CN111183776B - 一种施肥设备及双侧施肥量自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种施肥设备及双侧施肥量自动控制方法，包括机架、用于盛装肥料的料箱、用于定量排肥的施肥机构以及用于开沟的开沟机构，料箱与施肥机构相连通，机架设置有车轮；开沟机构包括两个用于开沟的开沟部及用于连接开沟部与机架的连接部，开沟部对称设置于机架的两侧，施肥机构包括用于控制肥料定量输出的输出部及用于引流肥料的两个引导部，两个引导部分别沿横向对称设置，引导部的一端分别与输出部相连通，另一端分别延伸到机架的两侧，并分别与两侧的开沟部相对应；本施肥设备，结构简单、紧凑，不仅可以实现双侧开沟和双侧施肥，适用于不同间距的农作物，而且可以通过手动或自动方式调节两侧的出肥量，通用性好，施肥效率高。

Description

一种施肥设备及双侧施肥量自动控制方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种施肥设备及双侧施肥量自动控制方法。

背景技术

施肥设备是一种常用的农业机械，通常由机架、用于盛装肥料的料箱、用于定量排肥的施肥机构以及用于开沟的开沟机构组成，机架通常还设置有轮子，以便实现机架的移动，根据机架是否设置有动力，现有的施肥设备通常可以分为手推式施肥设备和车载式施肥设备；在使用时，施肥设备中沿需要施肥的农作物边缘行走，开沟机构开沟，施肥机构在开好的沟渠中投入适量的肥料，达到施肥的目的；然而，现有技术中，为避免施肥设备在施肥的过程中与农作物发生干涉，尤其是树状农作物，如枸杞、果树苗等，施肥设备中的开沟机构和施肥机构通常都设置于机架的侧面，以便在施肥的过程中，不损伤农作物的枝条；这样的设置，导致在开沟过程中，施肥设备仅在一侧受力，从而存在受力不均的问题，一方面会大大降低施肥设备的使用寿命，另一方面，施肥设备受到单侧偏心力的影响，使得施肥设备不能沿直线运行，需要不断调整方位，此外，现有的树状农作物通常是按行或列种植的，行与行之间、列与列之间设置有间距(间隙)，施肥设备通常在所述间隙中运行，以便开沟和施肥，然而，不同树状农作物之间的间距通常不同，导致现有的施肥设备通常只能单行或单列施肥，效率有待提高；此外，现有的施肥设备，不能根据农作物的生长情况进行差异性施肥，有待改进。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种结构简单、紧凑施肥设备，不仅可以实现双侧开沟和双侧施肥，适用于不同间距的农作物，从而有效解决现有施肥设备受力不均的问题，而且可以通过手动或自动方式调节两侧的出肥量，实现差异性施肥，施肥效率高。

本发明所采用的技术方案是：

一种施肥设备，包括机架、用于盛装肥料的料箱、用于定量排肥的施肥机构以及用于开沟的开沟机构，所述料箱、施肥机构以及开沟机构分别设置于所述机架，所述料箱与施肥机构相连通，机架设置有车轮；所述开沟机构包括两个用于开沟的开沟部及用于连接开沟部与机架的连接部，所述两个开沟部分别对称设置于所述机架的两侧，所述施肥机构包括用于控制肥料定量输出的输出部及用于引流肥料的两个引导部，所述两个引导部分别沿横向对称设置，引导部的一端分别与所述输出部相连通，另一端分别延伸到机架的两侧，并分别与两侧的开沟部相对应。在本方案中，在车架的两侧对称设置两个开沟部，在进行开沟时，两侧的开沟部可以同时与地面接触并开沟，不仅可以解决现有的施肥设备在开沟过程中存在的受力不均的问题，使得施肥设备两侧的受力均衡，不存在偏心力，既有利于提高施肥设备的使用寿命，又有利于施肥设备准确的沿直线运行，而且两侧同时开沟，有利于提高开沟效率；同时，在本方案中，两个引导部分别与两侧的开沟部相对应，以便将肥料准确的输送到新开的沟渠中，从而达到精确施肥、定量施肥的目的，尤其适用于对树状农作物进行施肥。

优选的，所述连接部为连接杆或若干连接杆拼接而成。既有利于简化结构，降低成本，又有利于为开沟部提供稳定的支撑。

优选的，所述连接部为Z字形结构，连接杆的一端固定于所述机架，另一端与所述开沟部相连，且所述开沟部竖直设置。以便使得用于开沟的开沟部可以延伸到车架的侧面，从而实现侧面开沟功能，以免与需要施肥的树状农作物发生干涉。

