一种精准分层施肥播种一体机的制作方法

本实用新型涉及农业机械技术领域，具体的涉及一种精准分层施肥播种一体机。

背景技术：

随着我国工业化水平及城镇化发展，耕地面积逐渐减少，而人口却显著增加，粮食需求量日益增加，提高产量是我国粮食产业发展的长期奋斗把目标。通过田间试验对比发现，分层施入氮肥和磷肥可显著提高作物产量。针对我国化肥过量施用的问题，按需对肥料进行变量施用是目前减少化肥用量并提高产量的一个重要技术指标，其中施肥量的在线检测是实现高精度变量施肥的关键，为此本申请提供一种结构简单，可实现不同肥料分层施肥且对施肥量进行实时监控和调整的一种精准分层施肥播种一体机。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种精准分层施肥播种一体机，以解决上述背景技术中提出的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种精准分层施肥播种一体机，包括机架，所述机架的上部通过固定板连接有种箱和肥箱，且种箱、肥箱的底端均设有排料器，所述排料器包括分别等间距设于种箱、肥箱底端的排料盒和设于每个排料盒内部的外槽轮，每个排料盒的底端均设有排料管，每同一水平上的外槽轮通过转轴连接，且每个转轴的一端均通过联轴器连接有安装于固定板外侧的电机，所述机架的前端设有三点悬挂装置，所述机架上设有两排分别用于施肥开沟以及播种开沟的施肥开沟器和播种开沟器，所述固定板上安装有电器盒，每种所述开沟器均与相应侧的排料盒一一对应，且每个排料管均安装在相应的开沟器上，所述肥箱设置有三个，且分别为肥箱一、肥箱二、肥箱三，每个所述肥箱的底端均对应设有一个排料器，且每个排料器上转轴的一端分别通过联轴器连接有一个电机，每个所述施肥开沟器上均连接有一个分层施肥机构，每个所述肥箱上均设有一个用于调节肥料出料量的调控系统。

优选的，所述种箱上的电机为排种电机，所述肥箱上的电机为排肥电机，三个所述肥箱上的电机分别为排肥电机一、排肥电机二、排肥电机三。

优选的，所述分层施肥机构包括并排设于施肥开沟器上且长度各不相同的导肥管、设于导肥管底端且用于导料的导肥片以及设于导肥片两侧的侧板，每个所述肥箱上的排料管均与相应的导肥管的顶端连接。

优选的，每个所述导肥片均通过相应的侧板构成呈u型结构的导肥板，每个所述施肥开沟器上的导肥管自底层到上层呈阶梯状分布。

优选的，每个所述播种开沟器上均螺钉连接有两侧向外倾斜扩张的防堵片。

优选的，所述机架的后端通过限深臂转动连接有镇压轮，所述镇压轮的两端均位于最外侧开沟器的外侧。

优选的，所述调控系统包括施肥量检测传感器、控制系统和测速传感器，所述施肥量检测传感器设于排料盒的底端、排料管的上方，所述测速传感器设于驱动装置上，所述控制系统由信息采集模块、信息处理模块和信息输出模块组成。

3.有益效果

1、本实用新型的分层施肥播种机集施肥量的检测调控于一体，可实现分层施不同类型的肥料或同种肥料，且通过检测施肥量是否与需求量相同，对单位时间内的出肥量进行调控，使得肥料利用率更高，施肥量更精细。

2、本实用新型导肥板u型结构的设置，使其两侧的侧板可对将要撒出的肥料进行聚集，并通过肥料在导肥片的导向移动，使肥料较为均匀的分布在导肥片上，以使肥料可较为均匀的撒在不同的土层中，提高土壤对肥料的利用率，避免肥料的两份。

3、本实用新型通过防堵片两侧的倾斜板，可将土壤与排种管进行分隔，以保证排种管底端的出料口能够正常的出料，避免堵塞。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图；

