CN214070642U - 一种茄果类蔬菜智能营养调控装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，包括安装在行走装置上的施肥装置，施肥装置包括三组配肥器，配肥器内下部设有配肥槽轮和配肥出口，在配肥器下方设有配肥料斗，配肥料斗内设有混肥搅拌轴，配肥料斗底部设有施肥槽轮和出肥口，在行走装置底板上设有与出肥口相对的施肥出口，在行走装置上安装有包括多光谱传感器和安装在施肥出口处的固体流量计的检测系统，固体流量计与控制系统电性连接，多光谱传感器通过信号调理器、数据采集器与控制系统电性连接，配肥槽轮和施肥槽轮的驱动电机均通过PLC与控制系统电性连接，控制系统包括工控机。采用本实用新型不仅能省工省力，而且能准确满足植物营养需求、实现对施肥量的精准控制。

Description

一种茄果类蔬菜智能营养调控装备

技术领域

本实用新型涉及一种农业机械，尤其涉及智能化施肥机械。

背景技术

茄果类的蔬菜主要包括，辣椒，番茄等，为全国各地主要夏季蔬菜，有产量高，采收期长，营养丰富等特点，在我国的栽培面积大，栽培范围广。为了获得高品质的蔬菜需要定期进行施肥。传统的施肥方式主要有两种，一种是人工施肥，这种施肥方式需要耗费大量的人力，物力，且效率低下，往往一次只能施加一种肥料，并且施肥量只能以种植经验作为依据，容易造成施肥量过多烧苗现象，或者施肥量不足导致植株矮小，结果品质低下。另一种施肥方式是机械施肥，这种方式很大程度上要依靠人工操作，施肥量的多少还是根据种植经验来确定，虽然节省了人工，但施肥量、施肥效果还是不能得到精准有效控制。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，它不仅能省工省力，而且能准确满足植物营养需求、实现对施肥量的精准控制。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，包括行走装置及安装在行走装置上的施肥装置，所述施肥装置包括三组配肥器，每一配肥器包括蓄肥箱，在蓄肥箱底部连接有配肥槽轮座，在配肥槽轮座内设有配肥槽轮腔，该配肥槽轮腔与蓄肥箱内腔通连，在配肥槽轮腔内转动支承有配肥槽轮，在配肥槽轮外周开有配肥槽，所述配肥槽沿配肥槽轮周向均布，在配肥槽轮座底部设有与配肥槽轮腔相通连的配肥出口，所述配肥槽轮与配肥驱动电机相连；在配肥器下方设有配肥料斗，在配肥料斗内转动支承有混肥搅拌轴，在配肥料斗底部设有施肥槽轮腔，施肥槽轮腔与配肥料斗内腔通连，在施肥槽轮腔内转动支承有施肥槽轮，在施肥槽轮外周开有施肥槽，所述施肥槽沿施肥槽轮周向均布，在配肥料斗底部设有与施肥槽轮腔相通连的出肥口，所述施肥槽轮与施肥驱动电机相连；在行走装置底板上设有与出肥口相对的施肥出口，在所述行走装置上安装有检测系统，所述检测系统包括多光谱传感器和安装在施肥出口处的固体流量计，所述固体流量计与控制系统电性连接，所述多光谱传感器通过信号调理器、数据采集器与控制系统电性连接，所述配肥驱动电机和施肥驱动电机均通过PLC与控制系统电性连接，所述控制系统包括工控机。

在上述结构中，由于所述施肥装置包括三组配肥器，每一配肥器包括蓄肥箱，在蓄肥箱底部连接有配肥槽轮座，在配肥槽轮座内设有配肥槽轮腔，该配肥槽轮腔与蓄肥箱内腔通连，在配肥槽轮腔内转动支承有配肥槽轮，在配肥槽轮外周开有配肥槽，所述配肥槽沿配肥槽轮周向均布，在配肥槽轮座底部设有与配肥槽轮腔相通连的配肥出口，所述配肥槽轮与配肥驱动电机相连，则施肥装置所配置的三组配肥器可以分别提供氮、磷、钾三种不同的肥料，每种肥料均由配肥驱动电机通过控制配肥槽轮的转速而控制配肥输出量，配肥槽轮每转一圈的配肥输出量为配肥槽轮中各配肥槽的空间体积之和，根据植物生长的需求，通过三组配肥器可以提供不同数量的氮、磷、钾肥料而配制成所需的肥料组合，从而能准确满足植物生长的营养需求。

