CN109451936A - 一种可控量光电式玉米穴施追肥机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可控量光电式玉米穴施追肥机，属于农业施肥机械领域。本发明包括包括支撑行走系统以及对称固定在其上的两组施肥系统和开沟系统，其中施肥系统和开沟系统的位置均可调节并相互配合实现定量定位施肥；其中施肥系统中的光电传感器接收外界信号，通过继电器控制贯通式电磁铁的拉缩，拉动主动连杆以旋转轴旋转进而打开施肥挡片，同时从动连杆随旋转轴的旋转使量肥挡片关闭，把量肥挡片与施肥挡片间储肥施向沟槽内；通过调节量肥挡片的不同位置，调节量肥挡片与施肥挡片间的距离实现施肥的控量。本发明实现了对玉米中期定株点穴式施肥，提高了肥料的利用率，节省了劳动力，减少了施肥过程中机械对玉米植株的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种可控量光电式玉米穴施追肥机，属于农业施肥机械领域。
背景技术
玉米生长发育最旺盛的阶段是大喇叭口期，该阶段的玉米对养分需求也是最大的。因此，在大喇叭口期对玉米追施化肥，对其产量的提高具有决定性作用。但是，由于大喇叭口期的玉米植株高大，施肥机械难以进地。因此，在传统作业上，人们往往采用人工追肥或者小型追肥器追肥。人工施肥劳动强度较大，工作效率低，而且在人工施肥过程中，玉米对漫洒在地表的肥料利用率低，且容易造成环境污染；小型追肥器施肥一般靠人工操作完成，劳动强度大，施肥量难以精确控制，容易造成施肥不足或者施肥过量问题，玉米对化肥的利用率差。在追肥作业方面，为了进一步提高机械化作业水平，一些农业专家学者们结合中耕作业，研制出了集深松、除草和追肥于一体的中耕追肥机，决定在玉米拔节期左右进行追肥。但是，在中耕追肥机械田间作业过程中，发现存在伤根、伤苗现象，严重影响了玉米植株生长发育，影响了玉米终期产量。
目前出现的仍是依靠碰撞玉米茎秆来触发施肥装置开关的闭合的施肥机。传统的玉米变量穴施（或点堆）追肥机械使用寿命低，容易对玉米茎秆造成破坏性影响，影响玉米的生长发育。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，本发明提供一种可控量光电式玉米穴施追肥机，用于解决现在玉米中期施肥肥料利用率低，伤根、伤苗现象，没有配套的光电施肥机械。
本发明的技术方案是：一种可控量光电式玉米穴施追肥机，包括支撑行走系统以及对称固定在其上的两组施肥系统和开沟系统，其中施肥系统和开沟系统的位置均可调节并相互配合实现定量定位施肥；
所述施肥系统包括肥箱32、导肥管15和控量施肥装置，肥箱32固定在机架22的后端上方，肥箱32的底部两侧分别通过导肥管15连通至控量施肥装置，控量施肥装置安装在固定架34上且可沿固定架34左右伸缩调节，固定架34安装在支撑行走系统上；
所述控量施肥装置由控肥管1、下支架2、光电传感器3、主动连杆4、施肥挡片5、上支架6、旋转轴7、从动连杆8、量肥挡片9、复位弹簧10、轴承座11、贯通式电磁铁12、电磁铁底座13组装而成，控肥管1的上端开口与导肥管15的出口相连，控肥管1的下端开口对准开沟器16，控肥管1的下端固定有下支架2，上端固定有上支架6，光电传感器3和贯通式电磁铁12固定在下支架2上，光电传感器3和贯通式电磁铁12分别与固定在支撑行走系统上的继电器14相连，旋转轴7的两端分别通过轴承座11固定在下支架2和上支架6上，旋转轴7上固定有主动连杆4和从动连杆8，从动连杆8位于主动连杆4的上方，主动连杆4靠近控肥管1的一侧上固定有施肥挡片5，另一端与贯通式电磁铁12相连，从动连杆8靠近控肥管1的一侧上固定有量肥挡片9，控肥管1上开设有若干凹槽，其中最下方的凹槽与施肥挡片5对应，其余凹槽与调节至不同位置的量肥挡片9对应，复位弹簧10套设在主动连杆4和下支架2之间的旋转轴7上；
所述开沟系统包括开沟器16和调节架18，调节架18固定在开沟器16上，调节架18包括竖杆和横杆，横杆固定在支撑行走系统上且可沿左右方向伸缩调节。
进一步的，所述支撑行走系统包括行走轮19、机架22、防护板23、支撑轮36、电动机30、电池组31，其中防护板23固定在机架22上，防护板23包括一水平板和两个竖直侧板，行走轮19固定在两个竖直侧板之间，电动机30和电池组31固定在水平板上，电动机30上固定有主动链轮27，行走轮19上固定有从动链轮29，主动链轮27和从动链轮29之间通过传动链28相连；机架22的前端固定有防护罩26和拖拉架25，机架22的后端下方固定有支撑架35，支撑轮36固定在支撑架35上，机架22的后端上方固定有扶手架33。