图2为施肥开沟器的结构示意图；

图3是播种开沟器的结构示意图；

图4是调控系统原理图；

图5为外槽轮与转轴连接的侧视结构示意图。

附图标记：1、排料器，1-1、施肥量检测传感器，2、三点悬挂装置，3、机架，4、施肥开沟器，4-1、分层施肥机构，4-2、导肥片，4-3、侧板，4-4、导肥管，5、播种开沟器，5-1、防堵片，6、镇压轮，7、固定板，8、排种电机，9、种箱，10、肥箱一，11、肥箱二，12、肥箱三，13、排肥电机一，14、排肥电机二，15、排肥电机三，16、电器盒，17、转轴，18、外槽轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例

如图1-4所示的一种精准分层施肥播种一体机，包括机架3，机架3的上部通过固定板7连接有种箱9和肥箱，且种箱9、肥箱的底端均设有排料器1，排料器1包括分别等间距设于种箱9、肥箱底端的排料盒和设于每个排料盒内部的外槽轮18，每个排料盒的底端均设有排料管，每同一水平上的外槽轮18通过转轴17连接，且每个转轴17的一端均通过联轴器连接有安装于固定板7外侧的电机，种箱9上的电机为排种电机8，肥箱上的电机为排肥电机，三个肥箱上的电机分别为排肥电机一13、排肥电机二14、排肥电机三15；

机架3的前端设有三点悬挂装置2，机架3上设有两排分别用于施肥开沟以及播种开沟的施肥开沟器4和播种开沟器5，每个播种开沟器5上均螺钉连接有两侧向外倾斜扩张的防堵片5-1，通过防堵片5-1两侧的倾斜板，可将土壤与排种管进行分隔，以保证排种管底端的出料口能够正常的出料，避免堵塞，固定板7上安装有电器盒16，每种开沟器均与相应侧的排料盒一一对应，且每个排料管均安装在相应的开沟器上，肥箱设置有三个，且分别为肥箱一10、肥箱二11、肥箱三12，每个肥箱的底端均对应设有一个排料器1，且每个排料器1上转轴17的一端分别通过联轴器连接有一个电机，每个施肥开沟器4上均连接有一个分层施肥机构4-1，分层施肥机构4-1包括并排设于施肥开沟器4上且长度各不相同的导肥管4-4、设于导肥管4-4底端且用于导料的导肥片4-2以及设于导肥片4-2两侧的侧板4-3，每个肥箱上的排料管均与相应的导肥管4-4的顶端连接，不同导肥管4-4长度的设置，使其可进入至土壤的不同深度，以实现对不同土层的施肥，从而提高土壤对肥料吸收效果，提高肥料的利用率，每个导肥片4-2均通过相应的侧板4-3构成呈u型结构的导肥板，每个施肥开沟器4上的导肥管4-4自底层到上层呈阶梯状分布，导肥板u型结构的设置，使其两侧的侧板4-3可对将要撒出的肥料进行聚集，并通过肥料在导肥片4-2的导向移动，使肥料较为均匀的分布在导肥片4-2上，以使肥料可较为均匀的撒在不同的土层中，提高土壤对肥料的利用率，避免肥料的两份；

每个肥箱上均设有一个用于调节肥料出料量的调控系统，调控系统包括施肥量检测传感器1-1、控制系统和测速传感器，施肥量检测传感器1-1设于排料盒的底端、排料管的上方，测速传感器设于驱动装置上，控制系统由信息采集模块、信息处理模块和信息输出模块组成，施肥量检测传感器1-1在排料盒上安装位置的选择，可及时检测出肥量且不易被干扰，每个肥箱上均安装有施肥量检测传感器1-1的设置，使该装置可分别检测出各层肥料的出肥量，检测传感器1-1测出实时出肥量后，将信号传递给控制系统，同时通过控制系统中的信息采集模块将测速传感器测得的机具实时行进速度和施肥量检测传感器测的实时出肥量，传递给信息处理模块，以得出实际施肥量，分析实际出肥量与施肥需求量的差量，将差量转换为电机转速变化量，最后信号输出模块将转速调节信号输出给控制驱动器调节电机转速，使实际出肥量与需求量相符，以实现对施肥量的实时监控与调节，提高肥料利用率，提高作物产量，其调整公式如下；

