CN108243643A - 一种用于调节施肥深度的施肥装置和旋耕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于调节施肥深度的施肥装置和旋耕机，包括施肥升降机构和施肥支架，在施肥支架上安装有施肥输送机构，施肥支架与施肥升降机构可转动连接，在施肥支架的中部安装有中间支柱，在施肥支架的左侧安装有左侧支柱，在施肥支架的右侧安装有右侧支柱，在左侧支柱与中间支柱之间连接有左侧平衡弹簧，在右侧支柱与中间支柱之间连接有右侧平衡弹簧。本发明可以在施耕的同时进行施肥作业，施肥深度可以上下调节，施肥装置可以保持左右平衡，使左右两侧施肥深度均匀，施肥效果好。

Description

一种用于调节施肥深度的施肥装置和旋耕机

技术领域

本发明涉及农用机械领域，特别涉及一种用于调节施肥深度的施肥装置和旋耕机。

背景技术

旋耕机是一种由动力驱动的土壤耕作机具，切土，碎土能力强，一次作业能达到犁耙几次的效果，耕后地表平整松软，能抢农时，节省劳力。随着农业科技水平的不断提高，通过旋耕机完成农田土壤的旋耕已经成为常用方式。众所周知，旋耕机作业原理是利用旋耕刀轴旋转时将泥(或土块)翻松捣碎实现耕耘目的。

现有旋耕机没有安装施肥装置，只能用于农田土壤的旋耕，不能在旋耕时进行施肥。功能单一，造价成本高，应用范围小，经济效益差。另外，现有的施肥装置的施肥深度不可调节，在左右不平的农田土壤中是进行施肥过程中，一侧的肥料会撒在土壤表面，不能埋入土壤内，造成肥料流失，使施肥不均匀。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种用于调节施肥深度的施肥装置，包括施肥升降机构和施肥支架，在施肥支架上安装有施肥输送机构，施肥支架与施肥升降机构可转动连接，在施肥支架的中部安装有中间支柱，在施肥支架的左侧安装有左侧支柱，在施肥支架的右侧安装有右侧支柱，在左侧支柱与中间支柱之间连接有左侧平衡弹簧，在右侧支柱与中间支柱之间连接有右侧平衡弹簧。

为了使施肥装置竖直升降和缓冲，在进一步的技术方案中，施肥升降机构包括平行四边形机构、升降油缸、缓冲装置，升降油缸两端与平行四边形机构和缓冲装置连接，缓冲装置安装在平行四边形机构上，升降油缸通过平行四边形机构驱动施肥支架上下升降。

进一步地，平行四边形机构包括上支架、连杆、下支架，连杆两端与上支架和下支架铰接，在下支架上安装有销轴，在施肥支架上开设有销轴孔，销轴插入施肥支架的销轴孔内。

进一步地，在缓冲装置内安装有缓冲弹簧，缓冲装置安装在连杆上，升降油缸一端抵靠在缓冲弹簧上。

为了实现精准施肥，防止开沟滑草板挂草，在进一步技术方案中，施肥输送机构包括肥料箱、软管、输送管、施肥螺杆、进料管、施肥电机、第二转速传感器，第二转速传感器用于检测施肥螺杆转速，肥料箱和输送管安装在施肥支架上，施肥螺杆位于输送管内，施肥电机与施肥螺杆连接，施肥电机驱动施肥螺杆转动，进料管与输送管中部连接；软管两端分别与肥料箱和进料管连接；输送管向前倾斜安装；在输送管的排肥口端安装有开沟滑草板，开沟滑草板向前方延伸；开沟滑草板包括第一斜边和第二斜边，第一斜边和第二斜边相连接形成钝角，输送管的排肥口位于第一斜边上，第二斜边位于第一斜边前方；第一斜边与水平面形成第一夹角，第二斜边与水平面形成第二夹角，第二夹角小于25度。

为了将土壤刮平整，在进一步技术方案中，在施肥支架的底部安装有平田板，平田板包括底板、左右围板、后围板，后围板与底板连接，左右围板竖直连接于底板左右两侧，在底板上开设有底孔，开沟滑草板插入底孔内。