进一步的，所述开沟部为开沟犁。

优选的，所述引导部为输送管、输送槽或由输送管与输送槽组合而成。既有利于简化结构，降低成本，又有利于引流肥料。

进一步的，所述引导部为L形结构。以便将肥料横向引导到机架的侧面，并与开沟部的位置相对应，以便将肥料准确的输送到开设好的沟渠中。

为便于输送肥料，进一步的，还包括接料槽，所述接料槽内设置有隔板，隔板沿竖直方向将接料槽均匀分割为两个空腔，所述接料槽设置于所述输出部的正下方，且所述两个引导部分别与接料槽的两个空腔相连通，接料槽用于接收从所述输出部输出的肥料。通过设置隔板，并将接料槽设置于所述输出部的正下方，使得从输出部输出的肥料可以均匀落入两侧的空腔中，达到使肥料平均分配的目的，均分后的肥料分别通过两侧的引导部落入两侧的沟渠中，达到施肥的目的。

为手动控制两侧的出肥量，一种方案中，所述接料槽的两侧分别设置有用于连通引导部的接口，所述接料槽设置有横向调节部，所述隔板设置有与所述横向调节部相适配的活动安装部，隔板通过活动安装部与横向调节部的配合固定于接料槽，所述横向调节部设置于所述两个接口之间，用于调节隔板沿横方向的安装位置。即，在本方案中，隔板的位置横向调节，从而改变所述两个空腔的大小，进而达到调节两侧出肥量的目的，以便满足两侧施肥量不同的需求，通用性更好。

优选的，所述隔板的两个侧面为斜面。以便引导下落的肥料分别向着对应的接口移动，从而避免肥料在接料槽内堆积。

进一步的，所述横向调节部为横向设置于接料槽的条孔，所述活动安装部为设置于隔板两端的螺柱，所述螺柱与所述条孔相适配：或，所述横向调节部为沿接料槽横向设置的若干定位孔，所述活动安装部为设置于隔板两端的插销，所述插销与所述定位孔相适配。

为自动控制两侧的出肥量，一种方案中，还包括设置于机架两侧的图像采集器、驱动器以及控制器，所述隔板设置于接料槽的中间位置处，且隔板的两端分别活动连接于接料槽；所述驱动器与所述隔板相连，所述控制器分别与所述图像采集器和驱动器相连，图像采集器分别用于采集机架两侧农作物的图像并传输给控制器，所述控制器用于处理所述图像并获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行比较，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，通过驱动器控制隔板转动到竖直方向，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，通过驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，转动的角度与两侧的生长参数之差正相关；所述生长参数为农作物的高度和/或农作物的植被密度；所述驱动器为舵机或电机。由于两侧农作物的生长情况存在差异，如高度差异，植被密度差异等，在本方案中，分别利用图像采集器采集两侧农作物的图像，并通过控制器进行图像识别和处理，获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行对比，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，表明两侧农作物的生长情况相同，施肥量应该相同，从而通过驱动器控制隔板转动到竖直方向，使得两侧的出肥量相同，达到等量输出肥料的目的；当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，表明两侧农作物的生长情况存在差异，生长情况较差一侧的施肥量应该增加，

通过驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，而隔板的转动的角度与两侧的生长参数之差正相关，从而使得在施肥过程中，一侧可以获得更多的肥料，另一侧获得的肥料相对较少，从而达到差异输出肥料的目的。

优选的，所述图像采集器为相机。

为适用于不同间距的农作物，进一步的，还包括横向伸缩机构，所述引导部分别包括第一引导段和第二引导段，所述第一引导段的一端固定于所述接料槽，另一端与所述第二引导段活动相连，第二引导段的另一端延伸到对应开沟部的位置处，第二引导段具有伸缩功能；所述连接部及所述第二引导段分别与所述横向伸缩机构相连，横向伸缩机构用于驱动连接部和第二引导段同步横向伸/缩。以便调节两个开沟部之间的距离，从而满足不同间距农作物的需求，达到双侧施肥、双侧开沟的目的，通用性好，施肥效率高，此外，利用横向伸缩机构实现横向伸缩功能，可以将连接部和引导部收纳到机架内侧，使得施肥设备的体积更小巧、规整，更便于施肥设备的转移。

为使引导部与连接部同步实现横向伸缩功能，优选的，所述第一引导段包括硬质输送管一、硬质输送管二以及设置于硬质输送管一与硬质输送管二之间的软管，所述第二引导段为硬质输送管三，所述硬质输送管一与所述接料槽相连，所述硬质输送管二的一端套设于所述硬质输送管三内，并与所述硬质输送管三构成移动副，所述横向伸缩机构硬质输送管三相连，用于驱动硬质输送管三横向移动。既可以实现引导部的伸缩功能，又可以确保硬质输送管一、硬质输送管二以及硬质输送管三沿横向倾斜安装的同时(以便引导肥料自动下落)，可以与连接部同步横向伸缩，不会发生卡死和干涉的问题。

