CN107801457A - 一种带有多种施肥方式的播肥装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有多种施肥方式的播肥装置及其控制方法，与现有技术相比解决了无法集中多种施肥方式的缺陷。本发明的排肥组件包括垂直贯穿安装在车体上的肥料箱，肥料箱为倒锥形，肥料箱的中部安装有排肥轮且排肥轮的中轴伸出肥料箱，排肥轮将肥料箱由上至下分隔为置肥仓和暂存仓，肥料箱的底部安装有电控阀门。本发明集中了连续条播、穴播、间歇条播三种施肥方式，进行高效精准定位排肥，满足了多年生枝干型果木植物的穴播和间歇条播施肥的需要。

Description

一种带有多种施肥方式的播肥装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及农机技术领域，具体来说是一种带有多种施肥方式的播肥装置及其控制方法。

背景技术

在现代农业生产中，根据农作物的需要进行自动化、快速、选择性施肥具有非常重要的现实应用需求。特别是，针对果树、枸杞等多年生枝干型经济植物，在其根系附近的穴播和间歇条播能更有助于提高化肥的使用效率，同时对于节约生产成本(劳动力和肥料)、保护生态环境都具有重要意义。

而目前适用于果园或枸杞等的施肥机械主要以连续条播或者人工干预的穴播方式为主，播肥机只能用于连续条播、定位间歇条播和穴播其中一种播肥方式，无法通用且工作效率较慢，需要大量劳动力，无法适应规模化大农业发展的需求。

因此，如何研发出集连续条播、定位间歇条播和穴播三种施肥方式为一体的播肥装置已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中无法集中多种施肥方式的缺陷，提供一种带有多种施肥方式的播肥装置及其控制方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种带有多种施肥方式的播肥装置，包括车体，车体下部安装有地轮，

所述的车体上安装有中控器、排肥组件和驱动组件，所述的排肥组件包括垂直贯穿安装在车体上的肥料箱，肥料箱为倒锥形，肥料箱的中部安装有排肥轮且排肥轮的中轴伸出肥料箱，排肥轮将肥料箱由上至下分隔为置肥仓和暂存仓，肥料箱的底部安装有电控阀门；

所述的驱动组件包括安装在车体上的计数传感器和无级变速器，地轮的中轴与电磁离合器A的左吸盘之间安装有链传动组件A，电磁离合器A的右吸盘与无级变速器的输入轴之间安装有链传动组件B，无级变速器的输出轴与电磁离合器B的左吸盘之间安装有链传动组件C，电磁离合器B的右吸盘与排肥轮的中轴之间安装有链传动组件D，位于肥料箱外的排肥轮中轴端部安装有计数齿轮且计数齿轮位于计数传感器的感应范围内；

所述计数传感器的输出端与中控器的计数信号输入端相连，电磁离合器A的控制信号输入端、电磁离合器B的控制信号输入端、电控阀门的控制信号输入端、无级变速器的控制信号输入端分别与中控器的第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、第三控制信号输出端、第四控制信号输出端相连。

所述的车体底部悬挂有底板，底板的上表面安装有触杆播肥组件，所述的触杆播肥组件包括安装在底板上的弹簧座，底板上位于弹簧座旁安装有限位桩，限位桩上安装有常闭开关，触碰杆安装在底板上表面且与底板上表面构成转动配合，触碰杆与弹簧座之间安装有弹簧且触碰杆在弹簧的弹性力作用下抵在常闭开关的触发片上，常闭开关的输出端与中控器的开关信号输入端相连。

