CN112425293B - 一种基于凿口土壤参数的播种装置和播种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于凿口参数的播种装置，凿口参数包括土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度，所述装置包括：土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器，凿口器，播种机构，松土剂施加机构，浇水喷头，肥料施加机构，盖土机构，支架，以及控制器；土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器用于分别检测土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度；凿口器用于在地面凿出播种的凿口；播种机构用于放入预定数量的种子到所述凿口中；松土剂施加机构用于施入预定数量的松土剂到所述凿口中；浇水喷头用于浇入相应数量的水到所述凿口中；肥料施加机构用于施入相应数量的肥料到所述凿口中。
Description
技术领域
本发明涉及农业播种领域，特别是涉及一种基于凿口土壤参数的播种方法和播种装置。
背景技术
现在农业播种过程中，通常是播种机的犁地刀头沿着地面凿口，每凿一个口放入恒定数量的种子、水和复合肥料。这种粗放型和均一化的播种方法，完全不根据地面土壤的各种差异进行调节，全部用相同的方式进行播种，其结果是有的凿口土壤肥沃，种子长势良好，有的凿口土壤贫瘠，种子长势颓废。自然而然产量不会太高，同时也造成种子的浪费。
因此需要能够了解每个凿口的土壤参数，并根据该土壤参数进行种子、水和肥料等的适当调节来进行精准播种，以使得该凿口的播种最优化，从而最终使得整个地块播种效果最优化。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于凿口土壤参数的播种装置和播种方法，使得精准和优化地进行种植。
本发明的一个目的由一种基于凿口土壤参数的播种装置实现，凿口参数包括土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度，其特征在于，所述装置包括：土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器，凿口器，播种机构，松土剂施加机构，浇水喷头，肥料施加机构，盖土机构，控制器，以及支架；土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器用于分别检测土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度；凿口器用于在地面凿出播种的凿口；播种机构用于放入预定数量的种子到所述凿口中；松土剂施加机构用于施入预定数量的松土剂到所述凿口中；浇水喷头用于浇入相应数量的水到所述凿口中；肥料施加机构用于施入相应数量的肥料到所述凿口中；盖土机构用于在所述凿口播种完毕后给所述凿口自动盖上土；控制器用于电连接和控制土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器，凿口器，播种机构，松土剂施加机构，浇水喷头，肥料施加机构，盖土机构。
优选地，其中土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器安装在凿口器上。
优选地，其中凿口器、播种机构、松土剂施加机构、浇水喷头、肥料施加机构和盖土机构安装在支架上。
优选地，其中土壤硬度传感器是应力传感器，土壤硬度由在所述凿口上测量到的应力计算获得。
优选地，其中凿口器包括三角形犁地刀头和拽拉机构，三角形犁地刀头用于凿入地面，拽拉机构用于将三角形犁地刀头拽拉预定距离以形成所述凿口。
本发明的另一目的由一种基于凿口土壤参数的播种方法实现，凿口参数包括土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度，其特征在于，所述方法包括用凿口器在种植土地上沿着地面凿口，每凿一个凿口，检测一次所述凿口土壤参数，根据所述凿口土壤参数，确定每个凿口使用的种子、松土剂、水的修正数量和肥料的类型，播种机构放入修正数量的种子到所述凿口中，松土剂施加机构施入修正数量的松土剂到所述凿口中，浇水喷头浇入修正数量的水到所述凿口中，肥料施加机构施加相应类型的肥料到所述凿口中，所述凿口播种完毕后，凿口器离开地面，盖土机构给凿口自动盖上土，凿口器沿地面前进，继续下一个凿口动作和播种。
优选地，用设置在凿口器上的土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器测量所述土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度。