又由于在配肥器下方设有配肥料斗，在配肥料斗内转动支承有混肥搅拌轴，在配肥料斗底部设有施肥槽轮腔，施肥槽轮腔与配肥料斗内腔通连，在施肥槽轮腔内转动支承有施肥槽轮，在施肥槽轮外周开有施肥槽，所述施肥槽沿施肥槽轮周向均布，在配肥料斗底部设有与施肥槽轮腔相通连的出肥口，所述施肥槽轮与施肥驱动电机相连，则由三组配肥器所提供的不同数量的氮、磷、钾肥料通过配肥料斗内的混肥搅拌轴搅拌均匀，并通过施肥槽轮精准施肥，其施肥量由施肥驱动电机通过控制施肥槽轮的转速而加以精准控制，施肥槽轮每转一圈的施肥输出量为施肥槽轮中各施肥槽的空间体积之和，由施肥槽轮精准控制的经混肥搅拌轴搅拌均匀的适应植物生长需求的肥料从出肥口输出。

还由于在行走装置底板上设有与出肥口相对的施肥出口，在所述行走装置上安装有检测系统，所述检测系统包括多光谱传感器和安装在施肥出口处的固体流量计，所述固体流量计与控制系统电性连接，所述多光谱传感器通过信号调理器、数据采集器与控制系统电性连接，所述配肥驱动电机和施肥驱动电机均通过PLC与控制系统电性连接，所述控制系统包括工控机，则所设置的检测系统中的多光谱传感器位于行走装置的前方，用以获得作物生长状况信息，可以利用多光谱技术对作物的养分状况进行判断识别，与传统的凭借人为肉眼的经验识别更加科学可靠，且工作效率更高，更可靠；多光谱传感器与信号调理器连接，信号调理器将多光谱传感器获得的数据进行放大，滤波处理，信号调理器与数据采集器连接（采用AD转换器），数据采集器通过将连续的模拟信号离散化转换成与模拟电压信号幅度相对应的一系列数值信息，数据采集器与控制系统的工控机连接，工控机相当于信号处理系统，在工控机中存储有预先编写的根据基于养分决策处方的不同元素的精准配比技术对肥料氮、磷、钾元素进行智能优化配比的设计程序，针对数据采集器传递来的作物养分信息数据信号，控制系统的工控机应用上述基于养分决策处方的不同元素的精准配比技术对肥料氮、磷、钾元素进行智能优化配比的设计程序自动进行分析计算，得出作物所需的氮、磷、钾肥料的需求善信息，并控制各配肥驱动电机和施肥驱动电机运转，从而配置出符合作物生长需求的特定肥料并进行施肥作业；施肥过程中检测系统中的固体流量计可以检测出实际施肥量并反馈到控制系统，从而实现对实际施肥量的精准控制；并且整个施肥过程自动分析养分需求，自动根据需求配制相应的肥料并自动进行施肥作业，不仅省工省力，而且自动化程度高、施肥效率高，并能节省肥料。

本实用新型的一种优选实施方式，所述配肥槽轮腔为直径与配肥槽轮外径相对应的圆柱状内腔。采用该实施方式，配肥槽轮腔与配肥槽轮外径为间隙配合，不会有肥料从配肥槽轮腔与配肥槽轮外径之间的间隙额外输出的情况发生，保证了配肥的准确性。

本实用新型的另一种优选实施方式，在所述配肥槽轮外周开有三至八条配肥槽，配肥槽的槽底呈圆弧状。采用该实施方式，配肥槽的数量越多，配肥量控制的准确性就越高，三至八条配肥槽可以满足常规的配肥量精度要求，呈圆弧状的配肥槽槽底可以便于肥料的顺畅输送。

本实用新型的又一种优选实施方式，所述配肥槽轮通过减速机构与配肥驱动电机相连。采用该实施方式，可以便于提高配肥槽轮转动角度的控制精度，提高配肥量控制的准确性。

本实用新型进一步的优选实施方式，所述配肥驱动电机为步进电机或伺服电机。采用该实施方式，步进电机或伺服电机可以实现转速与转角的精准控制，可以更好地满足配肥量的控制要求。

本实用新型另一进一步的优选实施方式，在所述配肥料斗内设有混肥腔，所述混肥搅拌轴设置于混肥腔内。采用该实施方式，混肥腔的设置可以使各配肥器所输出的肥料得到更好的混合，提高肥料混合的均匀性。

