CN111631121B - 智能施肥装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及茶树施肥设备技术领域。公开了智能施肥装置，包括外箱和位于外箱内的内箱，外箱内设有用于带动内箱竖向移动的动力机构；外箱的底部设有第一开口，内箱的底部设有第二开口；内箱的底部设有用于穿过第一开口且伸入土壤深处的穿刺机构，穿刺机构随内箱的竖向移动而启闭；内箱内设有随内箱竖向移动而启闭的施肥机构，且施肥机构密封第二开口；内箱上连通有穿过外箱的波纹管，外箱的两侧均设有行驶轮。本方案主要解决了目前肥料通过撒施的方式容易使得肥料集中在土壤的表面，导致遇到大雨时肥料容易流失，以及茶树根部集中在土壤表层，降低茶树底孔自然灾害能力的问题。

Description

智能施肥装置

技术领域

本发明涉及茶树施肥设备技术领域。

背景技术

茶树是多年生常绿木本植物，我国对茶树品种主要性状和特性的研究，并照顾到现行品种分类的习惯，将茶树品种按树型、叶片大小和发芽迟早三个主要性状，分为三个分类等级。

目前，茶树在种植前，需要对种植茶树位置的土壤进行施肥，现有的施肥方式通常是撒施，主要作用于土壤的表面，在遇到大雨时会导致肥料的流失，影响茶树的生长；并且，由于肥料集中在土壤的表面，在遇到干旱时造成大量的氮气挥发而损失，还会诱导茶树根部集中在土壤表层，从而降低茶树抵抗自然灾害的能力。

发明内容

本发明意在提供一种智能施肥装置，以解决目前肥料通过撒施的方式容易使得肥料集中在土壤的表面，导致遇到大雨时肥料容易流失，以及茶树根部集中在土壤表层，降低茶树底孔自然灾害能力的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：智能施肥装置，包括外箱和位于外箱内的内箱，所述外箱内设有用于带动内箱竖向移动的动力机构；所述外箱的底部设有第一开口，所述内箱的底部设有第二开口；所述内箱的底部设有用于穿过第一开口且伸入土壤深处的穿刺机构，所述穿刺机构随内箱的竖向移动而启闭；所述内箱内设有随内箱竖向移动而启闭的施肥机构，且施肥机构密封第二开口；所述内箱上连通有穿过外箱的波纹管，所述外箱的两侧均设有行驶轮。

基础方案的优点：

1、本方案将肥料经波纹管运输至内箱内，并通过穿刺机构对第二开口密封，避免肥料的泄漏；再通过动力机构带动内箱竖向向下移动，内箱带动穿刺机构穿过第一开口并伸入土壤深处；当内箱向下移动至最低位置时，穿刺机构开启，同时施肥机构也开启，使得肥料能够作用于土壤内，以此完成深度智能施肥，相较于现有的施肥方式将肥料作用于土壤表面，本方案施肥位置位于土壤深处，在遇到大雨时，本方案能够有效避免肥料的流失；在遇到干旱时，由于肥料位于土壤深处，进而减少挥发量；并且，还能诱导茶树根部伸入土壤深处，加强了茶树根部的抓地力，进而提升茶树抵抗自然灾害的能力。

2、本方案内箱向下移动至最低位置时，穿刺机构开启，能够拓宽土壤的施肥面积，进而拓宽茶树根部分布土壤的面积，加强了茶树根部的抓地力。

进一步，所述施肥机构包括与内箱顶部竖向滑动连接的竖向块和以竖向块为中心对称设置在内箱内的联动部，竖向块与内箱之间设有第一弹簧；所述联动部包括与内箱侧壁横向滑动连接的横向块和与横向块铰接的摆臂，所述横向块与内箱之间设有第二弹簧，两个所述摆臂的自由端铰接，且两个摆臂呈倒立的V形，两个摆臂相互铰接的一端位于竖向块的运动轨迹上，所述摆臂上等距设有若干通孔；还包括随内箱竖向移动而挤压竖向块竖向移动的挤压部、随横向块移动而启闭通孔的密封部和用于间歇阻挡横向块移动的阻挡部。

通过上述设置，内箱向下移动期间，阻挡部对横向块的阻挡作用消失；内箱继续向下移动，内箱带动挤压部挤压竖向块向下移动，第一弹簧压缩；竖向块挤压两个摆臂相互铰接的一端由倒立的V形转变为平整形态，即通过摆臂带动横向块向外移动，使得两个横向块向相反的方向移动，第二弹簧压缩。

