CN112956312A - 一种根区穴施肥播种一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种根区穴施肥播种一体机，包括置肥框、置种框、主控箱、遥控器、动力电机、转向电机、置肥转盘、置种转盘、施肥腿和播种腿，所述置种框和置肥框分别设置在支架的两端，置种框的一侧设有角度传感器和转向电机，测距传感器设置在置肥框的前侧；所述主控箱设置在置种框和置肥框之间的支架上，所述动力电机设置在主控箱内部，所述置肥转盘和置种转盘结构相同，均由拨盘和落料盘组成，所述主控箱与遥控器信号连接，本发明的根区穴施肥播种一体机，进行精准施肥，使肥料养分的扩散范围与根系伸展的动态范围达到最佳匹配，从而在保证粮食产量的情况下，提高肥料的利用率，降低生产成本。

Description

一种根区穴施肥播种一体机

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种根区穴施肥播种一体机。

背景技术

农作物施肥是在农作物种植过程中重要的一个环节，目前施肥的方式是将肥料施于土壤中或喷洒在植物上，提供植物所需养分，并保持和提高土壤肥力，播种前施入的肥料，又叫底肥，施用底肥的作用主要有两方面，一是培肥地力，改良土壤；二是为作物生长不断地提供养分，植物生长早期，对肥料的需求量较小，不宜过多的施用，以免造成养分流失，同时也会使作物初期生长过旺，易染病虫危害，未能固定在土壤中的肥料可能会淋失或者转化为挥发性气体，而作物生长的中后期对肥料需求量较大，没有足够的肥料供应会导致粮食减产，后期需要追肥，具体施用还应根据作物种类、土壤条件、耕作方式、基肥用量和肥料性质，采用不同的施用方法，追肥方法有撒施、穴施、条施、喷施几种，撒施和喷施有利于养分的扩散，施用方便，但养分损失大，利用率较低，穴施和条施养分损失少，利用率高，但要消耗一定的机械能。

据农业部统计，我国氮肥利用率仅为33%，磷肥为24%，钾肥为42%，相当一部分的肥料以不同形式损失，不仅造成严重浪费，还给环境带来不良影响，因此合理和科学施肥是保障粮食安全和维护农业可持续性发展的主要手段之一，随着现代精准农业的发展，精确施肥也得到了快速发展，并将成为一种重要的施肥模式。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种根区穴施肥播种一体机，进行精准施肥，使肥料养分的扩散范围与根系伸展的动态范围达到最佳匹配，从而在保证粮食产量的情况下，提高肥料的利用率，降低生产成本。

本发明的目的是提供一种根区穴施肥播种一体机，包括置肥框、置种框、主控箱、遥控器、动力电机、转向电机、置肥转盘、置种转盘、施肥腿和播种腿；

所述置种框和置肥框分别设置在支架的两端，置种框和置肥框的底部左右两端均间隔设有固定通孔和下料孔，置种框的一侧设有角度传感器和转向电机，测距传感器设置在置肥框的前侧；

所述主控箱设置在置种框和置肥框之间的支架上；

所述动力电机设置在主控箱内部，动力电机为双头轴电机，其两端的输出轴分别连接至置种框中的后主动齿轮和置肥框中的前主动齿轮，所述后主动齿轮垂直啮合后从动齿轮，前主动齿轮垂直啮合前从动齿轮，后从动齿轮连接后动力连杆，前从动齿轮连接前动力连杆，后动力连杆的两端伸出置种框的侧壁均铰接后动力拉杆，前动力连杆的两端伸出置肥框的侧壁均铰接前动力拉杆，置种框的两侧壁与后动力拉杆前后间隔均铰接有第二后动力拉杆，置肥框的两侧壁与前动力拉杆前后间隔均铰接有第二前动力拉杆，后动力拉杆和第二后动力拉杆的另一端均铰接有第一拉杆的两端，第二后动力拉杆的另一端铰接在施种腿的上端，后动力拉杆的下端铰接第二拉杆的一端，第二拉杆的另一端铰接在播种腿上，前动力拉杆和第二前动力拉杆的另一端均铰接有第三拉杆的两端，第二前动力拉杆的另一端铰接在施肥腿的上端，前动力拉杆的下端铰接第四拉杆的一端，第四拉杆的另一端铰接在施肥腿上，所述施肥腿的下部连接有中空管体状的落肥脚，播种腿的下部连接中空管体状的落种脚，落肥脚和落种脚的上端口均连接有软管的一端，其与行走方向相反的侧面设有落料口；

所述置肥转盘和置种转盘结构相同，均由拨盘和落料盘组成，所述拨盘的中部设有圆孔，外围均布有拨齿，盘面上呈圆形间隔分布有若干孔，落料盘的中部设有中心孔，圆周上设有落料孔，落料盘的落料孔与置肥框、置种框的下料孔在拨盘旋转一个拨齿时，与拨盘上分布的相邻的孔重合，拨盘的圆孔和落料盘的中心孔分别与置肥框和置种框底部的固定通孔轴连接，落料盘下部的落料孔连接软管的另一端，所述置种转盘设有两个，分别固定在置种框的底部，置肥转盘设有两个，分别固定在置肥框的底部；