优选的，所述横向伸缩机构包括驱动电机、两个丝杠传动机构和两个导向机构，所述丝杠传动机构分别包括丝杆及与丝杆相适配的螺母，所述两根丝杆分别沿机架的横方向对称设置，并通过轴承固定于机架，两根丝杆的螺纹方向相反；所述驱动电机分别与所述两根丝杆相连，用于驱动两根丝杆同步转动，所述连接部和第二引导段分别直接或间接与对应的螺母相连，导向机构分别用于限制两个丝杠传动机构中的螺母与丝杆同步转动。在本方案中，驱动电机转动时，驱动两根丝杆同步转动，从而驱动两个螺母分别沿机架的横方向同步反向运动，实现驱动两侧的开沟部及第二引导段横向伸缩的目的，从而有效调节两个开沟部之间的间距，以满足不同间距农作物的施肥需求。

一种方案中，所述导向机构包括导向筒，所述导向筒横向固定于机架，且导向筒的中心轴线不与丝杆的中心轴线重合，所述连接部穿过所述导向筒与对应的滑块相连，连接部与导向筒构成移动副。利用导向筒与连接部构成移动副，一方面，可以为连接部提供约束，结合导向筒的中心轴线不与丝杆的中心轴线相重合的特点，可以有效为螺母提供约束，防止螺母随着丝杆的转动而转动，达到沿直线伸缩的目的；另一方面，可以为连接部提供支撑，有利于改善开沟部开沟时的受力情况，有利于开沟过程更稳定。

另一种方案中，所述导向机构包括直线滑轨及设置于直线滑轨的滑块，所述滑块与直线滑轨构成移动副，直线滑轨与所述丝杆平行，所述滑块与螺母通过连杆相连，所述连接部和第二引导段分别与对应的连杆相连。利用直线滑轨约束滑块并为滑块导向，可以实现对螺母的约束，既可以防止螺母转动，又可以使滑块与螺母同步横向移动。

为便于调节开沟部的高度，以便满足不同开沟深度的需求，进一步的，所述连接部包括水平设置的支撑杆及竖直设置的升降机构，所述支撑杆的一端与所述横向伸缩机构相连，另一端与所述升降机构的上端相连，所述开沟部固定于升降机构的下端。通过设置升降机构，可以有效调节开沟部沿竖直方向的高度，以满足不同开沟深度的需求。

优选的，所述升降机构为伸缩杆、电推杆、气缸、液压缸或具有升降功能的丝杠机构。既可以满足不同开沟深度的需求，又可以将开沟部上升到远离地面的位置处，以便转移本施肥设备。

一种双侧施肥量自动控制方法，包括在施肥设备的两侧设置图像采集器、驱动器以及控制器，图像采集器和驱动器分别与控制器相连，所述驱动器与用于控制向施肥设备两侧输出肥料的隔板相连，所述驱动器为舵机或电机；所述图像采集器分别用于采集施肥设备两侧农作物的图像并传输给控制器，所述控制器对所述图像进行图像识别处理并获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行比较，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，通过控制驱动器控制隔板转动到竖直方向，以使两侧的出肥量相同，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，通过控制驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，以便更多的肥料落入另一侧，转动的角度与两侧的生长参数之差正相关，以使两侧出肥量不同；所述生长参数可以为农作物的高度和/或农作物的植被密度等。

与现有技术相比，使用本发明提供的一种施肥设备及双侧施肥量自动控制方法，具有以下有益效果：

1、本施肥设备结构简单、紧凑，不仅可以实现双侧开沟和双侧施肥，从而有效解决现有施肥设备受力不均的问题，而且可以适用于不同间距的农作物，通用性好，施肥效率高。

2、本施肥设备，可以通过手动或自动方式调节两侧的出肥量，实现差异性施肥，更满足实际需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中提供的一种施肥设备的结构示意图。

