CN213847637U

CN213847637U - 一种基于自动化控制的果树施肥装置

Info

Publication number: CN213847637U
Application number: CN202023043717.4U
Authority: CN
Inventors: 马文文; 牛有田; 陈颖; 周昌洋; 李文; 霍紫薇
Original assignee: Henan Normal University
Current assignee: Henan Normal University
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2030-12-17

Abstract

本实用新型公开了一种基于自动化控制的果树施肥装置，包括底座，所述底座一侧分别通过铰链与维修门开合连接，底座内壁下表面分别通过螺栓与蓄电池、电机和变速箱固定连接，底座两侧分别通过轴承与滚轮转动连接，滚轮外壁分别套有履带，底座上表面通过螺栓与工作箱固定连接。本基于自动化控制的果树施肥装置，当两侧履带行进速度不同时，实现转弯功能，超声波传感器来测量机械臂与树根之间的距离，从而将液体肥料喷洒到合适位置，同时做到变量施肥，根据图像传感器识别的是树根，树干还是树叶和果树的粗细，进而单片机控制喷洒液体肥料的时间，实现变量施肥，整体结构紧凑，体积小，便于移动，操作简单，扩大了适用范围，自动化程度高。

Description

一种基于自动化控制的果树施肥装置

技术领域

本实用新型涉及果树施肥技术领域，具体为一种基于自动化控制的果树施肥装置。

背景技术

近年来，果树业飞速发展，我国果树的总面积、总产量已跃居世界前列，林果业大面积的种植对农业发展来说是一个巨大的福音，对推动农业经济发展具有重大的作用。大面积的种植需要大量人力、物力对果树进行施肥，以增加果树的产量和质量。但在施肥中避免不了人工施肥效率低下，员工劳作压力大等问题，以致对果树的产量和质量造成一定的影响，且目前市面上现有的果树施肥装置，自动化程度不高，施肥时需要人工辅助，在对果树进行施肥时，需要多次进行，劳动强度大。针对这些缺陷，设计一种基于自动化控制的果树施肥装置，是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于自动化控制的果树施肥装置，整体结构紧凑，体积小，便于移动，操作简单，扩大了适用范围，由单片机统一控制处理，处理速度快，精准度高，自动化程度高，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于自动化控制的果树施肥装置，包括底座，所述底座一侧分别通过铰链与维修门开合连接，底座内壁下表面分别通过螺栓与蓄电池、电机和变速箱固定连接，蓄电池分别通过导线与电机和变速箱电性连接，电机一侧分别通过电机轴与曲轴转动连接，底座两侧分别通过轴承与滚轮转动连接，滚轮外壁分别套有履带，底座上表面通过螺栓与工作箱固定连接；

所述工作箱一侧分别设置有控制按键、指示灯、设备开关和液位表，工作箱上表面一侧设置有开口，开口外壁通过螺纹与上盖啮合，工作箱上表面一侧通过螺栓与气体增压机固定连接，工作箱内壁下表面分别通过螺栓与施肥桶和抽液泵固定连接，工作箱内壁一侧分别通过螺栓与单片机固定连接，单片机分别通过导线与超声波传感处理器和图像传感处理器电性连接；

所述工作箱两侧分别通过铰链与机械臂活动连接，机械臂内设置有输液软管，输液软管贯穿机械臂并与喷头固定连接，机械臂分别由机械长臂和机械短臂构成，机械短臂一端通过转轴与机械长臂活动连接，机械长臂一端分别设置有超声波传感器和图像传感器。

优选的，所述抽液泵一端通过管道与施肥桶一侧底端固定连接，管道外套有电磁阀，抽液泵另一端分别与输液软管固定连接。

优选的，所述曲轴一端分别与滚轮固定连接，电机一侧分别通过电机轴上套有齿轮，齿轮通过皮带与曲轴转动连接。

优选的，所述单片机分别通过导线与机械臂、抽液泵、变速箱和气体增压机电性连接。

优选的，所述超声波传感器与超声波传感处理器通过信号传输连接，图像传感器与图像传感处理器通过信号传输连接。

优选的，所述工作箱内侧分别通过铰链与后门开合连接，后门一侧通过螺栓与门锁固定连接。

优选的，所述底座内壁通过螺栓与陀螺仪传感器固定连接，陀螺仪传感器通过导线与单片机电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本基于自动化控制的果树施肥装置，变速箱控制两侧履带的速度，当两侧履带行进速度不同时，实现转弯功能，不仅可以在平地上面无障碍移动，而且在有坡度的地区一定程度上也可以实现平衡功能，超声波传感器来测量机械臂与树根之间的距离，单片机控制抽液泵工作，从而将液体肥料喷洒到合适位置，同时做到变量施肥，根据图像传感器识别的是树根，树干还是树叶和果树的粗细，进而单片机控制喷洒液体肥料的时间，实现变量施肥，整体结构紧凑，体积小，便于移动，操作简单，扩大了适用范围，由单片机统一控制处理，处理速度快，精准度高，自动化程度高。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构正视图；

