CN108738579B - 一种气力式均匀排肥装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气力式均匀排肥装置，包括上排肥层、下排肥层及测控系统；下层肥箱的底面上设置数个排肥口，两端设置分别通过第一电磁阀、第二电磁阀及导气管与空气压缩机连接的第一平铺进气口和第二平铺进气口；测控系统包括控制器和安装在下层肥箱底部中间位置的陀螺仪，陀螺仪用于实时检测下层肥箱内肥料平铺的平衡状态，并将检测信号传输给控制器；控制器根据陀螺仪测得的信号通过控制第一电磁阀、第二电磁阀以控制第一平铺进气口和第二平铺进气口的进气量；控制器控制空气压缩机的工作状态。本发明结构设计合理，操作方便简单，不仅能实现排肥作业，还能避免施撒不均匀的情况，保证肥料均匀施撒，节约资源，减少对自然环境的影响。

Description

一种气力式均匀排肥装置

技术领域

本发明属于农业工程领域，具体涉及一种气力式均匀排肥装置。

背景技术

化肥的合理利用与均匀施撒，在现代精准农业中发挥着越来越重要的作用，不仅有资源利用率的成本问题，还有自然环境的社会影响，所以提高施肥机械的工作效率与准确率，意义重大。传统的施肥机都是电控机械式排肥，机械部件的作业，不仅结构复杂，需要消耗大量材料，还容易使各个排肥口的排肥量不均匀，既提高了施肥机本身的造价成本，还可能造成排肥不均匀，更重要的会对农作物的生长产生不可逆的损害。因此，为了能够使排肥作业更稳定均匀的进行，降低机械本身的成本并提高使用效率寿命，本发明提出的气力式均匀排肥装置有极其重要的意义。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出的一种气力式均匀排肥装置，利用空气压缩机产生的气流驱动排肥轴转动，还可以根据陀螺仪采集的平衡信息，由控制器调节将肥料均匀铺平排出；不仅能够解决排肥均匀性差的问题，还能够避免传统的电控机械式排肥机结构复杂，成本较高的问题。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种气力式均匀排肥装置，包括上层肥箱、下层肥箱及测控系统，所述上层肥箱内部设置贯穿上层肥箱的排肥轴，排肥轴的两端穿过上层肥箱侧壁；上层肥箱的底面上设置下肥口与下层肥箱连通，其特征在于：

所述下层肥箱的底面上设置数个排肥口，两端设置第一平铺进气口和第二平铺进气口；第一平铺进气口、第二平铺进气口分别通过第一电磁阀、第二电磁阀及导气管与空气压缩机连接；

所述测控系统包括控制器和陀螺仪，陀螺仪安装在下层肥箱底部的中间位置，用于实时检测下层肥箱内肥料平铺的平衡状态，并将检测信号传输给控制器；控制器根据陀螺仪所测得的信号通过控制第一电磁阀、第二电磁阀的开度，以控制第一平铺进气口和第二平铺进气口的进气量；所述控制器还与空气压缩机相连，用于控制空气压缩机的工作状态。

进一步地，所述的排肥轴为渐进变化的双向螺旋轴，即每个下肥口上部正对位置为排肥轴直径最小处，相邻两个下肥口中间位置的上部为排肥轴直径最大处，并且排肥轴直径最小处两侧的螺旋纹螺旋方向相反，所述螺旋纹为圆锥形，即从排肥轴直径最大处到最小处螺旋纹的螺距不变、螺旋的深度逐渐变大。

进一步地，所述排肥轴由压缩空气驱动旋转。

进一步地，排肥轴的两端分别设置驱动叶轮，所述驱动叶轮被包裹在防尘罩内，防尘罩上设有驱动进气口、驱动出气口，驱动进气口通过导气管与空气压缩机连接。

进一步地，驱动进气口正对排肥轴的驱动叶轮。

进一步地，驱动进气口与空气压缩机之间设有与控制器相连的第三电磁阀。

进一步地，所述陀螺仪安装在下层肥箱的锥形整流腔底部正中间，通过支杆与气流罩连接，气流通过带网进气口进入腔内后，驱动气流罩转动，并带动陀螺仪转动。

进一步地，第一平铺进气口、第二平铺进气口相对设置，并位于同一水平面上。

进一步地，排肥轴上的圆锥形螺旋线满足公式：X(t)＝k t cos(t)；Y(t)＝k tsin(t)；Z(t)＝l t；其中t为角度，k为半径，l为螺距，X、Y、Z分别代表螺旋线在三维空间中的坐标值。