此时，密封部对通孔的密封作用下消失，使得肥料能够穿过通孔作用于土壤内，完成智能施肥。

进一步，所述穿刺机构包括两个穿刺块，所述穿刺块与横向块靠近摆臂的一端底部固接；两个所述穿刺块远离横向块的一端相抵设置，且两个穿刺块呈V形。

通过上述设置，两个穿刺块相抵时呈V形，有利于伸入土壤深处；两个穿刺块分离时，能够推动两侧的土壤向左右两边移动，进而拓宽土壤的施肥面积。

进一步，所述挤压部包括以竖向块为中心对称设置在内箱顶部的转轴，所述转轴与内箱转动连接，且转轴与内箱之间设有扭簧；所述转轴上设有用于挤压竖向块顶部的挤压臂，所述转轴上固定并缠绕有未绷直的第一钢丝绳，且第一钢丝绳的自由端与外箱的内壁固接。

通过上述设置，内箱继续向下移动，转轴也向下移动，使得第一钢丝绳由未绷直状态转变为绷直状态，内箱继续向下移动，由于第一钢丝绳的一端缠绕并固定在转轴上，第一钢丝绳的另一端固定外箱的内壁上，因此，通过外箱的内壁对第一钢丝绳的限制，使得转轴转动，扭簧形变。

转轴带动挤压臂转动，通过挤压臂挤压竖向块向下移动。

进一步，所述竖向块的顶部两侧均设有斜面，所述挤压臂的自由端呈弧状，且挤压臂的自由端与斜面相抵设置。

通过上述设置，通过挤压臂的自由端与斜面接触，接触更充分，使得挤压臂对竖向块的挤压效果更佳。

进一步，所述阻挡部包括与转轴固接的第二钢丝绳、与外箱内壁固接的导向轮、开设在横向块上的竖向孔和开设在外箱内底部的限位槽，所述竖向孔内滑动连接有伸入限位槽内的阻挡块，所述第二钢丝绳的自由端穿过导向轮与阻挡块的顶部固接，所述第二钢丝绳带动阻挡块在竖向孔内竖向移动。

通过上述设置，转轴转动，转轴通过第二钢丝绳拉动阻挡块沿竖向孔的路径向上移动，使得阻挡块依次移出限位槽和竖向孔，让横向块能够横向移动。

进一步，所述密封部包括与内箱外壁转动连接的辅助轴和开设在摆臂底部的导向槽，所述导向槽内滑动连接有若干用于密封通孔的密封板，且相邻两个密封板之间设有第三钢丝绳；所述横向块的底部设有若干外齿，所述辅助轴上固接有与外齿啮合的齿轮；所述辅助轴上缠绕并固接有第四钢丝绳，所述第四钢丝绳的自由端穿过穿刺块与靠近横向块一端的密封板固接，远离横向块一端的密封板与导向槽之间设有第三弹簧。

通过上述设置，横向块通过外齿能够带动齿轮转动，进而带动辅助轴转动，辅助轴带动第四钢丝绳缠绕在辅助轴上，以此通过第四钢丝绳拉动密封板在导向槽内移动，第三弹簧拉伸，使得密封板与通孔相错，因此，内箱内的肥料经通孔能够掉落至土壤内，以此完成智能施肥。

进一步，所述动力机构包括与外箱内壁固接的气缸和与气缸输出轴固接的升降板，所述升降板与内箱之间设有升降块；所述升降块上设有用于第一钢丝绳、第二钢丝绳穿过的侧孔。

通过上述设置，启动气缸，气缸的输出轴带动升降板竖向往复移动，通过竖向块带动内箱竖向往复运动。

进一步，所述波纹管上可拆卸连接有密封盖。

通过上述设置，密封盖与波纹管分离时，能够通过波纹管向内箱内部输送肥料；密封盖与波纹管连接时，能够避免其他杂物进入波纹管。

进一步，所述挤压臂的自由端设有橡胶层，且橡胶层上设有防滑纹。

通过上述设置，由于橡胶层为柔性材质，通过橡胶层代替挤压臂直接与竖向块接触，有效避免了挤压臂与竖向块的磨损，进而延长了挤压臂和竖向块的使用寿命；并且，防滑纹能够增加摩擦力，进而提高对竖向块挤压的稳定性。