图2为本实用新型的整体结构侧视图；

图3为本实用新型的局部结构剖视图；

图4为本实用新型的机械臂结构剖视图。

图中：1、底座；101、维修门；102、蓄电池；103、电机；104、变速箱；105、曲轴；2、滚轮；3、履带；4、工作箱；401、控制按键；402、指示灯；403、设备开关；404、液位表；405、施肥桶；406、抽液泵；407、单片机；408、超声波传感处理器；409、图像传感处理器；410、上盖；411、气体增压机；5、机械臂；501、机械长臂；502、机械短臂；503、图像传感器；504、超声波传感器；6、输液软管；7、喷头。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。

请参阅图1-4，一种基于自动化控制的果树施肥装置，包括底座1，底座1一侧分别通过铰链与维修门101开合连接，底座1内壁下表面分别通过螺栓与蓄电池102、电机103和变速箱104固定连接，蓄电池102分别通过导线与电机103和变速箱104电性连接，电机103一侧分别通过电机轴与曲轴105转动连接，曲轴105一端分别与滚轮2固定连接，电机103一侧分别通过电机轴上套有齿轮，齿轮通过皮带与曲轴105转动连接，电机103内部通过通电线圈在磁场中受力转动带动它的转子旋转，转子上的小齿轮带动马达飞轮旋转，从而带动曲轴105转动来驱动本装置前进，单片机407控制变速箱104的变速，底座1内壁通过螺栓与陀螺仪传感器固定连接，陀螺仪传感器通过导线与单片机407电性连接，内部的陀螺仪传感器感知物体运动状态的变化，将产生的电信号送入单片机407处理，控制电机103的运行，达到平衡，底座1两侧分别通过轴承与滚轮2转动连接，滚轮2外壁分别套有履带3，变速箱104控制两侧履带3的速度，当两侧履带3行进速度不同时，实现转弯功能，选用履带3作为它的行进方式，不仅可以在平地上面无障碍移动，而且在有坡度的地区一定程度上也可以实现平衡功能，底座1上表面通过螺栓与工作箱4固定连接，工作箱4内侧分别通过铰链与后门开合连接，后门一侧通过螺栓与门锁固定连接，方便内部设备的安装与维修更换，操作更加便捷，工作箱4一侧分别设置有控制按键401、指示灯402、设备开关403和液位表404，工作箱4上表面一侧设置有开口，开口外壁通过螺纹与上盖410啮合，工作箱4上表面一侧通过螺栓与气体增压机411固定连接，工作箱4内壁下表面分别通过螺栓与施肥桶405和抽液泵406固定连接，抽液泵406一端通过管道与施肥桶405一侧底端固定连接，管道外套有电磁阀，抽液泵406另一端分别与输液软管6固定连接，图像传感器503将信号通过内部整流滤波电路传送给单片机407，当所传送信号达到单片机407对应的阈值时，单片机407控制抽液泵406工作，从而使抽液泵406将液体肥料喷洒到合适位置，工作箱4内壁一侧分别通过螺栓与单片机407固定连接，单片机407分别通过导线与机械臂5、抽液泵406、变速箱104和气体增压机411电性连接，单片机407分别通过导线与超声波传感处理器408和图像传感处理器409电性连接，工作箱4两侧分别通过铰链与机械臂5活动连接，机械臂5内设置有输液软管6，输液软管6贯穿机械臂5并与喷头7固定连接，通过机械臂5控制输液软管6的走向，机械臂5分别由机械长臂501和机械短臂502构成，机械短臂502一端通过转轴与机械长臂501活动连接，机械长臂501一端分别设置有超声波传感器504和图像传感器503，超声波传感器504与超声波传感处理器408通过信号传输连接，图像传感器503与图像传感处理器409通过信号传输连接，图像传感器503利用图像传感处理器409的光电转换功能，将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，然后将此电信号传给单片机407，单片机407再将接受来的信号与自身中储存的数据相对比，进而判断出图像传感器503识别的是树根，树干还是树叶和果树的粗细，单片机407进而指示机械臂5去动作，通过超声波传感器504来测量机械臂5与树根之间的距离，如果机械臂5还没有达到设定的它与树根之间的距离，单片机407将继续指示机械臂5往前伸展，如果距离达到设定的值，超声波传感器504会给单片机407一个信号，单片机407控制抽液泵406工作，从而将液体肥料喷洒到合适位置，同时做到变量施肥，根据图像传感器503传来的信息，识别出树的粗细，进而单片机407控制喷洒液体肥料的时间，实现变量施肥，整体结构紧凑，体积小，便于移动，操作简单，扩大了适用范围，由单片机407统一控制处理，处理速度快，精准度高，自动化程度高。

