CN210694919U - 一种施肥机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业自动化技术领域，提供一种施肥机，包括人机交互模块、控制模块和混液装置，所述人机交互模块与所述控制模块连接，所述混液装置的一端连接有清水管路和多个原液管路，所述清水管路上设有第一电磁阀，各个所述原液管路上分别设有第二电磁阀，所述第一电磁阀和多个所述第二电磁阀均与控制模块连接；所述混液装置内分别设有第一监测件和第二监测件，所述第一监测件和所述第二监测件均与所述控制模块连接。通过设置人机交互模块，方便操作者根据作物生长阶段输入营养液的配比参数，控制模块接收第一监测件和第二监测件的数据与预设参数进行比较判断，实现对混液装置内营养液浓度的精确调配，满足作物的生长需求，提高施肥效率。

Description

一种施肥机

技术领域

本实用新型涉及农业自动化技术领域，特别是涉及一种施肥机。

背景技术

随着现代农业的快速发展，设施农业已成为中国现阶段农业中最具特色和优势的主导产业，在中国国民经济发展中占据重要地位。设施农业中，主要以无土栽培的方式代替传统的土壤栽培，即减少了对自然环境的依赖和生产成本，也提高了作物的产量。

其中，无土栽培的关键是营养液的供给，通过对作物成长所需离子元素按一定比例进行配比得到营养液，使营养液不断循环供给，为作物生长提供养分，因此，营养液的配比和供给成为无土栽培的关键。

目前，现有的营养液配肥施肥一体机主要通过将含有各种离子元素的营养原液抽入主管道内，并与清水进行融合稀释后，再进入混液桶中进行储存，最后完成对作物的灌溉，但营养原液一般浓度较高，在主管道内无法实现良好的融合，使得主管道内出现大量的沉淀，长期导致管道内发生堵塞，同时也会使得混液桶内营养液各离子元素出现大量损失，无法满足作物所需的生长要求，并且不同作物在不同时期生长所需的离子元素的浓度都有所不同，通过人工的计算与控制不仅浪费大量的人力，同时也无法保证对营养液各离子元素浓度的准确配比。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种施肥机，以解决现有营养液配肥施肥一体机无法保证对营养液各离子元素浓度的准确配比的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种施肥机，包括人机交互模块、控制模块和混液装置，所述人机交互模块与所述控制模块连接，所述混液装置的一端连接有用以配置营养液的清水管路和多个原液管路，所述清水管路上设有第一电磁阀，各个所述原液管路上分别设有第二电磁阀，所述第一电磁阀和多个所述第二电磁阀均与控制模块连接；

所述混液装置内分别设有用以监测营养液的导电率的第一监测件和用以监测营养液的酸碱度的第二监测件，所述第一监测件和所述第二监测件均与所述控制模块连接。

其中，所述混液装置的内壁沿其高度方向设有第一液位计和第二液位计，所述第一液位计和所述第二液位计均与所述控制模块的输入端连接。

其中，所述混液装置的另一端连通有施肥管路，靠近所述施肥管路的入口端处设有用以为灌溉施肥提供动力的灌溉泵。

其中，所述施肥管路上还设有球阀和压力表，所述球阀设置在靠近所述施肥管路的出口端的施肥管路上，所述压力表设置在所述球阀与所述灌溉泵之间的所述施肥管路上。

其中，还包括多个文丘里管，各个所述文丘里管分别与相应的所述原液管路对接连通，所述文丘里管的第一进口与所述原液管路连接，所述文丘里管的第二进口通过支管路与所述清水管路连接，所述文丘里管的出口与所述混液装置连通。

其中，所述原液管路上沿原液流动方向依次设有流量计、止回阀、隔膜阀和所述第二电磁阀。

其中，所述人机交互模块包括第一面板和第二面板，所述第一面板与所述控制模块的输入端连接，所述第二面板与所述控制模块的输出端连接。

其中，还包括支撑架，所述人机交互模块、控制模块和混液装置均安装在所述支撑架上。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种施肥机，通过设置人机交互模块，方便操作者根据作物生长阶段输入营养液的配比参数，控制模块接收第一监测件和第二监测件的数据与预设参数进行比较判断，控制清水管路上第一电磁阀和原液管路上的第二电磁阀的启闭，实现对混液装置内营养液浓度的精确调配，满足作物的生长需求，结构简单、操作方便，可以有效提高施肥效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例施肥机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例施肥机的混液装置的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例施肥机的工艺流程图。

图中，1：人机交互模块；2：控制模块；3：混液装置；4：进液口；5：清水管路；6：原液管路；7：第一电磁阀；8：第二电磁阀；9：第一监测件；10：第二监测件；11：第一液位计；12：第二液位计；13：施肥管路；14：灌溉泵；15：球阀；16：压力表；17：文丘里管；18：隔膜阀；19：止回阀；20：流量计；21：支撑架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种施肥机，包括人机交互模块1、控制模块2和混液装置3，人机交互模块1与控制模块2的输入端连接，通过人机交互模块1向控制模块2输入设置的基本参数，同时方便观察配比灌溉情况。混液装置3的一端连接有用以配置营养液的清水管路5和多个原液管路6，清水管路5用以向混液装置3内注入清水以调配营养液的浓度，多个原液管路6分别将对应的多种离子原液吸入混液装置3内。清水管路5上设有第一电磁阀7，各个原液管路5上分别设有第二电磁阀8，第一电磁阀7和多个第二电磁阀8均与控制模块2的输出端连接，实现对第一电磁阀7和多个第二电磁阀8的启闭控制。