另外，本发明还提供了一种旋耕机，包括上述的用于调节施肥深度的施肥装置和旋耕装置，施肥装置安装在旋耕装置后方。

为了实现精量施肥，在进一步技术方案中，包括施肥控制装置，施肥控制装置包括第一转速传感器、显示控制单元、主控制单元、施肥电机；第一转速传感器检测旋耕机行驶速度，主控制单元的输入端连接第一转速传感器；施肥电机与施肥输送机构的施肥螺杆连接，施肥电机驱动施肥螺杆转动，主控制单元的输出端连接施肥电机，主控制单元控制施肥电机转速；显示控制单元与主控制单元采用串口连接，进行数据通讯；

主控制单元内设置有存储模块，在存储模块内存储有施肥控制程序，施肥控制程序包括最大旋耕机行驶速度Q1对应的施肥电机转速Q2、最大旋耕机行驶速度Q1对应的施肥量A(kg/亩)；如果在显示控制单元中设定实际施肥量为 a，主控制单元实际检测的实际旋耕机行驶速度为q1时，施肥电机的理论转速 q2；主控制单元根据q2＝(Q2×a×q1)÷(A×Q1)计算得出施肥电机的理论转速q2。

进一步地，包括第二转速传感器，第二转速传感器实时检测施肥螺杆转速，主控制单元的输入端连接第二转速传感器，获得施肥电机的实际转速；当施肥电机的实际转速偏离主控制单元计算得到的施肥电机的理论转速q2一定范围时，主控制单元微调施肥电机电压值，使施肥电机的实际转速值接近施肥电机的理论转速值。

进一步地，当施肥电机的实际转速与施肥电机的理论转速q2相差±5转时，主控制单元微调施肥电机电压值，使施肥电机的实际转速值接近施肥电机的理论转速值；当出现施肥螺杆堵死，施肥电机堵转时，主控制单元会自行排除堵转故障，当无法排除堵转故障时，显示控制单元自动报警提醒。

本发明提供的用于调节施肥深度的施肥装置和旋耕机与现有技术相比优点在于：

1、在旋耕作业时，可以同时进行施肥作业，提高作业效率。

2、施肥装置通过施肥升降机构可以上下调节施肥深度，并且可以实现缓冲。

3、左侧平衡弹簧和右侧平衡弹簧，可以保证施肥装置左右平衡，可以适应左右不平整的土壤，使施肥深度均匀。

4、平田板可以整平土壤，使土壤平整，使施肥均匀。

5、开沟滑草板不仅具有开沟功能，还可以防止开沟滑草板挂草。

6、用户仅需要设定每亩施肥量a(kg/亩)和最大旋耕机行驶速度Q1，就可以自动根据每亩施肥量a(kg/亩)和最大旋耕机行驶速度Q1进行精准施肥，而且可以避免施肥螺杆堵死或堵转造成施肥不准确、施肥不准确等问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种旋耕机立体结构示意图；

图2为图1的施肥装置立体结构示意图；

图3为图2的左侧示意图。

图4为图3的缓冲器结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明所述的前方是指旋耕机行驶前进方向，也就是旋耕机的驾驶室方向。

本发明所述的后方是指旋耕机行驶前进的反方向。

如图1至图4所示，本发明优选了一种旋耕机。如图1所示，在旋耕机1 后方安装有旋耕装置2和用于调节施肥深度的施肥装置3，施肥装置3安装在旋耕装置2后方。利用旋耕装置2进行旋耕作业，在旋耕作业完成后，通过施肥装置3进行施肥作业，提高了作业效率。

如图2所示，本发明还提供了一种用于调节施肥深度的施肥装置3，包括施肥升降机构31和施肥支架30，施肥升降机构31安装在旋耕机1上，在施肥支架30上安装有施肥输送机构32，施肥支架30与施肥升降机构31可转动连接，在施肥支架30的中部安装有中间支柱34，在施肥支架30的左侧安装有左侧支柱35，在施肥支架30的右侧安装有右侧支柱33，在左侧支柱35与中间支柱34之间连接有左侧平衡弹簧36，在右侧支柱33与中间支柱34之间连接有右侧平衡弹簧37。

