CN111688929A - 一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，属于农田种植技术领域，本方案通过肥料释放球接触到耕地土壤后，上空心球和下空心球对柠檬皮挤压并产生汁水，环形橡胶薄膜和封闭薄膜接触到汁水后炸开，肥料粉末持续下落，二氧化碳气体从导气管管口排出，使肥料粉末向外侧扩散并掉落至土壤表面，在下空心球下降的过程中，部分的干冰升华，会在下空心球表面形成一层冰层，一方面对下空心球进行保护，另一方面可以通过冰层对下空心球内剩余的干冰进行保温，减少其过早升华的可能性，随着干冰的升华，降低下空心球周围的土壤的温度，使水蒸气遇冷液化，从而提高下空心球周围土壤的湿润度，促进土壤对肥料的吸收。
Description
技术领域
本发明涉及农田种植技术领域，更具体地说，涉及一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置。
背景技术
耕地，是人类赖以生存的基本资源和条件，进入21世纪，人口不断增多，耕地逐渐减少，人民生活水平不断提高，保持农业可持续发展首先要确保耕地的数量和质量，据联合国教科文组织和粮农组织的不完全统计，全世界土地面积为18.29亿公顷左右，人均耕地0.26公顷，截至2011年12月31日，全国耕地保有量为18.2476亿亩。
化学肥料简称化肥，用化学和(或)物理方法制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料，也称无机肥料，包括氮肥、磷肥、钾肥、微肥、复合肥料等，它们具有以下一些共同的特点：成分单纯，养分含量高；肥效快，肥劲猛；某些肥料有酸碱反应；一般不含有机质，无改土培肥的作用，化学肥料种类较多，性质和施用方法差异较大。
目前对于大规模的耕地种植，现有技术中通常使用无人机进行施肥，但是目前通过无人机直接洒下粉料粉末，但是出现的问题确实容易受到风的影响，从而使得肥料粉末在下降的过程中被吹离耕地，降低了施肥的效率。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，本方案通过肥料释放球接触到耕地土壤后，上空心球和下空心球对柠檬皮挤压并产生汁水，环形橡胶薄膜和封闭薄膜接触到汁水后炸开，肥料粉末持续下落，二氧化碳气体从导气管管口排出，对下落的肥料粉末进行吹拂，使肥料粉末向外侧扩散并掉落至土壤表面，在下空心球下降的过程中，部分的干冰升华，会在下空心球表面形成一层冰层，一方面对下空心球进行保护，另一方面可以通过冰层对下空心球内剩余的干冰进行保温，减少其过早升华的可能性，随着干冰的升华，降低下空心球周围的土壤的温度，使水蒸气遇冷液化，从而提高下空心球周围土壤的湿润度，促进土壤对肥料的吸收。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，包括肥料释放球，所述肥料释放球包括土壤接触球和位于土壤接触球上侧的缓冲球，所述土壤接触球与缓冲球之间固定连接有连接导管，所述土壤接触球、缓冲球和连接导管之间相互连通，所述土壤接触球包括上空心球和位于上空心球下侧的下空心球，所述上空心球与下空心球之间固定连接有环形橡胶薄膜，所述上空心球底端开凿有四个均匀分布的出料孔，所述上空心球底端固定连接有位于出料孔外侧的封闭薄膜，所述上空心球和下空心球之间设有多个均匀分布的橡胶球，所述橡胶球外端设有柠檬皮，所述上空心球内填充有肥料粉末，所述下空心球内填充有干冰，所述下空心球上端嵌设安装有四个均匀分布且位于出料孔外侧的导气管，通过无人机将肥料释放球向下投放，当肥料释放球接触到耕地土壤后，会迫使上空心球和下空心球对其之间的橡胶球挤压，从而使柠檬皮受到挤压后产生汁水，并在环形橡胶薄膜和封闭薄膜接触到汁水后炸开后，肥料粉末通过出料孔持续下落，并通过干冰的升华，并将二氧化碳气体从导气管管口排出，对下落的肥料粉末进行吹拂，从而使肥料粉末向外侧扩散并掉落至土壤表面，可以使得施肥的更加均匀，同时由于干冰的升华，因此会使下空心球周围的土壤的温度下降，从而促进水蒸气遇冷液化，提高下空心球周围土壤的湿润度，从而促进土壤对肥料的吸收。
