CN103392434A - 一种避让植株式适量施肥机 - Google Patents

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徐丽明
李泳豪
李超
董良
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Abstract

本发明设计了一种避让植株式适量施肥机，涉及农业领域，其主要特征在于：包括与拖拉机的挂接部分、避让植株部分和适量施肥部分。采用三点悬挂挂接在拖拉机的后侧；避让植株部分的“<型”感应杆，当接触植物时，两个伸缩弹簧变形，控制避让液压马达启动，带动开沟铲转向，实现避让植株；适量施肥部分的地轮通过链轮、链条带动搅拌轴和搅拌条，实现搅拌肥料，防止结块；排肥液压马达根据土壤肥力和作物需求，调整转速，达到适量施肥；可根据拖拉机和地块，调整机具间距和作业行数；将开沟铲更换成深松铲，可进行深松施肥，提高机具的通用性和利用率。

Description

一种避让植株式适量施肥机
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种避让植株式适量施肥机。
背景技术
精准农业是未来现代农业的发展方向，化肥的合理使用是精准农业的关键技术之一。据统计，我国的化肥对作物增产的作用占30%～40%，因此，化肥是保证粮食安全的重要举措。但长期以来，我国粗放的农业经营方式，造成化肥得不到合理有效的利用，化肥的使用量逐年增加，已位居世界首位。但化肥的利用率却只有30%左右，相当于70%多余的化肥进入土壤、地下水中，严重导致了农业生态环境和农产品的重金属污染。《全国新增1000亿斤粮食生产能力规划（2009-2020年）》中明确提出“加快化肥深施等机具推广”、实施“测土配方施肥财政专项、推广精准化施肥施药等环境友好型农业生产技术”等。因此，急需开发相应的自动化作业机械，实现化肥的精确、适量施用。
目前国内外的施肥机，多是施肥量固定，或调整后再在空地进行测试施肥量，麻烦且不准确，造成施肥浪费和污染；同时在作物行间施肥时，不能避让作物植株，易铲掉秧苗。
本发明研究的一种避让植株式适量施肥机，可以根据作物的需求和土壤的肥力条件，采用液压马达和弹簧触杆，实现避让植株和适量施肥，采用单片机和串口通讯技术实现自动控制，成本低，操作方便，能够有效地降低化肥使用量，提高化肥利用率，降低对土壤和环境的污染。
通过对国内外专利文献、期刊杂志及其他公开发表的文献（如互联网）进行检索，本发明在国内外未见报道，我们也未公开发表涉及本发明内容的文章，本发明在国内外公众未知。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种避让植株式适量施肥机，如何检测植株的位置，并在距离植株合适的位置进行施肥；如何根据土壤肥力和作物需求，调节施肥量；如何避免肥料的结块？如何提高作业效率和机具利用率，减轻劳动强度。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种避让植株式适量施肥机，其包括：与拖拉机的挂接部分、避让植株部分和适量施肥部分；
所述与拖拉机的挂接部分包括：采用长方型、空心、三点悬挂的的支架（1）悬挂在拖拉机的后侧；
所述避让植株部分：避让液压马达（4）固定在避让液压马达固定板(30)上，整个避让植株部分通过两个U型固定栓（2）连接避让液压马达固定板（30），固定在机架（1）的前梁上，与后面的适量施肥部分中心线对齐，前梁上刻有刻度，可以根据不同的种植行距进行调整，提高作业适应性。
液压马达（4）下端的输出轴，通过键固定一横连接板（34），横连接板（34）的左端与开沟器支柱（22）焊接在一起。开沟器支柱（22）的下端焊接开沟铲（24），在开沟铲（24）后端和开沟器支柱（22）的后侧焊接一圆柱型、空心接肥口（20），用于接肥管（21），便于肥料的施用。
开沟铲（24）的上端面和开沟器支柱（22）间水平焊接挡土辊下固定板（35），内设有孔，圆柱型挡土辊（25）的下端***在挡土辊下固定板（35）的孔内，圆柱型挡土辊（25）的上端***在挡土辊固定板（23）的孔上，圆柱型挡土辊（25）可以随意转动，起到清除杂草和秸秆的作用。挡土辊固定板（23）通过螺栓固定在开沟器支柱（22）上。
