CN115997536A - 一种配比可调式无人机变量排肥装置 - Google Patents

Abstract

一种配比可调式无人机变量排肥装置，包括机架和撒肥盘，机架的顶部固定有配肥盘，所述配肥盘上固定有载肥筒和安装轴，安装轴、载肥筒以及配肥盘的轴线相重合，所述安装轴上设置有配肥扇，配肥扇将载肥筒内腔分割成若干个配肥仓，配肥盘上设置有若干个疏肥口，疏肥口与配肥仓一一对应设置；综上所述，本发明根据处方图信息调节四个元素肥分仓对应独立排肥器驱动电机的转速和伸缩键的相位，即槽轮组的转速和工作长度，实现多元素肥配比可调式的双变量排肥，本发明采用基于处方图的载肥配比可调式无人机自动变量排肥技术，实现对多种元素肥的精准施用。

Description

一种配比可调式无人机变量排肥装置

技术领域

本发明属于农业排肥机械技术领域，具体涉及一种配比可调式无人机变量排肥装置。

背景技术

精准变量施肥是精准农业的重要组成部分，精准的变量施肥技术不仅可以实现对农作物的按需投入，而且可以降低过量施肥对农田环境的破坏，从而促进经济效益和生态效益的有机平衡。

基于处方图的变量施肥是通过现代信息技术将大型农田划分成若干个小网络，然后在每个网络中进行标点采样，由遥感无人机监测出农情参数，把信息输入施肥决策系统，通过对采集到的数据建模，结合目标产量(参考历年产量)和无人机作业速度，由智能施肥专家系统决策分析生成处方图，制定适宜的氮、磷、钾(N、P、K)和其他中微量元素等肥料的有效成分施用量，将生成的处方图信息嵌入施肥机，最后施肥机依据处方图调节排肥驱动器实现变量施肥，但是地面施肥作业过程中，尤其是转弯时易损伤作物，而且施肥种类单一，无差别排肥造成化肥滥用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配比可调式无人机变量排肥装置，以解决现有施肥机依据处方图变量施肥时，转弯易损伤作物、且施肥种类单一的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的一种配比可调式无人机变量排肥装置的技术方案是：

一种配比可调式无人机变量排肥装置，包括机架和撒肥盘，机架的顶部固定有配肥盘，所述配肥盘上固定有载肥筒和安装轴，安装轴、载肥筒以及配肥盘的轴线相重合，所述安装轴上设置有配肥扇，配肥扇将载肥筒内腔分割成若干个配肥仓，配肥盘上设置有若干个疏肥口，疏肥口与配肥仓一一对应设置；

撒肥盘上开设有撒肥口，撒肥盘上还固定有混肥仓，混肥仓内转动安装有混肥传动轴，混肥传动轴上安装有混肥刷，在机架上还安装有混肥电机，混肥电机的主轴伸入到混肥仓内，并且混肥电机的主轴通过联轴器与混肥传动轴连接；

配肥盘的底部设置有若干组螺旋式外槽轮排肥器，螺旋式外槽轮排肥器与疏肥口一一对应设置，螺旋式外槽轮排肥器包括外壳体、减速器和排肥电机，外壳体安装在配肥盘的底部，外壳体的顶部设置有进料口，外壳体的进料口与对应的疏肥口相衔接，外壳体的底部设置有出料口，出料口通过导肥管与混肥仓连接，外壳体内转动安装有排肥传动轴，排肥传动轴上设置有若干列螺旋式槽轮，每列螺旋式槽轮上均布有若干个螺旋槽，排肥传动轴上还设置有若干个扭矩传递控制组件，所述扭矩传递控制组件与螺旋式槽轮一一对应设置，扭矩传递控制组件用于传递和切断排肥传动轴与螺旋式槽轮之间的扭矩；排肥电机与减速器传动连接，减速器与排肥传动轴传动连接。

一种配比可调式无人机变量排肥装置，还包括电磁控制器，排肥传动轴上开设有长槽体和槽体密封盖，槽体密封盖密封扣盖在长槽体上，所有的扭矩传递控制组件并排位于长槽体内；扭矩传递组件包括电磁芯轴和伸缩键，电磁芯轴上开设有第一孔体，伸缩键穿设在第一孔体内，伸缩键位于电磁芯轴内的端部为内端，伸缩键位于电磁芯轴的端部为外端，伸缩键的内端设置有上电磁感应线圈，在电磁芯轴内设置有下电磁感应线圈，上电磁感应线圈与下电磁感应线圈之间设置有复位弹簧；