优选地，根据所述凿口土壤参数，确定每个凿口使用的种子、松土剂、水和肥料的数量包括：根据所述深度与深度基准值的比较，确定播种种子的修正数量；根据所述土壤硬度与土壤硬度基准值的比较，确定施入松土剂的修正数量；根据所述温度和湿度与温度基准值和湿度基准值的比较，确定浇入水的修正数量；以及根据所述酸碱度与酸碱度基准值的比较，确定施入肥料的相应类型，各所述基准值是使该种子最佳生长所需的实验值。
优选地，如果所述深度大于等于深度基准值，种子的修正数量采用预定数量；如果所述深度小于深度基准值并大于深度基准值的一半，种子的修正数量采用预定数量采用预定数量的70％；如果所述深度小于基准值的一半，种子的修正数量采用预定数量的30％。
优选地，如果所述土壤硬度小于等于土壤硬度基准值，不施入松土剂；如果所述土壤硬度大于土壤硬度基准值并且小于基准值的2倍，松土剂的修正数量采用预定数量的50％；如果所述土壤硬度大于土壤硬度基准值的2倍，松土剂的修正数量采用预定数量。
优选地，如果所述湿度大于等于湿度基准值，不浇水；如果所述湿度小于湿度基准值并大于湿度基准值的一半，水的修正数量采用预定数量的70％；如果所述湿度小于湿度基准值的一半，水的修正数量采用预定数量；在判断湿度情况之后，如果所述温度大于等于温度基准值，水的修正数量再增加预定数量的70％；如果温度小于温度基准值，水的修正数量按照湿度判断后采用的量。
优选地，如果所述酸碱度等于酸碱基准值，不施肥；如果所述酸碱度偏于酸性，肥料的相应类型采用碱性肥料；如果所述酸碱度偏于碱性，肥料的相应类型采用碱性肥料。
本发明的有利效果包括：第一，通过测量每个凿口土壤参数，调节放入的种子、水和肥料等的数量，优化种植效果，具有获得更好收成的预期；第二，相对于粗放型和均一化的播种方式，能够减少种子、水和肥料等的浪费。
附图说明
图1为本发明播种装置的原理方框图；
图2A和图2B为本发明各传感器安装在三角形犁地刀头上的结构示意图。
附图列表
土壤硬度传感器1、深度传感器2、温度传感器3、湿度传感器4和酸碱度传感器5，凿口器6，播种机构7，松土剂施加机构8，浇水喷头9，肥料施加机构10，盖土机构11，控制器12，三角形犁地刀头61，厚侧凹槽611
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。
如图1所示，示出了本发明播种装置的原理方框图。本发明的一种基于凿口参数的播种装置，凿口参数包括土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度，其特征在于，所述装置包括：土壤硬度传感器1、深度传感器2、温度传感器3、湿度传感器4和酸碱度传感器5，凿口器6，播种机构7，松土剂施加机构8，浇水喷头9，肥料施加机构10，盖土机构11，控制器12以及支架(未示出)；土壤硬度传感器1、深度传感器2、温度传感器3、湿度传感器4和酸碱度传感器5用于分别检测土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度；凿口器6用于在地面凿出播种的凿口；播种机构7用于放入预定数量的种子到所述凿口中；松土剂施加机构8用于施入预定数量的松土剂到所述凿口中；浇水喷头9用于浇入相应数量的水到所述凿口中；肥料施加机构10用于施入相应数量的肥料到所述凿口中；盖土机构11用于在所述凿口播种完毕后给所述凿口自动盖上土；控制器12用于电连接和控制土壤硬度传感器1、深度传感器2、温度传感器3、湿度传感器4和酸碱度传感器5，凿口器6，播种机构7，松土剂施加机构8，浇水喷头9，肥料施加机构10，盖土机构11。
其中凿口器6包括三角形犁地刀头61和拽拉机构(未示出)，三角形犁地刀头61用于凿入地面，拽拉机构用于将三角形犁地刀头拽拉预定距离以形成所述凿口。如图2所示，其中土壤硬度传感器1、深度传感器2、温度传感器3、湿度传感器4和酸碱度传感器5安装在凿口器6的三角形犁地刀头61上。其中土壤硬度传感器1由等间距贴在三角形犁地刀头61上的多个应变片构成，土壤硬度由在所述凿口内测量到的三角形犁地刀头61受到的应变计算获得，应变片的个数为至少4个。深度传感器2是安装在三角形犁地刀头61的厚侧凹槽611内的长条形光电编码器阵列，该阵列上的光敏二极管在未进入土壤时，能够受光，输出高电平，在进入土壤后，不能受光，输出低电平，控制器12根据长条形光电编码器阵列输出低电平的编码位置判定三角形犁地刀头61凿入土壤的深度。
凿口器6、播种机构7、松土剂施加机构8、浇水喷头9、肥料施加机构10和盖土机构11安装在支架上。
本发明的一种基于凿口土壤参数的播种方法，凿口参数包括土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度，所述方法包括用凿口器6在种植土地上沿着地面凿口，每凿一个凿口，检测一次所述凿口土壤参数，根据所述凿口土壤参数，确定每个凿口使用的种子、松土剂、水的修正数量和肥料的类型，播种机构7放入修正数量的种子到所述凿口中，松土剂施加机构8施入修正数量的松土剂到所述凿口中，浇水喷头9浇入修正数量的水到所述凿口中，肥料施加机构10施加相应类型的肥料到所述凿口中，所述凿口播种完毕后，凿口器6离开地面，盖土机构11给凿口自动盖上土，凿口器6沿地面前进，继续下一个凿口动作和播种。
