CN111869386A - 一种遥控自走式藕田施肥机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种遥控自走式藕田施肥机，包括施肥机构，其具有的挡肥托板内设置有撒肥圆盘，换向器输出轴上端贯穿挡肥托板与撒肥圆盘连接，换向器输出轴下端与位于升降台架上端的直流无刷电机连接，换向器输出轴由直流无刷电机带动旋转，对撒肥圆盘进行无级调速，控制撒肥距离以适应不同大小的藕田；分肥箱，位于所述施肥机构正上方，其底部固定连接有肥箱托板，该肥箱托板上开设有对称的两个扇形落肥口，由施肥量控制装置控制这两个扇形落肥口的开口大小对施肥量进行精确控制。本发明将离心式撒肥的形式运用到藕田施肥中去，采用直流无刷电机带动撒肥圆盘旋转，通过转速的变化实现撒肥区域的改变。

Description

一种遥控自走式藕田施肥机

技术领域

本发明涉及农业机械中的农产品施肥设备技术领域，具体涉及一种遥控自走式藕田施肥机。

背景技术

莲藕是一种喜热怕冷、喜水怕旱，喜肥耐肥的水生植物，就藕田而言，需要在立叶后施用2-3次的追肥，第一次追肥时立叶开始出现，第二次追肥立叶已有5～6片，此时为立叶期，这一时期叶片会越来越多，同时会形成发达的根系，是需肥的重要时期，第三次追肥时终止叶已经出现，所以采用人工下田追肥会存在行走不便、易伤藕与荷叶的问题，且藕莛上长满了毛刺，容易刮伤皮肤，在此种情况下研发具有较远距离定点施肥能力的藕田施肥装置就显得很有必要。而且藕田比其他作物需肥量大，单纯的人工田间作业效率低、任务繁重，由此可见，实现藕田施肥的机械化具有现实的意义。但是目前针对藕田施肥机械化的研究很少，现有的藕田施肥机存在施肥效率较低，自动化程度低等问题，导致一些农户买了机器闲置不用而仍然采用人工施肥，同时由于种植莲藕的藕田环境复杂，机器作业困难，导致目前的莲藕种植过程中的机械化水平较低，人工成本较高，一定程度上限制了莲产业的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有遥控行走能力的藕田施肥机，将离心式撒肥的形式运用到藕田施肥中去，采用直流无刷电机带动撒肥圆盘旋转，通过转速的变化实现撒肥区域的改变。

为进一步实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种遥控自走式藕田施肥机，包括：

施肥机构，其具有的挡肥托板内设置有撒肥圆盘，换向器输出轴上端贯穿挡肥托板与撒肥圆盘连接，换向器输出轴下端与位于升降台架上端的直流无刷电机连接，换向器输出轴由直流无刷电机带动旋转，对撒肥圆盘进行无级调速，控制撒肥距离以适应不同大小的藕田；

分肥箱，位于所述施肥机构正上方，其底部固定连接有肥箱托板，该肥箱托板上开设有对称的两个扇形落肥口，由施肥量控制装置控制这两个扇形落肥口的开口大小对施肥量进行精确控制；

上层支架，固定安装在升降台架的支撑面板，用于支撑固定施肥机构与分肥箱；

升降台架，固定安装在履带底盘上，通过丝杠升降装置调节施肥机构与分肥箱的高度。

作为上述技术方案的改进，还包括布置在履带底盘的下部肥箱，垂直搅龙提升机构的一端伸入下部肥箱内并与所述下部肥箱连接，肥料从下部肥箱中通过垂直搅龙提升机构输送到分肥箱中。

作为上述技术方案的改进，所述施肥量控制装置包括舵机和落肥口挡板，落肥口挡板在靠近舵机一侧具有渐开线齿形与舵机轴上的小齿轮啮合，通过舵机带动落肥口挡板旋转一定角度达到控制肥箱托板的扇形落肥口开口大小。