所述槽体密封盖上开设有若干个第二孔体，所有电磁芯轴上的第一孔体与槽体密封盖上的第二孔体一一对应设置，在螺旋式槽轮的内孔设置有键槽，与该螺旋式槽轮对应的扭矩传递组件的伸缩键可穿过第一孔体和第二孔体后伸入到键槽内；

所述电磁控制器用于控制所有上电磁感应线圈和下电磁感应线圈通电。

进一步的，外壳体的进料口处安装有排肥刷，排肥刷用螺旋式槽轮的外缘相贴合。

进一步的，配肥扇包括若干个配肥扇叶，每个配肥扇叶通过铰链连接在安装轴上，安装轴的上端固定有螺钉，螺钉对铰链进行轴向定位，每个配肥扇叶的侧边与载肥筒的内壁相贴合，且配肥扇叶的底部与配肥盘的上表面相贴合，相邻两个配肥扇叶之间形成所述的配肥仓；所述载肥筒上安装有配比调节机构，所述配比调节机构用于驱动各个配肥扇叶绕安装轴转动。

进一步的，配比调节机构包括若干个配比调节单元，在载肥筒的筒壁上开设有若干个长孔，长孔沿载肥筒的圆周方向设置，所有的配比调节单元分别安装在所有的长孔内；

配比调节单元包括调节环和两个限位环，两个限位环固定在载肥筒的外壁，且对应的长孔位于两个限位环之间，调节环为弧形结构，调节环位于长孔的外侧，调节环活动穿设在两个限位环上，调节环通过穿设在长孔上的短杆与配肥扇叶连接，调节环上还安装有操作手柄。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明根据处方图信息调节四个元素肥分仓对应独立排肥器驱动电机的转速和伸缩键的相位，即槽轮组的转速和工作长度，实现多元素肥配比可调式的双变量排肥，本发明采用基于处方图的载肥配比可调式无人机自动变量排肥技术，实现对多种元素肥的精准施用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明所提供的一种配比可调式无人机变量排肥装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为去除载肥筒的配比可调式无人机变量排肥装置的结构示意图；

图4为混肥刷的结构图；

图5为配肥盘与四组螺旋式外槽轮排肥器的位置关系图；

图6为螺旋式外槽轮排肥器的结构示意图；

图7为排肥传动轴与螺旋式槽轮的安装示意图；

图8为扭矩传递控制组件与排肥传动轴的安装示意图；

图9为配比调节机构与载肥筒的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的一种配比可调式无人机变量排肥装置的具体实施例：

本实施例中，如图1-9所示，一种配比可调式无人机变量排肥装置，机架1和撒肥盘2，机架1的顶部固定有配肥盘3，所述配肥盘3上固定有载肥筒4和安装轴5，配肥盘3外侧开有四个销孔并通过圆柱销6与载肥筒4过盈配合定位，安装轴5、载肥筒4以及配肥盘3的轴线相重合，所述安装轴5上设置有配肥扇7，配肥扇7将载肥筒4内腔分割成四个配肥仓，配肥盘3上设置有四个疏肥口8，疏肥口8与配肥仓一一对应设置；

撒肥盘2上开设有撒肥口9，撒肥盘2上还固定有混肥仓10，混肥仓10内转动安装有混肥传动轴11，混肥传动轴11上安装有混肥刷12，在机架1上还安装有混肥电机13，混肥电机13为57无刷直流电机，混肥电机13的主轴伸入到混肥仓10内，并且混肥电机13的主轴通过联轴器14与混肥传动轴11连接；

配肥盘3的底部设置有四组螺旋式外槽轮排肥器15，螺旋式外槽轮排肥器15与疏肥口8一一对应设置，螺旋式外槽轮排肥器15包括外壳体16、减速器17和排肥电机18，外壳体16安装在配肥盘3的底部，外壳体16的顶部设置有进料口19，外壳体16的进料口19与对应的疏肥口8相衔接，外壳体16的底部设置有出料口，出料口通过导肥管20与混肥仓10连接，外壳体16内转动安装有排肥传动轴21，排肥传动轴21上设置有四列相互独立的螺旋式槽轮22，每列螺旋式槽轮22上均布有若干个螺旋槽23，排肥传动轴21上还设置有四个扭矩传递控制组件，所述扭矩传递控制组件与螺旋式槽轮22一一对应设置，扭矩传递控制组件用于传递和切断排肥传动轴21与螺旋式槽轮22之间的扭矩；排肥电机18和减速器17驱动排肥传动轴21转动，所述排肥电机18为42无刷直流电机。

