CN112352522A - 果园气爆式液肥打孔施肥机及施肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种果园气爆式液肥打孔施肥机及施肥方法，其中施肥机包括固定在行走装置上的机架，以及设置在所述机架上的驱动装置、供肥装置、供气装置、调节装置及打孔气爆注肥装置，所述驱动装置给供气装置提供动力，所述供气装置通过气管分别与供肥装置和打孔气爆注肥装置相连，所述供肥装置通过肥料管与打孔气爆注肥装置相连，打孔气爆注肥装置通过调节装置固定在机架上。本发明可以固定在三轮车、拖拉机等不同形式的农用机具上，实现了在标准果园中进行液态肥施肥作业；在注肥前完成土壤气爆深松，能够满足施肥深度、施肥量梯度控制，解决了当前果园施肥机械化水平低的问题。

Description

果园气爆式液肥打孔施肥机及施肥方法

技术领域

本发明涉及农业机械施肥机技术领域，尤其涉及到一种果园气爆式液肥打孔施肥机及施肥方法。

背景技术

液态肥配方灵便，可将各种营养元素和养分均匀混合，适用于作基肥、追肥；液态肥施用方便且易被农作物和果树吸收，可以减少施肥次数，降低劳动力成本和物料成本；液态肥在运输、施肥过程中无粉尘、烟雾等对环境有害的污染物。目前，我国果园的液态肥施用主要由人工作业完成，作业量大、劳动强度大、施肥难度大，并且液态肥的挥发性可能会导致施肥效率低。果园土地因常年不翻耕，土壤板结严重，不利于水分贮存，土壤毛细管养分输送能力下降，气爆松土是改善这一现状的有力措施。

国内果园地域南北跨度大，果园种植地域存在多样性，多以平原、丘陵、梯田等地形为主种植，且果园地块小，标准化程度低，国外施肥机械不适用国内种植现状。现有的液态肥施肥机械主要有3类：叶面喷施液肥机械、液肥滴灌机械、液肥深施机械，液肥喷施机对肥料浪费大，肥料利用率低，无法实现根据果树根系深度进行变量施肥；液肥滴灌机械的机具成本高且施肥深度浅。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种果园气爆式液肥打孔施肥机，不仅在液肥注肥前进行气爆打孔松土，而且可以实现液肥施肥量和施肥深度的梯度控制。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种果园气爆式液肥打孔施肥机，包括安装有行走装置的机架，以及设置在所述机架上的供肥装置、供气装置和气爆打孔注肥装置，所述气爆打孔注肥装置包括打孔器和驱动所述打孔器上下移动的竖向驱动装置，打孔器上开设有与供气装置连通的排气孔，以及与供肥装置连通的排肥孔。

本方案的气爆式液肥打孔施肥机通过竖向驱动装置带动打孔器向下移动进行打孔，通过供气装置向伸至地面以下的打孔器输送高压空气，高压空气经排气孔排出后对施肥孔作用，实现气爆疏松土壤，通过供肥装置将液态肥输送至打孔器并经排肥孔进入土壤气爆间隙，实现施加液态肥。

作为优化，还包括与机架固接的安装支架，以及沿宽度方向与安装支架滑接的行距支架，所述气爆打孔注肥装置安装在所述行距支架上。本优化方案通过设置与安装支架滑接的行距支架，实现了气爆打孔注肥装置在宽度方向的位置调整，以满足不同行距的打孔施肥要求。

作为优化，所述气爆打孔注肥装置通过高度调节支架与所述行距支架连接，高度调节支架上设有安装所述竖向驱动装置的移动架和驱动所述移动架沿竖向移动的高度调节装置。本优化方案通过高度调节装置带动移动架沿竖向移动，从而实现了气爆打孔注肥装置的高度位置调整，满足了不同深度的打孔施肥要求。