作为上述技术方案的改进，所述升降台架包括外立柱、超声波距离传感器、内立柱、丝杠升降装置以及支撑面板，所述内立柱套设在外立柱内，所述内立柱的上端固定有支撑面板，所述超声波距离传感器固定在外立柱横梁上对施肥机构的高度进行测量，以便于精确控制丝杠升降装置的升降距离。

进一步的，所述丝杠升降装置包括丝杠电机、丝杠以及法兰，所述法兰与丝杠固定连接在一起，所述法兰与支撑面板通过螺栓连接，当丝杠电机转动时，由于法兰的固定作用，丝杠不产生转动而只做升降直线运动。

作为上述技术方案的改进，行星减速器的输入端与贯穿挡肥托板中心的换向器输出轴连接，行星减速器的输出轴穿过肥箱托板并深入分肥箱，行星减速器输出轴顶部安装有拨肥叶片，当换向器输出轴带动撒肥圆盘转动时，拨肥叶片经过行星减速器的减速作用也同时转动，从而促使肥料下落。

作为上述技术方案的改进，所述撒肥圆盘侧面为圆锥型，用以使肥料做斜上抛运动减小肥料颗粒落在荷叶上的速度。

作为上述技术方案的改进，所述撒肥圆盘中心部分为圆形平面，中心开一圆孔用于贯穿换向器输出轴，圆孔四周开有四个小孔用于与换向器输出轴上的法兰盘螺栓连接。

作为上述技术方案的改进，所述分肥箱内设置有测距传感器，用以测量分肥箱内肥料高度。

作为上述技术方案的改进，在所述分肥箱上端设置有盖板，用以防止分肥箱中肥料较少时拨肥叶片的旋转将肥料击出分肥箱。

由上，本发明的遥控自走式藕田施肥机至少具有如下效果：

(1)本发明将传统施肥机构作出改进，使肥料沿机具行走方向两侧区域进行抛洒，采用直流无刷电机带动撒肥圆盘转动，通过改变转速使作业幅宽可调，撒肥圆盘离地高度可调，增加了对作物对象的适应性。

(2)本发明采用遥控控制施肥机底盘移动的方式，降低了操作人员劳动强度。

(3)本施肥机的撒肥圆盘采用直流无刷电机单独驱动，转速可以无级调节，从而实现对撒肥区域的控制。

(4)提出了一种新型的供施肥形式，采用定高度自动上肥，变高度施肥作业的方式，不需要将整个肥箱放置在高于撒肥装置的位置，解决了给较高的作物追肥时由于肥箱高置带来的重心过高问题和由于追肥期不同作物高度变化给施肥作业带来的影响，自动上肥系统降低了劳动强度。

(5)不同于以往施肥机，本发明中的施肥区域为机具前进方向的一侧或两侧，对于较小的田块，可以在地头施肥而不用下田，除适合于藕田施肥外也适用于其他田间作业困难的作物。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明自走式藕田施肥机的结构示意图；

图2为本发明下部肥箱与垂直搅龙提升机构的主视结构示意图；

图3为本发明升降台架的结构示意图；

图4为本发明分肥箱及其相关零部件的俯视图；

图5为本发明肥箱托板与施肥量控制装置相关部件的仰视图。

其中：1、分肥箱，2、上层支架，3、肥箱托板，4、挡肥托板，5、撒肥圆盘，6、直流无刷电机，7、履带底盘，8、升降台架，9、传动皮带，10、下部肥箱，11、施肥量控制装置，12、丝杠升降装置，13、行星减速器，14、测距传感器，15、垂直搅龙提升机构，16、从动带轮，17、输送搅龙，18、外立柱，19、超声波距离传感器，20、内立柱，21、丝杠电机，22、丝杠，23、法兰，24、支撑面板，25、拨肥叶片，26、落肥口挡板，27、舵机。

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作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。