图2为本发明实施例1中提供的一种施肥设备中，转鼓处的局部剖视图。

图3为本发明实施例1中提供的一种施肥设备中，一种开沟机构的横向示意图。

图4为本发明实施例1中提供的一种施肥设备中，一种引导部的横向示意图。

图5为本发明实施例1中提供的一种施肥设备中，接料槽处的局部俯视图。

图6为本发明实施例2中提供的一种施肥设备中，开沟机构与引导部的俯视图之一。

图7为本发明实施例2中提供的一种施肥设备中，一种引导部的横向示意图。

图8为本发明实施例2中提供的一种施肥设备中，开沟机构与引导部的俯视图之二。

图9为本发明实施例3中提供的一种施肥设备中，一种连接部的局部示意图。

图中标记说明

机架101、车轮102、料箱103、链条104、转轴105、轴承106、密封环107、

转鼓201、出料口202、安装孔203、圆形开口204、

连通端头301、管路302、轴孔303、内部通道304、

固定鸭嘴片401、活动鸭嘴片402、传动杆403、挡块404、

连接部501、支撑杆502、升降机构503、管一504、管二505、锁紧螺栓506、

开沟部601、

引导部701、接料槽702、接口703、隔板704、插销705、定位孔706、硬质输送管一707、硬质输送管二708、软管709、第二引导段710、

驱动电机801、丝杆802、螺母803、导向筒804、传动链806、连杆807、直线滑轨808、滑块809。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图4，本实施例中提供了一种施肥设备，包括机架101、用于盛装肥料的料箱103、用于定量排肥的施肥机构以及用于开沟的开沟机构，所述料箱103、施肥机构以及开沟机构分别设置于所述机架101，所述料箱103与施肥机构相连通，机架101设置有车轮102；所述开沟机构包括两个用于开沟的开沟部601及用于连接开沟部601与机架101的连接部501，所述两个开沟部601分别对称设置于所述机架101的两侧，所述施肥机构包括用于控制肥料定量输出的输出部及用于引流肥料的两个引导部701，所述两个引导部701分别沿横向对称设置，引导部701的一端分别与所述输出部相连通，另一端分别延伸到机架101的两侧，并分别与两侧的开沟部601相对应。在本实施例中，在进行开沟时，两侧的开沟部601可以同时与地面接触并开沟，不仅可以解决现有的施肥设备在开沟过程中存在的受力不均的问题，使得施肥设备两侧的受力均衡，不存在偏心力，既有利于提高施肥设备的使用寿命，又有利于施肥设备准确的沿直线运行，而且两侧同时开沟，有利于提高开沟效率；同时，在本方案中，两个引导部701分别与两侧的开沟部601相对应，以便将肥料准确的输送到新开的沟渠中，从而达到精确施肥、定量施肥的目的。

在本实施例中，肥料从料箱103输入输出部后，通过输出部控制单次输出量，达到定量施肥的目的，而在现有的相关专利中已经公开了能够实现上述功能的机械机构，故在本实施例中，所述输出部可以采用现有中常用的肥料定量输出机构，作为一种举例，如图1及图2所示，输出部包括转鼓201、控制器、电机以及连通部件，其中，

如图1及图2所示，沿所述转鼓201的圆周方向设置有若干出料口202，所述出料口202处分别设置有用于控制出料口202开启/关闭的启闭机构；所述电机与所述控制器相连，控制器用于控制转鼓201的转速，以便控制施肥量；

如图1及图2所示，所述转鼓201安装于转轴105，所述转轴105的两端分别通过轴承106固定于机架101，转轴105的一端与电机相连，也可以通过传动机构相连，如链条104、齿轮等，所述转轴105可以为阶梯轴，以便安装和定位，转鼓201的一侧设置有与转轴105相适配的安装孔203，转鼓201通过安装孔203固定于转轴105，如可以采用键连接等，转鼓201的另一侧设置有圆形开口204，所述圆形开口204的中心线与转轴105的中心轴线重合，所述圆形开口204用于连接连通部件，以便实现转鼓201与料箱103的连通；为实现密封，所述圆形开口204与连通部件之间设置有动密封，如密封环107等，如图1及图2所示；

如图1及图2所示，所述连通部件包括连通端头301及与连通端头301相连通的管路302，所述连通端头301设置有用于通过转轴105的轴孔303，连通端头301的一端设置有与所述圆形开口204相适配的圆柱形侧壁，连通端头301内设置有内部通道304，连通端头301的轴孔303通过轴承106套设于转轴105，并实现运动的分离，所述内部通道304分别于所述转鼓201及所述管路302的一端相连通，管路302的另一端与所述料箱103相连通，所述管路302和/或所述连通端头301固定于机架101，使得当电机驱动转鼓201转动时，转鼓201通过圆形开口204与连通部件的圆柱形侧壁构成转动副，从而实现运动的分离；在这个过程中，料箱103内的肥料可以在重力的作用下，经由连通部件源源不断的进入转鼓201，并从转鼓201中位于下方的出料口202排出，从而达到定量施肥的目的。

所述控制器可以为单片机、PLC、ARM芯片或STM芯片等。

如图1及图2所示，所述启闭机构包括固定鸭嘴片401、活动鸭嘴片402、传动杆403、扭簧以及固定于机架101的挡块404，所述固定鸭嘴片401固定于所述出料口202处，所述活动鸭嘴片402设置于所述出料口202处，并与所述传动杆403相连，所述传动杆403活动连接于所述转鼓201；

所述扭簧套设于所述传动杆403，扭簧一端的扭臂固定于传动杆403，另一端的扭臂固定于转鼓201，活动鸭嘴片402在扭簧的弹力作用下压紧固定鸭嘴片401，并封闭所述出料口202；

当出料口202随着转鼓201转动到开口向下的位置处时，传动杆403的一端与所述挡块404相接触，并在挡块404的阻挡下转动，从而带动活动鸭嘴片402转动，使得活动鸭嘴片402与固定鸭嘴片401分离，从而达到开启出料口202的目的，这个过程中，扭簧的弹力逐渐增加，且传动杆403相对于挡块404移动，当出料口202随着转鼓201继续转动时，传动杆403脱离挡块404，在扭簧的弹力作用下，活动鸭嘴片402复位并压紧固定鸭嘴片401，实现出料口202的自动闭合功能；通过合理的控制转鼓201的转速，可以满足不同施肥量的需求，通用性强，使用灵活。