所述主控箱与遥控器信号连接，主控箱与动力电机、转向电机、角度传感器、测距传感器信号连接。

优选的，所述施肥腿的长度略长于播种腿，交叉的施肥腿和播种腿行走步调一致，易于行走。

优选的，所述落肥脚和落种脚的下端口为锥形，以保证肥料和种子顺利滑至地下。

优选的，所述主控箱包括主控电源模块、障碍物检测模块、动力模块、单片机、转向模块、无线通信模块；

所述单片机为芯片U4，芯片U4的型号为IAP15W4K61S4；

所述主控电源模块包括蓄电池BT1、电源处理芯片U2、二极管D3、D4、滤波电感L1、电解电容C2、C3、C5、C6、C7，贴片电容C1、C4，高精度稳压器U3，所述电源处理芯片U2为芯片MC34063，电源处理芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D3的负极，另一路通过电阻R22连接电源处理芯片U2的引脚1，二极管D3的正极通过电源开关S1连接蓄电池BT1的正极端向电源模块供电，蓄电池BT1的负极接地，R1、R2串联，经S1并接在BT1的正负极之间，贴片电容C1与电阻R2并接，电源处理芯片U2的引脚7和8连接引脚1，电解电容C2、C3的正极端分别连接在二极管D3的两侧，负极端接地，电源处理芯片U2的引脚4接地，引脚3通过贴片电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D4反接在引脚2和接地端，串接的电阻R23、R24与电解电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R23和电阻R24之间，高精度稳压器U3输出5V电压，为电路提供电源，电解电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端；

所述障碍物检测模块包括超声波测距传感器M1、电解电容C8、电阻R14、R15；所述超声波测距传感器M1的引脚1连接电源VCC，引脚2和引脚3分别连接芯片U4的引脚RXD4和引脚TXD4，引脚4接地，引脚4与电源VCC之间连接电解电容C7，引脚2和引脚3与电源VCC之间连接上拉电阻R14和R15；

所述动力模块包括动力电机E1和动力电机驱动模块M2，所述动力电机驱动模块M2的引脚2-3分别连接芯片U4的引脚P23、P47和P12，引脚5接地，引脚8连接动力电机E1的正极，引脚9连接动力电机E1的负极，引脚6连接24V电源；

所述转向模块包括转向电机驱动模块M3、转向电机E2和角度传感器模块，所述转向电机驱动模块M3的引脚2，引脚3和引脚4分别连接芯片U4的引脚P21，P07和P10，引脚5接地，引脚8连接转向电机E2的正极，引脚9连接转向电机E2的负极，引脚6连接24V电源，引脚7连接BT1的地线；所述角度传感器模块包括角度传感器R10、电阻R11-R13，运算放大器U1A，运算放大器U1A的正相输入端通过电阻R11和角度传感器连接电源VCC，反相输入端分两路，一路通过电阻R12接地，另一路通过电阻R13连接在运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的输出端连接芯片U4的引脚P16；

所述无线通信模块为HD-M805，其引脚1接地，引脚2连接电源VCC，引脚4连接芯片U4的引脚P36，引脚5连接芯片U4的引脚P37，引脚1和引脚2之间并接有电解电容C8；

优选的，所述主控箱还包括编程端口U1，所述编程端口U1的引脚1连接电源VCC，引脚2和引脚3连接芯片U4的引脚P31和P30。

优选的，所述遥控器包括遥控电源处理模块、核心控制模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U4，所述芯片U4为IAP15W413AS芯片；

所述遥控电源处理模块包括蓄电池BT1、电源处理芯片U1、二极管D6、滤波电感L1、电容C1、C3、电解电容C2、C4、C5，所述电源处理芯片U1为芯片MC34063，电源处理芯片U1的引脚6分为两路，一路通过电阻R4连接电源处理芯片U1的引脚1，另一路通过电阻R3和开关S1连接蓄电池BT1的正极，蓄电池BT1的负极接地，蓄电池BT1的正极和负极之间并接有串接的电阻R1和电阻R2，电阻R2并接电容C3，电阻R1和R2分压后连接芯片U4的引脚P10，电源处理芯片U1的引脚7和8连接引脚1，电解电容C2一端连接在引脚6和电阻R3之间，另一端接地，电源处理芯片U1的引脚4接地，引脚3通过电容C3接地，引脚2和引脚4之间反接二极管D6，二极管D6的负极连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端串接电阻R6，电阻R6的另一端接地，电解电容C4和C5与串接的电阻R5和电阻R6并接，正极接3.3V电源，电源处理芯片U1的引脚5连接在电阻R5和电阻R6之间；

所述通信模块为无线通讯模块M1，其引脚1接地，引脚2连接电源VCC，引脚3连接芯片U4的引脚P32，引脚4连接芯片U4的引脚P31，引脚5连接芯片U4的引脚P30，引脚7连接芯片U4的引脚P11；