本实用新型又一进一步的优选实施方式，所述施肥槽轮腔为直径与施肥槽轮外径相对应的圆柱状内腔。采用该实施方式，施肥槽轮腔与施肥槽轮外径为间隙配合，不会有肥料从施肥槽轮腔与施肥槽轮外径之间的间隙额外输出的情况发生，保证了施肥的准确性。

本实用新型更进一步的优选实施方式，在所述施肥槽轮外周开有三至八条施肥槽，施肥槽的槽底呈圆弧状。采用该实施方式，施肥槽的数量越多，施肥量控制的准确性就越高，三至八条施肥槽可以满足常规的施肥量精度要求，呈圆弧状的施肥槽槽底可以便于肥料的顺畅输送。

本实用新型另一更进一步的优选实施方式，所述施肥驱动电机为步进电机或伺服电机。采用该实施方式，步进电机或伺服电机可以实现转速与转角的精准控制，可以更好地满足施肥量的控制要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型一种茄果类蔬菜智能营养调控装备作进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种茄果类蔬菜智能营养调控装备一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示结构的俯视图；

图3是图1所示结构中配肥器的放大结构示意图；

图4是图1所示结构中I部位的放大视图。

图中：1-行走装置、2-施肥装置、3-配肥器、4-配肥槽轮座、5-蓄肥箱、6-配肥槽轮腔、7-配肥槽轮、8-配肥槽、9-配肥出口、10-配肥料斗、11-混肥腔、12-混肥搅拌轴、13-施肥槽轮腔、14-施肥槽轮、15-施肥槽、16-出肥口、17-施肥出口、18-固体流量计、19-多光谱传感器、20-配肥驱动电机、21-减速机构、22-施肥驱动电机、23- PLC、24-数据采集器、25-工控机、26-信号调理器。

具体实施方式

在图1和图2所示的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备中，行走装置1是施肥装置2的载体，施肥装置2安装在行走装置1的底板上，底板上安装有四个行走轮，由拖拉机带动在田间行走。

施肥装置2包括三组配肥器3，可分别用以提供氮、磷、钾肥料，参见图3，每一配肥器3包括蓄肥箱5，在蓄肥箱5底部固定连接有配肥槽轮座4，在配肥槽轮座4内设有配肥槽轮腔6，该配肥槽轮腔6与蓄肥箱5内腔通连，在配肥槽轮腔6内转动支承有配肥槽轮7，配肥槽轮腔6为直径与配肥槽轮7外径相对应的圆柱状内腔，配肥槽轮7外周与配肥槽轮腔6的内壁间隙配合，在配肥槽轮腔6的两端设有密封端盖，在配肥槽轮7外周开有配肥槽8，配肥槽8沿配肥槽轮7周向均布，作为优选结构，在配肥槽轮7外周开有三至八条配肥槽8，配肥槽8的槽底呈圆弧状；配肥槽轮7与配肥驱动电机20相连，作为优选，配肥槽轮7通过减速机构21与配肥驱动电机20相连，配肥驱动电机20为步进电机或伺服电机；在配肥槽轮座4底部设有与配肥槽轮腔6相通连的配肥出口9，在配肥器3下方设有配肥料斗10，三组配肥器3通过支架安装在配肥料斗10上方，三组配肥器3的配肥出口9均通向配肥料斗10内腔。

参见图4，在配肥料斗10内转动支承有混肥搅拌轴12，在配肥料斗10内设有混肥腔11，混肥搅拌轴12设置于混肥腔11内，在配肥料斗10底部设有施肥槽轮腔13，施肥槽轮腔13与配肥料斗10内腔中的混肥腔11通连，在施肥槽轮腔13内转动支承有施肥槽轮14，施肥槽轮腔13为直径与施肥槽轮14外径相对应的圆柱状内腔，施肥槽轮14外周与施肥槽轮腔13的内壁间隙配合，在配肥槽轮腔13的两端设有密封端盖；在施肥槽轮14外周开有施肥槽15，施肥槽15沿施肥槽轮14周向均布，作为优选，在施肥槽轮14外周开有三至八条施肥槽15，施肥槽15的槽底呈圆弧状，在配肥料斗10底部设有与施肥槽轮腔13相通连的出肥口16，施肥槽轮14与施肥驱动电机22相连，施肥驱动电机22为步进电机或伺服电机。

