CN115004916A - 实时变量施肥设备、施肥方法及农业机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时变量施肥设备、施肥方法及农业机械，实时变量施肥设备包括安装于农业机械的两极板、一信号处理器、一测距传感器和一施肥装置。两极板对称地安装于两前轮架处，且两极板在农业机械行进的过程中至少部分浸没于泥浆内部。信号处理器用以采集两极板之间泥浆引起的反馈信号变化数据及采集测距传感器获取的两极板和泥浆的接触面积。信号处理器基于反馈信号变化数据和接触面积得出两极板之间泥浆的肥力值，信号处理器从而根据肥力值控制施肥装置运行，以实时改变施肥装置的施肥量。本专利能够在农业机械前进的过程中实时检测泥浆的肥力值，并基于肥力值实时调节施肥量，达到精准施肥，提高作业的效率和精准率，从而提高产量。

Description

实时变量施肥设备、施肥方法及农业机械

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤指一种实时变量施肥设备、施肥方法及农业机械。

背景技术

我国是水稻种植大国，人们对水稻依赖很大，为提高水稻的亩产量，往往需要对水田进行施肥，以满足于秧苗对土地矿质元素的需求。其中，对于肥量的控制，往往决定于水稻的生长情况，施肥太少，水稻生长营养需求得不到满足，致使亩产量变少。而施肥过多同样会影响水稻的正常生长发育，致使其抗性下降，易出现倒伏现象及造成土壤污染等问题。

目前的施肥技术达不到对不同区域的施肥量进行精准控制，极易出现局部区域肥力值过大或过小的状况发生。常见的施肥方法是农户依靠自身积累的经验对不同田地进行判断而进行施肥的，这种方法对农户的要求较高且出现的误差也较大。还有的施肥方法是测土配方施肥法，该种方法需要收集土样，并对土样进行检测分析后再进行施肥。该种方法最大的缺点就是效率低下，且采样数量有限，致使所得到的数据不能完全代表整块田地的肥力值。以上的几种测量方法都是以一片田地或者一整块田地为最小测量单元，致使无法准确检测到一块水田内的各个区域的肥力值，也就无法做到均匀且精准地控制施肥量。

因此，如何对现有技术中存在的技术缺陷进行改进，一直是本领域普通技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种实时变量施肥设备、施肥方法及农业机械，能够在农业机械前进的过程中实时检测泥浆的肥力值，并基于肥力值实时调节施肥量，达到精准施肥，提高作业的效率和精准率，从而提高产量。

本发明提供的技术方案如下：

本发明在第一方面提供了一种实时变量施肥设备，包括：

安装于农业机械的两极板、一信号处理器、一测距传感器和一施肥装置；

两所述极板对称地安装于两前轮架处，且两所述极板在农业机械行进的过程中至少部分浸没于泥浆内部；

所述信号处理器用以采集两所述极板之间泥浆引起的反馈信号变化数据，及采集所述测距传感器获取的两所述极板和泥浆的接触面积；

所述信号处理器基于所述反馈信号变化数据和接触面积得出两所述极板之间泥浆的肥力值，所述信号处理器从而根据所述肥力值控制所述施肥装置运行，以实时改变所述施肥装置的施肥量。

在一些实施方式中，所述信号处理器用以施加激励信号给两所述极板，两所述极板之间的泥浆用以改变激励信号的相位和有效值，所述信号处理器从而采集反馈信号变化数据；及

所述测距传感器位于两所述极板的上方位置，用以检测其和泥浆表层之间的距离，然后根据两所述极板的尺寸和安装位置计算出两所述极板浸没于泥浆的深度，进而获取两所述极板和泥浆的接触面积；

其中，所述信号处理器基于所述反馈信号变化数据和接触面积计算出两所述极板之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值，所述信号处理器根据所述肥力值控制所述施肥装置运行，以实时改变所述施肥装置的施肥量。