进一步的，所述下空心球外端固定连接有多个均匀分布的毛细纤维刺，相邻两个所述毛细纤维刺之间的间距为50μm，通过设置毛细纤维刺，可以在下空心球下降的过程中，部分的干冰升华，从而使下空心球表面温度降低，在下空心球表面形成一层水膜，并随着温度的降低，可以在下空心球表面形成一层冰层，一方面可以在下空心球接触到地面时，对下空心球进行保护，另一方面可以通过冰层对下空心球内剩余的干冰进行保温，减少其过早升华的可能性。
进一步的，所述缓冲球内填充有氦气，通过在缓冲球内设置氦气，可以在土壤接触球下降的过程中，为土壤接触球提供一个向上的浮力，从而可以起到类似于降落伞的作用，减少土壤接触球与土壤冲击损坏的可能性。
进一步的，所述上空心球和下空心球之间固定连接有四个均匀分布的弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆位于导气管外侧且与导气管之间相互错开，通过设置弹性伸缩杆，可以在土壤接触球接触到地面时起到一定的缓冲作用，使得上空心球和下空心球之间不易相互冲撞而损坏。
进一步的，所述上空心球弧形内壁粘设有球形封膜，所述上空心球弧形外端开凿有排气孔，通过设置球形封膜和排气孔，可以在肥料粉末逐渐释放的过程中，通过缓冲球内的氦气的流动，可以迫使球形封膜与上空心球上内壁分离，并对肥料粉末挤压，直至氦气全部借助排气孔排出，一方面可以促进肥料粉末的释放，另一方面借助缓冲球内氦气的减少，使得缓冲球受到的浮力下降，因此当缓冲球掉落至地面时，可以得知上空心球内的肥料粉末释放完毕，借助缓冲球是否漂浮，可以判断上空心球内的肥料粉末是否释放完毕。
进一步的，所述下空心球包括球形存储框和封闭圆盘，所述球形存储框与封闭圆盘之间螺纹连接，通过设置球形存储框和封闭圆盘，可以在肥料粉末和干冰释放完毕后，对下空心球回收，通过将球形存储框和封闭圆盘设置成螺纹连接，可以方便向下空心球内添加干冰，从而方便下次投放肥料释放球时使用。
进一步的，所述肥料粉末有碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末混合制成，所述碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末的混合比为1:1.3，通过添加硝酸银粉末，可以借助硝酸银粉末易于潮解的特性，在肥料粉末被吹至土壤中时，可以通过潮解的作用，加速肥料粉末被土壤吸收。
进一步的，所述导气管设置成L形，所述导气管由橡胶材质制成，通过橡胶材质制作导气管，可以在上空心球和下空心球相互冲击时，使得上空心球和下空心球不易将导气管挤压损坏。
一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、通过肥料释放球接触到耕地土壤后，上空心球和下空心球对柠檬皮挤压并产生汁水，环形橡胶薄膜和封闭薄膜接触到汁水后炸开；
S2、肥料粉末通过出料孔持续下落，并借助二氧化碳气体从导气管管口排出，对下落的肥料粉末进行吹拂，使肥料粉末向外侧扩散并掉落至土壤表面；
S3、同时借助干冰的升华，降低下空心球周围的土壤的温度，使水蒸气遇冷液化，从而提高下空心球周围土壤的湿润度，促进土壤对肥料的吸收。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过肥料释放球接触到耕地土壤后，上空心球和下空心球对柠檬皮挤压并产生汁水，环形橡胶薄膜和封闭薄膜接触到汁水后炸开，肥料粉末持续下落，二氧化碳气体从导气管管口排出，对下落的肥料粉末进行吹拂，使肥料粉末向外侧扩散并掉落至土壤表面，在下空心球下降的过程中，部分的干冰升华，会在下空心球表面形成一层冰层，一方面对下空心球进行保护，另一方面可以通过冰层对下空心球内剩余的干冰进行保温，减少其过早升华的可能性，随着干冰的升华，降低下空心球周围的土壤的温度，使水蒸气遇冷液化，从而提高下空心球周围土壤的湿润度，促进土壤对肥料的吸收。