作为优化，所述高度调节支架与行距支架铰接，高度调节支架上还铰接有可伸缩的角度调节支架，角度调节支架远离高度调节支架的一端与行距支架铰接。本优化方案的设置，通过改变角度调节支架的伸缩长度，带动高度调节支架转动，从而实现对打孔施肥角度的调整，满足更多施肥要求。

作为优化，所述打孔器内部为中空结构，打孔器的侧壁上开设有与供气装置连通的进气孔以及与供肥装置连通的进肥孔，排气孔和排肥孔均位于打孔器的下端，且打孔器的下端设置为尖端。本优化方案将打孔器的下端设置为尖端，减小了打孔器的入土阻力，通过打孔器内部的中空结构，增大了打孔器的内部空间，提高了施肥效率。

作为优化，所述供肥装置包括固设在机架上的肥料箱，肥料箱通过肥料管与进肥孔连通，通过促排肥管与供气装置连通，肥料管与肥料箱的连接处低于肥料箱内的液面，促排肥管与供气装置的连接处高于肥料箱内的液面。本优化方案通过促排肥管将高压气体引至肥料箱，使肥料箱内保持高压状态，高压的肥料箱将液态肥沿肥料管输送至打孔器。

作为优化，所述供气装置包括气泵，以及连通气泵出气口与打孔器排气孔的气管，所述气管上安装有泄压阀。本优化方案通过设置的泄压阀，可以控制打孔器中高压空气的气压，从而控制气爆松土的强度，便于参数的设定，简化结构，提高效率。

作为优化，气爆打孔注肥装置为两件，呈对称分布于机架的两侧。通过将两件气爆打孔注肥装置对称分布，可以实现同时对两行果树气爆施肥，提高了施肥效率，又避免了设备尺寸过大而影响设备作业灵活性，使得本设备适应国内果园地块小、行距小的使用要求。

作为优化，供气装置位于供肥装置和气爆打孔注肥装置之间。本优化方案将供气装置设置在供肥装置和气爆打孔注肥装置之间，缩短了高压空气的输送距离，有利于减少设备的尺寸。

本方案还提供一种使用上述果园气爆式液肥打孔施肥机进行的施肥方法，包括如下步骤：

1、将调配好的液态肥注入肥料箱中，将整机移动至果园施肥位置；

2、根据果园的行距和果树形态设置两打孔器的间距、高度和施肥角度，根据土壤的疏松程度调节泄压阀的高压空气输出压力值；

3、启动气泵工作，将施肥机移至两植株之间，气动缸带动两侧打孔器向下打孔，然后，气爆电磁开关打开，高压空气从打孔器的排气孔喷出，进行气爆松土，最后注肥电磁开关打开，根据施肥量开关设置的选项进行定量注肥；

4、注肥完成后，气动缸带动两侧打孔器向上运动，使打孔器脱离施肥孔，完成一次打孔动作。

本方案的施肥方法可以结合果园农机农艺要求，根据果树根系特点和生长需求，完成不同深度不同肥量的精确施加，实现多种液态肥料的通用，同时能够实现果园土壤的气爆深松。

本发明的有益效果为：通过设置供气装置输出高压空气，为供肥装置供肥提供了动力，为打孔器提供了高压空气，简化结构，减小了设备尺寸；将两组气爆打孔注肥装置对称直线分布，实现了双行同时作业，提高了施肥效率；施肥的同时完成土壤气爆深松，还能够完成不同物候期果树施肥量和施肥深度的梯度控制，解决了现有果园液态肥施肥机械化水平低的问题，设备尺寸较小，作业灵活，制造成本低，适用于绝大多数果园，具有很大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明整体示意图；

图2为本发明主视图；

图3为本发明左视图；

图4为本发明俯视图；

图中所示：

1、控制系统，2、肥料箱，3、汽油机，4、高度调节支架，5、泄压阀，6、角度调节支架，7、行距支架，8、气动缸， 9、肥料管，10、打孔器，11、气管，12、气泵，13、机架。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种果园气爆式液肥打孔施肥机，包括控制系统1、安装有行走装置的机架13，以及设置在所述机架上的驱动装置、供肥装置、供气装置、调节装置和气爆打孔注肥装置，供肥装置、供气装置和调节装置自前往后依次排布且位于机架上方，驱动装置位于供气装置的一侧，气爆打孔注肥装置位于调节装置的两侧，本实施例的气爆打孔注肥装置为两件，位于整机的后部，对称分布于机架的两侧。结构设置更加合理，使供气装置更靠近驱动装置，且与驱动装置直连，减少了动力损耗，提高了机械效率。