本发明优选实施例提供的遥控自走式藕田施肥机，如图1-5所示，包括履带底盘7、施肥机构、升降台架8、上层支架2、垂直搅龙提升机构15、施肥量控制装置11以及布置在履带底盘7后部的下部肥箱10、上方的分肥箱1。其中，升降台架8、施肥机构、施肥量控制装置11分布在履带底盘7平台的前侧。升降台架8的底座与履带底盘7平台焊接在一起，撒肥圆盘5与换向器输出轴上的法兰盘通过螺栓连接，换向器与上层支架2连接，上层支架2再与升降平台8焊接在一起，分肥箱1置于上层支架2上方，由螺栓将二者连接。施肥机构和分肥箱1以上层支架2为机架，调整安装在升降台架8上的丝杠升降装置12即可调整施肥机构离地高度。下部肥箱10放置于履带底盘7平台后部的支座上并由螺栓与履带底盘7连接。

由图1所示，本发明的施肥机构包括挡肥托板4，挡肥托板4与上层支架2的三根立柱焊接在一起，从而固定在直流无刷电机6的电机座上方，并将撒肥圆盘5包在其中，撒肥圆盘5通过螺栓与换向器输出轴上的法兰盘相连，使直流无刷电机6的动力传递至撒肥圆盘5。由直流无刷电机6带动撒肥圆盘5转动对撒肥圆盘5进行无级调速，控制撒肥距离以适应不同大小的藕田。换向器输出轴贯穿挡肥托板4的中心，换向器输出轴顶部与行星减速器13输入端相连，行星减速器13与肥箱托板3的上顶面通过螺栓连接，行星减速器13输出轴穿过肥箱托板3并深入分肥箱1，行星减速器13输出轴顶部安装有拨肥叶片25，当换向器输出轴带动撒肥圆盘5转动时，拨肥叶片25经过行星减速器13的减速作用也同时转动，从而确保肥料不会被搅拌粉粹的前提下促使肥料下落。撒肥圆盘5撒肥范围为行走的履带底盘7的两侧，施肥量由施肥量控制装置11控制，施肥量控制装置11由舵机27和落肥口挡板26组成，落肥口挡板26靠近舵机27一侧具有渐开线齿形与舵机轴上的小齿轮啮合，通过舵机27带动落肥口挡板26旋转一定角度达到控制肥箱托板3的扇形落肥口开口大小的目的，从而对施肥量进行控制。其中，落肥口挡板26是一体的，其右侧边缘具有渐开线齿形与舵机轴的齿轮啮合，中间套在行星加速器13上，舵机27的转动带动落肥口挡板26绕行星减速器13的中心转动。撒肥圆盘5的动力单独由直流无刷电机6提供，便于对撒肥圆盘5的转速进行调节，从而调节撒肥区域的大小以适应不同田块面积。本发明的施肥机只针对颗粒状肥料。

由图1所示，本发明的分肥箱1布置在垂直于施肥机构的正上方，肥箱托板3通过螺栓与分肥箱1底部焊接的连接片相连，肥箱托板3上开有左右对称的两个扇形落肥口，分别对应撒肥圆盘5上不同位置，能够达到机身两侧出肥的效果，且对称的抛洒位置使撒肥圆盘5均匀受力。可同时对行走方向两侧的区域进行施肥作业，或据需要选择其中一口落肥，即单一区施肥作业。由施肥量控制装置11调节两个扇形落肥口的开口角度可同时对两侧开口面积进行同步无级调节，以确保两侧的出肥量相同，对施肥量进行精确控制，降低了整机重心，提高了施肥精度。分肥箱1顶部加装有盖板，并在靠近垂直搅龙提升机构15一侧焊接有竖直的开口用于加肥，该结构也可防止肥料较少时拨肥叶片25的旋转将肥料击出分肥箱1。

由图1、图2所示，本发明的垂直搅龙提升机构15下端伸入下部肥箱10内并与下部肥箱10连接，垂直搅龙提升机构15的动力由定转速电机经传动皮带9传递至与输送搅龙17连接的从动带轮16，从而提供输送搅龙17旋转的动力。