在开沟器支柱（22）的上方位置，通过螺栓固定“倒L”型吊杆（28）。“倒L”型吊杆（28）的下中间部位，通过螺栓固定感应杆固定板（27），感应杆固定板（27）的另一端固定“<型“感应杆（26）。“<型“感应杆（26）的中间对称采用两个伸缩弹簧（29）。当“<型“感应杆（26）的一边接触到植物时，伸缩弹簧（29）变形，带动避让液压油缸（4）同向转动，从而驱动开沟铲（24）转向，达到避让植株的目的。在“倒L”型吊杆（28）上，有不同的孔，感应杆固定板（27）和“<型“感应杆（26），可根据作物的高度，上下调节位置。
所述适量施肥部分：包括肥料搅拌部分和自动排肥部分。肥料搅拌部分包括肥料箱（5）、搅拌轴(31)、搅拌条（32）、搅拌链轮（6）、链条（8）、地轮（18）等。肥料箱（5）的内腔设置一搅拌轴(31),搅拌轴(31)上设多个弹性搅拌条（32）。搅拌轴(31)的一端固定在肥料箱（5）上，另一端从内部穿过肥料箱（5）与搅拌链轮（6）连接，搅拌链轮（6）通过链条（8）与地轮链轮（17）连接。地轮（18）转动，带动地轮链轮（17）、链条（8）、搅拌链轮（6）、搅拌轴(31)和弹性搅拌条（32）转动，从而搅拌肥料，防止结块，保证肥料排出的畅通。链轮涨紧装置（36）固定在固定板（15）上，可以调节链条（8）的涨紧。在链轮组合的外侧，为保安全，设置链轮盒罩（38），链轮盒罩（38）的两端分别固定在肥料箱固定架（37）和地轮固定板（12）上
地轮（18）两端的轴分别固定在地轮固定板（12）上，地轮固定板（12）上固定在肥料箱固定架（37）上。在地轮（18）两端的轴上，各设置一弹簧杆（13），弹簧杆（13）穿过固定板(15)，用锁紧扣（14）固定。在弹簧杆（13）上、固定板(15)的下侧，套有压紧弹簧（16），可以调节地轮的压力。
自动排肥部分包括肥料箱固定架（37）、排肥液压马达（10）、排肥器（11）等。排肥液压马达（10）通过排肥液压马达固定板（9）固定在肥料箱固定架（37）上，排肥液压马达（10）的输出轴连接外槽轮式排肥器(11)。通过调节排肥液压马达（10）的转速，实现排肥量的调节。
外槽轮式排肥器(11)的下端接肥管（21）的上端口，肥管（21）的下端口插到接肥口（20）内，将肥料的施入到地下。
所述的避让植株部分和适量施肥部分相匹对，其中心线一致，可以根据拖拉机马力、地块等情况，进行3行或多行的作业。
本发明的开沟铲（24），可以更换成深松铲，实现深松施肥，达到一机多用，提高机具的通用性和利用率。
（三）有益效果
本发明的一种避让植株式适量施肥机，具有以下有益效果：(1)设置在拖拉机的后侧，采用国家标准的挂接件；（2）采用地轮驱动搅拌轴，即避免肥料结块，保证肥料的通畅排出，又节省了动力；（3）采用“<型“感应杆，通过接触植株的位置，控制液压马达，带动开沟铲移位，实现对植株的避让；（4）该发明的开沟铲，可以更换成深松铲，在播前进行深松施肥；（5）该发明可以调节的作业行数，适合不同的地块或拖拉机的作业需求，提高机具的通用性和利用率。
附图说明
附图1本发明的主视图(拖拉机的结构部分省略)
附图2本发明的俯视图
附图3本发明的避让植株部分俯视图
图中：1.支架  2.U型固定栓  3.三点连接支架
4.避让液压马达  5.肥料箱  6.搅拌链轮  7.搅拌轴固定轮  8.链条
9.排肥液压马达固定板  10.排肥液压马达  11. 外槽轮式排肥器
12.地轮固定板  13.弹簧杆  14.锁紧扣  15.固定板  16.压紧弹簧
17.地轮链轮  18.地轮  19.地轮固定板  20.接肥口  21.肥管
22.开沟器支柱  23.挡土辊固定板  24.开沟铲  25.圆柱型挡土辊
26.“<型“感应杆  27.感应杆固定板  28.倒L型吊杆  29.伸缩弹簧
30.避让液压马达固定板  31.搅拌轴  32.搅拌条  33.施肥组固定板
34.横连接板  35.挡土辊下固定板  36.链轮涨紧装置  37.肥料箱固定架
38.链轮盒罩