其中如图2A和图2B所示，用设置在凿口器6的三角形犁地刀头61上的土壤硬度传感器1、深度传感器2、温度传感器3、湿度传感器4和酸碱度传感器5在三角形犁地刀头61凿入地面土壤最深处的停顿时刻测量所述土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度，因此在这个时刻，拽拉机构还没有拽拉三角形犁地刀头61，各个传感器与土壤处于直接接触中。
其中根据所述深度与深度基准值的比较，确定播种种子的修正数量；根据所述土壤硬度与土壤硬度基准值的比较，确定施入松土剂的修正数量；根据所述温度和湿度与温度基准值和湿度基准值的比较，确定浇入水的修正数量；以及根据所述酸碱度与酸碱度基准值的比较，确定施入肥料的相应类型，各所述基准值是使该种子最佳生长所需的实验值。
其中如果所述深度大于等于深度基准值，种子的修正数量采用预定数量；如果所述深度小于深度基准值并大于深度基准值的一半，种子的修正数量采用预定数量采用预定数量的70％；如果所述深度小于基准值的一半，种子的修正数量采用预定数量的30％。
其中如果所述土壤硬度小于等于土壤硬度基准值，不施入松土剂；如果所述土壤硬度大于土壤硬度基准值并且小于基准值的2倍，松土剂的修正数量采用预定数量的50％；如果所述土壤硬度大于土壤硬度基准值的2倍，松土剂的修正数量采用预定数量。
其中如果所述湿度大于等于湿度基准值，不浇水；如果所述湿度小于湿度基准值并大于湿度基准值的一半，水的修正数量采用预定数量的70％；如果所述湿度小于湿度基准值的一半，水的修正数量采用预定数量；在判断湿度情况之后，如果所述温度大于等于温度基准值，水的修正数量再增加预定数量的70％；如果温度小于温度基准值，水的修正数量按照湿度判断后采用的量。
其中如果所述酸碱度等于酸碱基准值，不施肥；如果所述酸碱度偏于酸性，肥料的相应类型采用碱性肥料；如果所述酸碱度偏于碱性，肥料的相应类型采用碱性肥料。
需要说明的是，本发明实施例中对模块、单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。本发明实施例中的各功能模块、单元可以集成在一个处理模块、单元中，也可以是各个模块、单元单独物理存在，也可以两个或两个以上模块、单元集成在一个模块、单元中。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于凿口土壤参数的播种方法，凿口参数包括土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度，所述播种方法使用的播种装置为：
所述装置包括：土壤硬度传感器(1)、深度传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)和酸碱度传感器(5)，凿口器(6)，播种机构(7)，松土剂施加机构(8)，浇水喷头(9)，肥料施加机构(10)，盖土机构(11)，控制器(12)，以及支架；土壤硬度传感器(1)、深度传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)和酸碱度传感器(5)用于分别检测土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度；凿口器(6)用于在地面凿出播种的凿口；播种机构(7)用于放入预定数量的种子到所述凿口中；松土剂施加机构(8)用于施入预定数量的松土剂到所述凿口中；浇水喷头(9)用于浇入相应数量的水到所述凿口中；肥料施加机构(10)用于施入相应数量的肥料到所述凿口中；盖土机构(11)用于在所述凿口播种完毕后给所述凿口自动盖上土；控制器(12)用于电连接和控制土壤硬度传感器(1)、深度传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)和酸碱度传感器(5)，凿口器(6)，播种机构(7)，松土剂施加机构(8)，浇水喷头(9)，肥料施加机构(10)，盖土机构(11)，其特征在于，所述方法包括：用凿口器(6)在种植土地上沿着地面凿口，每凿一个凿口，检测一次所述凿口土壤参数，根据所述凿口土壤参数，确定每个凿口使用的种子、松土剂、水的修正数量和肥料的类型，播种机构(7)放入修正数量的种子到所述凿口中，松土剂施加机构(8)施入修正数量的松土剂到所述凿口中，浇水喷头(9)浇入修正数量的水到所述凿口中，肥料施加机构(10)施加相应类型的肥料到所述凿口中，所述凿口播种完毕后，凿口器(6)离开地面，盖土机构(11)给凿口自动盖上土，凿口器(6)沿地面前进，继续下一个凿口动作和播种。
2.如权利要求1所述的一种基于凿口土壤参数的播种方法，其中土壤硬度传感器(1)、深度传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)和酸碱度传感器(5)安装在凿口器(6)上。
3.如权利要求1所述的一种基于凿口土壤参数的播种方法，其中凿口器(6)、播种机构(7)、松土剂施加机构(8)、浇水喷头(9)、肥料施加机构(10)和盖土机构(11)安装在支架上。
