CN118120395A - 一种自适应环状开沟施肥覆土装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应环状开沟施肥覆土装置及其控制方法，所述自适应环状开沟施肥覆土装置包括环状开沟施肥覆土装置和动力装置；所述动力装置与所述环状开沟施肥覆土装置之间通过悬挂装置连接；所述环状开沟施肥覆土装置包括支撑装置、设置在支撑装置中的开沟装置、覆土装置和施肥装置；所述开沟装置包括开沟架、设置在开沟架上的开沟机构以及用于驱动开沟机构完成开沟动作的开沟驱动机构；所述施肥装置包括肥料箱、槽轮排肥器和输肥槽；所述覆土装置则是将沟槽两侧的泥土重新覆盖在所述沟槽中。本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置可以一体完成环状开沟、环状施肥和肥土混合的工作，自动化和智能化程度更高。

Description

一种自适应环状开沟施肥覆土装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种自适应环状开沟施肥覆土装置及其控制方法。

背景技术

果园产业已成为我国第三大的农作物产业，我国的水果产量，种植面积都已处于世界顶尖水平，果园产业作为典型的劳动、密集类型的产业，需要投入较多的劳动力。果园施肥的理想方式是环状沟施肥覆土。环沟施肥围绕果树根系分布边际进行曲线开沟，并施肥覆土。但是，长期以来我国果园的施肥作业现今还是主要仍靠人工进行；随着农业机械化的推广，越来越多的施肥机械应用于果园施肥，但是目前市面上较少能够实现环状沟施肥覆土的连续性作业机械,而且智能自适应化程度也较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应环状开沟施肥覆土装置，所述自适应环状开沟施肥覆土装置可以一体完成环状开沟、环状施肥和肥土混合的工作，自动化和智能化程度更高。

本发明的第二个目的在于提供一种自适应环状开沟施肥覆土装置的控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种自适应环状开沟施肥覆土装置，包括环状开沟施肥覆土装置以及用于驱动所述环状开沟施肥覆土装置运动的动力装置，其中，所述动力装置与所述环状开沟施肥覆土装置之间通过悬挂装置连接；所述环状开沟施肥覆土装置包括支撑装置、设置在支撑装置中的开沟装置、覆土装置和施肥装置，其中，所述开沟装置包括开沟架、设置在所述开沟架上的开沟机构以及用于驱动所述开沟机构完成开沟动作的开沟驱动机构；所述施肥装置包括肥料箱、槽轮排肥器和输肥槽，其中，所述槽轮排肥器用于将肥料箱内的肥料输送到所述输肥槽内，所述输肥槽则将肥料输送到所述开沟装置所开出的沟槽内；所述覆土装置则是将沟槽两侧的泥土重新覆盖在所述沟槽中。

优选的，所述开沟机构为两组，两组开沟机构对称设置；对应的，所述开沟驱动机构也为两组；每组开沟机构包括设置在所述开沟架上的开沟刀盘以及设置在所述开沟刀盘上的多组开沟刀，其中，多组开沟刀在所述开沟刀盘上呈圆周阵列；所述开沟驱动机构包括设置在所述开沟架上的开沟电机，所述开沟电机的主轴通过联轴器与所述开沟刀盘连接。

优选的，所述支撑装置包括上支撑架、下支撑架以及用于调节所述上支撑架和所述下支撑架之间的间距以调节所述下支撑架的高度的剪叉式升降机构，其中，所述剪叉式升降机构为两组，两组剪叉式升降机构对称设置在所述上支撑架和所述下支撑架的两侧。

优选的，所述开沟装置还包括用于驱动所述开沟架自转的开沟自转驱动机构以及用于驱动所述开沟架竖向摆动的开沟摆动驱动机构，其中，

所述开沟摆动驱动机构包括设置在所述下支撑架上的固定座、设置在所述固定座上的摆动臂以及用于驱动所述摆动臂转动的摆动气缸，其中，所述摆动臂铰接在所述固定座上；所述摆动气缸的缸体安装在所述固定座上，活塞杆则与所述摆动臂铰接；

所述开沟自转驱动机构包括设置在所述摆动臂上的自转电机，所述自转电机的主轴与所述开沟架连接。

优选的，所述覆土装置包括侧板和覆土板，其中，所述侧板为两组，两组侧板分别对称安装在两组开沟刀盘上，用于保证抛起的土壤飞至沟槽的两侧；所述覆土板安装在所述下支撑架上，该覆土板采用两组对称设置的圆盘覆土机构，所述圆盘覆土机构在前进方向和竖直方向上均设置有倾角，用于将所述开沟装置工作抛起的土壤推落至该开沟装置所开设的沟槽中，以完成覆土作业。

优选的，所述肥料箱和所述槽轮排肥器设置在所述上支撑架上，所述输肥槽上端安装在所述上支撑架上，且位于所述槽轮排肥器的出口下方，下端则倾斜向下延伸至所述覆土板和所述开沟机构之间的上方。

优选的，所述动力装置包括车体以及设置在车体上的用于驱动所述车体移动的行走机构，其中，所述行走机构采用履带式行走机构；所述悬挂装置包括设置在所述车体上的连接座、设置在所述连接座上的转动臂以及用于驱动所述转动臂转动的驱动气缸，其中，所述转动臂一端转动连接在所述连接座上，另一端则与所述上支撑架连接；所述驱动气缸的缸体安装在所述车体上，活塞杆则与所述转动臂铰接。

优选的，所述车体与所述悬挂装置之间还设置有用于驱动所述悬挂装置沿着垂直于所述车体的运动方向运动的纵向驱动装置，其中，所述连接座与所述车体之间设置有纵向滑动机构，所述纵向滑动机构为两组，两组纵向滑动机构并列设置，每组纵向滑动机构包括设置在所述车体上的滑轨以及设置在所述滑轨上的滑块，所述滑轨与所述连接座连接；所述纵向驱动装置包括驱动电机以及丝杆传动机构，其中，所述驱动电机的主轴与所述丝杆传动机构中的丝杆连接，所述丝杆传动机构中的丝杆螺母则与所述连接座连接。

一种自适应环状开沟施肥覆土装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：在开沟施肥覆土作业前，所述自适应环状开沟施肥覆土装置先在果园行间直线行驶；通过设置在车体上的激光雷达进行实时定位，当到达果树树冠边际投影处时，所述自适应环状开沟施肥覆土装置停止运动；

S2：当完成开沟深度的调整后，所述自适应环状开沟施肥覆土装置围绕果树根系分布边际进行环状开沟：

S3：所述自适应环状开沟施肥覆土装置完成单株果树的单侧环沟施肥作业后；在激光雷达实时获取树干距离的前提下，控制系统接收激光雷达反馈的树干距离信号，再通过控制系统操纵环状开沟施肥覆土装置做纵向运动和开沟架做自转运动，从而合成为开沟环状轨迹，进而实现自适应环状开沟施肥覆土；

S4：所述自适应环状开沟施肥覆土装置继续直线行驶到达下一株果树树冠边际投影处，接下来的环沟施肥作业将不断重复步骤S2和步骤S3；所述自适应环状开沟施肥覆土装置沿树行作业，在单侧根区边际开设连续的曲线沟，并同步将有机肥料分散到沟槽中，相邻行掉头作业后，树行两侧的施肥曲线将每棵果树的根区包围，形成完整的环状施肥轨迹。

优选的，所述环状开沟的轨迹基圆以树干点作为圆心，半径取0.7～1.2m，具体为：

S21：环状开沟的第一段为折线开沟，在调整好开沟深度后，通过激光雷达实时获取树干距离信号，控制系统接收到激光雷达反馈的树干距离信号后，控制系统操纵纵向驱动装置带动环状开沟施肥覆土装置做纵向运动，从而促使开沟装置伸出到距离树干合适的位置处，同时，控制系统操纵开沟自转驱动机构中的自转电机带动开沟架转动45度，随后，控制系统操纵开沟架两侧镜像对称安装的开沟电机带动开沟刀盘和开沟刀同步转动，同时纵向驱动装置带动开沟装置匀速伸出，从而在地面上开设出沟槽，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为45°，同时有机肥料通过输肥槽分散到所述沟槽中；当达到目标深度时，所述自适应环状开沟施肥覆土装置以恒定速度匀速直线继续行驶，覆土板把开沟装置上一阶段开沟工作抛起的土壤推落至所述开沟装置所开设的沟槽中，完成覆土作业；

S22：所述环状开沟的第二段为直线开沟；当完成环形开沟的第一段折线开沟后，控制系统操纵自转电机带动开沟架转动-45度，纵向驱动装置保持静止不动的状态，所述自适应环状开沟施肥覆土装置保持直线行进，控制系统操纵开沟架两侧镜像对称安装的开沟电机带动开沟刀盘和开沟刀同步转动，完成环形开沟中的第二段直线开沟作业，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为0°；

S23：所述环状开沟的第三段为折线开沟；当所述自适应环状开沟施肥覆土装置在直线作业过程中收到激光雷达反馈的伸出状态信号时，控制系统操纵自转电机带动开沟架转动45°，同时纵向驱动装置带动开沟装置匀速缩回，控制系统操纵开沟架两侧镜像对称安装的开沟电机带动开沟刀盘和开沟刀同步转动，完成环形开沟的第三段折线开沟作业，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为-45°。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置通过开沟装置实现环状开沟，通过施肥装置实现环状施肥，通过覆土装置实现沟槽覆土，自动化和智能化程度更高。

2、本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置围绕果树根系分布边际完成环状开沟开沟，实现土壤和肥料有效混合，增加果树根系与肥料的空间接触面积，提高肥料利用效率，减少肥料的浪费和环境的污染。

附图说明

图1-图3为本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置的三个不同视角的结构示意图。

图4为悬挂装置的结构示意图。

图5-图8为所述环状开沟施肥覆土装置的四个不同视角的结构示意图。

图9为动力装置的结构示意图。

图10为开沟装置的结构示意图。

图11为本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置的环状开沟的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1-图10，本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置包括环状开沟施肥覆土装置以及用于驱动所述环状开沟施肥覆土装置运动的动力装置，其中，所述动力装置与所述环状开沟施肥覆土装置之间通过悬挂装置2连接；所述环状开沟施肥覆土装置包括支撑装置5、设置在支撑装置5中的开沟装置6、覆土装置7以及施肥装置4，其中，所述开沟装置6包括开沟架605、设置在所述开沟架605上的开沟机构以及用于驱动所述开沟机构完成开沟动作的开沟驱动机构；所述施肥装置4包括肥料箱401、槽轮排肥器402和输肥槽403，其中，所述槽轮排肥器402用于将肥料箱401内的肥料输送到所述输肥槽403内，所述输肥槽403则将肥料输送到所述开沟装置6所开出的沟槽内；所述覆土装置7则是将沟槽两侧的泥土重新覆盖在所述沟槽中。

参见图1-图10，所述开沟机构为两组，两组开沟机构对称设置；对应的，所述开沟驱动机构也为两组；每组开沟机构包括设置在所述开沟架605上的开沟刀盘605以及设置在所述开沟刀盘605上的多组开沟刀604，其中，多组开沟刀604在所述开沟刀盘605上呈圆周阵列；所述开沟驱动机构包括设置在所述开沟架605上的开沟电机，所述开沟电机的主轴通过联轴器与所述开沟刀盘605连接；在本实施例中，所述开沟刀604为杯型弯刀，通过开沟电机带动开沟刀盘605转动，以此带动所述开沟刀604切削入地面并将土壤抛起，从而完成开沟作业。

参见图1-图10，所述支撑装置5包括上支撑架501、下支撑架502以及用于调节所述上支撑架501和所述下支撑架502之间的间距以调节所述下支撑架502的高度的剪叉式升降机构503，其中，所述剪叉式升降机构503为两组，两组剪叉式升降机构503对称设置在所述上支撑架501和所述下支撑架502的两侧，通过所述剪叉式升降机构503可以引用调节所述上支撑架501和所述下支撑架502之间的间距，以此调节所述下支撑架502的高度，进而调节所述开沟装置6的开沟深度。

参见图1-图10，所述开沟装置6还包括用于驱动所述开沟架605自转的开沟自转驱动机构以及用于驱动所述开沟架605竖向摆动的开沟摆动驱动机构，其中，

所述开沟摆动驱动机构包括设置在所述下支撑架502上的固定座606、设置在所述固定座606上的摆动臂601以及用于驱动所述摆动臂601转动的摆动气缸602，其中，所述摆动臂601铰接在所述固定座606上；所述摆动气缸602的缸体安装在所述固定座606上，活塞杆则与所述摆动臂601铰接；

所述开沟自转驱动机构包括设置在所述摆动臂601上的自转电机607，其中，所述自转电机607的主轴与所述开沟架605连接。

通过上述设置，所述摆动气缸602的活塞杆运动的时候会带动所述摆动臂601摆动，以此来带动所述开沟架605以及安装在所述开沟架605上的开沟机构摆动，以此来进一步调节所述开沟机构的开沟深度；而所述自转电机607带动所述开沟架605自转，从而可以调节所述开沟机构的开沟角度。

参见图1-图10，所述覆土装置7包括侧板701以及覆土板702，其中，所述侧板701为两组，两组侧板701分别对称安装在两组开沟刀盘605上，用于保证抛起的土壤飞至沟槽的两侧；所述覆土板702安装在所述下支撑架502上，该覆土板702采用两组对称设置的圆盘覆土机构702，所述圆盘覆土机构702在前进方向和竖直方向均设置有倾角，用于将所述开沟装置6工作抛起的土壤推落至该开沟装置6所开设的沟槽中，完成覆土作业。

参见图1-图10，所述肥料箱401和所述槽轮排肥器402设置在所述上支撑架501上，所述输肥槽403上端安装在所述上支撑架501上，且位于所述槽轮排肥器402的出口下方，下端则倾斜向下延伸至所述覆土板702和所述开沟机构之间的上方；所述槽轮排肥器402包括排肥器和排肥电机，所述排肥电机通过弹性联轴器与所述排肥器的排肥轴连接；通过排肥电机带动排肥轴转动，从而带动排肥器工作，以此将肥料箱401中的肥料排到输肥槽403内，从而完成施肥作业；其中，可以通过控制排肥电机的转速来进一步控制排肥器的排肥量。

参见图1-图10，所述动力装置包括车体、设置在车体上的用于驱动所述车体移动的行走机构1，其中，所述行走机构1采用履带式行走机构；所述履带式行走机构由履带底盘和直流发电机等组成，其中，所述履带底盘采用电力为动力，通过履带底盘带动设备前进作业，且直流发电机作为动力源进行驱动，直流发电机搭载在履带底盘前侧。

参见图1-图10，所述悬挂装置2包括设置在所述车体上的连接座201、设置在所述连接座201上的转动臂202以及用于驱动所述转动臂202转动的驱动气缸203，其中，所述转动臂202一端转动连接在所述连接座201上，另一端则与所述上支撑架501连接；所述驱动气缸203的缸体安装在所述车体上，活塞杆则与所述转动臂202铰接。通过上述设置，当需要调节所述环状开沟施肥覆土装置的整体高度时，通过驱动活塞杆运动，从而调动所述转动臂202转动，以此来调节所述环状开沟施肥覆土装置的整体高度。

参见图1-图10，所述车体与所述悬挂装置2之间还设置有用于驱动所述悬挂装置2沿着垂直于车体的运动方向运动的纵向驱动装置3，其中，

所述连接座201与所述车体之间设置有纵向滑动机构301，所述纵向滑动机构301为两组，两组纵向滑动机构301并列设置，每组纵向滑动机构301包括设置在所述车体上的滑轨以及设置在所述滑轨上的滑块，所述滑轨与所述连接座201连接；所述纵向驱动装置3包括驱动电机以及丝杆传动机构302，其中，所述驱动电机的主轴与所述丝杆传动机构302中的丝杆连接，所述丝杆传动机构302中的丝杆螺母则与所述连接座201连接；

为了保证在所述环状开沟施肥覆土装置的整体移动过程中，所述驱动气缸203不会与之干涉，因此所述驱动气缸203也需要可以纵向移动，在本实施例中，通用采用纵向驱动机构带动所述驱动气缸203的气缸座204运动，该纵向驱动机构的结构可以参照所述纵向驱动装置3实施，即采用电机与丝杆传动机构结合的驱动方式。

通过所述纵向驱动装置3和纵向驱动机构，可以带动本发明的环状开沟施肥覆土装置的整体做垂直于车体移动方向的运动，以此提升本发明的环状开沟施肥覆土装置的灵活性、扩大左右作业范围。

在本实施例中，在本发明的环状开沟施肥覆土装置进行开沟作业的过程中，当开沟深度出现较大偏差时通过悬挂装置2的驱动气缸203可大幅度调节开沟深度，当开沟深度出现较小偏差时，则可以通过剪叉式升降机构503来小幅度调节开沟深度；另外也可以通过所述开沟摆动驱动机构来调节开沟深度。

参见图1-图11，本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置的工作原理是：

在开沟施肥覆土作业前，本发明的环状开沟施肥覆土装置在履带底盘的牵引下先在果园行间直线行驶，通过设置在车体上的激光雷达8进行实时定位，当到达果树树冠边际投影处时，本发明的环状开沟施肥覆土装置停止运动并开始调整开沟深度，控制系统操纵悬挂装置2中的驱动气缸203和剪叉式升降机构503的电动推杆来实现对开沟机构的开沟深度的实时调节，从而达到对开沟深度的自动化精准控制。

当本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置完成开沟深度的调整后，该自适应环状开沟施肥覆土装置围绕果树根系分布边际进行环状开沟，其中，所述环状开沟的轨迹基圆以树干点作为圆心，半径取0.7～1.2m，具体为：

所述环状开沟的第一段为折线开沟，即在机具调整好开沟深度后，通过激光雷达8实时获取树干距离信号，控制系统接收到激光雷达8反馈的树干距离信号后，控制系统操纵纵向驱动装置3带动环状开沟施肥覆土装置纵向运动，从而将开沟装置6伸出到距离树干合适的距离处，同时，控制系统操纵开沟自转驱动机构中的自转电机607带动开沟架605转动45度(即逆时针旋转45°)，然后，控制系统操纵开沟架605两侧镜像对称安装的开沟电机带动开沟刀盘605和开沟刀604同步转动，同时纵向驱动装置3带动开沟装置6匀速伸出，从而在地面上开设出沟槽，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为45°，同时有机肥料通过输肥槽403分散到所述沟槽中。

当达到目标深度时，本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置以恒定速度匀速直线继续行驶，覆土板702把开沟装置6上一阶段工作抛起的土壤推落至所述开沟装置6所开的沟槽中，完成覆土作业；

所述环状开沟的第二段为直线开沟；当完成环形开沟的第一段折线后，控制系统操纵自转电机607带动开沟架605转动-45°(即顺时针旋转45°)，纵向驱动装置3保持静止状态，本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置保持直线行进，完成环形开沟中的第二段直线开沟作业，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为0°；

所述环状开沟的第三段为折线开沟；当直线作业过程中收到激光雷达8反馈的伸出状态信号时，控制系统操纵自转电机607带动所述开沟架605转动45°(即逆时针旋转45°)，同时纵向驱动装置3带动开沟装置6匀速缩回，重复上述开沟过程，完成环形开沟的第三段折线，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为-45°。

至此，本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置完成单株果树的单侧环沟施肥作业；在激光雷达8实时获取树干距离下，控制系统接收激光雷达8反馈的树干距离信号，再通过控制系统操纵纵向驱动装置3的纵向运动和开沟架605的自转运动，从而合成为开沟环状轨迹，进而实现自适应环状开沟施肥覆土。

本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置继续直线行驶并开沟施肥覆土一段距离后，到达下一棵果树树冠边际投影处，接下来的环沟施肥作业将不断重复上述过程。本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置沿树行作业，在单侧根区边际开连续的曲线沟，并同步将有机肥料分散到沟槽中，相邻行掉头作业后，树行两侧的施肥曲线将每棵果树的根区包围，形成一个完整的环状施肥轨迹。

故而，本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置具有以下优点：

(1)本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置能够实现环状开沟施肥，在激光雷达实时获取树干距离的前提下，通过控制系统操纵纵向驱动装置3的纵向运动和开沟架605的自转运动，从而合成为开沟环状轨迹。本发明的自适应环状开沟施肥覆土装置围绕果树根系分布边际完成环状开沟开沟，实现土壤和肥料有效混合，增加果树根系与肥料的空间接触面积，提高肥料利用效率，减少肥料的浪费和环境的污染。

(2)在本发明的环状开沟施肥覆土装置进行开沟作业的过程中，当开沟深度出现较大偏差时通过悬挂装置2的驱动气缸203可大幅度调节开沟深度，当开沟深度出现较小偏差时，则可以通过剪叉式升降机构503来小幅度调节开沟深度；另外也可以通过所述开沟摆动驱动机构来调节开沟深度，以实现本发明的环状开沟施肥覆土装置可以根据不同的地势如垄坡、沟坡等，保持设置好的开沟深度。

(3)本发明的环状开沟施肥覆土装置中的施肥量的控制可以通过调节排肥轴的转动时间以及排肥轴的转速实现，实现对施肥量的自动化精准控制。

(4)本发明的环状开沟施肥覆土装置整体采用电力驱动，行走主体采用电驱驱动的履带底盘。另外，直驱电机直接将动力传递给开沟装置，省略传统机具中复杂的传动系统，一定程度减少了能量损失和维护成本，提高了效率和可靠性，整机的空间大小也更加有利于在丘陵山地场景下工作。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，包括环状开沟施肥覆土装置以及用于驱动所述环状开沟施肥覆土装置运动的动力装置，其中，所述动力装置与所述环状开沟施肥覆土装置之间通过悬挂装置连接；所述环状开沟施肥覆土装置包括支撑装置、设置在支撑装置中的开沟装置、覆土装置和施肥装置，其中，所述开沟装置包括开沟架、设置在所述开沟架上的开沟机构以及用于驱动所述开沟机构完成开沟动作的开沟驱动机构；所述施肥装置包括肥料箱、槽轮排肥器和输肥槽，其中，所述槽轮排肥器用于将肥料箱内的肥料输送到所述输肥槽内，所述输肥槽则将肥料输送到所述开沟装置所开出的沟槽内；所述覆土装置则是将沟槽两侧的泥土重新覆盖在所述沟槽中。

2.根据权利要求1所述的自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，所述开沟机构为两组，两组开沟机构对称设置；对应的，所述开沟驱动机构也为两组；每组开沟机构包括设置在所述开沟架上的开沟刀盘以及设置在所述开沟刀盘上的多组开沟刀，其中，多组开沟刀在所述开沟刀盘上呈圆周阵列；所述开沟驱动机构包括设置在所述开沟架上的开沟电机，所述开沟电机的主轴通过联轴器与所述开沟刀盘连接。

3.根据权利要求1所述的自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，所述支撑装置包括上支撑架、下支撑架以及用于调节所述上支撑架和所述下支撑架之间的间距以调节所述下支撑架的高度的剪叉式升降机构，其中，所述剪叉式升降机构为两组，两组剪叉式升降机构对称设置在所述上支撑架和所述下支撑架的两侧。

4.根据权利要求3所述的自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，所述开沟装置还包括用于驱动所述开沟架自转的开沟自转驱动机构以及用于驱动所述开沟架竖向摆动的开沟摆动驱动机构，其中，

所述开沟摆动驱动机构包括设置在所述下支撑架上的固定座、设置在所述固定座上的摆动臂以及用于驱动所述摆动臂转动的摆动气缸，其中，所述摆动臂铰接在所述固定座上；所述摆动气缸的缸体安装在所述固定座上，活塞杆则与所述摆动臂铰接；

所述开沟自转驱动机构包括设置在所述摆动臂上的自转电机，所述自转电机的主轴与所述开沟架连接。

5.根据权利要求4所述的自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，所述覆土装置包括侧板和覆土板，其中，所述侧板为两组，两组侧板分别对称安装在两组开沟刀盘上，用于保证抛起的土壤飞至沟槽的两侧；所述覆土板安装在所述下支撑架上，该覆土板采用两组对称设置的圆盘覆土机构，所述圆盘覆土机构在前进方向和竖直方向上均设置有倾角，用于将所述开沟装置工作抛起的土壤推落至该开沟装置所开设的沟槽中，以完成覆土作业。

6.根据权利要求5所述的自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，所述肥料箱和所述槽轮排肥器设置在所述上支撑架上，所述输肥槽上端安装在所述上支撑架上，且位于所述槽轮排肥器的出口下方，下端则倾斜向下延伸至所述覆土板和所述开沟机构之间的上方。

7.根据权利要求6所述的自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，所述动力装置包括车体以及设置在车体上的用于驱动所述车体移动的行走机构，其中，所述行走机构采用履带式行走机构；所述悬挂装置包括设置在所述车体上的连接座、设置在所述连接座上的转动臂以及用于驱动所述转动臂转动的驱动气缸，其中，所述转动臂一端转动连接在所述连接座上，另一端则与所述上支撑架连接；所述驱动气缸的缸体安装在所述车体上，活塞杆则与所述转动臂铰接。

8.根据权利要求7所述的自适应环状开沟施肥覆土装置，其特征在于，所述车体与所述悬挂装置之间还设置有用于驱动所述悬挂装置沿着垂直于所述车体的运动方向运动的纵向驱动装置，其中，所述连接座与所述车体之间设置有纵向滑动机构，所述纵向滑动机构为两组，两组纵向滑动机构并列设置，每组纵向滑动机构包括设置在所述车体上的滑轨以及设置在所述滑轨上的滑块，所述滑轨与所述连接座连接；所述纵向驱动装置包括驱动电机以及丝杆传动机构，其中，所述驱动电机的主轴与所述丝杆传动机构中的丝杆连接，所述丝杆传动机构中的丝杆螺母则与所述连接座连接。

9.一种用于权利要求8所述的自适应环状开沟施肥覆土装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在开沟施肥覆土作业前，所述自适应环状开沟施肥覆土装置先在果园行间直线行驶；通过设置在车体上的激光雷达进行实时定位，当到达果树树冠边际投影处时，所述自适应环状开沟施肥覆土装置停止运动；

S2：当完成开沟深度的调整后，所述自适应环状开沟施肥覆土装置围绕果树根系分布边际进行环状开沟：

S3：所述自适应环状开沟施肥覆土装置完成单株果树的单侧环沟施肥作业后；在激光雷达实时获取树干距离的前提下，控制系统接收激光雷达反馈的树干距离信号，再通过控制系统操纵环状开沟施肥覆土装置做纵向运动和开沟架做自转运动，从而合成为开沟环状轨迹，进而实现自适应环状开沟施肥覆土；

S4：所述自适应环状开沟施肥覆土装置继续直线行驶到达下一株果树树冠边际投影处，接下来的环沟施肥作业将不断重复步骤S2和步骤S3；所述自适应环状开沟施肥覆土装置沿树行作业，在单侧根区边际开设连续的曲线沟，并同步将有机肥料分散到沟槽中，相邻行掉头作业后，树行两侧的施肥曲线将每棵果树的根区包围，形成完整的环状施肥轨迹。

10.根据权利要求9所述的自适应环状开沟施肥覆土装置的控制方法，其特征在于，所述环状开沟的轨迹基圆以树干点作为圆心，半径取0.7～1.2m，具体为：

S21：环状开沟的第一段为折线开沟，在调整好开沟深度后，通过激光雷达实时获取树干距离信号，控制系统接收到激光雷达反馈的树干距离信号后，控制系统操纵纵向驱动装置带动环状开沟施肥覆土装置做纵向运动，从而促使开沟装置伸出到距离树干合适的位置处，同时，控制系统操纵开沟自转驱动机构中的自转电机带动开沟架转动45度，随后，控制系统操纵开沟架两侧镜像对称安装的开沟电机带动开沟刀盘和开沟刀同步转动，同时纵向驱动装置带动开沟装置匀速伸出，从而在地面上开设出沟槽，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为45°，同时有机肥料通过输肥槽分散到所述沟槽中；当达到目标深度时，所述自适应环状开沟施肥覆土装置以恒定速度匀速直线继续行驶，覆土板把开沟装置上一阶段开沟工作抛起的土壤推落至所述开沟装置所开设的沟槽中，完成覆土作业；

S22：所述环状开沟的第二段为直线开沟；当完成环形开沟的第一段折线开沟后，控制系统操纵自转电机带动开沟架转动-45度，纵向驱动装置保持静止不动的状态，所述自适应环状开沟施肥覆土装置保持直线行进，控制系统操纵开沟架两侧镜像对称安装的开沟电机带动开沟刀盘和开沟刀同步转动，完成环形开沟中的第二段直线开沟作业，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为0°；

S23：所述环状开沟的第三段为折线开沟；当所述自适应环状开沟施肥覆土装置在直线作业过程中收到激光雷达反馈的伸出状态信号时，控制系统操纵自转电机带动开沟架转动45°，同时纵向驱动装置带动开沟装置匀速缩回，控制系统操纵开沟架两侧镜像对称安装的开沟电机带动开沟刀盘和开沟刀同步转动，完成环形开沟的第三段折线开沟作业，所开出的沟槽与树行线形成的夹角为-45°。