为实现扭矩传递控制组件传递和切断排肥传动轴21与螺旋式槽轮22之间的扭矩，该变量排肥装置还包括电磁控制器，排肥传动轴21上开设有长槽体24和槽体密封盖25，槽体密封盖25密封扣盖在长槽体24上，所有的扭矩传递控制组件并排位于长槽体24内；扭矩传递组件包括电磁芯轴26和伸缩键27，电磁芯轴26上开设有第一孔体28，伸缩键27穿设在第一孔体28内，伸缩键27位于电磁芯轴26内的端部为内端，伸缩键27位于电磁芯轴26的端部为外端，伸缩键27的内端设置有上电磁感应线圈29，在电磁芯轴26内设置有下电磁感应线圈30，上电磁感应线圈29与下电磁感应线圈30之间设置有复位弹簧31；

所述槽体密封盖25上开设有四个第二孔体32，所有电磁芯轴26上的第一孔体28与槽体密封盖25上的第二孔体32一一对应设置，在螺旋式槽轮22的内孔设置有键槽33，与该螺旋式槽轮22对应的扭矩传递组件的伸缩键27可穿过第一孔体28和第二孔体32后伸入到键槽33内；所述电磁控制器用于控制所有上电磁感应线圈29和下电磁感应线圈30通电。

当上电磁感应线圈29和对应的下电磁感应线圈30通电后，二者产生磁场并相互吸引，复位弹簧31被压缩，伸缩键27被上电磁感应线圈29拉动移位至长槽体24内，最终切断排肥传动轴21与螺旋式槽轮22之间的扭矩，即排肥传动轴21转动无法带动螺旋式槽轮22转动；当上电磁感应线圈29和对应的下电磁感应线圈30断电后，吸引消失，在复位弹簧31的弹力下，伸缩键27的外端被顶出，随着排肥传动轴21转动，伸缩键27的外端进入螺旋式槽轮22的内孔键槽33内，实现扭矩的传递，排肥传动轴21转动即可带动螺旋式槽轮22转动；

另外为使进料口19的肥料全部顺利进入螺旋式槽轮22的螺旋槽23内，在外壳体16的进料口19处安装排肥刷34，排肥刷34用螺旋式槽轮22的外缘相贴合，随着螺旋式槽轮22的转动，排肥刷34可以清扫螺旋式槽轮22的外缘，以使肥料进入螺旋槽23。

本实施例的配肥扇7包括四个配肥扇叶36，每个配肥扇叶36通过铰链连接在安装轴5上，安装轴5的上端固定有螺钉35，螺钉35对铰链进行轴向定位，每个配肥扇叶36的侧边与载肥筒4的内壁相贴合，且配肥扇叶36的底部与配肥盘3的上表面相贴合，相邻两个配肥扇叶36之间形成所述的配肥仓；所述载肥筒4上安装有配比调节机构，所述配比调节机构用于驱动各个配肥扇叶36绕安装轴5转动，以调节各个配肥扇叶36在载肥筒4内的位置。

配比调节机构包括若干个配比调节单元37，在载肥筒4的筒壁上开设有若干个长孔38，长孔38沿载肥筒4的圆周方向设置，所有的配比调节单元37分别安装在所有的长孔38内；

配比调节单元37包括调节环39和两个限位环40，两个限位环40固定在载肥筒4的外壁，且对应的长孔38位于两个限位环40之间，调节环39为弧形结构，调节环39位于长孔38的外侧，调节环39活动穿设在两个限位环40上，调节环39通过穿设在长孔38上的短杆42与配肥扇叶36连接，调节环39上还安装有操作手柄41。通过拉动操作手柄41，即可带动调节环39在两个限位环40上移动，调节环39带动配肥扇叶36通过铰链绕安装轴5转动，最终改变配肥扇叶36在载肥筒4内的位置，配肥仓的大小也得到调整改变。

本实施例的四组螺旋式外槽轮排肥器15分别通过四组42无刷直流电机及减速器17独立驱动，排肥传动轴21采用电磁芯轴填充，依靠电磁控制和复位弹簧31带动伸缩键27的径向运动，四个伸缩键27对应四列螺旋式槽轮22，导肥管20连通螺旋式外槽轮排肥器15和混肥仓10，混肥刷12由与混肥电机13同轴驱动的混肥传动轴11带动，并与导肥管20出口端对齐，混肥电机13和混肥传动轴11通过刚性联轴器14联接，混肥传动轴11同时为撒肥机提供动力。

配肥调节机构与载肥筒相结合，根据农情处方图得出以N、P、K为主的稻田各元素肥需求量并确定百分比，螺旋式外槽轮排肥器15内设置四列相互独立的螺旋式槽轮22，排肥传动轴21与四列螺旋式槽轮22通过四个电磁芯轴配合，通过电磁感应控制伸缩键27的伸缩，从而对单列螺旋式槽轮22实现动力传输的供给与切断并改变整个槽轮组的工作长度，且每个螺旋槽23的圆心角不大于内腔与四列螺旋式槽轮22的包角，槽轮旋转一周的过程中在重力作用下将螺旋槽23内的肥粒旋至导肥管20口并排入混肥仓10，混肥刷12的圆周转动趋势多元素的肥料颗粒相互混合。