在一些实施方式中，所述激励信号为等幅低压交流信号；

其中，所述等幅低压交流信号为不同频率下的多维度信号。

在一些实施方式中，所述极板安装于前轮架对应于前轮的内侧位置，且朝向于前轮的后方倾斜设置；

其中，所述极板相对于前轮的倾斜幅度为大于或等于0度，且小于或等于60度；及

所述极板具有安装端和作用端，所述安装端用以对接前轮架，所述作用端呈圆弧状，用以在农业机械行进的过程中和泥浆接触；及

所述作用端的边缘呈弧形或坡形倒角设置。

在一些实施方式中，所述极板包括金属板和绝缘层；

所述金属板相对的两端壁分别设有一凸起部，且两所述凸起部呈对称设置，所述绝缘层包覆于所述金属板表层除两所述凸起部外的全部区域；

其中，所述金属板通过信号线电性连接于所述信号处理器，以通过所述信号处理器施加激励信号给两所述凸起部浸没于泥浆的部分，进而检测两所述极板之间泥浆的肥力值。

在一些实施方式中，两所述凸起部的外表面和所述绝缘层的外表面齐平设置；和/或

两所述凸起部的下边缘呈圆弧形或坡形倒角，及其上边缘呈弧形或水平线条形。

在一些实施方式中，所述施肥装置包括肥量调节机构和下料机构；

所述信号处理器用以将获取的肥力值实时输送至所述肥量调节机构，以控制所述肥量调节机构实时改变所述下料机构的施肥量。

在一些实施方式中，所述下料机构包括肥箱和施肥管；

所述施肥管的一端连通于所述肥箱，其另一端具有施肥口；及

所述肥量调节机构的驱动装置为电机，所述驱动装置连接于所述信号处理器，所述信号处理器基于肥力值实时改变所述电机的运行速度，以实时改变所述施肥口排放肥料的量。

本发明在第二方面提供了一种实时变量施肥方法，在上述的实时变量施肥设备上实施以下步骤：

信号处理器施加激励信号给两极板；

两所述极板的激励信号在泥浆的作用下发生相位和有效值的改变，信号处理器采集反馈信号变化数据；

测距传感器计算出两所述极板浸没于泥浆的深度，进而获取两所述极板和泥浆的接触面积；

所述信号处理器基于所述反馈信号变化数据和接触面积计算出两所述极板之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值；

所述信号处理器比对肥力值和参考值，进而控制所述施肥装置运行，以实时改变所述施肥装置的施肥量。

本发明在第三方面提供了一种农业机械，包括：

车架、两前轮、两后轮及上述的实时变量施肥设备；

所述施肥装置安装于所述车架邻近于两所述后轮的位置；

两所述极板对称地安装于两前轮架对应于所述前轮的内侧位置；

所述信号处理器安装于所述车架对应于两所述前轮的上方位置。

本发明的技术效果在于：

本专利中，实时变量施肥设备能够根据实际使用需求灵活装配于现有的农业机械上，以使农业机械具备根据泥浆肥力值实时控制施肥量的功能。该种装配方式设计新颖，稳定性能优越且装配要求低，适合批量生产装配。具体地，信号处理器通过施加激励信号给两极板，使两极板的激励信号在泥浆的作用下实现电导通，泥浆可改变两极板之间激励信号的相位和有效值，信号处理器可基于该变化信息和测得的极板和泥浆的接触面积计算出两极板之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值，信号处理器可将该肥力值和实际的参考值进行比对，然后控制施肥装置运行，以实时改变施肥装置的施肥量。如此可达到精准施肥，提高作业的效率和精准率，从而提高农作物的产量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明专利提供的实时变量施肥设备组装于插秧机的结构示意图；

图2为图1所示的右侧极板和右前轮架相组装的结构示意图；

图3为图2沿前视方向的结构示意图；

图4为图2所示的极板和前轮架相组装的结构示意图；

图5为图4所示的极板、信号线及前轮架的立体分解图；

图6为图2所示的极板的结构示意图；

图7为图6所示的金属板沿侧视方向的结构示意图；

图8为图5所示的双头螺丝的结构示意图。

附图标号说明：

施肥设备1；极板11；安装端111；腰孔1111；圆孔1112；双头螺丝1113；作用端112；金属板113；凸起部1131；绝缘层114；螺纹通孔115；信号处理器121；测距传感器122；信号线123；开口鼻1231；固定螺丝1232；单管夹1233；施肥装置13；肥量调节机构131；下料机构132；肥箱1321；施肥管1322；施肥口1323；农业机械2；车架21；前轮架22；前轮23；前轮外圈24；前轮毂25；后轮26。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，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发明中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