4.如权利要求1所述的一种基于凿口土壤参数的播种方法，其中土壤硬度传感器(1)是应力传感器，土壤硬度由在所述凿口上测量到的应力计算获得。
5.如权利要求1所述的一种基于凿口土壤参数的播种方法，其中凿口器(6)包括三角形犁地刀头(61)和拽拉机构，三角形犁地刀头(61)用于凿入地面，拽拉机构用于将三角形犁地刀头拽拉预定距离以形成所述凿口。
6.如权利要求1所述的一种基于凿口土壤参数的播种方法，其特征在于，用设置在凿口器(6)上的土壤硬度传感器、深度传感器、温度传感器、湿度传感器和酸碱度传感器测量所述土壤硬度、深度、温度、湿度和酸碱度。
7.如权利要求1所述的一种基于凿口土壤参数的播种方法，其特征在于，根据所述凿口土壤参数，确定每个凿口使用的种子、松土剂、水和肥料的数量包括：根据所述深度与深度基准值的比较，确定播种种子的修正数量；根据所述土壤硬度与土壤硬度基准值的比较，确定施入松土剂的修正数量；根据所述温度和湿度与温度基准值和湿度基准值的比较，确定浇入水的修正数量；以及根据所述酸碱度与酸碱度基准值的比较，确定施入肥料的相应类型，各所述基准值是使该种子最佳生长所需的实验值。
8.如权利要求7所述的一种基于凿口土壤参数的播种方法，其特征在于，如果所述深度大于等于深度基准值，种子的修正数量采用预定数量；如果所述深度小于深度基准值并大于深度基准值的一半，种子的修正数量采用预定数量采用预定数量的70％；如果所述深度小于基准值的一半，种子的修正数量采用预定数量的30％；如果所述土壤硬度小于等于土壤硬度基准值，不施入松土剂；如果所述土壤硬度大于土壤硬度基准值并且小于基准值的2倍，松土剂的修正数量采用预定数量的50％；如果所述土壤硬度大于土壤硬度基准值的2倍，松土剂的修正数量采用预定数量；如果所述湿度大于等于湿度基准值，不浇水；如果所述湿度小于湿度基准值并大于湿度基准值的一半，水的修正数量采用预定数量的70％；如果所述湿度小于湿度基准值的一半，水的修正数量采用预定数量；在判断湿度情况之后，如果所述温度大于等于温度基准值，水的修正数量再增加预定数量的70％；如果温度小于温度基准值，水的修正数量按照湿度判断后采用的量；如果所述酸碱度等于酸碱基准值，不施肥；如果所述酸碱度偏于酸性，肥料的相应类型采用碱性肥料；如果所述酸碱度偏于碱性，肥料的相应类型采用碱性肥料。
9.一种播种机，包括如利要求1-8任意一项所述的播种装置，实现如权利要求1-8任意一项所述的播种方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20211203 Address after: 257100 building 13, ecological Valley, No. 38, Huanghe Road, Dongying District, Dongying City, Shandong Province Applicant after: Zhongtian soil and water treatment technology (Shandong) Co.,Ltd. Address before: 166400 Zhiping village, Yongle Town, Zhaozhou County, Daqing City, Heilongjiang Province Applicant before: Zhang Jinfeng |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A sowing device and method based on chisel soil parameters Effective date of registration: 20220318 Granted publication date: 20211224 Pledgee: Dongying rural commercial bank Limited by Share Ltd. Dongcheng sub branch Pledgor: Zhongtian soil and water treatment technology (Shandong) Co.,Ltd. Registration number: Y2022980002832 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20211224 Pledgee: Dongying rural commercial bank Limited by Share Ltd. Dongcheng sub branch Pledgor: Zhongtian soil and water treatment technology (Shandong) Co.,Ltd. Registration number: Y2022980002832 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |