CN110268825A - 一种自走式起垄精准穴施肥方法及装置 - Google Patents

一种自走式起垄精准穴施肥方法及装置 Download PDF

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宋朱军
张富贵
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王芳
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Abstract

本发明提供了一种自走式起垄精准穴施肥方法及装置，包括机架、发动机、变速箱、起垄旋耕刀、行走轮、链传动、皮带传动、蓄电池、排肥电机、转速传感器、卡盘、排肥器、排料器、料箱，本发明在作业时，能够同时实现起垄施肥，极大提高了工作效率；此机具通过施肥及标记控制***，能实时监测机具前进速度，根据设置施肥量及施肥间距进行精准穴施肥，并且在垄面精准标记施肥点。由此能准确对有株距要求的作物进行精准施肥，使底肥深施达到农艺要求。明显的减少人工工作强度，提高了施肥精度，并且所采用的装置结构简单紧凑，成本低廉。

Description

一种自走式起垄精准穴施肥方法及装置
技术领域
本发明涉及农机技术领域，具体为一种自走式起垄精准穴施肥方法及装置。
背景技术
一般的施肥方式多属于土壤面施肥、混合种肥、连续条施肥和穴施肥等方式。不适当的肥料施放会对作物生长造成不同程度的影响，若施肥量过少，肥力不足影响作物正常生长；若施肥量过多，容易造成烧种烧苗以及造成肥料的浪费；若施肥量不均匀，会造成大规模作物长势不同，影响田间管理与收获。土壤中没有被吸收的肥料或者破坏了土壤生态环境，或者随雨水被冲刷到河流中，对环境造成污染。国外大量使用专用的施肥机械用于整地前撒播、中耕施肥、改良土壤等。国内的化肥施肥机机具南北方发展不平衡，北方旱作机具产品发展较成熟，并不适用于南方丘陵山区小地块，因此，需一种精准定点施肥及标记控制***，实现定点定量施肥，施肥间距可调且在施肥点上方精准标记功能，可适用于多种有株距要求的作物（如：烤烟、辣椒、玉米等），保证施肥量及标记施肥点精准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自走式起垄精准穴施肥方法及装置，解决目前所有施肥装备的肥量不一致、不能精准定位施肥、施肥点不能精准标记、劳动强度大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自走式起垄精准穴施肥方法，该方法采用提前设定好施肥量及施肥间距的数据，通过调节器控制排肥电机转速，再通过检测施肥机的行驶速度且把行驶速度信号输入调节器内，调节器通过行驶速度变化实时调整排肥电机的转速，实现精确穴施肥的目的。
优选的，实现精确控制施肥量的方法是通过在排料器的出料口设置排料轴，所述排料轴为圆轴结构，在排料轴一侧表面上设置集料槽且该集料槽于出料口位置对应，通过移动排料轴与出料口的横向位置来实现控制集料槽的容量大小，从而实现精确控制施肥量的目的。
优选的，实现精确控制施肥间距的方法是，该集料槽至少2条且均匀分布在排料轴上，排料轴另一端连通排肥电机，通过排肥电机控制排料轴转速，实现精确控制施肥间距。
一种自走式起垄精准穴施肥装置，包括旋耕起垄***，所述旋耕起垄***包括机架、发动机、变速箱、皮带传动、链传动、行走轮、起垄旋耕刀、起垄整形板、限深轮、垄高调整杆。限深轮安装于垄高调整杆下端，通过垄高调整可实现对垄型高低进行调整。所述发动机的输出轴通过皮带传动与变速箱的输入轴连接，驱动行走轮工作；所述变速箱的输出轴与链传动连接，驱动起垄旋耕刀工作，在机架上设置施肥及标记控制***；
所述施肥及标记控制***包括料箱和用于固定料箱的料箱支座，料箱支座安装于台架上端，在料箱底部分别设置排料器和排肥器；在料箱支座前端设置排肥电机，该排肥电机通过套筒与六方轮轴连接，该六方轮轴横穿过排肥器和排料器的六方孔。排肥管安装于排肥器下端，排料管安装于排料器下端。