根据本发明提供的一个具体实施例，如图1至图8所示，本发明在第一方面提供了一种实时变量施肥设备1，具体可包括安装于农业机械2的两极板11、一信号处理器121、一测距传感器122和一施肥装置13。两极板11对称地安装于两前轮架22处，且两极板11在农业机械2行进的过程中至少部分浸没于泥浆内部。信号处理器121用以采集两极板11之间泥浆引起的反馈信号变化数据，及采集测距传感器122获取的两极板11和泥浆的接触面积。信号处理器121基于该反馈信号变化数据和接触面积得出两极板11之间泥浆的肥力值，信号处理器121从而根据肥力值控制施肥装置13运行，以实时改变施肥装置13的施肥量。

本实施例中，实时变量施肥设备1能够根据实际使用需求灵活装配于现有的农业机械2上，以使农业机械2具备根据泥浆肥力值实时控制施肥量的功能。该种装配方式设计新颖，稳定性能优越且装配要求低，适合批量生产装配。具体地，信号处理器121通过施加激励信号给两极板11，使两极板11的激励信号在泥浆的作用下实现电导通，泥浆可改变两极板11之间激励信号的相位和有效值，信号处理器121可基于该变化信息和测得的极板11和泥浆的接触面积计算出两极板11之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值，信号处理器121可将该肥力值和实际的参考值进行比对，然后控制施肥装置13运行，以实时改变施肥装置13的施肥量。如此可达到精准施肥，提高作业的效率和精准率，从而提高农作物的产量。

其中，农业机械2具体可包括例如插秧机、耕地机等任意机械设备，在此不作具体限定，均在本专利的保护范围之内。而且值得一提的是，该施肥设备1可在农业机械2生产的过程中直接装配于其上，也即是原厂装配，以丰富农业机械2的功能。当然，该施肥设备1还能够直接装配于已使用的或者在市场上售卖的农业机械2上，也即是后装配，如此可大大提高本施肥设备1的应用场景，满足于用户更多的使用需求。也即是说，本施肥设备1能够安装到现有的农业机械2上，赋予农业机械2实时检测土地肥力并实时变量施肥的功能。这种安装方式使农业机械2适用范围更广，具有很大的市场价值。本施肥设备1安装方式简单，能够在非专业人员的操作下，利用简单的工具即可实现装配，且装配后具备高的稳定性能，可满足于更多用户的使用需求，不会受到限制。

具体地，本实施例中，两极板11的轮廓构造及装设于前轮架22的具***置在此可不作具体限定，可根据实际使用需求灵活设定，均在本专利的保护范围之内。

作为本实施例的一个优选方案，参见图2和图3，两极板11均可通过固定螺丝1232组直接安装固定在左右前轮架22上，且优选为设于前轮23的内侧处，并朝向于前轮23的后方倾斜设置。如此可确保在工作时，极板11相对于农业机械2处于静止状态，极板11与农业机械2的车架21无相对运动产生的磨损，可在很大程度上保障了施肥装置13的使用寿命。同时，两极板11安装在前轮23内侧位置，则与之连接的相关线束不用考虑绕过前轮23，或从车架21内部进行走线，方便线束的固定与连接，确保在农业机械2行进的过程中不会造成对线束的干涉。

进一步地，本实施例中，作为优选，左右两个极板11的形状尺寸可相一致，且安装高度也相一致，如此可确保两极板11浸没于泥浆内部的尺寸和面积相同，从而可大大提高肥力值测量的准确度，且面积和尺寸的一致便于生产和安装人员对其进行快速安装，降低出错风险，减少数据计算难度。进一步地，因实际的施肥宽度常大于左右前轮23宽度，两极板11之间的间距应尽量扩大，如此可在很大程度上增大两极板11之间的检测范围，确保所测的两极板11之间泥浆的肥力值更能接近施肥宽度泥浆的肥力值，从而可大大提高施肥设备1的测量精度，从而提升施肥的效率和准确率。

进一步地，本实施例中，继续参见图2和图3，极板11可优选安装在前轮23与前轮轴之间，且极板11可优选为接近前轮毂25设置，但不接触该前轮毂25。在实际作业的过程中，农业机械2在水田中行进的过程中，为了确保其能够具备和水田足够的接触面积，以提高其在行进过程中的平稳性，从而降低打滑的几率，前轮外圈24和后轮外圈均应设计地较宽一些，如此可避免前轮23和后轮26因陷入水田过深而打滑。然而，因为前轮毂25厚度相对较薄，因此极板11可优选安装在前轮外圈24和前轮毂25的宽度差之间。如此在工作时，前轮外圈24会将水田中的杂草和泥块等压到前轮23底部，并在水田里压出来车辙，则极板11只会沿着车辙方向运动，只会浸入到车辙里的泥浆里，不用承受太多阻力，使得前轮23对极板11能够具备极好的保护作用，使得极板11在不易磨损的同时能够具有良好的稳定性。