在行走装置1上安装有检测系统，所述检测系统包括多光谱传感器19和固体流量计18，多光谱传感器19位于行走装置1的前方，用以获得作物生长状况信息，对作物的养分状况进行判断识别，通过控制系统分析得出所需的养分种类与施肥量，作为控制系统调控三组配肥器3的配肥驱动电机20及施肥驱动电机22运转速度的依据；多光谱传感器19通过信号调理器26、数据采集器24与控制系统电性连接，配肥驱动电机20和施肥驱动电机22均通过PLC23与控制系统电性连接。

固体流量计18为一种通用的检测气力输送或自由落体的粉末、粉尘、小球状、粒状等固体的流量的在线检测传感器，其检测头安装在行走装置1底板上所开设的施肥出口17的通道处，施肥出口17与出肥口16相对，从出肥口16输出的混合后的肥料经施肥出口17撤向地面时，固体流量计18可以检测出施肥出口17所通过的实际施肥量，固体流量计18与控制系统电性连接，以将检测到的实际施肥量信息传输到控制系统，与计划施肥量比较后，控制系统将通过控制施肥驱动电机的运转速度而调控施肥量。

控制系统包括工控机25，在工控机25内存储有预先编写的根据基于养分决策处方的不同元素的精准配比技术对肥料氮、磷、钾元素进行智能优化配比的设计程序。

以上仅列举了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不局限于此，还可以作出许多的改进和变换。只要是在本实用新型基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，包括行走装置（1）及安装在行走装置（1）上的施肥装置（2），其特征在于：所述施肥装置（2）包括三组配肥器（3），每一配肥器（3）包括蓄肥箱（5），在蓄肥箱（5）底部连接有配肥槽轮座（4），在配肥槽轮座（4）内设有配肥槽轮腔（6），该配肥槽轮腔（6）与蓄肥箱（5）内腔通连，在配肥槽轮腔（6）内转动支承有配肥槽轮（7），在配肥槽轮（7）外周开有配肥槽（8），所述配肥槽（8）沿配肥槽轮（7）周向均布，在配肥槽轮座（4）底部设有与配肥槽轮腔（6）相通连的配肥出口（9），所述配肥槽轮（7）与配肥驱动电机（20）相连；在配肥器（3）下方设有配肥料斗（10），在配肥料斗（10）内转动支承有混肥搅拌轴（12），在配肥料斗（10）底部设有施肥槽轮腔（13），施肥槽轮腔（13）与配肥料斗（10）内腔通连，在施肥槽轮腔（13）内转动支承有施肥槽轮（14），在施肥槽轮（14）外周开有施肥槽（15），所述施肥槽（15）沿施肥槽轮（14）周向均布，在配肥料斗（10）底部设有与施肥槽轮腔（13）相通连的出肥口（16），所述施肥槽轮（14）与施肥驱动电机（22）相连；在行走装置（1）底板上设有与出肥口（16）相对的施肥出口（17），在所述行走装置（1）上安装有检测系统，所述检测系统包括多光谱传感器（19）和安装在施肥出口（17）处的固体流量计（18），所述固体流量计（18）与控制系统电性连接，所述多光谱传感器（19）通过信号调理器（26）、数据采集器（24）与控制系统电性连接，所述配肥驱动电机（20）和施肥驱动电机（22）均通过PLC（23）与控制系统电性连接，所述控制系统包括工控机（25）。

2.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：所述配肥槽轮腔（6）为直径与配肥槽轮（7）外径相对应的圆柱状内腔。

3.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：在所述配肥槽轮（7）外周开有三至八条配肥槽（8），配肥槽（8）的槽底呈圆弧状。

4.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：所述配肥槽轮（7）通过减速机构（21）与配肥驱动电机（20）相连。

5.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：所述配肥驱动电机（20）为步进电机或伺服电机。

6.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：在所述配肥料斗（10）内设有混肥腔（11），所述混肥搅拌轴（12）设置于混肥腔（11）内。

7.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：所述施肥槽轮腔（13）为直径与施肥槽轮（14）外径相对应的圆柱状内腔。

8.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：在所述施肥槽轮（14）外周开有三至八条施肥槽（15），施肥槽（15）的槽底呈圆弧状。

9.根据权利要求1所述的一种茄果类蔬菜智能营养调控装备，其特征在于：所述施肥驱动电机（22）为步进电机或伺服电机。

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