所述的触碰杆为伸缩杆。

所述的底板的上表面设有滑槽，限位桩安装限位在滑槽上，滑槽的设置方向与地轮行进方向相同。

一种带有多种施肥方式的播肥装置的控制方法，穴播方式的控制方法包括以下步骤：

设备初始化，中控器控制电控阀门、电磁离合器A、电磁离合器B均为闭合状态；

实时计数，计数传感器对计数齿轮进行实时计数，并将数据传给中控器；

转动圈数的计算，设定每株植物穴播排肥器施肥量为Q,排肥轮转动一圈的排肥量为V_xp，实现排肥量Q排肥轮需转动圈数N，

N＝Q/V_xp；

转动圈数的监测，中控器通过计数传感器监测计数齿轮是否达到圈数N；

触碰杆状态的监测，若达到圈数N，中控器监测常闭开关是否为断开状态；

穴播落料，若常闭开关为断开状态，中控器控制电控阀门打开，一次性将暂存仓内施肥量为Q的肥料落出。

间歇条播方式的控制方法包括以下步骤：

计算参数的设定，设触碰杆的长度为L1，触碰杆安装点至限位桩的直线距离为L2，间歇条播施肥距离为S；

限位桩调整距离的计算，计算限位桩调整距离d1，其计算公式如下：

S＝2×d1×L1/L2；

调整限位桩并进行间歇条播，按距离d1在滑槽上调整限位桩，进行间歇条播施肥。

有益效果

本发明的一种带有多种施肥方式的播肥装置及其控制方法，与现有技术相比集中了连续条播、穴播、间歇条播三种施肥方式，进行高效精准定位排肥，满足了多年生枝干型果木植物的穴播和间歇条播施肥的需要，提高了施肥效率的同时也节约了肥料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中排肥组件的结构示意图；

图3为本发明中驱动组件的结构示意图；

图4为本发明中触杆播肥组件处于未触发状态的结构示意图；

图5为本发明中触杆播肥组件处于触发状态的结构示意图；

图6为本发明的电路连接原理框图；

图7为本发明中穴播方式控制方法的方法顺序图；

图8为本发明中间歇条播方式控制方法的方法顺序图；

图9为在间歇条播方式中限位桩调整距离计算示意图；

其中，1-车体、2-地轮、3-中控器、4-肥料箱、5-排肥轮、6-置肥仓、7-暂存仓、8-电控阀门、9-计数传感器、10-无级变速器、11-电磁离合器A、12-链传动组件A、13-链传动组件B、14-电磁离合器B、15-链传动组件C、16-链传动组件D、17-计数齿轮、18-底板、19-弹簧座、20-限位桩、21-常闭开关、22-触碰杆、23-弹簧、24-滑槽、25-排肥组件、26-驱动组件、27-触杆播肥组件、28-定位销、29-植物根系。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1所示，本发明所述的一种带有多种施肥方式的播肥装置，包括车体1，车体1下部安装有地轮2。车体1上安装有中控器3、排肥组件25和驱动组件26，中控器3为控制部件，排肥组件25用于将肥料排出，驱动组件26利用地轮2的转动给排肥组件25提供排肥动力。

如图2所示，排肥组件25包括垂直贯穿安装在车体1上的肥料箱4，肥料箱4的底部穿过车体1朝向地面。肥料箱4为倒锥形，上宽下窄，便于肥料的堆集和排出。在肥料箱4的中部安装有排肥轮5，并且排肥轮5的中轴伸出肥料箱4，排肥轮5中轴伸出肥料箱4的作用是便于计数齿轮17的安装和连接驱动组件26。排肥轮5将肥料箱4由上至下分隔为置肥仓6和暂存仓7，即肥料从置肥仓6(上)至暂存仓7(下)必须经过排肥轮5的转动。在肥料箱4的底部安装有电控阀门8，通过控制电控阀门8可以使得肥料箱4内有肥料落下。

如图3所示，驱动组件26包括安装在车体1上的计数传感器9和无级变速器10，无级变速器10用于配合调整地轮2传输给排肥轮5的转速，计数传感器9用于记录排肥轮5转动的圈数。

地轮2的中轴与电磁离合器A11的左吸盘之间安装有链传动组件A12，链传动组件A12为传统的链轮和链条传动结构。电磁离合器A11为总开关，电磁离合器A11的右吸盘与无级变速器10的输入轴通过链传动组件B13相连接，链传动组件B13与链传动组件A12同理。断开电磁离合器A11，则断开了地轮2与无级变速器10的传动关系，应用于装置搬运环节；闭合电磁离合器A11，则连通了地轮2与无级变速器10的传动关系，为排肥轮5的转动提供了动力支持。

无级变速器10的输出轴与电磁离合器B14的左吸盘之间安装有链传动组件C15，电磁离合器B14的右吸盘与排肥轮5的中轴之间安装有链传动组件D16，电磁离合器B14为施肥开关，同理，通过电磁离合器B14的开断控制排肥轮5的转动。当闭合电磁离合器B14时，经过无级变速器10调速后的动力传递给排肥轮5；断开电磁离合器B14，则断开了排肥轮5的动力供给。

在位于肥料箱4外的排肥轮5中轴端部安装有计数齿轮17，计数齿轮17专用于肥料箱4转圈计数使用，计数齿轮17位于计数传感器9的感应范围内，通过计数传感器9对计数齿轮17进行计数。