机架13用于固定和支撑本发明其他部分，本发明通过机架13安装固定在三轮车、拖拉机等农用机具上，机架13的底部开孔，用于与三轮车等安装固定；驱动装置和供气装置位于设备中部，驱动装置为汽油机3，通过带传动传递动力给供气装置中的气泵12。具体的，汽油机设置在肥料箱前侧，气泵在汽油机的右侧，汽油机上安装有大带轮作为动力输出，供气装置的气泵上安装有小带轮作为动力输入，两者通过带传动连接，通过本实施例的设置，整机共用同一驱动装置，使整机结构更紧凑合理。

气爆打孔注肥装置包括打孔器10和驱动所述打孔器上下移动的竖向驱动装置，本实施例的竖向驱动装置为竖直设置的气动缸8，打孔器上开设有与供气装置连通的排气孔，以及与供肥装置连通的排肥孔，排气孔和排肥孔在打孔施肥时位于地面以下，通过设置电磁开关分别控制排气和排肥，气动缸8控制打孔器10做上下移动进行打孔动作，电磁开关控制打孔后的气爆和注肥动作。打孔器内部为中空结构，呈尖端朝下的圆筒状，打孔器的侧壁上开设有与供气装置连通的进气孔以及与供肥装置连通的进肥孔，排气孔和排肥孔均位于打孔器的下端，且打孔器的下端设置为尖端。通过气动缸驱动打孔器向下移动进行打孔，进入打孔器内的高压空气经排气孔对土壤进行气爆疏松，进入打孔器内的液态肥经排肥孔进入气爆间隙，整个打孔气爆注肥装置结构简单，可以根据气动缸的传动距离控制施肥深度。

调节装置位于整机的后部，调节装置包括高度调节支架4、角度调节支架6、与机架固接的安装支架，以及沿宽度方向与安装支架滑接的行距支架7，行距支架上开有定位孔，配合定位螺栓调整施肥行距，调整好后通过定位螺栓对行距支架进行固定；所述气爆打孔注肥装置通过高度调节支架4安装在所述行距支架上。安装支架通过螺栓连接机架和打孔气爆注肥装置，行距支架通过定位孔和螺栓与安装支架相连，起调节两个打孔器10间距的作用。

具体的，气爆打孔注肥装置通过高度调节支架4与所述行距支架连接，高度调节支架4上设有安装所述竖向驱动装置的移动架和驱动所述移动架沿竖向移动的高度调节装置。高度调节支架上通过螺纹连接高度调整丝杠，高度调整丝杠与移动架转动连接，高度调整丝杠穿过移动架处的两侧设置有限制移动架与高度调整丝杠发生轴向相对位移的定位螺母，高度调整丝杠的上端安装有摇把，通过摇动摇把使高度调整丝杠转动，通过与移动架的螺纹连接，实现移动架的上下移动，从而沿滑轨上下调节打孔器10的离地高度。高度调节支架4下端与行距支架7铰接，高度调节支架4上还铰接有可伸缩的角度调节支架6。角度调节支架可采用现有技术的伸缩结构，作为优选方案，本实施例的角度调节支架6包括丝杠摇把机构和下支架，角度调节支架6下端与行距支架7铰接，上端与高度调节支架铰接。丝杆摇把机构包括摇把、升降涡轮和升降丝杠，升降丝杠与下支架连接，通过转动丝杠摇把，改变角度调节支架6的长度，从而会使高度调节支架4相对行距支架7之间的角度发生偏转，从而带动改变打孔器10的打孔角度。通过设置的调节装置，使本施肥机施肥的深度、角度和打孔器的高度都可以根据果树的形状和物候期实时调节，提高了施肥的灵活性。