进一步地，本实施例中，参见图4，极板11相对于前轮23向后的倾斜幅度为大于或等于0度，且小于或等于60度，可优选为朝向前轮23斜后方45度方向，但并不限于此。如此角度设置可减少极板11在行进过程中所受到的阻力，降低其附着例如杂草或泥块等异物的几率，并且斜后方安装方式能够减少极板11切入泥浆的角度，可减少极板11磨损，同样可以降低附着异物风险。当然，极板11倾斜角度不能太靠后，如此会造成极板11向上翘起，至少应确保极板11能够更大面积地浸没于泥浆之中，确保泥浆肥力值检测的准确度。

本实施例中，参见图4至图6，极板11具有安装端111和作用端112，安装端111用以对接前轮架22，作用端112呈圆弧状，用以在农业机械2行进的过程中和泥浆接触，圆弧状由于没有棱角，可类似于车轮的圆弧外边，将可能遇到的异物压到作用端112下方，可有效减少极板11所受阻力和降低附着异物的风险，确保极板11在进行过程中更为顺畅。作为进一步优选，作用端112的两侧边缘可呈0.3-2毫米的弧形或坡形倒角设置，如此可有效防止在生产、搬运和安装过程中造成对工作人员手部的损伤，同时增加极板11在行进过程中的润滑性，有效防止作用端112的毛刺附着异物。

进一步地，参见图2，极板11的作用端112应尽量接近前轮外圈24但不接触，这样可以增加极板11在前轮23径向方向的尺寸。具体地，在两个前轮23陷入泥浆深度相同的情况下，增加极板11浸入泥浆的深度，从而可有效增加极板11与泥浆接触面积。同时，极板11的作用端112不与前轮外圈24接触，可有效避免极板11和/或前轮23出现磨损而导致极板11将激励信号传递至前轮23，从而影响肥力值检测的准确率。

作为本实施例的一个优选方案，参见图6和图7，每一极板11均可包括金属板113和绝缘层114。金属板113相对的两端壁分别设有一凸起部1131，且两凸起部1131呈对称设置，绝缘层114包覆于金属板113表层除两凸起部1131外的全部区域。其中，金属板113通过信号线123电性连接于信号处理器121，以通过信号处理器121施加激励信号给两凸起部1131浸没于泥浆的部分，进而检测两极板11之间泥浆的肥力值。

具体地，金属板113与绝缘层114镶嵌一体，可保证极板11具备足够强度的同时，避免极板11直接于车架21接触并电导通，绝缘层114可使得极板11与前轮23、前轮架22绝缘。同时绝缘层114对金属板113还具备极好的保护作用，使金属板113不易磨损的同时还不受异物的冲击，使其具有良好的稳定性。

作为优选，两凸起部1131的外表面和绝缘层114的外表面可相齐平设置，如此可保证极板11在与泥浆接触时，绝缘层114可防止凸起部1131平整的表面粘黏泥浆，且齐平设置还能够起到减少破开泥浆所受阻力以及附着其他异物的作用。

进一步地，本实施例中，参见图7，金属板113为具有一定厚度、不易腐蚀且具备良好导电性能的金属材质制作，如此可准确检测出两极板11间泥浆中离子引起的激励信号有效值和相位变化，并保证结构使用寿命。优选地，金属板113的厚度范围可为1-10mm之间，具体可根据实际使用需求灵活设定，在此不作过多限制。如此可以保证极板11整体具备足够的强度，可保证在长期持续作业的过程中不被破坏，且良好的导电性可轻易获取两极板11间有效值和相位值变化，同时，良好的耐腐蚀性能可保证结构具备足够的使用寿命。相对应地，绝缘层114应选用具有良好耐磨性和自润滑性能的材质制作，农业机械2长期在水田里工作，良好稳定的性能保证极板11长期相对土地运动时，不会磨损同时减少异物附着，并且能够保证极板11安装位置不与车架21导通影响对肥力值的计算。作为优选，绝缘层114应选用pc材质和/或pbt材质制作，在此不作具体限定。