所述按键模块包括按键K1-K6，按键K1-K6的一端由6根口线分别连接到芯片U4的端口P12-P17，上拉电阻分别是R7-R12，另一端接地，其中K1、K2为前进和停止按键，K3、K4为左转和右转按键，K5、K6是加速和减速按键；

所述存储模块包括数据存储芯片U2，其型号为FM24C04，数据存储芯片U2的引脚1、2、3、4、7接地，引脚8连接电源VCC，引脚5、6分别经过上拉电阻R22和R23与5V电源连接；

所述显示模块包括液晶屏LCD1和液晶屏驱动芯片U3，液晶屏驱动芯片U3的引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1位码CM1-CM4连接，SEG0-SEG7与液晶屏LCD1位码1A-4B连接，引脚VDD和IRQ连接供电电源VCC，引脚VSS接地，引脚CS连接芯片U4的引脚P36，引脚RD连接芯片U4的引脚P35，引脚WR连接芯片U4的引脚P34，引脚DATA连接芯片U4的引脚P33。

本发明的根区穴施肥播种一体机，通过遥控器对控制箱的远程控制完成操作，按下遥控器上的行走按键，控制箱内部的芯片U4控制由动力电机驱动模块M2向动力电机提供电流，动力电机的输出轴旋转，经前动力齿轮推动前动力连杆，拉动前动力拉杆旋转，施肥腿顺势行走，与此同时，动力电机通过后动力齿轮，带动后动力连杆，拉动后动力连杆旋转，带动左右动力拉杆，播种腿顺势行走，与此同时前动力会拨动置肥转盘，后动力拉杆会拨动置种转盘，每转一圈，向后拨动拨盘的一个齿，肥料从转盘的一个孔经软管滑落至落肥脚，肥料进入土壤，肥料滑落后，紧接着，正后方的落种脚中的种子落于肥料正上方，完成根区穴施肥播种一体化，播种完毕，按下遥控器上的停止按键，将作物种子放置于置种框中，将肥料放置于置肥框中，此时，置种转盘及置肥转盘随之转动，动力电机停止工作。土壤，施肥同理。

本发明的根区穴施肥播种一体机，可以将肥料精准施于作物种子根区，使肥料养分的扩散范围与根系伸展的动态范围达到最佳匹配，从而在保证粮食产量的情况下，提高肥料的利用率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为发明置肥转盘、置种转盘的连接爆炸图；

图5为本发明落料口结构示意图；

图6为本发明遥控器外观图；

图7为本发明的控制箱电路原理图；

图8为本发明的遥控器控制原理图；

图中：1-置肥框；2-置种框；3-主控箱；4-遥控器；41-遥控器显示屏；42-左转按键；43-右转按键；44-加速按键；45-减速按键；46-启动按键；47-停止按键；5-动力电机；6-转向电机；7-置种转盘；8-置肥转盘；9-播种腿；10-施肥腿；11-支架；12-固定通孔；13-下料孔；14-角度传感器；15-测距传感器；16-后主动齿轮；17-前主动齿轮；18-后从动齿轮；19-前从动齿轮；20-后动力连杆；21-前动力连杆；22-后动力拉杆；23-前动力拉杆；24-第二后动力拉杆；25-第二前动力拉杆；26-第一拉杆；27-第二拉杆； 28-第三拉杆；29-第四拉杆； 30-落种脚；31-落肥脚；32-软管；33-落料口；34-拨盘；341-圆孔；342-拨齿；343-孔，35-落料盘；351-中心孔；352-落料孔。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，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。

如图1-6所示，一种根区穴施肥播种一体机，包括置肥框1、置种框2、主控箱3、遥控器4、动力电机5、转向电机6、置种转盘7、置肥转盘8、播种腿9和施肥腿10；

所述置肥框1和置种框2分别设置在支架11的两端，置肥框1和置种框2的底部左右两端均间隔设有固定通孔12和下料孔13，置种框2的一侧设置角度传感器14和转向电机6，测距传感器15设置在置肥框1的前侧；