优选的，所述排肥器、排料器结构一致，其包括壳体和排肥轴，所述排肥轴为设置有六方孔的圆轴结构，该排肥轴套在六方轮轴上且与对应的排料器出料口对应，使得排肥轴可随六方轮轴转动，也可沿着六方轮轴方向左右移动；
所述排肥轴一侧表面上均匀设置至少2条集料槽，在集料槽一侧的壳体上设置限位板，在限位板与壳体之间的间隙内设置堵塞轮，该堵塞轮套在排肥轴上且可实现对集料槽的密封；
在排肥轴处的排肥器出料口处两边分别设置堵肥板和毛刷，该排肥轴位于堵肥板和毛刷之间的间隙下方，所述堵肥板上端面与壳体共面安装。所述毛刷通过螺钉安装于壳体斜面。
优选的，在机架上设置蓄电池和控制箱，该蓄电池和控制箱分别与排肥电机连接，在行走轮的轴上固定设置卡盘，在卡盘上固定设置转速传感器，在控制箱内底部设置升压模块和控制器，在其上盖安装触摸屏，该控制器的输入端分别连通转速传感器和触摸屏。
优选的机架，安装于机架上的动力***、旋耕***、行走***以及施肥及标记控制***。
所述的动力***包括6.3kw单缸风冷发动机、动力传输装置。发动机输出动力先经皮带再经链，将动力传送至行走***、旋耕***。
所述的旋耕起垄***包括机架、旋耕起垄刀、垄体整形板。旋耕刀固定于刀轴，对称安装于机架下端。作业时，发动机将动力通过带传动经变速箱输出，动力经链传动传至刀轴。
所述的施肥及标记控制***包括料箱、料箱支座、蓄电池、升压模块、转速传感器、控制器、触摸屏、PWM调制器、排肥电机、六方轮轴、排肥器、排料器、排肥管、排料管。料箱安装于料箱支座上，蓄电池安装于机架；转速传感器安装于行走轮轴；升压模块、控制器、触摸屏、PWM调制器集中于控制箱中，安置于机架上；排肥电机安装于料箱支座处，驱动排肥六方轮轴；排肥器、排料器分别安装于料箱支座对应位置下端。作业时，***由蓄电池经升压模块升压后供电，在触摸屏上选择工作模式、施肥量及施肥间距。选择自动施肥，设置施肥量及施肥间距，安装于行走轮轴的转速传感器实时采集行走轮前进速度，信号输入控制器，控制器遵从程序进行内部计算，输出电压信号，通过PWM调制器转换为排肥电机转速，实现精准穴施肥；选择档位施肥，***将按照在***中预先设置好的施肥量及施肥间距进行工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该结构设计方案结构简单紧凑，使用方便、操作灵活、稳定性好。能够依次完成自走、起垄、施肥、标记的工作。并且根据山区地形，此设计降低自走式施肥机对土壤状况的要求，利用施肥及标记控制***，解决以前穴施肥肥量及间距不固定、不可调、不能标记施肥点的情况，将大大降低劳动强度，提高穴施肥质量。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的左视结构示意图；
图3是本发明的控制***主要结构示意图；
图4是本发明的排肥器主视结构示意图；
图5是本发明的排肥器俯视结构示意图；
图6是本发明的穴施肥及标记控制***原理图。
图7是本发明的控制箱接线示意图；
图8是本发明的排肥轴结构示意图；
图9是本发明的堵塞轮结构示意图。
附图1-7中：1、排料管，2、限深轮，3、垄高调整杆，4、排肥管，5、旋耕起垄刀，6、行走轮，7、机架，8、发动机，9、带传动，10、链传动，11、扶手架，12、排肥电机，13、扶手，14、料箱，15、控制箱，16、料箱支座，17、台架，18、六方轮轴，19、蓄电池，20、起垄整形板，21、排料器，22、排肥器，23、转速传感器，24、卡盘，25、排肥轴，26、堵塞轮，27、壳体，28、限位板，29、毛刷，30、堵肥板31、升压模块，32、控制器，33、PWM调制器34、触摸屏，35变速箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种自走式起垄精准穴施肥方法，其特征在于：该方法采用提前设定好施肥量及施肥间距的数据，通过调节器控制排肥电机转速，再通过检测施肥机的行驶速度且把行驶速度信号输入调节器内，调节器通过行驶速度变化实时调整排肥电机的转速，实现精确穴施肥的目的。