供肥装置位于设备前部，供肥装置包括固设在机架上的肥料箱2，肥料箱底部通过肥料管9与进肥孔连通，肥料箱的顶部通过促排肥管与供气装置连通，肥料管与肥料箱的连接处低于肥料箱内的液面，促排肥管与供气装置的连接处高于肥料箱内的液面。通过肥料箱内高压使液态肥沿肥料管9输送到气爆打孔注肥装置的两个打孔器10中，在打孔器10打孔气爆松土后注入土壤的气爆间隙中。

供气装置位于供肥装置和气爆打孔注肥装置之间，供气装置包括气泵12，以及连通气泵出气口与打孔器排气孔的气管11，所述气管上安装有泄压阀5。本实施例在供气装置的高压空气出口连通两个管路，分别连通肥料箱和打孔器，供气装置输送的高压空气同时驱动供肥装置输送液态肥和打孔器气爆土壤深松，使结构更加紧凑，减少了驱动部件的数量，降低了制作成本；在气泵输出端的两个管路上均设置泄压阀，一方面可以控制供肥装置中肥料箱的压力，另一方面可以控制气爆松土的强度，便于参数的设定。气泵12将驱动装置传递的动力转化为高压空气沿气管11输出，气管11从气泵12的前后出气口分别连接供肥装置的肥料箱2和气爆打孔注肥装置的打孔器10，通过设置在气管上的泄压阀5控制输出空气的气压，高压空气通过气管11传输到肥料箱2和打孔器10，高压空气使肥料箱2内产生高压，便于排肥，打孔器10在打孔后、注肥前释放高压空气，通过高压空气产生的气爆疏松土壤。

本实施例的行走装置为机动三轮车，控制系统1安装在三轮车右侧车把处，工作者在驾驶三轮车的同时可以完成对设备的操作，所述控制系统1包括开关模块、信号灯模块、信号处理模块及信号输出模块；开关模块包括总开关、施肥量开关和泄压阀开关，本实施例的开关模块集成在行走装置的控制器上，伴随控制施肥机前进来控制打孔、气爆和施肥，总开关控制设备打孔气爆施肥，施肥量开关有三个挡位设置，用于控制打孔器10注肥时长，；泄压阀开关设置在所述供气装置中气泵输出端，泄压阀开关控制气泵输出高压空气的压力，进而控制气爆强度；信号灯模块有红绿两种颜色显示，实时显示施肥机的工作状态，红色代表正在打孔气爆注肥作业，绿色代表完成作业；信号处理模块为单片机控制系统，完成信号处理，并将控制信号发送给信号输出模块；信号输出模块包括电磁开关，电磁开关设置在气动缸8、打孔器10的排气孔和排肥孔处，信号处理模块发送电磁开关信号，开关控制打孔、气爆和施肥，通过施肥量开关的档位控制施肥量，结合调节打孔器高度实现施肥量和施肥深度的梯度控制。设备非工作状态时，信号灯显示为绿色，电磁开关全部为关闭状态，当设备运行时，信号灯为红色状态，打孔时，气动缸的电磁开关打开，气爆排肥时相应电磁开关打开，气爆排肥结束，相应电磁开关关闭，气动缸的电磁开关关闭，气动缸8带动打孔器10上升，信号灯变为为绿色状态，一次打孔气爆排肥作业完成。

本发明通过调节装置和控制系统1可以实现液态肥施肥深度和施肥量梯度控制，工作人员根据果树的物候期及形状特征调整调节装置，改变打孔器10的施肥高度、角度及行距，操作设备作业时可以控制施肥量开关，调节注肥量，实现施肥深度施肥量的梯度控制。