所述主控箱3设置在置肥框1和置种框2之间的支架11上；

所述动力电机5设置在主控箱3内部，动力电机5为双头轴电机，其两端的输出轴分别

连接至置种框2中的后主动齿轮16和置肥框1中的前主动齿轮17，所述后主动齿轮16垂直啮合后从动齿轮18，前主动齿轮17垂直啮合前从动齿轮19，后从动齿轮16连接后动力连杆20，前从动齿轮19连接前动力连杆21，后动力连杆20的两端端伸出置种框2的侧壁均铰接后动力拉杆22，前动力连杆21的两端伸出置肥框1的侧壁均铰接前动力拉杆23，置种框2的两个侧壁与后动力拉杆22前后间隔铰接有第二后动力拉杆24，置肥框1的两个侧壁与前动力拉杆21均前后间隔铰接有第二前动力拉杆25，后动力拉杆22和第二后动力拉杆24的另一端均铰接有第一拉杆26的两端，第二后动力拉杆24的另一端铰接播种腿9的上端，后动力拉杆22的下端还铰接有第二拉杆27的一端，第二拉杆27的另一端铰接在播种腿9上，前动力拉杆23和第二前动力拉杆25的另一端均铰接有第三拉杆28的两端，第二前动力拉杆25的另一端铰接施肥腿10的上端，前动力拉杆23的下端铰接有第四拉杆29的一端，第四拉杆29的另一端铰接在施肥腿10上，所述播种腿9的下部连接有中空管体状的落种脚30，施肥腿10的下部连接中空管体状的落肥脚31，落种脚30和落肥脚31的上端口均连接有软管32的一端，其与活动方向相反的侧面设有落料口33，所述施肥腿10的长度略长于播种腿9，交叉的施肥腿10和播种腿9行走步调一致；

所述置种转盘7和置肥转盘8结构相同，均由拨盘34和落料盘35组成，所述拨盘34的中部设有圆孔341，外围均布有拨齿342，盘面上呈圆形间隔分布有若干孔343，落料盘35的中部设有中心孔351，圆周上设有落料孔352，落料盘35的落料孔352与置种框2、置肥框1的下料孔13在拨盘34旋转一个拨齿时，与拨盘34上分布的相邻的孔343重合，拨盘34的圆孔341和落料盘35的中心孔351分别与置肥框1和置种框2底部的固定通孔12轴连接，落料盘35下部的落料孔352连接软管32的另一端，所述置肥转盘8设有两个，分别固定在置肥框1的底部，所述置种转盘7设有两个，分别固定在置种框2的底部；

所述主控箱3与遥控器4信号连接，主控箱3与动力电机5、转向电机6、角度传感器14、测距传感器15信号连接，所述遥控器4上设有遥控器显示屏41、左转按键42、右转按键43、加速按键44、减速按键45、启动按键46、停止按键47。

进一步的，所述落肥脚30和落种脚31的下端口为锥形，以保证肥料和种子顺利滑至地下。

进一步的，如图7所示，所述主控箱包括主控电源模块、障碍物检测模块、动力模块、单片机、转向模块、无线通信模块；

所述单片机为芯片U4，芯片U4的型号为IAP15W4K61S4；

所述芯片U4的串口RXD4、TXD4连接到前障碍物检测电路的超声波测距模块，用来读取前端障碍物的距离，芯片U4的PWM4连接到转向电机的驱动模块PWM引脚，用来为转向电机驱动模块提供PWM信号，用来控制转向电机的旋转角度，引脚P16是模拟采集信号输入端，是用来检测当前旋转电机所处的角度，芯片U4的引脚P47、P12连接到动力电机驱动模块M2，用来控制动力电机的正转和反转，TXD_2、RXD_2与无线通讯模块的RXD、TXD连接，然后通过无线通讯模块与设备的遥控进行无线通讯。

所述主控电源模块包括蓄电池BT1、电源处理芯片U2、二极管D3、D4、滤波电感L1、电解电容C2、C3、C5、C6、C7，贴片电容C1、C4,高精度稳压器U3，所述电源处理芯片U2为芯片MC34063，电源处理芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D3的负极，另一路通过电阻R22连接电源处理芯片U2的引脚1，二极管D3的正极通过电源开关S1连接蓄电池BT1的正极端向电源模块供电，蓄电池BT1的负极接地，R1、R2串联，经S1并接在BT1的正负极之间，贴片电容C1与电阻R2并接，电源处理芯片U2的引脚7和8连接引脚1，电解电容C2、C3的正极端分别连接在二极管D3的两侧，负极端接地，电源处理芯片U2的引脚4接地，引脚3通过贴片电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D4反接在引脚2和接地端，串接的电阻R23、R24与电解电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R23和电阻R24之间，高精度稳压器U3输出5V电压，为电路提供电源电解电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端；所述主控电源模块是用来将外部供给的DC24V电压转换成本控制电路所需要的电压，首先设备供电端提供的24V电压经过S1开关之后，再由R21限流，C2滤波之后，再经过D1防反接二极管之后，再经过C3进行低频滤波之后，得到一个比较稳定的24V电源，供给U2电源处理芯片34063。R22是过载保护取样电阻，在输出负载电流过大时，芯片便会切断整机控制电源。C4是芯片的工作频率设置电容。用来设置芯片的工作频率。芯片正常工作后，由芯片的引脚2输出电流，D4是本电源的续流二极管，用来保障在L1端流过比较稳定的电流。L1是一个滤波电感，将输出电压送到C5和C6的正极端，滤波之后，输出6.8V的电压，R23和R24是分压取样电阻，将取样之后的电压送回到U2电源处理芯片34063的电压采样引脚5，用来保障输出电压的稳定性。6.8V的电压又送到芯片U3高精度稳压电路的输入端，由输出端输出高精度的5V电压，C7是滤波电感，保证输出电压的稳定性，为整机提供稳定的电源。