其中实现精确控制施肥量的方法是通过在排料器的出料口设置排料轴，所述排料轴为圆轴结构，在排料轴一侧表面上设置集料槽且该集料槽于出料口位置对应，通过移动排料轴与出料口的横向位置来实现控制集料槽的容量大小，从而实现精确控制施肥量的目的；实现精确控制施肥间距的方法是，该集料槽至少2条且均匀分布在排料轴上，排料轴另一端连通排肥电机，通过排肥电机控制排料轴转速，实现精确控制施肥间距。
根据上述方法所形成的一种自走式起垄精准穴施肥装置，包括旋耕起垄***，所述旋耕起垄***包括机架7、发动机8、变速箱35、皮带传动9、链传动10、行走轮6、起垄旋耕刀5、起垄整形板20、限深轮2、垄高调整杆3。限深轮2安装于垄高调整杆3下端，通过垄高调整3可实现对垄型高低进行调整。所述发动机8的输出轴通过皮带传动9与变速箱35的输入轴连接，驱动行走轮6工作；所述变速箱35的输出轴与链传动10连接，驱动起垄旋耕刀5工作，在机架7上设置施肥及标记控制***；
所述施肥及标记控制***包括料箱14和用于固定料箱14的料箱支座16，料箱支座16安装于台架17上端，在料箱14底部分别设置排料器21和排肥器22；在料箱支座16前端设置排肥电机18，该排肥电机18通过套筒与六方轮轴18连接，该六方轮轴18横穿过排肥器22和排料器21的六方孔。排肥管4安装于排肥器22下端，排料管1安装于排料器21下端。
所述排肥器22、排料器21结构一致，其包括壳体27和排肥轴25，所述排肥轴25为设置有六方孔的圆轴结构，该排肥轴25套在六方轮轴18上且与对应的排料器21出料口对应，使得排肥轴25可随六方轮轴18转动，也可沿着六方轮轴18方向左右移动；
所述排肥轴25一侧表面上均匀设置至少2条集料槽，在集料槽一侧的壳体27上设置限位板28，在限位板28与壳体27之间的间隙内设置堵塞轮26，该堵塞轮6套在排肥轴25上且可实现对集料槽的密封；
在排肥轴25处的排肥器22出料口处两边分别设置堵肥板30和毛刷29，该排肥轴25位于堵肥板30和毛刷29之间的间隙下方，所述堵肥板30上端面与壳体27共面安装。所述毛刷29通过螺钉安装于壳体27斜面。
在机架7上设置蓄电池19和控制箱15，该蓄电池19和控制箱15分别与排肥电机18连接，在行走轮6的轴上固定设置卡盘24，在卡盘24上固定设置转速传感器23，在控制箱15内底部设置升压模块31和控制器32，在其上盖安装触摸屏34，该控制器32的输入端分别连通转速传感器23和触摸屏34。
所述旋耕起垄***包括机架7、起垄旋耕刀5、垄体整形板20。旋耕刀5固定于刀轴，对称安装于机架下端。发动机8将动力通过带传动9经变速箱输出，动力经链传动10传至刀轴。
本实施例中包括的料箱14、料箱支座16、蓄电池19、升压模块31、转速传感器23、控制器32、触摸屏34、PWM调制器33、排肥电机12、六方轮轴18、排肥器22、排料器21、排肥管4、排料管1；料箱14安装于料箱支座16上，蓄电池16安装于机架7；转速传感器23安装于行走轮轴；升压模块31、控制器32、触摸屏34、PWM调制器33集中于控制箱15中，安置于机架7上；排肥电机12安装于料箱支座16处，驱动排肥六方轮轴18；排肥器22、排料器21分别安装于料箱支座16对应位置下端。作业时，***由蓄电池19经升压模块31升压后为***供电，在触摸屏34上选择工作模式、施肥量及施肥间距。选择自动施肥，设置施肥量及施肥间距，安装于行走轮轴的转速传感器23实时采集行走轮6前进速度，信号输入控制器32，控制器32遵从程序进行内部计算，输出电压信号给PWM调制器33，转换为排肥电机12转速，实现精准穴施肥；选择档位施肥，***将按照在***中预先设置好的施肥量及施肥间距进行工作。