如图3所示，为了使施肥装置3竖直升降和缓冲，施肥升降机构31包括平行四边形机构311和升降油缸310及缓冲装置312，升降油缸310两端与平行四边形机构311和缓冲装置312连接，缓冲装置312安装在平行四边形机构311 上，升降油缸310通过平行四边形机构311驱动施肥支架30上下升降。

如图4所示，在缓冲装置312内安装有缓冲弹簧3120，缓冲装置312安装在连杆3111上，升降油缸310一端抵靠在缓冲弹簧3120上。缓冲装置312主要起到缓冲作用，使旋肥支架30迅速回位。

如图3所示，平行四边形机构311包括上支架3112、连杆3111、下支架 3110，连杆3111两端与上支架3112和下支架3110铰接，在下支架3110上安装有销轴(图中未示出)，在施肥支架30上开设有销轴孔，销轴(图中未示出) 插入施肥支架30的销轴孔内。

当施肥支架30未受到外界作用力时，在左侧平衡弹簧36和右侧平衡弹簧 37的作用下，施肥支架30保持水平。当土壤左右两侧不平整时，施肥支架30 受到土壤的反作用力，在克服左侧平衡弹簧36和右侧平衡弹簧37的作用力下，施肥支架30绕销轴(图中未示出)转动。例如，当左侧土壤高于右侧土壤，施肥支架30左侧抬高，施肥支架30右侧下降，左侧平衡弹簧36被压缩，右侧平衡弹簧37被伸长，施肥支架30绕销轴(图中未示出)顺时针转动。反之，右侧土壤高于左侧土壤，施肥支架30右侧抬高，施肥支架30左侧下降，右侧平衡弹簧37被压缩，左侧平衡弹簧36被伸长，旋肥支架30绕销轴(图中未示出) 逆时针转动。当左右两侧的土壤水平时，施肥支架30在左侧平衡弹簧36和右侧平衡弹簧37的作用下，复位至水平位置。

如图2所示，为了实现精准施肥，施肥输送机构32包括肥料箱320、软管 321、输送管324、施肥螺杆(图中未示出)、进料管322、施肥电机325、第二转速传感器326。肥料箱320和输送管324安装在施肥支架30上，施肥螺杆位于输送管324内，施肥电机325与施肥螺杆连接，施肥电机325驱动施肥螺杆转动，进料管322与输送管324中部连接；输送管324向前倾斜安装，软管321 两端与肥料箱320和进料管322连接。施肥电机325自带有减速器，施肥电机325通过减速器驱动施肥螺杆转动。为了检测肥料箱320内的肥料量，在肥料箱320内安装有肥料传感器，肥料传感器用于检测肥料箱320内的肥料量。第二转速传感器326用于检测施肥螺杆转速。

在旋耕机1上安装有施肥控制装置，施肥控制装置包括第一转速传感器(图中未示出)、显示控制单元(图中未示出)、主控制单元(图中未示出)，第一转速传感器用于检测旋耕机行驶速度。主控制单元的输入端连接第一转速传感器和第二转速传感器326连接，主控制单元采用第一转速传感器和第二转速传感器326信号。主控制单元的输出端连接施肥电机325，主控制单元控制施肥电机325转速，从而控制旋耕机施肥量。显示控制单元与主控制单元采用串口连接，进行数据通讯。显示控制单元可以根据农户需要设定实际施肥量。

主控制单元内设置有存储模块，在存储模块内存储有施肥控制程序，根据不同最大旋耕机行驶速度Q1设置不同的施肥控制程序，每个最大旋耕机行驶速度Q1对应一个施肥控制程序。如表1所示，施肥控制程序包括最大旋耕机行驶速度Q1对应的施肥电机转速Q2、最大旋耕机行驶速度Q1对应的施肥量A(kg/亩)