综上所述，本基于自动化控制的果树施肥装置，变速箱104控制两侧履带3的速度，当两侧履带3行进速度不同时，实现转弯功能，不仅可以在平地上面无障碍移动，而且在有坡度的地区一定程度上也可以实现平衡功能，超声波传感器504来测量机械臂5与树根之间的距离，单片机407控制抽液泵406工作，从而将液体肥料喷洒到合适位置，同时做到变量施肥，根据图像传感器503识别的是树根，树干还是树叶和果树的粗细，进而单片机407控制喷洒液体肥料的时间，实现变量施肥，整体结构紧凑，体积小，便于移动，操作简单，扩大了适用范围，由单片机407统一控制处理，处理速度快，精准度高，自动化程度高。

需要说明的是，在本文中，诸如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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于自动化控制的果树施肥装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）一侧分别通过铰链与维修门（101）开合连接，底座（1）内壁下表面分别通过螺栓与蓄电池（102）、电机（103）和变速箱（104）固定连接，蓄电池（102）分别通过导线与电机（103）和变速箱（104）电性连接，电机（103）一侧分别通过电机轴与曲轴（105）转动连接，底座（1）两侧分别通过轴承与滚轮（2）转动连接，滚轮（2）外壁分别套有履带（3），底座（1）上表面通过螺栓与工作箱（4）固定连接；

所述工作箱（4）一侧分别设置有控制按键（401）、指示灯（402）、设备开关（403）和液位表（404），工作箱（4）上表面一侧设置有开口，开口外壁通过螺纹与上盖（410）啮合，工作箱（4）上表面一侧通过螺栓与气体增压机（411）固定连接，工作箱（4）内壁下表面分别通过螺栓与施肥桶（405）和抽液泵（406）固定连接，工作箱（4）内壁一侧分别通过螺栓与单片机（407）固定连接，单片机（407）分别通过导线与超声波传感处理器（408）和图像传感处理器（409）电性连接；

所述工作箱（4）两侧分别通过铰链与机械臂（5）活动连接，机械臂（5）内设置有输液软管（6），输液软管（6）贯穿机械臂（5）并与喷头（7）固定连接，机械臂（5）分别由机械长臂（501）和机械短臂（502）构成，机械短臂（502）一端通过转轴与机械长臂（501）活动连接，机械长臂（501）一端分别设置有超声波传感器（504）和图像传感器（503）。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的果树施肥装置，其特征在于：所述抽液泵（406）一端通过管道与施肥桶（405）一侧底端固定连接，管道外套有电磁阀，抽液泵（406）另一端分别与输液软管（6）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的果树施肥装置，其特征在于：所述曲轴（105）一端分别与滚轮（2）固定连接，电机（103）一侧分别通过电机轴上套有齿轮，齿轮通过皮带与曲轴（105）转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的果树施肥装置，其特征在于：所述单片机（407）分别通过导线与机械臂（5）、抽液泵（406）、变速箱（104）和气体增压机（411）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的果树施肥装置，其特征在于：所述超声波传感器（504）与超声波传感处理器（408）通过信号传输连接，图像传感器（503）与图像传感处理器（409）通过信号传输连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的果树施肥装置，其特征在于：所述工作箱（4）内侧分别通过铰链与后门开合连接，后门一侧通过螺栓与门锁固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的果树施肥装置，其特征在于：所述底座（1）内壁通过螺栓与陀螺仪传感器固定连接，陀螺仪传感器通过导线与单片机（407）电性连接。