(2)缓冲球内填充有氦气，通过在缓冲球内设置氦气，可以在土壤接触球下降的过程中，为土壤接触球提供一个向上的浮力，从而可以起到类似于降落伞的作用，减少土壤接触球与土壤冲击损坏的可能性。
(3)上空心球和下空心球之间固定连接有四个均匀分布的弹性伸缩杆，弹性伸缩杆位于导气管外侧且与导气管之间相互错开，通过设置弹性伸缩杆，可以在土壤接触球接触到地面时起到一定的缓冲作用，使得上空心球和下空心球之间不易相互冲撞而损坏。
(4)上空心球弧形内壁粘设有球形封膜，上空心球弧形外端开凿有排气孔，通过设置球形封膜和排气孔，可以在肥料粉末逐渐释放的过程中，通过缓冲球内的氦气的流动，可以迫使球形封膜与上空心球上内壁分离，并对肥料粉末挤压，直至氦气全部借助排气孔排出，一方面可以促进肥料粉末的释放，另一方面借助缓冲球内氦气的减少，使得缓冲球受到的浮力下降，因此当缓冲球掉落至地面时，可以得知上空心球内的肥料粉末释放完毕，借助缓冲球是否漂浮，可以判断上空心球内的肥料粉末是否释放完毕。
(5)下空心球包括球形存储框和封闭圆盘，球形存储框与封闭圆盘之间螺纹连接，通过设置球形存储框和封闭圆盘，可以在肥料粉末和干冰释放完毕后，对下空心球回收，通过将球形存储框和封闭圆盘设置成螺纹连接，可以方便向下空心球内添加干冰，从而方便下次投放肥料释放球时使用。
(6)肥料粉末有碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末混合制成，碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末的混合比为1:1.3，通过添加硝酸银粉末，可以借助硝酸银粉末易于潮解的特性，在肥料粉末被吹至土壤中时，可以通过潮解的作用，加速肥料粉末被土壤吸收。
(7)导气管设置成L形，导气管由橡胶材质制成，通过橡胶材质制作导气管，可以在上空心球和下空心球相互冲击时，使得上空心球和下空心球不易将导气管挤压损坏。
附图说明
图1为本发明的无人机施肥时的剖面图；
图2为本发明的肥料释放球的剖面图；
图3为本发明的土壤接触球部分的剖面图；
图4为本发明的下存储球部分的俯视图；
图5为本发明的土壤接触球释放肥料时的剖面图；
图6为图5中A处的结构示意图；
图7为本发明的肥料释放球使用完毕后的剖面图。
图中标号说明：
1肥料释放球、2土壤接触球、3缓冲球、4连接导管、5上空心球、501弹性伸缩杆、502球形封膜、503排气孔、6下空心球、601球形存储框、602封闭圆盘、7环形橡胶薄膜、8出料孔、9封闭薄膜、10橡胶球、11柠檬皮、12肥料粉末、13干冰、14导气管、15毛细纤维刺。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；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，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，包括肥料释放球1，肥料释放球1在实际的使用过程中通过无人机向下投放，肥料释放球1包括土壤接触球2和位于土壤接触球2上侧的缓冲球3，土壤接触球2与缓冲球3之间固定连接有连接导管4，土壤接触球2、缓冲球3和连接导管4之间相互连通，土壤接触球2包括上空心球5和位于上空心球5下侧的下空心球6，上空心球5与下空心球6之间固定连接有环形橡胶薄膜7，上空心球5底端开凿有四个均匀分布的出料孔8，上空心球5底端固定连接有位于出料孔8外侧的封闭薄膜9，上空心球5和下空心球6之间设有多个均匀分布的橡胶球10，橡胶球10外端设有柠檬皮11，上空心球5内填充有肥料粉末12，下空心球6内填充有干冰13，下空心球6上端嵌设安装有四个均匀分布且位于出料孔8外侧的导气管14，通过无人机将肥料释放球1向下投放，当肥料释放球1接触到耕地土壤后，会迫使上空心球5和下空心球6对其之间的橡胶球10挤压，从而使柠檬皮11受到挤压后产生汁水，并在环形橡胶薄膜7和封闭薄膜9接触到汁水后炸开后，肥料粉末12通过出料孔8持续下落，并通过干冰13的升华，并将二氧化碳气体从导气管14管口排出，对下落的肥料粉末12进行吹拂，从而使肥料粉末12向外侧扩散并掉落至土壤表面，可以使得施肥的更加均匀，同时由于干冰13的升华，因此会使下空心球6周围的土壤的温度下降，从而促进水蒸气遇冷液化，提高下空心球6周围土壤的湿润度，从而促进土壤对肥料的吸收。