Claims (5)

1.一种配比可调式无人机变量排肥装置，其特征在于：包括机架和撒肥盘，机架的顶部固定有配肥盘，所述配肥盘上固定有载肥筒和安装轴，安装轴、载肥筒以及配肥盘的轴线相重合，所述安装轴上设置有配肥扇，配肥扇将载肥筒内腔分割成若干个配肥仓，配肥盘上设置有若干个疏肥口，疏肥口与配肥仓一一对应设置；

撒肥盘上开设有撒肥口，撒肥盘上还固定有混肥仓，混肥仓内转动安装有混肥传动轴，混肥传动轴上安装有混肥刷，在机架上还安装有混肥电机，混肥电机的主轴伸入到混肥仓内，并且混肥电机的主轴通过联轴器与混肥传动轴连接；

配肥盘的底部设置有若干组螺旋式外槽轮排肥器，螺旋式外槽轮排肥器与疏肥口一一对应设置，螺旋式外槽轮排肥器包括外壳体、减速器和排肥电机，外壳体安装在配肥盘的底部，外壳体的顶部设置有进料口，外壳体的进料口与对应的疏肥口相衔接，外壳体的底部设置有出料口，出料口通过导肥管与混肥仓连接，外壳体内转动安装有排肥传动轴，排肥传动轴上设置有若干列螺旋式槽轮，每列螺旋式槽轮上均布有若干个螺旋槽，排肥传动轴上还设置有若干个扭矩传递控制组件，所述扭矩传递控制组件与螺旋式槽轮一一对应设置，扭矩传递控制组件用于传递和切断排肥传动轴与螺旋式槽轮之间的扭矩；排肥电机与减速器传动连接，减速器与排肥传动轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种配比可调式无人机变量排肥装置，其特征在于：还包括电磁控制器，排肥传动轴上开设有长槽体和槽体密封盖，槽体密封盖密封扣盖在长槽体上，所有的扭矩传递控制组件并排位于长槽体内；扭矩传递组件包括电磁芯轴和伸缩键，电磁芯轴上开设有第一孔体，伸缩键穿设在第一孔体内，伸缩键位于电磁芯轴内的端部为内端，伸缩键位于电磁芯轴的端部为外端，伸缩键的内端设置有上电磁感应线圈，在电磁芯轴内设置有下电磁感应线圈，上电磁感应线圈与下电磁感应线圈之间设置有复位弹簧；

所述槽体密封盖上开设有若干个第二孔体，所有电磁芯轴上的第一孔体与槽体密封盖上的第二孔体一一对应设置，在螺旋式槽轮的内孔设置有键槽，与该螺旋式槽轮对应的扭矩传递组件的伸缩键可穿过第一孔体和第二孔体后伸入到键槽内；

所述电磁控制器用于控制所有上电磁感应线圈和下电磁感应线圈通电。

3.根据权利要求1所述的一种配比可调式无人机变量排肥装置，其特征在于：外壳体的进料口处安装有排肥刷，排肥刷与螺旋式槽轮的外缘相贴合。

4.根据权利要求1所述的一种配比可调式无人机变量排肥装置，其特征在于：配肥扇包括若干个配肥扇叶，每个配肥扇叶通过铰链连接在安装轴上，安装轴的上端固定有螺钉，螺钉对铰链进行轴向定位，每个配肥扇叶的侧边与载肥筒的内壁相贴合，且配肥扇叶的底部与配肥盘的上表面相贴合，相邻两个配肥扇叶之间形成所述的配肥仓；所述载肥筒上安装有配比调节机构，所述配比调节机构用于驱动各个配肥扇叶绕安装轴转动。

5.根据权利要求4所述的一种配比可调式无人机变量排肥装置，其特征在于：配比调节机构包括若干个配比调节单元，在载肥筒的筒壁上开设有若干个长孔，长孔沿载肥筒的圆周方向设置，所有的配比调节单元分别安装在所有的长孔内；

配比调节单元包括调节环和两个限位环，两个限位环固定在载肥筒的外壁，且对应的长孔位于两个限位环之间，调节环为弧形结构，调节环位于长孔的外侧，调节环活动穿设在两个限位环上，调节环通过穿设在长孔上的短杆与配肥扇叶连接，调节环上还安装有操作手柄。

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