如图6所示，按传统的电路连接控制连接方式，计数传感器9的输出端与中控器3的计数信号输入端相连，计数传感器9将其监测的计数齿轮17转过的齿数并发送给中控器3，中控器3根据计数齿轮17的总齿数按传统的齿数与圈数计算方法得到圈数。电磁离合器A11的控制信号输入端、电磁离合器B14的控制信号输入端、电控阀门8的控制信号输入端、无级变速器10的控制信号输入端分别与中控器3的第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、第三控制信号输出端、第四控制信号输出端相连，中控器3能够控制电磁离合器A11、电磁离合器B14和电控阀门8的断开、闭合，控制调整无级变速器10。

当施肥方式使用连续条播方式时，中控器3根据目标的施肥量调节无级变速器10，中控器3控制电磁离合器A11和电磁离合器B14均闭合、电控阀门8处于打开状态。人工推动地轮2滚动，地轮2通过电磁离合器A11为无级变速器10提供动力，经过无级变速器10调速后再通过电磁离合器B14带动排肥轮5转动。排肥轮5将肥料从置肥仓6经由暂存仓7直接落出，达到直接排肥效果。

为了实现穴播的施肥方式，车体1底部可以悬挂有底板18，底板18与地面相平行，在底板18的上表面安装触杆播肥组件27。

如图4和图5所示，触杆播肥组件27包括安装在底板18上的弹簧座19，底板18上位于弹簧座19旁安装有限位桩20，限位桩20上安装有常闭开关21。触碰杆22安装在底板18上表面且与底板18上表面构成转动配合，触碰杆22可以通过传统的定位销28安装在底板18的上表面。触碰杆22与弹簧座19之间安装有弹簧23，并且触碰杆22在弹簧23的弹性力限制下抵在常闭开关21的触发片上。常闭开关21的输出端与中控器3的开关信号输入端相连，若触碰杆22克服弹簧23的弹性力限制，则放开常闭开关21的触发片，常闭开关21将触发信息传送给中控器3。

为了方便在穴播方式与连续条播方式之间进行切换，可以将触碰杆22设计为伸缩杆。当进行连续条播方式时，将伸缩杆样式的触碰杆22收缩到最小长度，直接进行排肥作业。

同时为了便于间歇条播的施肥方式，还可以在底板18的上表面设滑槽24，限位桩20通过传统方式安装限位在滑槽24上。滑槽24的设置方向与地轮2行进方向相同，使得限位桩20可以在行进方向进行调整，以配合间歇条播方式的距离调整。

如图7所示，在此还提供一种带有多种施肥方式的播肥装置的控制方法，其中，穴播方式的控制方法包括以下步骤：

第一步，设备初始化。中控器3控制电控阀门8、电磁离合器A11、电磁离合器B14均为闭合状态。

第二步，实时计数。计数传感器9对计数齿轮17进行实时计数，并将数据传给中控器3。

第三步，转动圈数的计算。设定每株植物穴播排肥器施肥量为Q,排肥轮5转动一圈的排肥量为V_xp，实现排肥量Q排肥轮5需转动圈数N，

N＝Q/V_xp。

第四步，转动圈数的监测，中控器3通过计数传感器9监测计数齿轮17是否达到圈数N。

第五步，触碰杆状态的监测，若达到圈数N，中控器3监测常闭开关21是否为断开状态。

第六步，穴播落料。如图4所示，若常闭开关21未被触发，即植物根系29未被触碰杆22挡住。如图5所示，若常闭开关21为断开状态，即植物根系29被触碰杆22挡住(触碰杆22克服弹性力)，中控器3控制电控阀门8打开，暂存仓7一次性将其内施肥量为Q的肥料落出。

如图8所示，对于间歇条播方式的控制方法包括以下步骤：

第一步，计算参数的设定。设触碰杆22的长度为L1，触碰杆22安装点(定位销28)至限位桩20的直线距离为L2，间歇条播施肥距离为S。

第二步，限位桩调整距离的计算。如图9所示，计算限位桩20调整距离d1的计算公式如下：

S＝2×d1×L1/L2。

第三步，调整限位桩并进行间歇条播，按距离d1在滑槽24上调整限位桩20，进行间歇条播施肥。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种带有多种施肥方式的播肥装置，包括车体(1)，车体(1)下部安装有地轮(2)，

