设置在所述牵引机车上，且沿所述第一对称臂的长度方向，根据预设步长在所述第一对称臂的每个臂的多个相对应位置处开设所述安装孔，以使所述调整固定杆与不同的所述相对应位置处的一对所述安装孔连接后，实现所述调整固定杆距离地面高度可调。
3.根据权利要求1所述的抛肥装置，其特征在于，所述调整部包括：第一调整杆、第二调整杆；所述第一调整杆与所述第二调整杆分别在长度方向上设置有调整孔，所述调整部的长度为所述第一调整杆与所述第二调整杆螺接后的长度，所述第一调整杆上的任一所述调整孔与所述第二调整杆上的任一所述调整孔螺接，以使所述调整部的长度可调；所述第一调整杆的第一端与所述固定部铰接，所述第一调整杆的第二端与所述第二调整杆的第一端螺接，所述第二调整杆的第二端与所述测距传感器连接。
4.根据权利要求1所述的抛肥装置，其特征在于，所述霍尔传感器设置在所述牵引机车的驱动桥上，且在所述牵引机车的轮辋上间隔等间距设置有多个强磁铁，以使所述强磁铁相对所述霍尔传感器转动，且每个所述强磁铁转动经过所述霍尔传感器时，触发所述霍尔传感器输出脉冲信号。
5.根据权利要求1所述的抛肥装置，其特征在于，所述执行装置包括：基架、肥料箱、拨肥电机、拨肥轮、抛肥电机、抛肥盘；所述基架通过悬挂装置连接在所述牵引机车的后方，所述基架上方固定连接所述肥料箱；所述肥料箱的肥料出口处设置有所述拨肥轮；所述拨肥轮用于在所述拨肥电机的驱动下运转以将肥料箱内的肥料拨出；所述抛肥盘设置在所述拨肥轮下方，所述抛肥盘用于在所述抛肥电机的驱动下旋转以将肥料抛撒到所述施肥靶标位置。
6.根据权利要求5所述的抛肥装置，其特征在于，所述控制装置包括：
信号处理单元，所述信号处理单元用于接收所述霍尔传感器传输的第一探测信号，接收所述测距传感器传输的第二探测信号，并对所述第一探测信号、所述第二探测信号进行信号处理；
控制器，所述控制器用于根据所述第一探测信号计算所述牵引机车的行进距离以及行驶速度；根据所述第二探测信号以及所述第一探测信号确定所述施肥靶标的位置以及每个所述施肥靶标的施肥距离；根据所述牵引机车的行驶速度确定目标施肥量；并根据所述目标施肥量对所述拨肥电机的转速进行设定，得到目标转速值；
驱动单元，所述驱动单元用于接收所述控制器发送的所述目标转速值，并根据所述目标转速值驱动所述拨肥电机，以使所述拨肥电机旋转带动所述拨肥轮从所述肥料箱中拨出肥料。
7.根据权利要求5所述的抛肥装置，其特征在于，所述牵引机车的行驶速度不超过2.5m/s；所述抛肥电机的转速不低于180转/分钟。
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