请参阅图3-7，下空心球6外端固定连接有多个均匀分布的毛细纤维刺15，相邻两个毛细纤维刺15之间的间距为50μm，通过设置毛细纤维刺15，可以在下空心球6下降的过程中，部分的干冰13升华，从而使下空心球6表面温度降低，在下空心球6表面形成一层水膜，并随着温度的降低，可以在下空心球6表面形成一层冰层，一方面可以在下空心球6接触到地面时，对下空心球6进行保护，另一方面可以通过冰层对下空心球6内剩余的干冰进行保温，减少其过早升华的可能性。
请参阅图2-7，缓冲球3内填充有氦气，通过在缓冲球3内设置氦气，可以在土壤接触球2下降的过程中，为土壤接触球2提供一个向上的浮力，从而可以起到类似于降落伞的作用，减少土壤接触球2与土壤冲击损坏的可能性，上空心球5和下空心球6之间固定连接有四个均匀分布的弹性伸缩杆501，弹性伸缩杆501位于导气管14外侧且与导气管14之间相互错开，通过设置弹性伸缩杆501，可以在土壤接触球2接触到地面时起到一定的缓冲作用，使得上空心球5和下空心球6之间不易相互冲撞而损坏，上空心球5弧形内壁粘设有球形封膜502，上空心球5弧形外端开凿有排气孔503，通过设置球形封膜502和排气孔503，可以在肥料粉末12逐渐释放的过程中，通过缓冲球3内的氦气的流动，可以迫使球形封膜502与上空心球5上内壁分离，并对肥料粉末12挤压，直至氦气全部借助排气孔503排出，一方面可以促进肥料粉末12的释放，另一方面借助缓冲球3内氦气的减少，使得缓冲球3受到的浮力下降，因此当缓冲球3掉落至地面时，可以得知上空心球5内的肥料粉末12释放完毕，借助缓冲球3是否漂浮，可以判断上空心球5内的肥料粉末12是否释放完毕。
请参阅图3-5，下空心球6包括球形存储框601和封闭圆盘602，球形存储框601与封闭圆盘602之间螺纹连接，通过设置球形存储框601和封闭圆盘602，可以在肥料粉末12和干冰13释放完毕后，对下空心球6回收，通过将球形存储框601和封闭圆盘602设置成螺纹连接，可以方便向下空心球6内添加干冰，从而方便下次投放肥料释放球1时使用，肥料粉末12有碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末混合制成，碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末的混合比为1:1.3，通过添加硝酸银粉末，可以借助硝酸银粉末易于潮解的特性，在肥料粉末12被吹至土壤中时，可以通过潮解的作用，加速肥料粉末12被土壤吸收，导气管14设置成L形，导气管14由橡胶材质制成，通过橡胶材质制作导气管14，可以在上空心球5和下空心球6相互冲击时，使得上空心球5和下空心球6不易将导气管14挤压损坏。
一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、通过肥料释放球1接触到耕地土壤后，上空心球5和下空心球6对柠檬皮11挤压并产生汁水，环形橡胶薄膜7和封闭薄膜9接触到汁水后炸开；
S2、肥料粉末12通过出料孔8持续下落，并借助二氧化碳气体从导气管14管口排出，对下落的肥料粉末12进行吹拂，使肥料粉末12向外侧扩散并掉落至土壤表面；