使用本实施例果园气爆式液肥打孔施肥机进行的施肥方法，包括如下步骤：

1、将设备安装固定在电动三轮车上，将施肥机的控制系统固定在三轮车右侧车把上，将调配好的液态肥注入肥料箱中，驾驶三轮车行驶至果园施肥位置；

2、根据果园的行距和果树形态设置两打孔器的间距、高度和施肥角度，根据土壤的疏松程度调节泄压阀的高压空气输出压力值；

3、打开汽油机3，汽油机3将动力传递给气泵12，使气泵启动工作，工作人员坐到三轮车的驾驶位置，控制三轮车前进至两棵树之间的后停止，打开固定在右侧车把的施肥机控制系统的总开关，红色信号灯亮起，气缸电磁开关控制气动缸带动两侧打孔器打孔气动缸带动两侧打孔器向下打孔，然后，气爆电磁开关打开，高压空气从打孔器的排气孔喷出，进行气爆松土，最后注肥电磁开关打开，根据施肥量开关设置的选项进行定量注肥；

4、注肥完成后，气缸电磁开关控制气动缸带动两侧打孔器向上运动，使打孔器脱离施肥孔，控制系统的绿色信号灯亮起，完成一次打孔动作；

5、工作人员继续驾驶三轮车前进相同距离，重复上述作业。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：包括安装有行走装置的机架（13），以及设置在所述机架上的供肥装置、供气装置和气爆打孔注肥装置，所述气爆打孔注肥装置包括打孔器（10）和驱动所述打孔器上下移动的竖向驱动装置，打孔器上开设有与供气装置连通的排气孔，以及与供肥装置连通的排肥孔。

2.根据权利要求1所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：还包括与机架固接的安装支架，以及沿宽度方向与安装支架滑接的行距支架（7），所述气爆打孔注肥装置安装在所述行距支架上。

3.根据权利要求2所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：所述气爆打孔注肥装置通过高度调节支架（4）与所述行距支架连接，高度调节支架（4）上设有安装所述竖向驱动装置的移动架和驱动所述移动架沿竖向移动的高度调节装置。

4.根据权利要求3所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：所述高度调节支架与行距支架铰接，高度调节支架上还铰接有可伸缩的角度调节支架（6），角度调节支架（6）远离高度调节支架的一端与行距支架铰接。

5.根据权利要求1所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：所述打孔器内部为中空结构，打孔器的侧壁上开设有与供气装置连通的进气孔以及与供肥装置连通的进肥孔，排气孔和排肥孔均位于打孔器的下端，且打孔器的下端设置为尖端。

6.根据权利要求5所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：所述供肥装置包括固设在机架上的肥料箱（2），肥料箱通过肥料管与进肥孔连通，通过促排肥管与供气装置连通，肥料管与肥料箱的连接处低于肥料箱内的液面，促排肥管与供气装置的连接处高于肥料箱内的液面。

7.根据权利要求1所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：所述供气装置包括气泵（12），以及连通气泵出气口与打孔器排气孔的气管（11），所述气管上安装有泄压阀（5）。

8.根据权利要求1所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：气爆打孔注肥装置为两件，呈对称分布于机架的两侧。

9.根据权利要求1所述的果园气爆式液肥打孔施肥机，其特征在于：供气装置位于供肥装置和气爆打孔注肥装置之间。

10.一种使用权利要求1~9任一项果园气爆式液肥打孔施肥机进行的施肥方法，其特征在于，包括如下步骤：

将调配好的液态肥注入肥料箱中，将整机移动至果园施肥位置；

根据果园的行距和果树形态设置两打孔器的间距、高度和施肥角度，根据土壤的疏松程度调节泄压阀的高压空气输出压力值；

启动气泵工作，将施肥机移至两植株之间，气动缸带动两侧打孔器向下打孔，然后，气爆电磁开关打开，高压空气从打孔器的排气孔喷出，进行气爆松土，最后注肥电磁开关打开，根据施肥量开关设置的选项进行定量注肥；

注肥完成后，气动缸带动两侧打孔器向上运动，使打孔器脱离施肥孔，完成一次打孔动作。

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