式中：q——外槽轮转一圈的排肥量，单位(g)

d——外槽轮外径，单位(cm)

l——槽轮的有效工作长度，单位(cm)

γ——肥料的密度，单位(g/cm³)

α0——槽内肥料充满系数(实验室测得)

fq——单个凹槽的截面面积，单位(cm²)

τ——槽轮凹槽节距，单位(cm)

λ——带动层特性系数(实验室测得)

δn——转速变化量，单位(r/s)

m1——测得实际出肥量，单位(g)

m2——理论出肥量，单位(g)

t——时间，单位(s)

不同土层的肥料需求量不同，每层检测调节原理如上；控制系统将调整信号输出给单独的驱动器，分别控制电机的转速，调整每层的实时出肥量；

另外以电容式施肥量检测传感器1-1检测出肥量为例介绍，外槽轮18排出肥料后电容传感器测得电容变化量，将电容信号通过电容数字转换器转换成数字信号输出给控制系统，获得实时出肥量；检测原理是由于不同肥料量对应不同的介电常数，当不同量肥料经过电容式传感器时会产生的不同的电容信号，不同的电容信号对应不同的出肥量；根据测得电容变化量可以推出实际出肥量，出肥量推导依据公式(1)。公式(1)如下：

式中：m1——肥料的质量，单位(kg)

d——为电容极板的距离，单位(m)

k——静电力常量，取9.0×10⁹n·m/c

ρ——肥料的质量，单位(kg/m³)

v——肥料的体积，单位(m³)

δc——电容变化量，单位(f)

s——电容极板的正对面积，单位(m²)

ε1——肥料的介电常数，单位(f/m)

ε2——空气的介电常数，单位(f/m)

以得到m1的值。

机架3的后端通过限深臂转动连接有镇压轮6，镇压轮6的两端均位于最外侧开沟器的外侧，播种施肥后通过镇压轮将犁出的沟压平，且通过镇压轮6两端与最外侧开沟器之间位置的设置，使镇压轮6可对每个开沟器挖开的地方进行压平，以使肥料和种子均在土壤中。

上述精准分层施肥播种一体机的具体应用过程为：首先通过三点悬挂装置2将该机具与驱动装置连接(驱动装置为拖拉机或其他)，机具前进前进时，通过排肥电机一13、排肥电机二14、排肥电机三15的独立驱动，使每个肥箱内的化肥通过对应的排料器1进行输送，即排肥电机带动转轴17转动，使转轴17上的外槽轮18将排料盒内的化肥传输至排料管内，通过排料管将化肥输送至对应的导肥管4-4中，通过呈阶梯状分布的导肥管4-4对不同深度的土壤进行施肥，以使不同深度的土壤均可对肥料进行吸收，且可根据不同土壤深度对不同种类化肥的吸收效果，通过驱动装置对施肥开沟器4刺入土壤内部的深度进行调节，以使不同深度的土壤层更高效的吸收肥料，以提高肥料的利用率，避免浪费，当施肥机构对土壤施肥后，可通过位于肥箱后方的种箱9以及种箱9上的排料器1将种子输送给对应的排料管，通过排料管将种子种植在土壤中，且在种植种子时，可先通过播种开沟器5将土壤拨开，使排料管可对拨开的土壤进行种植，排料管在排料时，可通过防堵片5-1两侧的倾斜板将土壤与排料管分隔开来，以保证排料管不会堵塞；

另外机具在开始作业前，需先将施肥需求量输入给控制系统，随着机具前进，控制系统根据实时前进速度对排种电机8和各排肥电机施加命令，按照理论量进行施肥播种，当机具行进稳定后，施肥量检测传感器1-1检测单位时间内的出肥量，并与需求量进行差量分析调控出肥量，以精确每层的施肥量，提高土壤对肥料的吸收，避免浪费，施肥以及种植后均可通过镇压轮6对每个开沟器挖开的地方进行压平，以实现对肥料以及种子的掩埋，完成施肥播种作业。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求范围内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除