本发明通过电机带动丝杠升降装置12进行施肥机构高度的调节以适应不同时期藕田中荷叶高度的变化。当分肥箱1中肥料余量达到规定值时单片机接收到放置于分肥箱1顶部的测距传感器14发出的信号，履带底盘7停止行进，撒肥圆盘5停止转动，施肥量控制装置11自动关闭扇形落肥口，并控制丝杠升降装置12下降至指定高度，由垂直搅龙提升机构15的输送搅龙17高速旋转提升肥料，肥料在垂直搅龙提升机构15的出肥口处被离心力甩出，基于分肥箱1的肥料入口与垂直搅龙提升机构15的出肥口对接，被甩出的肥料就可以从下部肥箱10中输送至撒肥圆盘5上方的分肥箱1中，当分肥箱1中肥料的高度与测距传感器14的距离小于系统规定值时，单片机控制垂直搅龙提升机构15停止工作和丝杠升降装置12重新升高至指定高度，施肥量控制装置11自动将扇形落肥口打开相同面积，施肥部分重新运转，重新控制履带底盘7行进。当撒肥区域在沿行走方向某一侧时，可以在另一侧的扇形落肥口上加板遮盖。

由图1、图3所示，施肥机构和分肥箱1以上层支架2为机架，上层支架2由升降台架8支撑，升降台架8由外立柱18、超声波距离传感器19、内立柱20、丝杠升降装置12、支撑面板24组成，内立柱20套设在外立柱18内，且内立柱20能在外立柱18内上下移动，内立柱20的上端焊接有支撑面板24，超声波位置传感器19固定在外立柱18横梁上，该处横梁是指焊接在两根外立柱18之间的横梁，当丝杠升降装置12工作时，实时测量施肥机构的高度信息，以便于精确控制丝杠升降装置12的启动和停止。手动控制丝杠升降装置12的提升高度后，单片机自动将该高度设为默认，此时单片机内存储两个高度信息，一个是目前的施肥机构高度，这个高度是根据所需高度设定的，一个是需要向上送肥时施肥机构需要调整到的相应的高度，由于输送搅龙17的高度是确定的，所以这个高度是不变的。超声波位置传感器19将实时的高度位置信息传递给控制系统，确保丝杠升降系统准确工作。调整安装在升降台架8上的丝杠升降装置12即可调整施肥机构离地高度。丝杠升降装置12包括丝杠电机21、丝杠22、法兰23，其中法兰23与丝杠22固定连接在一起，将法兰23与支撑面板24使用螺栓连接在一起，当丝杠电机21转动时，由于法兰23的固定作用，丝杠22不产生转动而只做升降直线运动。

本发明的撒肥圆盘5侧面为圆锥型，使肥料做斜上抛运动减小肥料颗粒落在荷叶上的速度，防止肥料颗粒对荷叶造成损伤，增大施肥区域面积。撒肥圆盘5中心部分为圆形平面，中心开一圆孔用于贯穿换向器输出轴，圆孔四周开有四个小孔用于与换向器输出轴上的法兰进行螺栓连接。

本发明的垂直搅龙提升机构15的高度为固定，由丝杠升降装置12对升降台架8的高度进行调整，使垂直搅龙提升机构15的出肥口位置与分肥箱1进肥口位置位于同一水平。本发明的下部肥箱10放置在履带底盘7后侧的焊接支座上。

本发明的履带底盘7与遥控器之间的信息传递是采用无线电遥控的形式，在设计中单片机是在履带底盘7上放置的，单片机主要是检测测距传感器14传来的信号，一旦检测到设定的信号，就控制施肥部分停止施肥，降低升降台架8至指定高度，且这个高度是预先设定好的，与垂直搅龙提升机构15的出肥口高度一致，然后垂直搅龙提升机构15的输送搅龙17开始向上输送肥料，当单片机检测到测距传感器14传来的报警信号，就停止向上送肥，垂直搅龙提升机构15部分停止工作，停止施肥后，使用遥控器启动施肥系统，首先丝杠升降装置12提升施肥装置，撒肥圆盘5开始转动，最后施肥量控制装置11利用舵机27打开扇形落肥口。