所述障碍物检测模块包括超声波测距传感器M1、电解电容C8、电阻R14、R15；所述超声波测距传感器M1的引脚1连接电源VCC，引脚2和引脚3分别连接芯片U4的引脚RXD4和引脚TXD4，引脚4接地，引脚4与电源VCC之间连接电解电容C7，引脚2和引脚3与电源VCC之间连接上拉电阻R14和R15；

所述障碍物检测模块中的M1用来检测车行走的前方是否有障碍物，如果有障碍物，车就会停下来，等待处理。模块M1为串口通讯，M2的TXD、RXD分别与主控单片机U4的RXD4、TXD4连接。R14、R15是两根口线的上拉电阻。

所述动力模块包括动力电机E1和动力电机驱动模块M2，所述动力电机驱动模块M2的引脚2-3分别连接芯片U4的引脚P23、P47和P12，引脚5接地，引脚8连接动力电机E1的正极，引脚9连接动力电机E1的负极，引脚6连接24V电源；

所述动力模块中的M2为动力电机E1的驱动模块，用来给车行走提供动力，其中PWM是模块的脉宽调制端，用来控制动力电机的转速，IN2用来控制电机的运转方向，IN1用来控制电机驱动模块的输出，此引脚低电平动力给出输出，高电平动力停止输出。

所述转向模块包括转向电机驱动模块M3、转向电机E2和角度传感器模块，所述转向电机驱动模块M3的引脚2，引脚3和引脚4分别连接芯片U4的引脚P21,P07和P10，引脚5接地，引脚8连接转向电机E2的正极，引脚9连接转向电机E2的负极，引脚6连接24V电源，引脚7连接BT1的地线；所述角度传感器模块包括角度传感器R10、电阻R11-R13，运算放大器U1A，运算放大器U1A的正相输入端通过电阻R11和角度传感器连接电源VCC，反相输入端分两路，一路通过电阻R12接地，另一路通过电阻R13连接在运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的输出端连接芯片U4的引脚P16；

所述转向模块中的转向电机E2与角度传感器同轴，角度传感器可以根据旋转角度反馈相应的电压信号，电压值为0-2V，然后由角度传感器的信号输出端通过限流电阻R11将信号送至运算放大器U1A芯片LM358的同相输入端，输出端通过电阻R13、R12分压后，送到运算放大器U1A的反向输入端，由于放大倍数是R13/R12+1=2倍，所以U1A输出电压信号范围是0-4V，这个信号直接被送至单片机U4的模拟信号的采集端，从而精准地控制了转向电机的旋转角度。

所述无线通信模块为M4HD-M805，其引脚1接地，引脚2连接电源VCC，引脚4连接芯片U4的引脚P36，引脚5连接芯片U4的引脚P37，引脚1和引脚2之间并接有电解电容C8；

无线通信模块M4具有7个引脚，其中VCC、GND为本模块的供电端。M7无线通讯模块的RXD为数据输入口，TXD为数据输出口，分别与U4单片机TXD_2、RXD_2连接，两根口线分别带有上拉电阻R17、R18。M4无线通讯模块的ALE为通讯状态指示灯的输出端，本电路没有使用。

进一步的，所述主控箱还包括编程端口U1，所述编程端口U1的引脚1连接电源VCC，编程端口的引脚2和引脚3分别连接芯片U4的引脚P31和P30，芯片U4的端口TXD、RXD连接上拉电阻R19、R20，用来提高编程数据的稳定性。

进一步的，如图8所示，所述遥控器包括电源处理模块、核心控制模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U4，所述芯片U4为IAP15W413AS芯片；

所述芯片U4的功能为采集电压信号、按键信号、通讯信号、读写存储器、控制液晶屏显示。

所述遥控电源处理模块包括蓄电池BT1、电源处理芯片U1、二极管D6、滤波电感L1、电容C1、C3、电解电容C2、C4、C5，所述电源处理芯片U1为芯片MC34063，电源处理芯片U1的引脚6分为两路，一路通过电阻R4连接电源处理芯片U1的引脚1，另一路通过电阻R3和开关S1连接蓄电池BT1的正极，蓄电池BT1的负极接地，蓄电池BT1的正极和负极之间并接有串接的电阻R1和电阻R2，电阻R2并接电容C3，电阻R1和R2分压后连接芯片U4的引脚P10，电源处理芯片U1的引脚7和8连接引脚1，电解电容C2一端连接在引脚6和电阻R3之间，另一端接地，电源处理芯片U1的引脚4接地，引脚3通过电容C3接地，引脚2和引脚4之间反接二极管D6，二极管D6的负极连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端串接电阻R6，电阻R6的另一端接地，电解电容C4和C5与串接的电阻R5和电阻R6并接，正极接3.3V电源，电源处理芯片U1的引脚5连接在电阻R5和电阻R6之间；