S3、同时借助干冰13的升华，降低下空心球6周围的土壤的温度，使水蒸气遇冷液化，从而提高下空心球6周围土壤的湿润度，促进土壤对肥料的吸收。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；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；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，包括肥料释放球(1)，其特征在于：所述肥料释放球(1)包括土壤接触球(2)和位于土壤接触球(2)上侧的缓冲球(3)，所述土壤接触球(2)与缓冲球(3)之间固定连接有连接导管(4)，所述土壤接触球(2)、缓冲球(3)和连接导管(4)之间相互连通，所述土壤接触球(2)包括上空心球(5)和位于上空心球(5)下侧的下空心球(6)，所述上空心球(5)与下空心球(6)之间固定连接有环形橡胶薄膜(7)，所述上空心球(5)底端开凿有四个均匀分布的出料孔(8)，所述上空心球(5)底端固定连接有位于出料孔(8)外侧的封闭薄膜(9)，所述上空心球(5)和下空心球(6)之间设有多个均匀分布的橡胶球(10)，所述橡胶球(10)外端设有柠檬皮(11)，所述上空心球(5)内填充有肥料粉末(12)，所述下空心球(6)内填充有干冰(13)，所述下空心球(6)上端嵌设安装有四个均匀分布且位于出料孔(8)外侧的导气管(14)。
2.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，其特征在于：所述下空心球(6)外端固定连接有多个均匀分布的毛细纤维刺(15)，相邻两个所述毛细纤维刺(15)之间的间距为50μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，其特征在于：所述缓冲球(3)内填充有氦气。
4.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，其特征在于：所述上空心球(5)和下空心球(6)之间固定连接有四个均匀分布的弹性伸缩杆(501)，所述弹性伸缩杆(501)位于导气管(14)外侧且与导气管(14)之间相互错开。
5.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，其特征在于：所述上空心球(5)弧形内壁粘设有球形封膜(502)，所述上空心球(5)弧形外端开凿有排气孔(503)。
6.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，其特征在于：所述下空心球(6)包括球形存储框(601)和封闭圆盘(602)，所述球形存储框(601)与封闭圆盘(602)之间螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，其特征在于：所述肥料粉末(12)有碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末混合制成，所述碳酸氢铵粉末和硝酸铁粉末的混合比为1:1.3。
8.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置，其特征在于：所述导气管(14)设置成L形，所述导气管(14)由橡胶材质制成。
9.根据权利要求1所述的一种基于大规模耕地种植的无人机施肥装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、通过肥料释放球(1)接触到耕地土壤后，上空心球(5)和下空心球(6)对柠檬皮(11)挤压并产生汁水，环形橡胶薄膜(7)和封闭薄膜(9)接触到汁水后炸开；
S2、肥料粉末(12)通过出料孔(8)持续下落，并借助二氧化碳气体从导气管(14)管口排出，对下落的肥料粉末(12)进行吹拂，使肥料粉末(12)向外侧扩散并掉落至土壤表面；
S3、同时借助干冰(13)的升华，降低下空心球(6)周围的土壤的温度，使水蒸气遇冷液化，从而提高下空心球(6)周围土壤的湿润度，促进土壤对肥料的吸收。
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