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明基于如下一种构思：（1）设置在拖拉机的后侧，采用国家标准的挂接件；（2）采用地轮驱动搅拌轴，即避免肥料结块，保证肥料的通畅排出，又节省了动力；（3）采用“<型“感应杆，通过接触植株的位置，控制液压马达，带动开沟铲移位，实现对植株的避让；（4）该发明的开沟铲，可以更换成深松铲，在播前进行深松施肥；（5）该发明可以调节的作业行数，适合不同的地块或拖拉机的作业需求，提高机具的通用性和利用率。
本机构包括三个部分：与拖拉机的挂接部分、避让植株部分和适量施肥部分；
与拖拉机的挂接部分包括：采用长方型、空心、三点悬挂的的支架1悬挂在拖拉机的后侧；
避让植株部分：避让液压马达4固定在避让液压马达固定板30上，整个避让植株部分通过两个U型固定栓2连接避让液压马达固定板30，固定在机架1的前梁上，与后面的适量施肥部分中心线对齐，前梁上刻有刻度，可以根据不同的种植行距进行调整，提高作业适应性。
液压马达4下端的输出轴，通过键固定一横连接板34，横连接板34的左端与开沟器支柱22焊接在一起。开沟器支柱22的下端焊接开沟铲24，在开沟铲24后端和开沟器支柱22的后侧焊接一圆柱型、空心接肥口20，用于接肥管21，便于肥料的施用。
开沟铲24的上端面和开沟器支柱22间水平焊接挡土辊下固定板35，内设有孔，圆柱型挡土辊25的下端***在挡土辊下固定板35的孔内，圆柱型挡土辊25的上端***在挡土辊固定板23的孔上，圆柱型挡土辊25可以随意转动，起到清除杂草和秸秆的作用。挡土辊固定板23通过螺栓固定在开沟器支柱22上。
在开沟器支柱22的上方位置，通过螺栓固定“倒L”型吊杆28。“倒L”型吊杆28的下中间部位，通过螺栓固定感应杆固定板27，感应杆固定板27的另一端固定“<型“感应杆26。“<型“感应杆26的中间对称采用两个伸缩弹簧29。当“<型“感应杆26的一边接触到植物时，伸缩弹簧29变形，带动避让液压油缸4同向转动，从而驱动开沟铲24转向，达到避让植株的目的。在“倒L”型吊杆28上，有不同的孔，感应杆固定板27和“<型“感应杆26，可根据作物的高度，上下调节位置。
所述适量施肥部分：包括肥料搅拌部分和自动排肥部分。肥料搅拌部分包括肥料箱5、搅拌轴31、搅拌条32、搅拌链轮6、链条8、地轮18等。肥料箱5的内腔设置一搅拌轴31,搅拌轴31上设多个弹性搅拌条32。搅拌轴31的一端固定在肥料箱5上，另一端从内部穿过肥料箱5与搅拌链轮6连接，搅拌链轮6通过链条8与地轮链轮17连接。地轮18转动，带动地轮链轮17、链条8、搅拌链轮6、搅拌轴31和弹性搅拌条32转动，从而搅拌肥料，防止结块，保证肥料排出的畅通。链轮涨紧装置36固定在固定板15上，可以调节链条8的涨紧。在链轮组合的外侧，为保安全，设置链轮盒罩38，链轮盒罩38的两端分别固定在肥料箱固定架37和地轮固定板12上。
地轮18两端的轴分别固定在地轮固定板12上，地轮固定板12上固定在肥料箱固定架37上。在地轮18两端的轴上，各设置一弹簧杆13，弹簧杆13穿过固定板15，用锁紧扣14固定。在弹簧杆13上、固定板15的下侧，套有压紧弹簧16，可以调节地轮的压力。
自动排肥部分包括肥料箱固定架37、排肥液压马达10、排肥器11等。排肥液压马达10通过排肥液压马达固定板9固定在肥料箱固定架37上，排肥液压马达10的输出轴连接外槽轮式排肥器11。通过调节排肥液压马达10的转速，实现排肥量的调节。
外槽轮式排肥器11的下端接肥管21的上端口，肥管21的下端口插到接肥口20内，将肥料的施入到地下。
所述的避让植株部分和适量施肥部分相匹对，其中心线一致，可以根据拖拉机马力、地块等情况，进行3行或多行的作业。
本发明的开沟铲24，可以更换成深松铲，实现深松施肥，达到一机多用，提高机具的通用性和利用率。
本发明整体的工作过程如下：选用合适动力的拖拉机，将该发明悬挂在拖拉机的后侧，将避让液压马达4和排肥液压马达10的油管连接在拖拉机的液压***中，将单片机控制***（与其他控制***类似，不再叙述）的电源与拖拉机的电瓶连接。