本实施例中，参见图6，为了便于计算凸起部1131浸没于泥浆的面积，可优选将凸起部1131设置呈规则的形状，如此可便于快速对肥力值进行计算。优选地，两凸起部1131的下边缘沿用极板11的圆弧形构造，或者两凸起部1131的下边缘呈坡形倒角构造，均在本专利的保护范围之内。进一步地，两凸起部1131的上边缘呈水平线条形当然，其还可为弧形，在此不作具体限定，如此可减小极板11在前轮轴粘黏大量的泥浆的情况下，两凸起部1131与车架21电性导通的可能性。极板11内芯的金属板113和绝缘层114镶嵌为一体，金属板113起支撑和导电作用，绝缘层114对极板11上部与前轮架22安装接触起绝缘作用。

本实施例中，参见图4至图6，极板11的安装端111开设有若干用于对接固定螺丝组的安装孔。作为优选，安装端111的相对两侧均可分别开设一腰孔1111，及安装端111的中间位置可开设一圆孔1112，圆孔1112和腰孔1111的配合可便于极板11能够固定在不同尺寸型号的前轮架22上，增加极板11的通用性，且开设有多孔可使极板11固定更加牢固可靠。具体地，固定螺丝组可包括三个对应于圆孔1112和两腰孔1111，且带有凸台的双头螺丝1113。值得一提的是，参见图8，每一双头螺丝1113的两头螺纹规格与原装螺丝一致。同样的螺纹规格可使双头螺丝1113的一头替换车轮架上原装螺丝，确保不影响原农业机械2的结构强度。中间的凸台便于安装螺丝时，扳手等工具对螺丝施力。另一头再通过螺母、弹垫、不同厚度或不同数量的垫片等将极板11安装固定在前轮架22指定的位置。值得一提的是，本实施例的极板11借用原车孔位进行安装。这种安装方式使施肥设备1同时能够进行前装或后装，大大扩大其应用场景。更值得一提的是，前轮架22的端部环向设有八个螺钉，用以组装前轮23。本实施例可利用前轮架22下方的三个孔位来安装极板11，使极板11朝向前轮23斜后方倾斜设置。具体地，本实施例可利用上述三个双头螺丝1113代替前轮架22底部的三个原装螺丝，操作简单方便，且稳固性强。

进一步地，本实施例中，参见图6，极板11上部开设有一个螺纹通孔115，可通过增设一固定螺丝1232来将信号线123端部的开口鼻1231锁紧于螺纹通孔115内部。进一步地，参见图5，为了有效增强对信号线123的固定，可优选采用多个单管夹1233分别将信号线123约束在前轮架22上，以确保信号线123向上连接到信号处理器121，用以将极板11所获得的变化信息输送给信号处理器121。

进一步地，本实施例中，信号线123为电子线外套具有一定韧性和高强度的套管所形成。电子线用于传递极板11间的电阻值变化信号，但电子线本身强度不够，易损坏。因此将电子线穿入套管里，可有效保护其不被杂物破坏。其中，套管外径适用于单管夹1233的孔内径，使其可被单管夹1233牢牢固定。在前轮23转动或转向过程中，信号线123安装在前轮轴的部分都紧贴在前轮轴上，且呈静止状态，不会受到泥浆杂物的冲击损坏。

当然，本发明在第二方面还提供了一种实时变量施肥方法，可在第一方面提供的实时变量施肥设备1上实施以下步骤：信号处理器121施加激励信号给两极板11；两极板11的激励信号在泥浆的作用下发生相位和有效值的改变，信号处理器121采集反馈信号变化数据；信号处理器121计算出两极板11浸没于泥浆的深度，进而获取两极板11和泥浆的接触面积；信号处理器121基于变化信息和接触面积计算出两极板11之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值；信号处理器121比对肥力值和参考值，进而控制所述施肥装置13运行，以实时改变施肥装置13的施肥量。