进一步地，所述控制器还设置有显示屏，用于显示气力式均匀排肥装置的工作状态。

本发明提出的排肥装置的下层肥箱两端设置相对的第一平铺进气口、第二平铺进气口，且分别通过第一电磁阀、第二电磁阀及导气管与空气压缩机连接。陀螺仪安装在下层肥箱底部的中间位置，用于实时检测下层肥箱内肥料平铺的平衡信号，并将信息反馈到控制器进行分析决策，调节第一电磁阀、第二电磁阀，以调节第一平铺进气口、第二平铺进气口的进气量，以实现在不同气压流量的作用下，调节肥料的散落分布，使其均匀铺平，从而达到排肥装置均匀排肥的目的。本发明的测控系统简单易操作，工作状态的调节稳定合理，还可以显示当前的状态参数。

另外，本发明中的排肥轴采用渐进变化的双向螺旋轴，可保证肥箱内各处的肥料通过下肥口落下，无残留死角。排肥轴由空气压缩机产生的气压驱动来完成排肥作业，与传统的机械驱动相比，结构简单，控制方便。

附图说明

图1为本发明所述气力式均匀排肥装置的整体结构图；

图2为下层肥箱的结构图；

图3为所述气力式均匀排肥装置的整体结构截面图；

图4为排肥轴的结构图；

图5为测控系统的结构图；

图6为本发明的控制原理图；

图7为本发明的锥形整流腔结构图。

图中：

1、上层肥箱；2、排肥轴；3、驱动进气口；4、驱动出气口；5、防尘罩；6、驱动叶轮；7、下肥口；8、下层肥箱；9、带网进气孔；10、陀螺仪；11、支杆；12、气流罩；13、排肥口；14、第一平铺进气口；15、第二平铺进气口；16、控制器；17、空气压缩机；18、导气管；19、第三电磁阀；20、第一电磁阀；21、第二电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的气力式均匀排肥装置，包括上层肥箱1、下层肥箱8及测控系统，所述上层肥箱1内部设置贯穿上层肥箱1的排肥轴2，排肥轴2的两端穿过上层肥箱1侧壁；上层肥箱1的底面上设置下肥口7与下层肥箱8连通。

如图2所示，所述下层肥箱8的底面上设置数个排肥口13，两端设置第一平铺进气口14和第二平铺进气口15；第一平铺进气口14、第二平铺进气口15分别通过第一电磁阀20、第二电磁阀21及导气管18与空气压缩机17连接。通过控制两侧气流的不同强度，使下肥口7落下的肥料在下层肥箱8内均匀平铺下落。

如图5、图7所示，所述测控系统包括控制器16和陀螺仪10，陀螺仪10安装在下层肥箱8的锥形整流腔底部的中间位置，通过支杆11与气流罩12连接，气流通过带网进气口9进入腔内后，驱动气流罩12转动，并带动陀螺仪10转动。陀螺仪的三轴测量功能，可以实时检测肥箱内肥料平铺的平衡状态信号，并将检测信号传输给控制器16，用于调节的决策分析。控制器16根据陀螺仪10所测的得平衡信号通过控制第一电磁阀20、第二电磁阀21的开度，控制第一平铺进气口14和第二平铺进气口15的进气量；所述控制器16还与空气压缩机17相连，用于控制空气压缩机17的工作状态。所述的第三电磁阀19、第一电磁阀20、第二电磁阀21分别由控制器控制三个进气口的进气量，用于驱动排肥轴和均匀平铺下层肥箱内的肥料。所述控制器(16)还设置有显示屏，用于显示气力式均匀排肥装置的工作状态。

如图7所示，当陀螺仪10偏转角度为α区域时，控制器16控制第一调节电磁阀20开度使第一平铺进气口14减小进气流量，调节第二电磁阀21开度使第二平铺进气口15增大进气流量，使下层肥箱8重新保持平衡。当陀螺仪10偏转角度为β区域时，控制器16调节第二电磁阀21开度使第二平铺进气口15减小进气流量，调节第一电磁阀20开度使第一平铺进气口14增大进气流量，使下层肥箱8重新保持平衡。

如图3、4所示，所述的排肥轴2为渐进变化的双向螺旋轴，即每个下肥口7上部正对位置为排肥轴直径最小处，相邻两个下肥口7中间位置的上部为排肥轴直径最大处，并且排肥轴直径最小处两侧的螺旋纹螺旋方向相反，所述螺旋纹为圆锥形，即螺旋纹的螺距不变、螺旋的深度逐渐变大；可保证肥箱内各处的肥料通过下肥口落下。排肥轴上的圆锥形螺旋线满足公式：X(t)＝k t cos(t)；Y(t)＝k t sin(t)；Z(t)＝l t；其中t为角度，k为半径，l为螺距，X、Y、Z分别代表螺旋线在三维空间中的坐标值。