所述遥控电源处理模块是将电池BT1供给的DC7.4V电压转换成本控制电路所需要的电压。首先设备供电端提供的7.4V电压经过R3限流之后，进行低频滤波之后，得到一个比较稳定的电压，供给U6电源处理芯片34063。R4是过载保护取样电阻，在输出负载电流过大时，芯片便会切断整机电源。C3是芯片的工作频率设置电容，用来设置芯片的工作频率。芯片正常工作后，由芯片的引脚2输出电流，D6是本电源的续流二极管，用来保障在L1端流过比较稳定的电流。L1是一个滤波电感，将输出电压送到C4和C5的正极端，滤波之后，为整机提供稳定的3.3V电压，R5和R6是分压取样电阻，将取样之后的电压送回到电源处理芯片34063的电压采集引脚。用来保障输出电压的稳定性。R1、R2是电源电压的采集端，电源电压首先经过R1、R2分压之后，将采集电压送到芯片U1单片机的A/D输入端P10，然后经过芯片U4进行运算，将本遥控器剩余的电量显示在液晶屏上。

所述通信模块为无线通讯模块M1，其引脚1接地，引脚2连接电源VCC，引脚3连接芯片U4的引脚P32，引脚4连接芯片U4的引脚P31，引脚5连接芯片U4的引脚P30，引脚7连接芯片U4的引脚P11；

所述无线通讯模块M1具有7个引脚，其中VCC、GND为本模块的供电端。EN为本模块的片选端，在不通信的时候可以利用芯片U4的口线把这个脚抬高，可以使本模块进入休眠模式，以便节省电量。在通信时，由芯片U4的口线把这根引脚拉低。EN引脚直接连接到芯片U4单片机的引脚P32，并连接了一只上拉电阻R16用于保证口线的稳定性。M1无线通讯模块的RXD为数据输入口，TXD为数据输出口，分别与U4单片机TXD、RXD连接，无线通讯模块M1的ALE为通讯状态指示灯的输出端，本电路没有使用。

所述按键模块包括按键K1-K6，按键K1-K6的一端由6根口线分别连接到芯片U4的端口P12-P17，上拉电阻分别是R7-R12，另一端接地，其中K1、K2为前进和停止按键，K3、K4为左转和右转按键，K5、K6是加速和减速按键，可以控制车运行的行走速度。

所述存储模块包括数据存储芯片U2，其型号为FM24C04，数据存储芯片U2的引脚1、2、3、4、7接地，引脚8连接电源VCC，引脚5、6分别经过上拉电阻R22和R23与5V电源连接；

所述数据存储模块是用来存储当前行走的速度，数据存储芯片U2 ，其型号为FM24C04，芯片U2的引脚5、6与芯片U4的引脚P54、P55连接用于数据传输。

所述显示模块包括液晶屏LCD1和液晶屏驱动芯片U3，液晶屏驱动芯片U3的引脚COMO0- COMO3与液晶屏LCD1位码CM1-CM4连接，SEG0-SEG7与液晶屏LCD1位码1A-4B连接，引脚VDD和IRQ连接供电电源VCC，引脚VSS接地，引脚CS连接芯片U4的引脚P36，引脚RD连接芯片U4的引脚P35，引脚WR连接芯片U4的引脚P34，引脚DATA连接芯片U4的引脚P33；

所述显示模块包括液晶屏LCD1为四位的显示，用来显示车速，芯片U3型号为1621，是液晶屏驱动专用芯片，其中 RD是读取液晶屏数据的控制端，与芯片U4的引脚P35连接，用于读取液晶屏的数据，WR是写操作控制端，与芯片U4的引脚P34连接，用于对液晶屏写入数据的允许，DATA是数据端，连接到芯片U4的引脚P33，用于传输数据。

在需要播种时，通过遥控器4对主控箱3的远程控制完成播种操作，将作物种子放置于置种框1中，将肥料放置于置肥框2中，按下遥控器4上的启动按键46，主控箱3内部的芯片U4控制由动力电机驱动模块M2向动力电机5提供电流，动力电机5的输出轴旋转，经前主动齿轮17带动前从动力齿轮19，前从动力齿轮19旋转推动前动力连杆21旋转，拉动前动力拉杆21绕着连接点旋转，前动力拉杆21带动第二前动力拉杆25旋转，拉动第一拉杆26、第二拉杆27带动施肥腿10顺势行走，与此同时，动力电机5通过后主动齿轮16，带动后动力连杆20，拉动后动力连杆20绕着连接点旋转，后动力拉杆20带动第二后动力拉杆24旋转，同时带动第三拉杆28和第四拉杆29旋转，播种腿9顺势行走，与此同时前动力拉杆21会拨动置肥转盘8，后动力拉杆20会拨动置种转盘7，每转一圈，向后拨动拨盘的一个拨齿342，肥料从转盘的一个孔经软管32滑落至落肥脚31，肥料进入土壤，肥料滑落后，紧接着，正后方的落种脚30中的种子落于肥料正上方，完成根区穴施肥播种一体化，播种完毕，按下遥控器4上的停止按键47完成播种。