本发明在使用前将下部肥箱10中加满肥料，使用遥控器控制履带底盘7启动，当机器移动到指定位置后开启撒肥圆盘5转动，控制施肥量控制装置11打开肥箱托板3上的扇形落肥口，保持履带底盘7匀速行走。当分肥箱1中肥料不足时，履带底盘7自动停止行走，升降台架8在丝杠升降装置12的作用下调整高度，使分肥箱1进肥口高度与垂直搅龙提升机构15出肥口高度一致，启动垂直搅龙提升机构15进行补肥作业，完成后丝杠升降装置12自动调整高度至撒肥位置。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，包括：

施肥机构，其具有的挡肥托板(4)内设置有撒肥圆盘(5)，换向器输出轴上端贯穿挡肥托板(4)与撒肥圆盘(5)连接，换向器输出轴下端与位于升降台架(8)上端的直流无刷电机(6)连接，换向器输出轴由直流无刷电机(6)带动旋转，对撒肥圆盘(5)进行无级调速，控制撒肥距离以适应不同大小的藕田；

分肥箱(1)，位于所述施肥机构正上方，其底部固定连接有肥箱托板(3)，该肥箱托板(3)上开设有对称的两个扇形落肥口，由施肥量控制装置(11)控制这两个扇形落肥口的开口大小对施肥量进行精确控制；

上层支架(2)，固定安装在升降台架(8)的支撑面板(24)，用于支撑固定施肥机构与分肥箱(1)；

升降台架(8)，固定安装在履带底盘(7)上，通过丝杠升降装置(12)调节施肥机构与分肥箱(1)的高度。

2.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，还包括布置在履带底盘(7)的下部肥箱(10)，垂直搅龙提升机构(15)的一端伸入下部肥箱(10)内并与所述下部肥箱(10)连接，肥料从下部肥箱(10)中通过垂直搅龙提升机构(15)输送到分肥箱(1)中。

3.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，所述施肥量控制装置(11)包括舵机(27)和落肥口挡板(26)，落肥口挡板(26)在靠近舵机(27)一侧具有渐开线齿形与舵机轴上的小齿轮啮合，通过舵机(27)带动落肥口挡板(26)旋转一定角度达到控制肥箱托板(3)的扇形落肥口开口大小。

4.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，所述升降台架(8)包括外立柱(18)、超声波距离传感器(19)、内立柱(20)、丝杠升降装置(12)以及支撑面板(24)，所述内立柱(20)套设在外立柱(18)内，所述内立柱(20)的上端固定有支撑面板(24)，所述超声波距离传感器(19)固定在外立柱(18)横梁上对施肥机构的高度进行测量，以便于精确控制丝杠升降装置(12)的升降距离。

5.根据权利要求4所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，所述丝杠升降装置(12)包括丝杠电机(21)、丝杠(22)以及法兰(23)，所述法兰(23)与丝杠(22)固定连接在一起，所述法兰(23)与支撑面板(24)通过螺栓连接，当丝杠电机(21)转动时，由于法兰(23)的固定作用，丝杠(22)不产生转动而只做升降直线运动。

6.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，行星减速器(13)的输入端与贯穿挡肥托板(4)中心的换向器输出轴连接，行星减速器(13)的输出轴穿过肥箱托板(3)并深入分肥箱(1)，行星减速器(13)输出轴顶部安装有拨肥叶片(25)，当换向器输出轴带动撒肥圆盘(5)转动时，拨肥叶片(25)经过行星减速器(13)的减速作用也同时转动，从而促使肥料下落。

7.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，所述撒肥圆盘(5)侧面为圆锥型，用以使肥料做斜上抛运动减小肥料颗粒落在荷叶上的速度。

8.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，所述撒肥圆盘(5)中心部分为圆形平面，中心开一圆孔用于贯穿换向器输出轴，圆孔四周开有四个小孔用于与换向器输出轴上的法兰盘螺栓连接。

9.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，所述分肥箱(1)内设置有测距传感器(14)，用以测量分肥箱(1)内肥料高度。

10.根据权利要求1所述的遥控自走式藕田施肥机，其特征在于，在所述分肥箱(1)上端设置有盖板，用以防止分肥箱(1)中肥料较少时拨肥叶片(25)的旋转将肥料击出分肥箱(1)。

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