混液装置3内分别设有第一监测件9和第二监测件10，第一监测件9和第二监测件10均与控制模块2的输入端连接，第一监测件9用以监测营养液的导电率，即EC值，第二监测件10用以监测营养液的酸碱度，即pH值。需要说明的是，通过设置人机交互模块1，方便操作者根据作物生长阶段输入营养液的配比参数，控制模块2接收第一监测件9和第二监测件10的数据EC值和pH值与预设参数进行比较判断，进而控制清水管路5上第一电磁阀7和原液管路6上的第二电磁阀8的启闭，实现对混液装置3内营养液浓度的精确调配，满足作物的生长需求，结构简单，操作方便，提高施肥效率。

进一步地，混液装置3的内壁沿其高度方向设有第一液位计11和第二液位计12，第一液位计11和第二液位计12均与控制模块2的输入端连接。值得说明的，第一液位计11设置在混液装置3靠近底端的内壁上，用以监测混液装置3的最低液位。第二液位计12设置在混液装置3整体高度中间位置的内壁上，用以监测离子原液的注入液位。可以理解的，当第一液位计11监测到混液装置3内的营养液低于第一液位计11高度时，向控制模块2发送信号，控制模块2发出停止灌溉指令；当第二液位计12监测到离子原液高过第二液位计12的高度时，向控制模块2发送信号，控制模块2向原液管路6上的第二电磁阀8发送关闭指令，同时控制模块2向清水管路5上的第一电磁阀7发送开启指令，实现停止离子原液的注入，开启清水注入。在一个例子中，将第一液位计11和第二液位计12的位置调整，将第二液位计12设置在在混液装置3靠近底端的内壁上，用以监测混液装置3的最低液位。第一液位计11设置在混液装置3整体高度中间位置的内壁上，用以监测离子原液的注入液位。

其中，第一监测件9为EC传感器，第二监测件10为pH传感器，分别用以监测营养液的导电率和酸碱度，并将检测的EC值和pH值实时传送至控制模块2，与设定参数进行判断比较。本实施例中，第一监测件9和第二检测件10分别设置两个，两个第一监测件9沿混液装置3的高度方向依次设置在混液装置3的内侧壁上，以提高对营养液的EC值监测的准确度。两个第二监测件10沿混液装置3的高度方向依次设置在混液装置3的内侧壁上，以提高对营养液的pH值监测的准确度。

进一步地，混液装置3的另一端连通有施肥管路13，靠近施肥管路13的入口端处设有用以为灌溉施肥提供动力的灌溉泵14。施肥管路13上还设有球阀15和压力表16，球阀15设置在靠近施肥管路13的出口端的施肥管路13上，压力表16设置在球阀15与灌溉泵14之间的施肥管路13上。可以理解的，混液装置3的下端与施肥管路13连通，灌溉泵14余控制模块2的输出端连接，用以控制灌溉泵14的起停状态，压力表16实时监测施肥管路13内的水压大小，并将监测信息传输至控制模块2，并经人机交互模块1显示，以供操作人员查看。

其中，为了提高灌溉泵14与施肥管路13的安装强度，灌溉泵14的两端分别通过法兰与施肥管路13连接，保证密封和安装强度。施肥管路13的出口端设置球阀15，通过手动调节球阀15实现对施肥管路13的流量的控制，方便操作。

进一步地，包括多个文丘里管17，各个文丘里管17分别与相应的原液管路6对接连通，文丘里管17的第一进口与原液管路6连接，文丘里管17的第二进口通过支管路与清水管路5连接，文丘里管17的出口与混液装置3连通。本实施例中，设置五个文丘里管17和与之一一对应的五个原液管路6，文丘里管17的第一进口与原液管路6的出液口对接，依靠文丘里管17的原理作用实现将离子原液的吸入混液装置3内；文丘里管17的第二进口通过支路管路与清水管路5连接，依靠文丘里管17的原理作用实现将清水吸入混液装置3内；文丘里管17的出口与混液装置3的进液口4对接。值得说明的，五个原液管路6分别对应一种离子原液，将五种离子原液吸入混液装置3后进行融合和稀释，有效的避免了离子原液的沉淀对管道的堵塞，也更有利于各离子原液与清水间的融合与稀释。进一步说明的，第一电磁阀7设置在清水管路5的进水口端，用以控制五个支路管路统一供水。

其中，原液管路6上沿原液流动方向依次设有流量计20、止回阀19、隔膜阀18和第二电磁阀11。可以理解的，隔膜阀18用以对原液管路6的吸液压力手动调节的作用；止回阀19用以防止离子原液回流；流量计20用以方便实时观察各相对应的原液管路6吸液情况。