其特征在于：所述的车体(1)上安装有中控器(3)、排肥组件(25)和驱动组件(26)，所述的排肥组件(25)包括垂直贯穿安装在车体(1)上的肥料箱(4)，肥料箱(4)为倒锥形，肥料箱(4)的中部安装有排肥轮(5)且排肥轮(5)的中轴伸出肥料箱(4)，排肥轮(5)将肥料箱(4)由上至下分隔为置肥仓(6)和暂存仓(7)，肥料箱(4)的底部安装有电控阀门(8)；

所述的驱动组件(26)包括安装在车体(1)上的计数传感器(9)和无级变速器(10)，地轮(2)的中轴与电磁离合器A(11)的左吸盘之间安装有链传动组件A(12)，电磁离合器A(11)的右吸盘与无级变速器(10)的输入轴之间安装有链传动组件B(13)，无级变速器(10)的输出轴与电磁离合器B(14)的左吸盘之间安装有链传动组件C(15)，电磁离合器B(14)的右吸盘与排肥轮(5)的中轴之间安装有链传动组件D(16)，位于肥料箱(4)外的排肥轮(5)中轴端部安装有计数齿轮(17)且计数齿轮(17)位于计数传感器(9)的感应范围内；

所述计数传感器(9)的输出端与中控器(3)的计数信号输入端相连，电磁离合器A(11)的控制信号输入端、电磁离合器B(14)的控制信号输入端、电控阀门(8)的控制信号输入端、无级变速器(10)的控制信号输入端分别与中控器(3)的第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、第三控制信号输出端、第四控制信号输出端相连。

2.根据权利要求1所述的一种带有多种施肥方式的播肥装置，其特征在于：所述的车体(1)底部悬挂有底板(18)，底板(18)的上表面安装有触杆播肥组件(27)，所述的触杆播肥组件(27)包括安装在底板(18)上的弹簧座(19)，底板(18)上位于弹簧座(19)旁安装有限位桩(20)，限位桩(20)上安装有常闭开关(21)，触碰杆(22)安装在底板(18)上表面且与底板(18)上表面构成转动配合，触碰杆(22)与弹簧座(19)之间安装有弹簧(23)且触碰杆(22)在弹簧(23)的弹性力作用下抵在常闭开关(21)的触发片上，常闭开关(21)的输出端与中控器(3)的开关信号输入端相连。

3.根据权利要求2所述的一种带有多种施肥方式的播肥装置，其特征在于：所述的触碰杆(22)为伸缩杆。

4.根据权利要求2所述的一种带有多种施肥方式的播肥装置，其特征在于：所述的底板(18)的上表面设有滑槽(24)，限位桩(20)安装限位在滑槽(24)上，滑槽(24)的设置方向与地轮(2)行进方向相同。

5.根据权利要求2所述的一种带有多种施肥方式的播肥装置的控制方法，其特征在于，穴播方式的控制方法包括以下步骤：

51)设备初始化，中控器(3)控制电控阀门(8)、电磁离合器A(11)、电磁离合器B(14)均为闭合状态；

52)实时计数，计数传感器(9)对计数齿轮(17)进行实时计数，并将数据传给中控器(3)；

53)转动圈数的计算，设定每株植物穴播排肥器施肥量为Q,排肥轮(5)转动一圈的排肥量为V_xp，实现排肥量Q排肥轮(5)需转动圈数N，

N＝Q/V_xp；

54)转动圈数的监测，中控器(3)通过计数传感器(9)监测计数齿轮(17)是否达到圈数N；

55)触碰杆状态的监测，若达到圈数N，中控器(3)监测常闭开关(21)是否为断开状态；

56)穴播落料，若常闭开关(21)为断开状态，中控器(3)控制电控阀门(8)打开，一次性将暂存仓(7)内施肥量为Q的肥料落出。

6.根据权利要求4所述的一种带有多种施肥方式的播肥装置的控制方法，其特征在于，间歇条播方式的控制方法包括以下步骤：

61)计算参数的设定，设触碰杆(22)的长度为L1，触碰杆(22)安装点至限位桩(20)的直线距离为L2，间歇条播施肥距离为S；

62)限位桩调整距离的计算，计算限位桩(20)调整距离d1，其计算公式如下：

S＝2×d1×L1/L2；

63)调整限位桩并进行间歇条播，按距离d1在滑槽(24)上调整限位桩(20)，进行间歇条播施肥。