当施肥播种一体机需要加速或减速时，按下遥控器4的加速按键44或减速按键45，芯片U4控制动力电机5的动力轴输出速度，从而控制行进速度。

当施肥播种一体机需要转向时，按下遥控器4的左转按键42或者右转按键43，转向电机6工作，将信号传送至芯片U4，芯片U4来控制播种机进行转向。

当施肥播种一体机需要转换行进速度时，按下遥控器的加速按键44或者减速按键45，信号传送至主控箱的芯片U4，芯片U4控制动力电机5输出轴的转动速度，从而控制施肥播种一体机的行进速度。

Claims (6)

1.一种根区穴施肥播种一体机，其特征在于包括置肥框、置种框、主控箱、遥控器、动力电机、转向电机、置肥转盘、置种转盘、施肥腿和播种腿；

所述置种框和置肥框分别设置在支架的两端，置种框和置肥框的底部左右两端均间隔设有固定通孔和下料孔，置种框的一侧设有角度传感器和转向电机，测距传感器设置在置肥框的前侧；

所述主控箱设置在置种框和置肥框之间的支架上；

所述动力电机设置在主控箱内部，动力电机为双头轴电机，其两端的输出轴分别连接至置种框中的后主动齿轮和置肥框中的前主动齿轮，所述后主动齿轮垂直啮合后从动齿轮，前主动齿轮垂直啮合前从动齿轮，后从动齿轮连接后动力连杆，前从动齿轮连接前动力连杆，后动力连杆的两端伸出置种框的侧壁均铰接后动力拉杆，前动力连杆的两端伸出置肥框的侧壁均铰接前动力拉杆，置种框的两侧壁与后动力拉杆前后间隔均铰接有第二后动力拉杆，置肥框的两侧壁与前动力拉杆前后间隔均铰接有第二前动力拉杆，后动力拉杆和第二后动力拉杆的另一端均铰接有第一拉杆的两端，第二后动力拉杆的另一端铰接在施种腿的上端，后动力拉杆的下端铰接第二拉杆的一端，第二拉杆的另一端铰接在播种腿上，前动力拉杆和第二前动力拉杆的另一端均铰接有第三拉杆的两端，第二前动力拉杆的另一端铰接在施肥腿的上端，前动力拉杆的下端铰接第四拉杆的一端，第四拉杆的另一端铰接在施肥腿上，所述施肥腿的下部连接有中空管体状的落肥脚，播种腿的下部连接中空管体状的落种脚，落肥脚和落种脚的上端口均连接有软管的一端，其与行走方向相反的侧面设有落料口；

所述置肥转盘和置种转盘结构相同，均由拨盘和落料盘组成，所述拨盘的中部设有圆孔，外围均布有拨齿，盘面上呈圆形间隔分布有若干孔，落料盘的中部设有中心孔，圆周上设有落料孔，落料盘的落料孔与置肥框、置种框的下料孔在拨盘旋转一个拨齿时，与拨盘上分布的相邻的孔重合，拨盘的圆孔和落料盘的中心孔分别与置肥框和置种框底部的固定通孔轴连接，落料盘下部的落料孔连接软管的另一端，所述置种转盘设有两个，分别固定在置种框的底部，置肥转盘设有两个，分别固定在置肥框的底部；

所述主控箱与遥控器信号连接，主控箱与动力电机、转向电机、角度传感器、测距传感器信号连接。

2.根据权利要求1所述的根区穴施肥播种一体机，其特征在于所述施肥腿的长度略长于播种腿，交叉的施肥腿和播种腿行走步调一致，易于行走。

3.根据权利要求1所述的根区穴施肥播种一体机，其特征在于所述落肥脚和落种脚的下端口为锥形，以保证肥料和种子顺利滑至地下。

4.根据权利要求1所述的根区穴施肥播种一体机，其特征在于所述主控箱包括主控电源模块、障碍物检测模块、动力模块、单片机、转向模块、无线通信模块；

所述单片机为芯片U4，芯片U4的型号为IAP15W4K61S4；

所述主控电源模块包括蓄电池BT1、电源处理芯片U2、二极管D3、D4、滤波电感L1、电解电容C2、C3、C5、C6、C7，贴片电容C1、C4，高精度稳压器U3，所述电源处理芯片U2为芯片MC34063，电源处理芯片U2的引脚6分为两路，一路连接二极管D3的负极，另一路通过电阻R22连接电源处理芯片U2的引脚1，二极管D3的正极通过电源开关S1连接蓄电池BT1的正极端向电源模块供电，蓄电池BT1的负极接地，R1、R2串联，经S1并接在BT1的正负极之间，贴片电容C1与电阻R2并接，电源处理芯片U2的引脚7和8连接引脚1，电解电容C2、C3的正极端分别连接在二极管D3的两侧，负极端接地，电源处理芯片U2的引脚4接地，引脚3通过贴片电容C4接地，引脚2连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接高精度稳压器U3的电压输入端，二极管D4反接在引脚2和接地端，串接的电阻R23、R24与电解电容C5、C6并接，连接在滤波电感L1的另一端，引脚5连接在电阻R23和电阻R24之间，高精度稳压器U3输出5V电压，为电路提供电源，电解电容C7并接在高精度稳压器U3的输出端和接地端；