进一步地，人机交互模块1包括第一面板和第二面板，第一面板与控制模块2的输入端连接，第二面板与控制模块2的输出端连接。本实施例中，第一面板为输入设置参数的面板，用以向控制模块2输入设置灌溉对象的作物类型；种植时期，包括前期、中期和后期；灌溉次数。第二面板为显示面板，用以显示控制模块2获取的参数信息，包括理论EC值、pH值；实时EC值、pH值；已完成次数；运行过程，包括运行、待机和停止；方便操作者实时查看施肥机的工作状态情况。

其中，还包括支撑架21，人机交互模块1、控制模块2和混液装置3均安装在支撑架21上，用以对整个施肥机稳定支撑。本实施例中，混液装置3优选混液桶。在一个例子中，支撑架21上设有壳体，壳体罩设在原液管路6和清水管路5上侧，用以对各管路的保护作用。

如图3所示，本实用新型实施例的工艺流程如下：

S1：打开电源，启动控制模块，通过人机交互模块对作物类型、种植时期和灌溉次数进行设置；

S2：预先通过数学模型，依据用户输入的需求，进行计算，得到所需的各离子浓度即理论的pH值和EC值，将理论pH值和EC值以及每次灌溉之间的时间间隔均输入控制模块；

S3：启动各原液管路的第二电磁阀，将离子原液吸入入混液装置内；

S4：当离子原液的液面高度到达第二液位计时，关闭各原液管路的第二电磁阀，并打开清水管路的第一电磁阀，向混液装置内加入清水对离子原液进行稀释融合；

S5：通过设于混液装置内的第一监测件和第二监测件对营养液实时的EC值和pH值进行检测，并将数据传送至控制模块；

S6：每隔5秒，控制模块对比实时EC值和pH值与理论EC值和pH值的大小，若实时EC值和pH值小于理论EC值和pH值，则关闭清水管路的第一电磁阀，开启各原液管路的第二电磁阀、若实时EC值和pH值大于理论EC值和pH值，则继续开启清水管路的第一电磁阀；

S7：当实时EC值和pH值等于理论EC值和pH值时，清水管路的第一电磁阀和各原液管路上的第二电磁阀均处于关闭状态，控制模块向灌溉泵发送开启指令，进行灌溉；

S8：当营养液的液位到达第一液位计时，关闭灌溉泵，并通过控制模块记录灌溉次数为一；

S9：判断记录灌溉次数与设置灌溉次数的大小，不相等时，启动时间延迟，跳回到S3；

S10：当记录灌溉次数与设置灌溉次数的相等时，程序结束，关闭电源。

值得说明的，本实施例整个工艺流程中，不涉及到任何控制模块的运算，控制模块仅是对接收的参数与预先输入设置的参数进行比较判断，根据判断结果发出第一电磁阀和第二电磁阀各自启停的工作指令。图3中的原液电磁阀即是第二电磁阀，清水电磁阀即是第一电磁阀。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种施肥机，其特征在于，包括人机交互模块、控制模块和混液装置，所述人机交互模块与所述控制模块连接，所述混液装置的一端连接有用以配置营养液的清水管路和多个原液管路，所述清水管路上设有第一电磁阀，各个所述原液管路上分别设有第二电磁阀，所述第一电磁阀和多个所述第二电磁阀均与控制模块连接；

所述混液装置内分别设有用以监测营养液的导电率的第一监测件和用以监测营养液的酸碱度的第二监测件，所述第一监测件和所述第二监测件均与所述控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的施肥机，其特征在于，所述混液装置的内壁沿其高度方向设有第一液位计和第二液位计，所述第一液位计和所述第二液位计均与所述控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的施肥机，其特征在于，所述混液装置的另一端连通有施肥管路，靠近所述施肥管路的入口端处设有用以为灌溉施肥提供动力的灌溉泵。

4.根据权利要求3所述的施肥机，其特征在于，所述施肥管路上还设有球阀和压力表，所述球阀设置在靠近所述施肥管路的出口端的施肥管路上，所述压力表设置在所述球阀与所述灌溉泵之间的所述施肥管路上。

5.根据权利要求1所述的施肥机，其特征在于，还包括多个文丘里管，各个所述文丘里管分别与相应的所述原液管路对接连通，所述文丘里管的第一进口与所述原液管路连接，所述文丘里管的第二进口通过支管路与所述清水管路连接，所述文丘里管的出口与所述混液装置连通。

6.根据权利要求5所述的施肥机，其特征在于，所述原液管路上沿原液流动方向依次设有流量计、止回阀、隔膜阀和所述第二电磁阀。

7.根据权利要求1所述的施肥机，其特征在于，所述人机交互模块包括第一面板和第二面板，所述第一面板与所述控制模块的输入端连接，所述第二面板与所述控制模块的输出端连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的施肥机，其特征在于，还包括支撑架，所述人机交互模块、控制模块和混液装置均安装在所述支撑架上。

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