附图说明

图1为本发明智能施肥装置实施例一主视方向的剖视图；

图2为图1中摆臂的仰视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：外箱1、内箱2、第一开口3、波纹管4、行驶轮5、竖向块6、第一弹簧7、横向块8、摆臂9、第二弹簧10、通孔11、穿刺块12、转轴13、挤压臂14、第一钢丝绳15、第二钢丝绳16、导向轮17、竖向孔18、限位槽19、阻挡块20、辅助轴21、导向槽22、密封板23、第三钢丝绳24、齿轮25、第四钢丝绳26、第三弹簧27、气缸28、升降板29、升降块30。

实施例一

基本如附图1和附图2所示：智能施肥装置，包括外箱1和位于外箱1内的内箱2，内箱2的左侧壁上连通有穿过外箱1的波纹管4，且波纹管4上螺纹连接有密封盖；外箱1的两侧均安装有行驶轮5，通过行驶轮5能够带动外箱1移动。外箱1内设置有用于带动内箱2竖向移动的动力机构，外箱1的底部开有第一开口3，内箱2的底部开有第二开口；内箱2的底部设置有用于穿过第一开口3且伸入土壤深处的穿刺机构，穿刺机构随内箱2的竖向移动而启闭。

内箱2内设置有随内箱2竖向移动而启闭的施肥机构，且施肥机构密封第二开口；施肥机构包括与内箱2顶部竖向滑动连接的竖向块6和以竖向块6为中心对称设置在内箱2内的联动部，竖向块6与内箱2之间固接有第一弹簧7；联动部包括与内箱2侧壁横向滑动连接的横向块8和与横向块8铰接的摆臂9，横向块8与内箱2之间固接有第二弹簧10，两个摆臂9的自由端铰接，且两个摆臂9呈倒立的V形，两个摆臂9相互铰接的一端位于竖向块6的正下方，两个摆臂9相互铰接的一端位于竖向块6的运动轨迹上，摆臂9上等距开有若干通孔11。穿刺机构包括两个穿刺块12，穿刺块12与横向块8靠近摆臂9的一端底部固接；两个穿刺块12远离横向块8的一端相抵设置，且两个穿刺块12呈V形。

施肥机构还包括随内箱2竖向移动而挤压竖向块6竖向移动的挤压部、随横向块8移动而启闭通孔11的密封部和用于间歇阻挡横向块8移动的阻挡部。挤压部包括以竖向块6为中心对称设置在内箱2顶部的转轴13，转轴13与内箱2转动连接，且转轴13与内箱2之间固接有扭簧；转轴13的弧形面上固接有用于挤压竖向块6顶部的挤压臂14，转轴13上固定并缠绕有未绷直的第一钢丝绳15，且第一钢丝绳15的自由端与外箱1的内壁固接。竖向块6的顶部两侧均设置有斜面，挤压臂14的自由端呈弧状，且挤压臂14的自由端与斜面相抵设置。

阻挡部包括与转轴13固接的第二钢丝绳16、与外箱1内壁固接的导向轮17、开设在横向块8上的竖向孔18和开设在外箱1内底部的限位槽19，竖向孔18内竖向滑动连接有伸入限位槽19内的阻挡块20，通过限位槽19能够对阻挡块20进行限位，进而避免阻挡块20横向移动；第二钢丝绳16的自由端穿过导向轮17与阻挡块20的顶部固接，且第二钢丝绳16始终保持绷直状态，第二钢丝绳16带动阻挡块20在竖向孔18内竖向移动。

密封部包括与内箱2外壁转动连接的辅助轴21和开设在摆臂9底部的导向槽22，导向槽22内滑动连接有若干用于密封通孔11的密封板23，且相邻两个密封板23之间固接有第三钢丝绳24，且第三钢丝绳24始终保持绷直状态；横向块8的底部固接有若干外齿，辅助轴21上固接有与外齿啮合的齿轮25；辅助轴21上缠绕并固接有第四钢丝绳26，第四钢丝绳26的自由端穿过穿刺块12与靠近横向块8一端的密封板23固接，且第四钢丝绳26始终保持绷直状态，远离横向块8一端的密封板23与导向槽22之间固接有第三弹簧27。

本实施例中，动力机构包括气缸28和与升降板29，气缸28通过螺栓固定在外箱1内部的顶部，气缸28的输出轴与升降板29的顶部固接；升降板29与内箱2的顶部之间通过螺栓固定有升降块30。升降块30上开有用于第一钢丝绳15、第二钢丝绳16穿过的侧孔。

具体实施过程如下：

将肥料经波纹管4送入内箱2内，再连接密封盖与波纹管4，进而避免其他杂物进入波纹管4；由于密封板23对通孔11的密封，使得肥料在内箱2内并位于摆臂9上方；通过行驶轮5能够带动本装置移动至需要施肥的地方进行智能施肥。

启动气缸28，气缸28的输出轴带动升降板29竖向往复移动，通过竖向块6带动内箱2竖向往复运动，由于波纹管4可伸缩，使得波纹管4可随着内箱2的竖向往复运动而自动伸缩；由于阻挡块20与限位槽19配合对横向块8进行阻挡，使得横向块8不能横向移动，进而使得两个穿刺块12始终相抵；当内箱2向下移动时，内箱2带动两个穿刺块12穿过第一开口3并伸入土壤深处；内箱2继续向下移动，转轴13也向下移动，使得第一钢丝绳15由未绷直状态转变为绷直状态，内箱2继续向下移动，由于第一钢丝绳15的一端缠绕并固定在转轴13上，第一钢丝绳15的另一端固定外箱1的内壁上，因此，通过外箱1的内壁对第一钢丝绳15的限制，转轴13向下移动时，第一钢丝绳15的上端会拉动缠绕在转轴13上的第一钢丝绳15，进而使得转轴13转动，扭簧形变。

转轴13通过第二钢丝绳16拉动阻挡块20沿竖向孔18的路径向上移动，使得阻挡块20依次移出限位槽19和竖向孔18；同时，转轴13还能带动挤压臂14转动，当挤压臂14与竖向块6的斜面相抵时，阻挡块20移出竖向孔18；挤压臂14继续转动，通过挤压臂14挤压竖向块6向下移动，竖向块6挤压两个摆臂9相互铰接的一端由倒立的V形转变为平整形态，即通过摆臂9带动横向块8向外移动，使得两个横向块8向相反的方向移动，第二弹簧10压缩。

横向块8带动穿刺块12向远离相邻穿刺块12的方向移动，使得两个穿刺块12分离，以此拓宽土壤的施肥面积；并且，横向块8通过外齿还能带动齿轮25转动，进而带动辅助轴21转动，辅助轴21带动第四钢丝绳26缠绕在辅助轴21上，以此通过第四钢丝绳26拉动密封板23在导向槽22内移动，第三弹簧27拉伸，使得密封板23与通孔11相错，因此，内箱2内的肥料经通孔11能够掉落至土壤内，以此完成智能施肥；本方案施肥位置位于土壤深处，在遇到大雨时，本方案能够有效避免肥料的流失；在遇到干旱时，由于肥料位于土壤深处，进而减少挥发量；并且，还能诱导茶树根部伸入土壤深处，加强了茶树根部的抓地力，进而提升茶树抵抗自然灾害的能力；本方案还能拓宽土壤的施肥面积，进而拓宽茶树根部分布土壤的面积，加强了茶树根部的抓地力。

当内箱2向上移动时，第一钢丝绳15对转轴13的作用力消失，转轴13在扭簧的作用下反向转动，转轴13带动挤压臂14反向转动，使得挤压臂14对竖向块6的作用消失；同时，转轴13对第二钢丝绳16的拉力消失，使得阻挡块20在自重的作用下向下移动。

由于挤压臂14对竖向块6的作用力消失，使得竖向块6在第一弹簧7的作用下向上移动，因此，竖向块6对两个摆臂9相互铰接的一端作用力消失，进而摆臂9对横向块8的作用力消失，横向块8在第二弹簧10的作用下复位；当横向块8复位时，阻挡块20穿过竖向孔18并伸入限位槽19内，以此实现对阻挡块20的限位。

横向块8复位期间，横向块8通过外齿与齿轮25啮合，使得辅助轴21反向转动，进而辅助轴21对第四钢丝绳26的作用力消失，即对密封板23的拉力作用消失；密封板23在第三弹簧27的作用下反向沿导向槽22移动，通过相邻两个密封板23连接的第三钢丝绳24能够带动若干密封板23同步移动，即最后利用密封板23对通孔11进行密封。