表1：施肥量对应表

如果，在显示控制单元中设定实际施肥量为a，主控制单元实际检测的实际旋耕机行驶速度为q1的时，施肥电机325的理论转速q2；

q2＝(Q2×a×q1)÷(A×Q1)

例如：设定实际施肥量为a为30(kg/亩)，设定最大旋耕机行驶速度Q1 为970(rpm)，最大旋耕机行驶速度对应的施肥电机转速Q2为460(rpm)，最大旋耕机行驶速度对应的施肥量A为55(kg/亩)；第一转速传感器检测的旋耕机行驶速度q1为970(rpm)

施肥电机的理论转速q2＝(Q2×a×q1)÷(A×Q1)＝(460×30×970)÷ (55×970)＝251(rpm)。

主控制单元经过上述公式计算得出施肥电机的理论转速q2为251(rpm)，主控制单元向施肥电机发出控制指令。

第二转速传感器326实时检测施肥螺杆转速，主控制单元获取第二转速传感器326信号，获得施肥电机325的实际转速，当施肥电机325的实际转速偏离主控制单元计算得到的施肥电机的理论转速q2一定范围时，例如施肥电机 325的实际转速与理论施肥电机转速的偏差在±5度左右，主控制单元微调施肥电机电压值，使施肥电机325的实际转速值接近理论施肥电机转速值。由于配备了第二转速传感器326，实现了闭环控制，提高了施肥控制精度。当施肥螺杆发生堵转或者即将发生堵转时，第二转速传感器326将施肥螺杆的实时转速发送给主控制单元，主控制单元通过计算得出施肥螺杆发生堵转或者即将发生堵转，通过计算得出需要发送多大的扭矩命令给施肥电机，让施肥螺杆自行排除堵转现象。一旦出现异常情况导致施肥螺杆堵死，主控制单元会自动报警提醒。

为了检测肥料箱320内的肥料量，在每个肥料箱320还配备了肥料传感器，肥料传感器用于检测肥料箱内的肥料量。主控制单元的输入端连接肥料传感器。一旦肥料箱缺肥，主控制单元也会自动报警进行提醒。

如图2所示，为了将土壤刮平整，在施肥支架30的底部安装有平田板327，由于平田板327面积大，还具有一定的向上的浮力，平田板327包括底板3270、左右围板3271、后围板3273，后围板3273与底板3270连接，左右围板3271 竖直连接于底板3270左右两侧，在底板3270上开设有底孔3272，开沟滑草板 323插入底孔3272内。

平田板327可以整平土壤，使土壤平整，使施肥均匀，而且具有一定的浮力。

如图3所示，为了防止开沟滑草板323挂草，包括开沟滑草板323，开沟滑草板323竖直安装在输送管324的排肥口端，开沟滑草板323向前方延伸；开沟滑草板323包括第一斜边B和第二斜边A，第一斜边B和第二斜边A相连接形成钝角，输送管324的排肥口位于第一斜边B上，第二斜边A位于第一斜边B前方；第一斜边B与水平面形成第一夹角，第二斜边A与水平面形成第二夹角，第二夹角小于25度。

开沟滑草板323与土壤接触部位是一个钝角，输送管324的排肥口倾斜，可以防止输送管324的排肥口被堵塞。由于第二夹角小于25度，经过多次试验证明，开沟滑草板323不挂草。如果第二夹角大于25度，开沟滑草板324必然挂草。

以上未描述的技术是本领域技术人员的公知常识。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于调节施肥深度的施肥装置，其特征在于，包括施肥升降机构和施肥支架，在施肥支架上安装有施肥输送机构，施肥支架与施肥升降机构可转动连接，在施肥支架的中部安装有中间支柱，在施肥支架的左侧安装有左侧支柱，在施肥支架的右侧安装有右侧支柱，在左侧支柱与中间支柱之间连接有左侧平衡弹簧，在右侧支柱与中间支柱之间连接有右侧平衡弹簧。