根据地块大小和作物的行距，调节作业的行数和机具间距；根据作物高度，调整避让检测部分的高度。起动控制程序，检测避让液压马达4、排肥液压马达10、“<型“感应杆26、外槽轮式排肥器11、搅拌轴31、搅拌条32等的作业情况。进入地块进行作业。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种避让植株式适量施肥机，其特征在于，包括：与拖拉机的挂接部分、避让植株部分和适量施肥部分。 
2.所述与拖拉机的挂接部分包括：采用长方型、空心、三点悬挂的支架（1）悬挂在拖拉机的后端。 
3.所述避让植株部分：避让液压马达（4）固定在避让液压马达固定板（30）上，整个避让植株部分通过两个U型固定栓（2）连接避让液压马达固定板（30），固定在机架（1）的前梁上，与后面的适量施肥部分中心线对齐，前梁上刻有刻度，可以根据不同的种植行距进行调整，提高作业适应性。 
液压马达（4）下端的输出轴，通过键固定一横连接板（34），横连接板（34）的左端与开沟器支柱（22）焊接在一起。开沟器支柱（22）的下端焊接开沟铲（24），在开沟铲（24）后端和开沟器支柱（22）的后侧焊接一圆柱型、空心接肥口（20），用于接肥管（21），便于肥料的施用。 
开沟铲（24）的上端面和开沟器支柱（22）间水平焊接挡土辊下固定板（35），内设有孔，圆柱型挡土辊（25）的下端***在挡土辊下固定板（35）的孔内，圆柱型挡土辊（25）的上端***在挡土辊固定板（23）的孔上，圆柱型挡土辊（25）可以随意转动，起到清除杂草和秸秆的作用。挡土辊固定板（23）通过螺栓固定在开沟器支柱（22）上。 
在开沟器支柱（22）的上方位置，通过螺栓固定“倒L”型吊杆（28）。“倒L”型吊杆（28）的下中间部位，通过螺栓固定感应杆固定板（27），感应杆固定板（27）的另一端固定“<型“感应杆（26）。“<型“感应杆（26）的中间对称采用两个伸缩弹簧（29）。当“<型“感应杆（26）的一边接触到植物时，伸缩弹簧（29）变形，带动避让液压油缸（4）同向转动，从而驱动开沟铲（24）转向，达到避让 植株的目的。在“倒L”型吊杆（28）上，有不同的孔，感应杆固定板（27）和“<型“感应杆（26），可根据作物的高度，上下调节位置。 
4.所述适量施肥部分：包括肥料搅拌部分和自动排肥部分。肥料搅拌部分包括肥料箱（5）、搅拌轴(31)、搅拌条（32）、搅拌链轮（6）、链条（8）、地轮（18）等。肥料箱（5）的内腔设置一搅拌轴(31),搅拌轴(31)上设多个弹性搅拌条（32）。搅拌轴(31)的一端固定在肥料箱（5）上，另一端从内部穿过肥料箱（5）与搅拌链轮（6）连接，搅拌链轮（6）通过链条（8）与地轮链轮（17）连接。地轮（18）转动，带动地轮链轮（17）、链条（8）、搅拌链轮（6）、搅拌轴(31)和弹性搅拌条（32）转动，从而搅拌肥料，防止结块，保证肥料排出的畅通。链轮涨紧装置（36）固定在固定板（15）上，可以调节链条（8）的涨紧。在链轮组合的外侧，为保安全，设置链轮盒罩（38），链轮盒罩（38）的两端分别固定在肥料箱固定架（37）和地轮固定板（12）上 
地轮（18）两端的轴分别固定在地轮固定板（12）上，地轮固定板（12）上固定在肥料箱固定架（37）上。在地轮（18）两端的轴上，各设置一弹簧杆（13），弹簧杆（13）穿过固定板(15)，用锁紧扣（14）固定。在弹簧杆（13）上、固定板(15)的下侧，套有压紧弹簧（16），可以调节地轮的压力。 
自动排肥部分包括肥料箱固定架（37）、排肥液压马达（10）、排肥器（11）等。排肥液压马达（10）通过排肥液压马达固定板（9）固定在肥料箱固定架（37）上，排肥液压马达（10）的输出轴连接外槽轮式排肥器(11)。通过调节排肥液压马达（10）的转速，实现排肥量的调节。 
外槽轮式排肥器(11)的下端接肥管（21）的上端口，肥管（21）的下端口插到接肥口（20）内，将肥料的施入到地下。 
5.如权利要求3和4所述的避让植株式适量施肥机，其特征在于， 其中心线一致，可以根据拖拉机马力、地块等情况，进行3行或多行的作业。 
6.如权利要求3所述的避让植株式适量施肥机，其特征在于，开沟铲（24），可以更换成深松铲，实现深松施肥，达到一机多用，提高机具的通用性和利用率。 
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