所述行走轮6布置在前，后为旋耕起垄***，动力均来自发动机8。施肥及标记控制***布置在后，由蓄电池19供电，排肥排料动力来自排肥电机12。作业中，行走轮6驱动整机前进，起垄旋耕刀5切土起垄，排肥电机12带六方轮轴18转动，排肥器22及排料器21排肥轴25旋转，料箱14肥料落入排肥轴25轮槽中，排肥轴25跟随六方轮轴18转动，每一轮槽内肥料通过下方排肥管4落入垄底；所述排料器21主要用来排标记施肥点的标记物，与排肥器22工作原理相同，排料管1下端口在垄面之上，下料与肥料同步，在垄面准确标记垄底施肥点。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自走式起垄精准穴施肥方法，其特征在于：该方法采用提前设定好施肥量及施肥间距的数据，通过调节器控制排肥电机转速，再通过检测施肥机的行驶速度且把行驶速度信号输入调节器内，调节器通过行驶速度变化实时调整排肥电机的转速，实现精确穴施肥的目的。
2.根据权利要求1所述的一种自走式起垄精准穴施肥方法，其特征在于：实现精确控制施肥量的方法是通过在排料器的出料口设置排料轴，所述排料轴为圆轴结构，在排料轴一侧表面上设置集料槽且该集料槽于出料口位置对应，通过移动排料轴与出料口的横向位置来实现控制集料槽的容量大小，从而实现精确控制施肥量的目的。
3.根据权利要求2所述的一种自走式起垄精准穴施肥方法，其特征在于：实现精确控制施肥间距的方法是，该集料槽至少2条且均匀分布在排料轴上，排料轴另一端连通排肥电机，通过排肥电机控制排料轴转速，实现精确控制施肥间距。
4.一种自走式起垄精准穴施肥装置，包括旋耕起垄***，所述旋耕起垄***包括机架(7)、发动机(8)、变速箱(35)、皮带传动(9)、链传动(10)、行走轮(6)、起垄旋耕刀(5)、起垄整形板(20)、限深轮(2)、垄高调整杆(3)。限深轮(2)安装于垄高调整杆(3)下端，通过垄高调整(3)可实现对垄型高低进行调整。所述发动机(8)的输出轴通过皮带传动(9)与变速箱(35)的输入轴连接，驱动行走轮(6)工作；所述变速箱(35)的输出轴与链传动(10)连接，驱动起垄旋耕刀(5)工作，其特征在于：在机架(7)上设置施肥及标记控制***；
所述施肥及标记控制***包括料箱(14)和用于固定料箱(14)的料箱支座(16)，料箱支座(16)安装于台架(17)上端，在料箱(14)底部分别设置排料器(21)和排肥器(22)；在料箱支座(16)前端设置排肥电机(18)，该排肥电机(18)通过套筒与六方轮轴(18)连接，该六方轮轴(18)横穿过排肥器(22)和排料器(21)的六方孔。排肥管(4)安装于排肥器(22)下端，排料管(1)安装于排料器(21)下端。
5.根据权利要求4所述的一种自走式起垄精准穴施肥装置，其特征在于：所述排肥器(22)、排料器(21)结构一致，其包括壳体(27)和排肥轴(25)，所述排肥轴(25)为设置有六方孔的圆轴结构，该排肥轴(25)套在六方轮轴(18)上且与对应的排料器(21)出料口对应，使得排肥轴(25)可随六方轮轴(18)转动，也可沿着六方轮轴(18)方向左右移动；
所述排肥轴(25)一侧表面上均匀设置至少2条集料槽，在集料槽一侧的壳体(27)上设置限位板(28)，在限位板(28)与壳体(27)之间的间隙内设置堵塞轮(26)，该堵塞轮(6)套在排肥轴(25)上且可实现对集料槽的密封；
在排肥轴(25)处的排肥器(22)出料口处两边分别设置堵肥板(30)和毛刷(29)，该排肥轴(25)位于堵肥板(30)和毛刷(29)之间的间隙下方，所述堵肥板(30)上端面与壳体(27)共面安装。所述毛刷(29)通过螺钉安装于壳体(27)斜面。
6.根据权利要求4所述的一种自走式起垄精准穴施肥装置，其特征在于：在机架(7)上设置蓄电池(19)和控制箱(15)，该蓄电池(19)和控制箱(15)分别与排肥电机(18)连接，在行走轮(6)的轴上固定设置卡盘(24)，在卡盘(24)上固定设置转速传感器(23)，在控制箱(15)内底部设置升压模块(31)和控制器(32)，在其上盖安装触摸屏(34)，该控制器(32)的输入端分别连通转速传感器(23)和触摸屏(34)。
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