作为优选，所述连接部501可以为连接杆或若干连接杆拼接而成。既有利于简化结构，降低成本，又有利于为开沟部601提供稳定的支撑。作为一种优选的实施方式，所述连接部501采用若干连接杆拼接而成，并构成Z字形结构，如图3所示，连接部501的一端固定于所述机架101，另一端与所述开沟部601相连，且所述开沟部601竖直设置；以便使得用于开沟的开沟部601可以延伸到车架的侧面，从而实现侧面开沟功能，以免与需要施肥的树状农作物发生干涉。

作为优选，在本实施例中，所述开沟部601可以优先采用现有的开沟犁，开沟犁的具体结构这里不再赘述。

为与所述开沟机构相适配，作为优选，所述引导部701可以为输送管、输送槽或由输送管与输送槽组合而成。既有利于简化结构，降低成本，又有利于引流肥料；作为一种优选的实施方式，如图1及图4所示，所述引导部701为输送管，如硬质塑料管、钢管等，且引导部701可以优先采用L形结构。以便将肥料横向引导到机架101的侧面，并与开沟部601的位置相对应，以便将肥料准确的输送到开设好的沟渠中。

为便于输送肥料，在进一步的方案中，还包括接料槽702，所述接料槽702内设置有隔板704，隔板704沿竖直方向将接料槽702均匀分割为两个空腔，所述接料槽702设置于所述输出部的正下方，且所述两个引导部701分别与接料槽702的两个空腔相连通，接料槽702用于接收从所述输出部输出的肥料。通过设置隔板704，并将接料槽702设置于所述输出部的正下方，使得从输出部输出的肥料可以均匀落入两侧的空腔中，达到使肥料平均分配的目的，均分后的肥料分别通过两侧的引导部701落入两侧的沟渠中，使得两侧的出肥量相同。

在进一步的实施方式中，如图5所示，所述接料槽702的两侧分别设置有用于连通引导部701的接口703，所述接料槽702设置有横向调节部，所述隔板704设置有与所述横向调节部相适配的活动安装部，隔板704通过活动安装部与横向调节部的配合固定于接料槽702，所述横向调节部设置于所述两个接口703之间，用于调节隔板704沿横方向的安装位置。即，在本方案中，隔板704的位置横向调节，从而改变所述两个空腔的大小，进而达到调节两侧出肥量的目的，以便满足两侧施肥量不同的需求，通用性更好。

如图5所示，作为优选，所述隔板704的两个侧面为斜面。以便引导下落的肥料分别向着对应的接口703移动，从而避免肥料在接料槽702内堆积。

作为一种实施方式，所述横向调节部可以为横向设置于接料槽702的条孔，所述活动安装部可以为设置于隔板704两端的螺柱，所述螺柱与所述条孔相适配，利用螺帽可以将螺柱固定于所述条孔的任意位置处，从而达到调节隔板704位置的目的；而在另一种实施方式中，所述横向调节部还可以为沿接料槽702横向设置的若干定位孔706，如图5所示，所述活动安装部为设置于隔板704两端的插销705，所述插销705与所述定位孔706相适配，将插销705插入不同位置处的定位孔706中，即可以调节隔板704的位置，非常的方便。

在更完善的方案中，为便于供电，所述机架101还设置蓄电池，所述蓄电池与所述电机相连，用于供电，这里不再赘述。

可以理解，本施肥设备可以采用手推的方式前行，而在进一步的方案中，所述机架101还可以设置用于驱动车轮102转动的动力装置(如电机或内燃机等)、转向装置以及刹车装置等，以便构成由控制器控制的移动平台，有利于实现半自动施肥和自动施肥。

可以理解，在本实施例中，所述施肥机构、开沟机构的位置可以根据机架的构造进行设置，只需确保沿施肥设备的前进方向，开沟机构设置于前方，施肥机构设置于开沟机构即可，作为一种举例，如图1所示，开沟机构和施肥机构分别设置于机架的前端，作为另一种举例，开沟机构、施肥机构可以依次设置于机架的后端，利用机架拉动开沟机构前行，更便于开沟机构开沟。

实施例2

为适用于不同间距的农作物，在实施例1的基础上，本实施例所提供的施肥设备还包括横向伸缩机构，所述引导部701分别包括第一引导段和第二引导段710，所述第一引导段的一端固定于所述接料槽702，另一端与所述第二引导段710活动相连，第二引导段710的另一端延伸到对应开沟部601的位置处，第二引导段710具有伸缩功能；所述连接部501及所述第二引导段710分别与所述横向伸缩机构相连，横向伸缩机构用于驱动连接部501和第二引导段710同步横向伸/缩。以便调节两个开沟部601之间的距离，从而满足不同间距农作物的需求，达到双侧施肥、双侧开沟的目的，通用性好，施肥效率高，此外，利用横向伸缩机构实现横向伸缩功能，可以将连接部501和引导部701收纳到机架101内侧，使得施肥设备的体积更小巧、规整，更便于施肥设备的转移。