本实施例中，所述排肥轴2由压缩空气驱动旋转。如图1、3所示，排肥轴2的两端分别设置驱动叶轮6，所述驱动叶轮6被包裹在防尘罩5内，防尘罩5上设有驱动进气口3、驱动出气口4。驱动进气口3与通过导气管18与空气压缩机17连接；驱动进气口3正对排肥轴2的驱动叶轮6，空气压缩机17产生的气流，经第三电磁阀19后进入驱动进气口3，使驱动叶轮6转动，带动排肥轴2工作。

排肥器工作前，打开控制器16，开启空气压缩机17和各个电磁阀，上层肥箱1的下肥口7由关闭状态变为打开，气流经驱动进气口3进入，驱动排肥轴2转动，将肥料由上层肥箱1通过下肥口7送入下层肥箱8，并由两侧的平铺进气口的气流将落下的肥料吹撒均匀，在整个过程中，陀螺仪10可以实时检测肥箱的平衡性，并将由于肥料不均匀造成的晃动和整体不均衡信号传输到控制器16，控制器16分析决策，调节电磁阀的进气量，改变两侧进气量，使肥料施撒均匀。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气力式均匀排肥装置，包括上层肥箱(1)、下层肥箱(8)及测控系统，所述上层肥箱(1)内部设置贯穿上层肥箱(1)的排肥轴(2)，排肥轴(2)的两端穿过上层肥箱(1)侧壁；上层肥箱(1)的底面上设置下肥口(7)与下层肥箱(8)连通，其特征在于：

所述下层肥箱(8)的底面上设置数个排肥口(13)，两端设置第一平铺进气口(14)和第二平铺进气口(15)；第一平铺进气口(14)、第二平铺进气口(15)分别通过第一电磁阀(20)、第二电磁阀(21)及导气管(18)与空气压缩机(17)连接；

所述测控系统包括控制器(16)和陀螺仪(10)，陀螺仪(10)安装在下层肥箱(8)底部的中间位置，用于实时检测下层肥箱(8)内肥料平铺的平衡状态，并将检测信号传输给控制器(16)；控制器(16)根据陀螺仪(10)所测得的信号通过控制第一电磁阀(20)、第二电磁阀(21)的开度，控制第一平铺进气口(14)和第二平铺进气口(15)的进气量；所述控制器(16)还与空气压缩机(17)相连，用于控制空气压缩机(17)的工作状态。

2.根据权利要求1所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：所述的排肥轴(2)为渐进变化的双向螺旋轴，即每个下肥口(7)上部正对位置为排肥轴直径最小处，相邻两个下肥口(7)中间位置的上部为排肥轴直径最大处，并且排肥轴直径最小处两侧的螺旋纹螺旋方向相反，所述螺旋纹为圆锥形，即从排肥轴直径最大处到最小处螺旋纹的螺距不变、螺旋的深度逐渐变大。

3.根据权利要求1所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：所述排肥轴(2)由压缩空气驱动旋转。

4.根据权利要求3所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：排肥轴(2)的两端分别设置驱动叶轮(6)，所述驱动叶轮(6)被包裹在防尘罩(5)内，防尘罩(5)上设有驱动进气口(3)、驱动出气口(4)，驱动进气口(3)与通过导气管(18)与空气压缩机(17)连接。

5.根据权利要求4所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：驱动进气口(3)正对排肥轴(2)的驱动叶轮(6)。

6.根据权利要求4所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：驱动进气口(3)与空气压缩机(17)之间设有与控制器(16)相连的第三电磁阀(19)。

7.根据权利要求1所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：所述陀螺仪(10)安装在下层肥箱(8)的锥形整流腔底部正中间，通过支杆(11)与气流罩(12)连接，气流通过带网进气口(9)进入锥形整流腔内后，驱动气流罩(12)转动，并带动陀螺仪(10)转动。

8.根据权利要求1所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：第一平铺进气口(14)、第二平铺进气口(15)相对设置，并位于同一水平面上。

9.根据权利要求2所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：排肥轴上的圆锥形螺旋线满足公式：X(t)＝k t cos(t)；Y(t)＝k t sin(t)；Z(t)＝lt；其中t为角度，k为半径，l为螺距，X、Y、Z分别代表螺旋线在三维空间中的坐标值。

10.根据权利要求1所述的气力式均匀排肥装置，其特征在于：所述控制器(16)还设置有显示屏，用于显示气力式均匀排肥装置的工作状态。

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