具体地，本实施例中，参见图1，信号处理器121连接于信号线123，用以通过信号线123施加激励信号给两极板11，金属板113暴露在外的凸起部1131与泥浆接触，进而将激励信号传导至泥浆，两极板11之间的泥浆用以改变激励信号的相位和有效值，信号处理器121从而采集反馈信号变化数据。进一步地，测距传感器122可优选位于两极板11的上方位置，用以检测其和泥浆表层之间的距离，然后根据两极板11的尺寸和安装位置计算出两极板11浸没于泥浆的深度，进而获取两极板11和泥浆的接触面积。其中，信号处理器121基于反馈信号变化数据和接触面积可计算出两极板11之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值，信号处理器121可将该肥力值和实际的参考值进行比对，信号处理器121根据肥力值转化并输出电信号以控制施肥装置13运行，以实时改变施肥装置13的施肥量，如此可达到精准施肥，提高作业的效率和精准率，从而提高农作物的产量。

进一步地，本实施例中，激励信号为等幅低压交流信号，因为农业机械2本身大部分结构均为金属材质，具备导电性，且由于在水田工作，农业机械2处于易导电的水环境，等幅低压交流信号可防止施肥设备1的电信号对人体造成伤害，同时等幅低压交流信号可避免离子产生定向移动，有效保护极板11暴露的凸起部1131不被氧化。作为优选，等幅低压交流信号可为不同的频率下的多维度信号，可有效测量泥浆在不同频域信号下的有效值和相位变化。通过此方法可以测量泥浆中多种离子的浓度，有助于分析泥浆中不同的肥力指标。

作为本实施例的一个优选方案，施肥装置13具体可包括肥量调节机构131和下料机构132。信号处理器121用以将获取的肥力值实时输送至肥量调节机构131，以控制肥量调节机构131实时改变下料机构132的施肥量。本实施例中，下料机构132具体可包括肥箱1321和施肥管1322，施肥管1322的一端连通于肥箱1321，其另一端具有施肥口1323，及肥量调节机构131的驱动装置可为电机，驱动装置连接于信号处理器121，信号处理器121可基于肥力值实时改变电机的运行速度，以实时改变施肥口1323排放肥料的量。当然，信号处理器121需综合考虑两块极板11未同时浸入水中、结束作业时农业机械2还在水田中极板11持续给信号、极板11与车架21导通导致信号有误等特殊情况，对信号进行正确的处理。

作为优选，施肥口1323可置于农业机械2后部且邻近于后轮26的位置。由于肥箱1321里的肥料通过施肥管1322到达施肥口1323需要时间，农业机械2在前进的过程中，施肥口1323到达极板11检测点也需要时间，通过对农业机械2前进速度或肥量调节机构131转速或给肥量调节机构131信号时间或施肥口1323位置等参数进行调节，可有效控制两者时间一致，以达到精准施肥的目的。

本实施例中，施肥口1323往往置于车架21后部，例如在时间t时，极板11在A点检测到土地肥力值，此时施肥口1323处于B点，信号处理器121同步对肥量调节机构131进行转速调节，该时间很短忽略不计，而转速变化导致施肥量变化的肥料通过施肥管1322到达施肥口1323需要时间，假设该时间长度为t1。农业机械2前进，施肥口1323从B点到达A点时间为t2。当t1＝t2，则变化的肥料刚好施在监测点，实现精准施肥。当t1≠t2，则变化的肥料不能施在监测点，需要对农业机械2前进速度或电机转速或给肥量调节机构131信号时间或施肥口1323位置等参数进行调节，使得t1＝t2。此外，工作状态时，施肥口1323位置一般位于水田表面以下，以便于肥料直接施在秧苗根部促进秧苗根系生长，而非施在泥浆表面，这样肥料容易随水流动，达不到精准定位施肥。

当然，参见图1，本发明在第三方面还提供了一种农业机械2，具体可包括车架21、两前轮23、两后轮26及本发明在第一方面提供的实时变量施肥设备1。施肥装置13安装于车架21邻近于两后轮26的位置，两极板11对称地安装于两前轮架22对应于前轮23的内侧位置，信号处理器121安装于车架21对应于两前轮23的上方位置。其中，农业机械2具体可包括例如插秧机、耕地机等任意机械设备，在此不作具体限定，均在本专利的保护范围之内。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实时变量施肥设备，其特征在于，包括：