为使引导部701与连接部501同步实现横向伸缩功能，作为一种优选，如图6、图7所示，所述第一引导段包括硬质输送管一707、硬质输送管二708以及设置于硬质输送管一707与硬质输送管二708之间的软管709，所述第二引导段710为硬质输送管三，所述硬质输送管一707与所述接料槽702相连，所述硬质输送管二708的一端套设于所述硬质输送管三内，并与所述硬质输送管三构成移动副，所述横向伸缩机构硬质输送管三相连，用于驱动硬质输送管三横向移动。既可以实现引导部701的伸缩功能，又可以确保硬质输送管一707、硬质输送管二708以及硬质输送管三沿横向倾斜安装的同时(以便引导肥料自动下落)，可以与连接部501同步横向伸缩，利用软管709可以调和引导部701与连接部501之间移动方向的差异(因为引导部701通常横向倾斜设置，而连接部501通常横向水平设置)，从而不会发生卡死和干涉的问题。

横向伸缩机构具有多种实施方式，作为优选，如图6及图7所示，所述横向伸缩机构包括驱动电机、两个丝杠传动机构和两个导向机构，所述丝杠传动机构分别包括丝杆802及与丝杆802相适配的螺母803，所述两根丝杆802分别沿机架101的横方向对称设置，并通过轴承106固定于机架101，两根丝杆802的螺纹方向相反；所述驱动电机分别与所述两根丝杆802相连，用于驱动两根丝杆802同步转动，所述连接部501和第二引导段710分别直接或间接与对应的螺母803相连，导向机构分别用于限制两个丝杠传动机构中的螺母803与丝杆802同步转动。在本方案中，驱动电机转动时，驱动两根丝杆802同步转动，从而驱动两个螺母803分别沿机架101的横方向同步反向运动，实现驱动两侧的开沟部601及第二引导段710横向伸缩的目的，从而有效调节两个开沟部601之间的间距，以满足不同间距农作物的施肥需求。

可以理解，在本实施例中，驱动电机设置有控制按钮，以便控制驱动电机正/反转，实现伸缩功能，或驱动电机与控制器相连，以便利用控制器控制驱动电机的正/反转，从而实现伸缩功能；驱动电机可以通过传动齿轮、传动链806等与丝杆802相连，如图6所示，在本实施例中，两根丝杆802相连，并利用同一驱动电机进行驱动。

作为一种优选的实施方式，如图6及图7所示，所述导向机构包括导向筒804，所述导向筒804横向固定于机架101，且导向筒804的中心轴线不与丝杆802的中心轴线重合，所述连接部501穿过所述导向筒804与对应的滑块809相连，连接部501与导向筒804构成移动副。利用导向筒804与连接部501构成移动副，一方面，可以为连接部501提供约束，结合导向筒804的中心轴线不与丝杆802的中心轴线相重合的特点，可以有效为螺母803提供约束，防止螺母803随着丝杆802的转动而转动，达到沿直线伸缩的目的；另一方面，可以为连接部501提供支撑，有利于改善开沟部601开沟时的受力情况，有利于开沟过程更稳定。

作为另一种优选的实施方式，如图8所示，所述导向机构包括直线滑轨808及设置于直线滑轨808的滑块809，所述滑块809与直线滑轨808构成移动副，直线滑轨808与所述丝杆802平行，所述滑块809与螺母803通过连杆807相连，所述连接部501和第二引导段710分别与对应的连杆807相连。利用直线滑轨808约束滑块809并为滑块809导向，可以实现对螺母803的约束，既可以防止螺母803转动，又可以使滑块809与螺母803同步横向移动。

实施例3

为便于调节开沟部601的高度，以便满足不同开沟深度的需求，本实施例3与实施例1或实施例2的主要区别在于，所述连接部501包括水平设置的支撑杆502及竖直设置的升降机构503，所述支撑杆502的一端与所述横向伸缩机构相连，另一端与所述升降机构503的上端相连，所述开沟部601固定于升降机构503的下端。通过设置升降机构503，可以有效调节开沟部601沿竖直方向的高度，以满足不同开沟深度的需求。

作为优选，所述升降机构503可以为伸缩杆、电推杆、气缸、液压缸或具有升降功能的丝杠机构。既可以满足不同开沟深度的需求，又可以将开沟部601上升到远离地面的位置处，以便转移本施肥设备。作为一种举例，如图9所示，升降机构503采用的是伸缩杆，所述伸缩杆包括管一504、管二505以及用于锁紧管一504与管二505的锁紧螺栓506，管一504和管二505均为方管，管一504的上端与支撑杆502相连，下端与管二505构成移动副，并利用锁紧螺栓506进行锁紧，管二505的下端与开沟部601相连，通过锁紧螺栓506可以调节管一504与管二505的有效长度，从而有效调节开沟部601的高度。