所述障碍物检测模块包括超声波测距传感器M1、电解电容C8、电阻R14、R15；所述超声波测距传感器M1的引脚1连接电源VCC，引脚2和引脚3分别连接芯片U4的引脚RXD4和引脚TXD4，引脚4接地，引脚4与电源VCC之间连接电解电容C7，引脚2和引脚3与电源VCC之间连接上拉电阻R14和R15；

所述动力模块包括动力电机E1和动力电机驱动模块M2，所述动力电机驱动模块M2的引脚2-3分别连接芯片U4的引脚P23、P47和P12，引脚5接地，引脚8连接动力电机E1的正极，引脚9连接动力电机E1的负极，引脚6连接24V电源；

所述转向模块包括转向电机驱动模块M3、转向电机E2和角度传感器模块，所述转向电机驱动模块M3的引脚2，引脚3和引脚4分别连接芯片U4的引脚P21，P07和P10，引脚5接地，引脚8连接转向电机E2的正极，引脚9连接转向电机E2的负极，引脚6连接24V电源，引脚7连接BT1的地线；所述角度传感器模块包括角度传感器R10、电阻R11-R13，运算放大器U1A，运算放大器U1A的正相输入端通过电阻R11和角度传感器连接电源VCC，反相输入端分两路，一路通过电阻R12接地，另一路通过电阻R13连接在运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的输出端连接芯片U4的引脚P16；

所述无线通信模块为HD-M805，其引脚1接地，引脚2连接电源VCC，引脚4连接芯片U4的引脚P36，引脚5连接芯片U4的引脚P37，引脚1和引脚2之间并接有电解电容C8。

5.根据权利要求4所述的根区穴施肥播种一体机，其特征在于，所述主控箱还包括编程端口U1，所述编程端口U1的引脚1连接电源VCC，引脚2和引脚3连接芯片U4的引脚P31和P30。

6.根据权利要求1所述的根区穴施肥播种一体机，其特征在于所述遥控器包括遥控电源处理模块、核心控制模块、通信模块、按键模块、存储模块、显示模块；

所述核心控制模块包括芯片U4，所述芯片U4为IAP15W413AS芯片；

所述遥控电源处理模块包括蓄电池BT1、电源处理芯片U1、二极管D6、滤波电感L1、电容C1、C3、电解电容C2、C4、C5，所述电源处理芯片U1为芯片MC34063，电源处理芯片U1的引脚6分为两路，一路通过电阻R4连接电源处理芯片U1的引脚1，另一路通过电阻R3和开关S1连接蓄电池BT1的正极，蓄电池BT1的负极接地，蓄电池BT1的正极和负极之间并接有串接的电阻R1和电阻R2，电阻R2并接电容C3，电阻R1和R2分压后连接芯片U4的引脚P10，电源处理芯片U1的引脚7和8连接引脚1，电解电容C2一端连接在引脚6和电阻R3之间，另一端接地，电源处理芯片U1的引脚4接地，引脚3通过电容C3接地，引脚2和引脚4之间反接二极管D6，二极管D6的负极连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端串接电阻R6，电阻R6的另一端接地，电解电容C4和C5与串接的电阻R5和电阻R6并接，正极接3.3V电源，电源处理芯片U1的引脚5连接在电阻R5和电阻R6之间；

所述通信模块为无线通讯模块M1，其引脚1接地，引脚2连接电源VCC，引脚3连接芯片U4的引脚P32，引脚4连接芯片U4的引脚P31，引脚5连接芯片U4的引脚P30，引脚7连接芯片U4的引脚P11；

所述按键模块包括按键K1-K6，按键K1-K6的一端由6根口线分别连接到芯片U4的端口P12-P17，上拉电阻分别是R7-R12，另一端接地，其中K1、K2为前进和停止按键，K3、K4为左转和右转按键，K5、K6是加速和减速按键；

所述存储模块包括数据存储芯片U2，其型号为FM24C04，数据存储芯片U2的引脚1、2、3、4、7接地，引脚8连接电源VCC，引脚5、6分别经过上拉电阻R22和R23与5V电源连接；

所述显示模块包括液晶屏LCD1和液晶屏驱动芯片U3，液晶屏驱动芯片U3的引脚COMO0-COMO3与液晶屏LCD1位码CM1-CM4连接，SEG0-SEG7与液晶屏LCD1位码1A-4B连接，引脚VDD和IRQ连接供电电源VCC，引脚VSS接地，引脚CS连接芯片U4的引脚P36，引脚RD连接芯片U4的引脚P35，引脚WR连接芯片U4的引脚P34，引脚DATA连接芯片U4的引脚P33。

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