安装于农业机械的两极板、一信号处理器、一测距传感器和一施肥装置；

两所述极板对称地安装于两前轮架处，且两所述极板在农业机械行进的过程中至少部分浸没于泥浆内部；

所述信号处理器用以采集两所述极板之间泥浆引起的反馈信号变化数据，及采集所述测距传感器获取的两所述极板和泥浆的接触面积；

所述信号处理器基于所述反馈信号变化数据和接触面积得出两所述极板之间泥浆的肥力值，所述信号处理器从而根据所述肥力值控制所述施肥装置运行，以实时改变所述施肥装置的施肥量。

2.根据权利要求1所述的实时变量施肥设备，其特征在于，

所述信号处理器用以施加激励信号给两所述极板，两所述极板之间的泥浆用以改变激励信号的相位和有效值，所述信号处理器从而采集反馈信号变化数据；及

所述测距传感器位于两所述极板的上方位置，用以检测其和泥浆表层之间的距离，然后根据两所述极板的尺寸和安装位置计算出两所述极板浸没于泥浆的深度，进而获取两所述极板和泥浆的接触面积；

其中，所述信号处理器基于所述反馈信号变化数据和接触面积计算出两所述极板之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值，所述信号处理器根据所述肥力值控制所述施肥装置运行，以实时改变所述施肥装置的施肥量。

3.根据权利要求1所述的实时变量施肥设备，其特征在于，

所述激励信号为等幅低压交流信号；

其中，所述等幅低压交流信号为不同频率下的多维度信号。

4.根据权利要求1-3任一项所述的实时变量施肥设备，其特征在于，

所述极板安装于前轮架对应于前轮的内侧位置，且朝向于前轮的后方倾斜设置；

其中，所述极板相对于前轮的倾斜幅度为大于或等于0度，且小于或等于60度；及

所述极板具有安装端和作用端，所述安装端用以对接前轮架，所述作用端呈圆弧状，用以在农业机械行进的过程中和泥浆接触；及

所述作用端的边缘呈弧形或坡形倒角设置。

5.根据权利要求4所述的实时变量施肥设备，其特征在于，

所述极板包括金属板和绝缘层；

所述金属板相对的两端壁分别设有一凸起部，且两所述凸起部呈对称设置，所述绝缘层包覆于所述金属板表层除两所述凸起部外的全部区域；

其中，所述金属板通过信号线电性连接于所述信号处理器，以通过所述信号处理器施加激励信号给两所述凸起部浸没于泥浆的部分，进而检测两所述极板之间泥浆的肥力值。

6.根据权利要求5所述的实时变量施肥设备，其特征在于，

两所述凸起部的外表面和所述绝缘层的外表面齐平设置；和/或

两所述凸起部的下边缘呈圆弧形或坡形倒角，及其上边缘呈弧形或水平线条形。

7.根据权利要求1-3任一项所述的实时变量施肥设备，其特征在于，

所述施肥装置包括肥量调节机构和下料机构；

所述信号处理器用以将获取的肥力值实时输送至所述肥量调节机构，以控制所述肥量调节机构实时改变所述下料机构的施肥量。

8.根据权利要求7所述的实时变量施肥设备，其特征在于，

所述下料机构包括肥箱和施肥管；

所述施肥管的一端连通于所述肥箱，其另一端具有施肥口；及

所述肥量调节机构的驱动装置为电机，所述驱动装置连接于所述信号处理器，所述信号处理器基于肥力值实时改变所述电机的运行速度，以实时改变所述施肥口排放肥料的量。

9.一种实时变量施肥方法，在权利要求1-8任一项所述的实时变量施肥设备上实施以下步骤：

信号处理器施加激励信号给两极板；

两所述极板的激励信号在泥浆的作用下发生相位和有效值的改变，信号处理器采集反馈信号变化数据；

测距传感器计算出两所述极板浸没于泥浆的深度，进而获取两所述极板和泥浆的接触面积；

所述信号处理器基于所述反馈信号变化数据和接触面积计算出两所述极板之间泥浆的导电率，然后得出泥浆的肥力值；

所述信号处理器比对肥力值和参考值，进而控制所述施肥装置运行，以实时改变所述施肥装置的施肥量。

10.一种农业机械，其特征在于，包括：

车架、两前轮、两后轮及权利要求1-8任一项所述的实时变量施肥设备；

所述施肥装置安装于所述车架邻近于两所述后轮的位置；

两所述极板对称地安装于两前轮架对应于所述前轮的内侧位置；

所述信号处理器安装于所述车架对应于两所述前轮的上方位置。

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