实施例4

为自动控制两侧的出肥量，本实施例4与上述实施例1的主要区别在于，还包括设置于机架两侧的图像采集器、驱动器以及控制器，所述隔板设置于接料槽的中间位置处，且隔板的两端分别活动连接于接料槽，以便在隔板转动时，可以改变隔板两侧空腔对应上方出料口的有效面积，以便下落的肥料可以在隔板的引导下流向隔板倾斜的一侧，使得该侧所接收的肥量增加，而另一侧接收的肥量减少；所述驱动器与所述隔板相连，所述控制器分别与所述图像采集器和驱动器相连，图像采集器分别用于采集机架两侧农作物的图像并传输给控制器，所述控制器用于处理所述图像并获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行比较，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，通过驱动器控制隔板转动到竖直方向，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，通过驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，转动的角度与两侧的生长参数之差正相关；所述生长参数为农作物的高度和/或农作物的植被密度；所述驱动器为舵机或电机。由于两侧农作物的生长情况存在差异，如高度差异，植被密度差异等，在本方案中，分别利用图像采集器采集两侧农作物的图像，并通过控制器进行图像识别和处理，获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行对比，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，表明两侧农作物的生长情况相同，施肥量应该相同，从而通过驱动器控制隔板转动到竖直方向，使得两侧的出肥量相同，达到等量输出肥料的目的；当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，表明两侧农作物的生长情况存在差异，生长情况较差一侧的施肥量应该增加，通过驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，而隔板的转动的角度与两侧的生长参数之差正相关，从而使得在施肥过程中，一侧可以获得更多的肥料，另一侧获得的肥料相对较少，从而达到差异输出肥料的目的。

可以理解，在本实施例中，所述图像识别和处理方法采用现有的技术即可，而所述正相关是指存在正比例的关系，而所述设定的参数可以根据事先的实验进行确定，如可以根据同一生长周期该农作物的平均生长情况进行确定，检测到两侧的农作物的生长情况相同，但都低于所设定的参数时，可以通过延长施肥时间的方式，同时增加两侧的施肥量，这里不再赘述。

实施例5

根据实施例4所提供的施肥设备，本实施例提供了一种双侧施肥量自动控制方法，在施肥设备的两侧设置图像采集器、驱动器以及控制器，图像采集器和驱动器分别与控制器相连，所述驱动器与用于控制向施肥设备两侧输出肥料的隔板相连，所述驱动器为舵机或电机；所述图像采集器分别用于采集施肥设备两侧农作物的图像并传输给控制器，所述控制器对所述图像进行图像识别处理并获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行比较，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，通过控制驱动器控制隔板转动到竖直方向，以使两侧的出肥量相同，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，通过控制驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，以便更多的肥料落入另一侧，转动的角度与两侧的生长参数之差正相关，以使两侧出肥量不同；所述生长参数可以为农作物的高度和/或农作物的植被密度等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种施肥设备，包括机架、用于盛装肥料的料箱、用于定量排肥的施肥机构以及用于开沟的开沟机构，所述料箱、施肥机构以及开沟机构分别设置于所述机架，所述料箱与施肥机构相连通，机架设置有车轮；其特征在于，所述开沟机构包括两个用于开沟的开沟部及用于连接开沟部与机架的连接部，两个开沟部分别对称设置于所述机架的两侧，所述施肥机构包括用于控制肥料定量输出的输出部及用于引流肥料的两个引导部，两个引导部分别沿横向对称设置，引导部的一端分别与所述输出部相连通，另一端分别延伸到机架的两侧，并分别与两侧的开沟部相对应；

输出部包括转鼓、控制器、电机以及连通部件，其中，沿所述转鼓的圆周方向设置有若干出料口，所述出料口处分别设置有用于控制出料口开启或关闭的启闭机构；转鼓通过安装孔固定于转轴，所述转轴的两端分别通过轴承固定于机架，转轴的一端与电机相连；转鼓的一侧设置有与转轴相适配的安装孔，转鼓的另一侧设置有圆形开口，所述圆形开口的中心线与转轴的中心轴线重合，所述圆形开口用于连接连通部件，以便实现转鼓与料箱的连通，所述圆形开口与连通部件之间设置有动密封；

所述启闭机构包括固定鸭嘴片、活动鸭嘴片、传动杆、扭簧以及固定于机架的挡块，所述固定鸭嘴片固定于所述出料口处，所述活动鸭嘴片设置于所述出料口处，并与所述传动杆相连，所述传动杆活动连接于所述转鼓；所述扭簧套设于所述传动杆，扭簧一端的扭臂固定于传动杆，另一端的扭臂固定于转鼓，活动鸭嘴片在扭簧的弹力作用下压紧固定鸭嘴片，并封闭所述出料口；当出料口随着转鼓转动到开口向下的位置处时，传动杆的一端与所述挡块相接触，并在挡块的阻挡下转动，从而带动活动鸭嘴片转动，使得活动鸭嘴片与固定鸭嘴片分离；当出料口随着转鼓继续转动时，传动杆脱离挡块，在扭簧的弹力作用下，活动鸭嘴片复位并压紧固定鸭嘴片；