2.根据权利要求1所述的用于调节施肥深度的施肥装置，其特征在于，施肥升降机构包括平行四边形机构、升降油缸、缓冲装置，升降油缸两端与平行四边形机构和缓冲装置连接，缓冲装置安装在平行四边形机构上，升降油缸通过平行四边形机构驱动施肥支架上下升降。

3.根据权利要求2所述的用于调节施肥深度的施肥装置，其特征在于，平行四边形机构包括上支架、连杆、下支架，连杆两端与上支架和下支架铰接，在下支架上安装有销轴，在施肥支架上开设有销轴孔，销轴插入施肥支架的销轴孔内。

4.根据权利要求3所述的用于调节施肥深度的施肥装置，其特征在于，在缓冲装置内安装有缓冲弹簧，缓冲装置安装在连杆上，升降油缸一端抵靠在缓冲弹簧上。

5.根据权利要求1所述的用于调节施肥深度的施肥装置，其特征在于，施肥输送机构包括肥料箱、软管、输送管、施肥螺杆、进料管、施肥电机、第二转速传感器，第二转速传感器用于检测施肥螺杆转速，肥料箱和输送管安装在施肥支架上，施肥螺杆位于输送管内，施肥电机与施肥螺杆连接，施肥电机驱动施肥螺杆转动，进料管与输送管中部连接；软管两端分别与肥料箱和进料管连接；输送管向前倾斜安装；在输送管的排肥口端安装有开沟滑草板，开沟滑草板向前方延伸；开沟滑草板包括第一斜边和第二斜边，第一斜边和第二斜边相连接形成钝角，输送管的排肥口位于第一斜边上，第二斜边位于第一斜边前方；第一斜边与水平面形成第一夹角，第二斜边与水平面形成第二夹角，第二夹角小于25度。

6.根据权利要求所5所述的用于调节插秧机施肥深度的施肥装置，其特征在于，在施肥支架的底部安装有平田板，平田板包括底板、左右围板、后围板，后围板与底板连接，左右围板竖直连接于底板左右两侧，在底板上开设有底孔，开沟滑草板插入底孔内。

7.一种旋耕机，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的用于调节施肥深度的施肥装置和旋耕装置，施肥装置安装在旋耕装置后方。

8.根据权利要求7所述的旋耕机，其特征在于，包括施肥控制装置，施肥控制装置包括第一转速传感器、显示控制单元、主控制单元、施肥电机；第一转速传感器检测旋耕机行驶速度，主控制单元的输入端连接第一转速传感器；施肥电机与施肥输送机构的施肥螺杆连接，施肥电机驱动施肥螺杆转动，主控制单元的输出端连接施肥电机，主控制单元控制施肥电机转速；显示控制单元与主控制单元采用串口连接，进行数据通讯；

主控制单元内设置有存储模块，在存储模块内存储有施肥控制程序，施肥控制程序包括最大旋耕机行驶速度Q1对应的施肥电机转速Q2、最大旋耕机行驶速度Q1对应的施肥量A(kg/亩)；如果在显示控制单元中设定实际施肥量为a，主控制单元实际检测的实际旋耕机行驶速度为q1时，施肥电机的理论转速q2；主控制单元根据q2＝(Q2×a×q1)÷(A×Q1)计算得出施肥电机的理论转速q2。

9.根据权利要求8所述的旋耕机，其特征在于，包括第二转速传感器，第二转速传感器实时检测施肥螺杆转速，主控制单元的输入端连接第二转速传感器，获得施肥电机的实际转速；当施肥电机的实际转速偏离主控制单元计算得到的施肥电机的理论转速q2一定范围时，主控制单元微调施肥电机电压值，使施肥电机的实际转速值接近施肥电机的理论转速值q2。

10.根据权利要求9所述的旋耕机，其特征在于，当施肥电机的实际转速与施肥电机的理论转速q2相差±5转时，主控制单元微调施肥电机电压值，使施肥电机的实际转速值接近施肥电机的理论转速值；当出现施肥螺杆堵死，施肥电机堵转时，主控制单元会自行排除堵转故障，当无法排除堵转故障时，显示控制单元自动报警提醒。