进一步的，所述支撑轮36用其他覆土镇压机构替代。
进一步的，所述固定架34上横向开设有条形的调节孔Ⅱ39，螺栓Ⅱ37穿过调节孔Ⅱ39以及下支架2将固定架34和控量施肥装置连接。
进一步的，所述调节架18的横杆上开设有条形的调节孔Ⅰ38，螺栓Ⅰ17穿过调节孔Ⅰ38将横杆固定在支撑行走系统上。
进一步的，所述控肥管1为不锈钢管，所述导肥管15为波纹管。
本发明的工作原理：本玉米穴施追肥机利用光电传感器来检测玉米秸秆的存在，当光电传感器检测到前方有玉米秸秆时，通过继电器以小电流控制大电流的方式来控制贯通式电磁铁的拉缩，拉动主动连杆以旋转轴旋转进而将施肥挡片从控肥管从拉出，同时从动连杆随旋转轴的旋转使量肥挡片插入控肥管上的凹槽内，阻断来自肥箱的肥料，把量肥挡片与施肥挡片间储肥施向开沟器开出的沟槽内，完成一次施肥后由复位弹簧将控量施肥装置复位；通过更换量肥挡片的插在控肥管上不同位置的凹槽，调节量肥挡片与施肥挡片间的距离，可实现施肥的控量，通过调节两侧控量施肥装置的间距以及两侧开沟器之间的间距可以适应不同垄距的玉米植株，同时实现两垄玉米的开沟施肥。
本发明的有益效果是：
1、本机利用光电传感器感测玉米植株，来控制施肥装置。自动化程度高，作业时仅需一人进行操作。
2、该施肥机结构简单，机身较轻，可以在玉米行间灵活作业。
3、该施肥机的开沟器和控量施肥装置都通过左右调节来调节作业幅宽，满足不同农户对玉米种植不同行距的要求。
4、该施肥机的覆土镇压轮的位置可以更换，满足不同农化的不同要求。
5、该施肥机成本较低，维修方便，具有一定的推广价值。
6、本发明结构合理，可保证玉米中期施肥的作业要求，避免了施肥过程中对玉米植株的损伤，大大的提高了移栽作业效率和施肥质量，提高肥料利用率，节省劳动力、降低成本。
附图说明
图1是本发明总体结构的结构示意图；
图2是本发明控量施肥装置组的结构示意图；
图3是本发明开沟器装置组的结构示意图；
图4是本发明传动系统的结构示意图；
图中各标号为：1-控肥管、2-下支架、3-光电传感器、4-主动连杆、5-施肥挡片、6-上支架、7-旋转轴、8-从动连杆、9-量肥挡片、10-复位弹簧、11-轴承座、12-贯通式电磁铁、13-底座、14-继电器、15-导肥管、16-开沟器、17-螺栓Ⅰ、18-调节架、19-行走轮、20-轴承、21-冲压轴承座、22-机架、23-防护板、24-传动链通过孔、25-拖拉架、26-防护罩、27-主动链轮、28-传动链、29-从动链轮、30-电动机、31-电池组、32-肥箱、33-扶手架、34-固定架、35-支撑架、36-支撑轮、37-螺栓Ⅱ、38-调节孔Ⅰ、39-调节孔Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，但本发明内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-4所示，一种可控量光电式玉米穴施追肥机，包括支撑行走系统以及对称固定在其上的两组施肥系统和开沟系统，其中施肥系统和开沟系统的位置均可调节并相互配合实现定量定位施肥；每个部分的具体结构如下：
所述施肥系统包括肥箱32、导肥管15和控量施肥装置，肥箱32固定在机架22的后端上方，肥箱32的底部两侧分别通过导肥管15连通至控量施肥装置，控量施肥装置安装在固定架34上且可沿固定架34左右伸缩调节，固定架34安装在支撑行走系统上；所述控量施肥装置由控肥管1、下支架2、光电传感器3、主动连杆4、施肥挡片5、上支架6、旋转轴7、从动连杆8、量肥挡片9、复位弹簧10、轴承座11、贯通式电磁铁12、电磁铁底座13组装而成，控肥管1的上端开口与导肥管15的出口相连，控肥管1的下端开口对准开沟器16，控肥管1的下端固定有下支架2，上端固定有上支架6，光电传感器3和贯通式电磁铁12固定在下支架2上，贯通式电磁铁12通过底座13固定在下支架2上，光电传感器3和贯通式电磁铁12分别与固定在支撑行走系统上的继电器14相连，旋转轴7的两端分别通过轴承座11固定在下支架2和上支架6上，旋转轴7上固定有主动连杆4和从动连杆8，从动连杆8位于主动连杆4的上方，主动连杆4靠近控肥管1的一侧上固定有施肥挡片5，另一端与贯通式电磁铁12相连，从动连杆8靠近控肥管1的一侧上固定有量肥挡片9，控肥管1上开设有若干凹槽，其中最下方的凹槽与施肥挡片5对应，其余凹槽与调节至不同位置的量肥挡片9对应，复位弹簧10套设在主动连杆4和下支架2之间的旋转轴7上；