所述电机与所述控制器相连，控制器用于控制转鼓的转速，以便控制施肥量。

2.根据权利要求1所述的施肥设备，其特征在于，所述连接部为连接杆，所述开沟部为开沟犁，所述引导部为输送管或输送槽或由输送管与输送槽组合而成。

3.根据权利要求1所述的施肥设备，其特征在于，还包括接料槽，所述接料槽内设置有隔板，隔板沿竖直方向将接料槽均匀分割为两个空腔，所述接料槽设置于所述输出部的正下方，且两个引导部分别通过设置于接料槽两侧的接口与所述空腔相连通，接料槽用于接收从所述输出部输出的肥料。

4.根据权利要求3所述的施肥设备，其特征在于，所述接料槽设置有横向调节部，所述隔板设置有与所述横向调节部相适配的活动安装部，隔板通过活动安装部与横向调节部的配合固定于接料槽，所述横向调节部设置于两个接口之间，用于调节隔板沿横方向的安装位置；

所述横向调节部为横向设置于接料槽的条孔，所述活动安装部为设置于隔板两端的螺柱，所述螺柱与所述条孔相适配：或，所述横向调节部为沿接料槽横向设置的若干定位孔，所述活动安装部为设置于隔板两端的插销，所述插销与所述定位孔相适配。

5.根据权利要求3所述的施肥设备，其特征在于，还包括设置于机架两侧的图像采集器、驱动器以及控制器，所述隔板设置于接料槽的中间位置处，且隔板的两端分别活动连接于接料槽；所述驱动器与所述隔板相连，所述控制器分别与所述图像采集器和驱动器相连，图像采集器分别用于采集机架两侧农作物的图像并传输给控制器，所述控制器用于处理所述图像并获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行比较，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，通过驱动器控制隔板转动到竖直方向，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，通过驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，转动的角度与两侧的生长参数之差正相关；所述生长参数为农作物的高度和/或农作物的植被密度；所述驱动器为舵机或电机。

6.根据权利要求3-5任一所述的施肥设备，其特征在于，还包括横向伸缩机构，所述引导部分别包括第一引导段和第二引导段，所述第一引导段的一端固定于所述接料槽，另一端与所述第二引导段活动相连，第二引导段的另一端延伸到对应开沟部的位置处，第二引导段具有伸缩功能；所述连接部及所述第二引导段分别与所述横向伸缩机构相连，横向伸缩机构用于驱动连接部和第二引导段同步横向伸缩。

7.根据权利要求6所述的施肥设备，其特征在于，所述第一引导段包括硬质输送管一、硬质输送管二以及设置于硬质输送管一与硬质输送管二之间的软管，所述第二引导段为硬质输送管三，所述硬质输送管一与所述接料槽相连，所述硬质输送管二的一端套设于所述硬质输送管三内，并与所述硬质输送管三构成移动副，所述横向伸缩机构与硬质输送管三相连，用于驱动硬质输送管三横向移动。

8.根据权利要求7所述的施肥设备，其特征在于，所述横向伸缩机构包括驱动电机、两个丝杠传动机构和两个导向机构，所述丝杠传动机构分别包括丝杆及与丝杆相适配的螺母，两根丝杆分别沿机架的横方向对称设置，并通过轴承固定于机架，两根丝杆的螺纹方向相反；所述驱动电机分别与两根丝杆相连，用于驱动两根丝杆同步转动，所述连接部和第二引导段分别直接或间接与对应的螺母相连，导向机构分别用于限制两个丝杠传动机构中的螺母与丝杆同步转动。

9.根据权利要求8所述的施肥设备，其特征在于，其中一个导向机构包括导向筒，所述导向筒横向固定于机架，且导向筒的中心轴线不与丝杆的中心轴线重合，所述连接部穿过所述导向筒与对应的螺母相连，连接部与导向筒构成移动副；

其中另一个导向机构包括直线滑轨及设置于直线滑轨的滑块，所述滑块与直线滑轨构成移动副，直线滑轨与所述丝杆平行，所述滑块与螺母通过连杆相连，所述连接部和第二引导段分别与对应的连杆相连。

10.一种双侧施肥量自动控制方法，其特征在于，包括权利要求3所述的施肥设备，还包括在施肥设备的两侧设置图像采集器、驱动器以及控制器，所述图像采集器和驱动器分别与控制器相连，所述驱动器与用于控制向施肥设备两侧输出肥料的隔板相连，所述驱动器为舵机或电机；

所述图像采集器分别用于采集施肥设备两侧农作物的图像并传输给控制器，所述控制器对所述图像进行图像识别处理并获得两侧农作物的生长参数，并将所述生长参数与所设定的参数进行比较，当两侧的生长参数与所设定的参数的差值相同时，通过控制驱动器控制隔板转动到竖直方向；当两侧的生长参数与所设定的参数的差值不同时，通过控制驱动器控制隔板向差值较小的一侧转动，转动的角度与两侧的生长参数之差正相关；所述生长参数为农作物的高度和/或农作物的植被密度。