实施例二

实施例二与实施例一的结构和实施方式基本相同，其不同之处在于：挤压臂14的自由端套接有橡胶层，且橡胶层上设置有防滑纹。

具体实施过程如下：

由于橡胶层为柔性材质，通过橡胶层代替挤压臂14直接与竖向块6接触，有效避免了挤压臂14与竖向块6的磨损，进而延长了挤压臂14和竖向块6的使用寿命；并且，防滑纹能够增加摩擦力，进而提高对竖向块6挤压的稳定性。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.智能施肥装置，其特征在于：包括外箱和位于外箱内的内箱，所述外箱内设有用于带动内箱竖向移动的动力机构；所述外箱的底部设有第一开口，所述内箱的底部设有第二开口；所述内箱的底部设有用于穿过第一开口且伸入土壤深处的穿刺机构，所述穿刺机构随内箱的竖向移动而启闭；所述内箱内设有随内箱竖向移动而启闭的施肥机构，且施肥机构密封第二开口；所述内箱上连通有穿过外箱的波纹管，所述外箱的两侧均设有行驶轮；所述施肥机构包括与内箱顶部竖向滑动连接的竖向块和以竖向块为中心对称设置在内箱内的联动部，竖向块与内箱之间设有第一弹簧；所述联动部包括与内箱侧壁横向滑动连接的横向块和与横向块铰接的摆臂，所述横向块与内箱之间设有第二弹簧，两个所述摆臂的自由端铰接，且两个摆臂呈倒立的V形，两个摆臂相互铰接的一端位于竖向块的运动轨迹上，所述摆臂上等距设有若干通孔；还包括随内箱竖向移动而挤压竖向块竖向移动的挤压部、随横向块移动而启闭通孔的密封部和用于间歇阻挡横向块移动的阻挡部；所述穿刺机构包括两个穿刺块，所述穿刺块与横向块靠近摆臂的一端底部固接；两个所述穿刺块远离横向块的一端相抵设置，且两个穿刺块呈V形。

2.根据权利要求1所述的智能施肥装置，其特征在于：所述挤压部包括以竖向块为中心对称设置在内箱顶部的转轴，所述转轴与内箱转动连接，且转轴与内箱之间设有扭簧；所述转轴上设有用于挤压竖向块顶部的挤压臂，所述转轴上固定并缠绕有未绷直的第一钢丝绳，且第一钢丝绳的自由端与外箱的内壁固接。

3.根据权利要求2所述的智能施肥装置，其特征在于：所述竖向块的顶部两侧均设有斜面，所述挤压臂的自由端呈弧状，且挤压臂的自由端与斜面相抵设置。

4.根据权利要求3所述的智能施肥装置，其特征在于：所述阻挡部包括与转轴固接的第二钢丝绳、与外箱内壁固接的导向轮、开设在横向块上的竖向孔和开设在外箱内底部的限位槽，所述竖向孔内滑动连接有伸入限位槽内的阻挡块，所述第二钢丝绳的自由端穿过导向轮与阻挡块的顶部固接，所述第二钢丝绳带动阻挡块在竖向孔内竖向移动。

5.根据权利要求4所述的智能施肥装置，其特征在于：所述密封部包括与内箱外壁转动连接的辅助轴和开设在摆臂底部的导向槽，所述导向槽内滑动连接有若干用于密封通孔的密封板，且相邻两个密封板之间设有第三钢丝绳；所述横向块的底部设有若干外齿，所述辅助轴上固接有与外齿啮合的齿轮；所述辅助轴上缠绕并固接有第四钢丝绳，所述第四钢丝绳的自由端穿过穿刺块与靠近横向块一端的密封板固接，远离横向块一端的密封板与导向槽之间设有第三弹簧。

6.根据权利要求5所述的智能施肥装置，其特征在于：所述动力机构包括与外箱内壁固接的气缸和与气缸输出轴固接的升降板，所述升降板与内箱之间设有升降块；所述升降块上设有用于第一钢丝绳、第二钢丝绳穿过的侧孔。

7.根据权利要求6所述的智能施肥装置，其特征在于：所述波纹管上可拆卸连接有密封盖。

8.根据权利要求7所述的智能施肥装置，其特征在于：所述挤压臂的自由端设有橡胶层，且橡胶层上设有防滑纹。

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