所述开沟系统包括开沟器16和调节架18，调节架18固定在开沟器16上，调节架18包括竖杆和横杆，横杆固定在机架22上且可沿左右方向伸缩调节。
所述支撑行走系统包括行走轮19、机架22、防护板23、支撑轮36、电动机30、电池组31，其中防护板23固定在机架22上，防护板23包括一水平板和两个竖直侧板，行走轮19通过轴承20和冲压轴承座21配合固定在两个竖直侧板之间，电动机30和电池组31固定在水平板上，电池组31为控量施肥装置以及电动机30提供电源，电动机30上固定有主动链轮27，行走轮19上固定有从动链轮29，主动链轮27和从动链轮29之间通过传动链28相连；机架22的前端固定有防护罩26和拖拉架25，拖拉架25主要是为了防止机器出现故障或者由于土壤较黏而造成机器动力不足是提供动力所用。机架22的后端下方固定有支撑架35，支撑轮36固定在支撑架35上，机架22的后端上方固定有扶手架33方便农业工作人员的作业操作和把握方向。
其中支撑行走系统还可以采用现有技术中合适的结构，只要能实现将整机支撑起来并且可以使整机运行即可。
使用本装置进行玉米施肥时，先将两侧的控肥管1之间的距离以及两侧开沟器16之间的距离进行调整，以适应实际玉米植株的情况，然后将其放置在两垄玉米之间，操作人员手扶扶手架33向前推进，支撑轮36向前行进，电动机30开启带动主动链轮27运转，进而通过传动链28带动从动链轮29运转，从而带动行走轮19前进，在装置行进的过程中，两侧的控量施肥装置中的光电传感器3检测到前方有玉米秸秆时，此时光电传感器3闭合，通过继电器14以小电流控制大电流的方式来控制贯通式电磁铁12的拉缩，拉动主动连杆4以旋转轴7旋转进而打开施肥挡片5，同时从动连杆8随旋转轴7的旋转使量肥挡片9插入控肥管1的凹槽中，阻断来自肥箱32的肥料，把量肥挡片9与施肥挡片5间储肥施向开沟器16开出的沟槽内，完成一次施肥后由复位弹簧10将控量施肥装置复位；通过更换量肥挡片9插在控肥管1上不同位置的凹槽，调节量肥挡片9与施肥挡片5间的距离，可实现施肥的控量。
本装置不仅实现了施肥机田间作业按需调控施肥量，而且有效提高了肥料利用率、提高了工作效率和减轻了环境污染。依靠光电传感器对玉米植株的识别，来采集信号实现定点点穴式施肥，避免了传统点堆穴施追肥机械在工作过程中对玉米茎秆的损伤，保证了玉米的健康生长发育，增加了玉米产量。并且减轻了施肥机械的碰撞、摩擦，有效提高了追肥机械的使用寿命。
实施例2：如图4所示，本实施例中的固定架34上横向开设有条形的调节孔Ⅱ39，螺栓Ⅱ37穿过调节孔Ⅱ39以及下支架2将固定架34和控量施肥装置连接，通过调节螺栓Ⅱ37在调节孔Ⅱ39中的位置来调节两侧控量施肥装置之间的距离，实现调节幅宽。
如图3所示，调节架18的横杆上开设有条形的调节孔Ⅰ38，螺栓Ⅰ17穿过调节孔Ⅰ38将横杆固定在支撑行走系统上，同样通过螺栓Ⅰ17在调节孔Ⅰ38中的位置以此来调节两侧开沟器16的作业幅宽，可以更好的适应不同玉米行距的作业要求，也可以更加确保安全作业幅宽，不至于伤到玉米植株的根部。
在调节开沟系统的工作幅宽时和调节施肥系统的工作幅宽时，需两者同时进行调节，以满足控肥管1下端中心位置与开沟器16的中心位置对齐，确保更好的将肥料施在沟槽内。
实施例3：本实施例中的控肥管1由内径为28mm，外径为32mm的不锈钢管加工而成，导肥管15为波纹管，方便伸缩和弯曲，当两侧控肥管1之间的距离产生变化时，可及时调整导肥管15的长度以配合肥料输送进入控肥管1。
所述机架22为40mm×40mm方钢管焊接而成，调节架18为35mm×35mm的方钢管焊接而成，防护板23、防护罩26均由3mm不锈钢板折弯而成，这样整个装置更加牢固稳定。
其中支撑轮36可以用其他覆土镇压机构替代，可以满足不同农户的不同要求。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种可控量光电式玉米穴施追肥机，其特征在于：包括支撑行走系统以及对称固定在其上的两组施肥系统和开沟系统，其中施肥系统和开沟系统的位置均可调节并相互配合实现定量定位施肥；
所述施肥系统包括肥箱（32）、导肥管（15）和控量施肥装置，肥箱（32）固定在机架（22）的后端上方，肥箱（32）的底部两侧分别通过导肥管（15）连通至控量施肥装置，控量施肥装置安装在固定架（34）上且可沿固定架（34）左右伸缩调节，固定架（34）安装在支撑行走系统上；
所述控量施肥装置由控肥管（1）、下支架（2）、光电传感器（3）、主动连杆（4）、施肥挡片（5）、上支架（6）、旋转轴（7）、从动连杆（8）、量肥挡片（9）、复位弹簧（10）、轴承座（11）、贯通式电磁铁（12）、电磁铁底座（13）组装而成，控肥管（1）的上端开口与导肥管（15）的出口相连，控肥管（1）的下端开口对准开沟器（16），控肥管（1）的下端固定有下支架（2），上端固定有上支架（6），光电传感器（3）和贯通式电磁铁（12）固定在下支架（2）上，光电传感器（3）和贯通式电磁铁（12）分别与固定在支撑行走系统上的继电器（14）相连，旋转轴（7）的两端分别通过轴承座（11）固定在下支架（2）和上支架（6）上，旋转轴（7）上固定有主动连杆（4）和从动连杆（8），从动连杆（8）位于主动连杆（4）的上方，主动连杆（4）靠近控肥管（1）的一侧上固定有施肥挡片（5），另一端与贯通式电磁铁（12）相连，从动连杆（8）靠近控肥管（1）的一侧上固定有量肥挡片（9），控肥管（1）上开设有若干凹槽，其中最下方的凹槽与施肥挡片（5）对应，其余凹槽与调节至不同位置的量肥挡片（9）对应，复位弹簧（10）套设在主动连杆（4）和下支架（2）之间的旋转轴（7）上；
所述开沟系统包括开沟器（16）和调节架（18），调节架（18）固定在开沟器（16）上，调节架（18）包括竖杆和横杆，横杆固定在支撑行走系统上且可沿左右方向伸缩调节。
2.根据权利要求1所述的可控量光电式玉米穴施追肥机，其特征在于：所述支撑行走系统包括行走轮（19）、机架（22）、防护板（23）、支撑轮（36）、电动机（30）、电池组（31），其中防护板（23）固定在机架（22）上，防护板（23）包括一水平板和两个竖直侧板，行走轮（19）固定在两个竖直侧板之间，电动机（30）和电池组（31）固定在水平板上，电动机（30）上固定有主动链轮（27），行走轮（19）上固定有从动链轮（29），主动链轮（27）和从动链轮（29）之间通过传动链（28）相连；机架（22）的前端固定有防护罩（26）和拖拉架（25），机架（22）的后端下方固定有支撑架（35），支撑轮（36）固定在支撑架（35）上，机架（22）的后端上方固定有扶手架（33）。
3.根据权利要求2所述的可控量光电式玉米穴施追肥机，其特征在于：所述支撑轮（36）用其他覆土镇压机构替代。
4.根据权利要求1所述的可控量光电式玉米穴施追肥机，其特征在于：所述固定架（34）上横向开设有条形的调节孔Ⅱ（39），螺栓Ⅱ（37）穿过调节孔Ⅱ（39）以及下支架（2）将固定架（34）和控量施肥装置连接。
5.根据权利要求1所述的可控量光电式玉米穴施追肥机，其特征在于：所述调节架（18）的横杆上开设有条形的调节孔Ⅰ（38），螺栓Ⅰ（17）穿过调节孔Ⅰ（38）将横杆固定在支撑行走系统上。
6.根据权利要求1所述的可控量光电式玉米穴施追肥机，其特征在于：所述控肥管（1）为不锈钢管，所述导肥管（15）为波纹管。
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Cited By (3)
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| CN111642183A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-09-11 | 安成林 | 一种玉米行间施肥车 |
| CN111771462A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-16 | 安成林 | 一种玉米行间施肥车的使用方法 |
| CN112385382A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-23 | 中国农业大学 | 施肥装置及其控制方法 |
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| CN103238408A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-14 | 中国农业大学 | 小型自走式玉米追肥机 |
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-
2018
- 2018-11-30 CN CN201811448924.2A patent/CN109451936A/zh active Pending
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