一种精准变量施肥装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种精准变量施肥装置。


背景技术：

2.精准施肥又称自动变量施肥，是精准农业的核心内容之一。精准施肥首先需要获取需肥量处方图，即通过分析土壤反射光谱值与土壤肥力因子之间的关系，建立土壤有机质、全磷和全氮含量模型，然后对土壤肥力数据进行分析处理，计算出单位土壤面积的需肥量。基于上述考虑，变量精准施肥技术依据土壤的需肥量按需投入肥料，可显著提高肥料利用率，降低生产升本，同时减少环境污染。
3.现有技术中的机械化施肥装置，如授权公告号为cn210928597u、授权公告日为2020年7月7日公开的一种土壤肥料均匀泼洒装置，该装置中在进料仓下部的下料路径上设置有插板，在电动推杆作用下插板位置可调，以在下料路径上形成开度可调的阀门，从而实现出料口大小的调节，通过上述土壤肥料均匀泼洒装置能够根据需肥处方图调节施肥量，从而提高施肥工作效率，但是上述仅通过插板位置调节以调节阀门开度大小的装置容易导致施肥量控制不准、施肥效率难以满足生态经济的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种精准变量施肥装置，以解决现有技术中的施肥装置容易导致施肥量控制不准、施肥效率难以满足生态经济需求的技术问题。
5.本实用新型的精准变量施肥装置采用如下技术方案：
6.精准变量施肥装置，包括：
7.支撑架，其上安装有行走机构；
8.进料仓，下部设置有下料盒，下料盒具有下料路径，下料路径上安装有开度可调的下料阀；
9.下料阀开度调节单元，调节下料阀的开度；
10.螺旋输送结构，包括旋转轴和安装在旋转轴上的螺旋片，位于下料路径上，用于输送肥料；
11.输送速度调节单元，与旋转轴传动连接，以调节螺旋输送结构的输送速度。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型的精准变量施肥装置中，在下料盒的下料路径中设置螺旋输送结构和下料阀，螺旋输送结构配置输送速度调节单元以调节输送结构的输送速度，下料阀配置下料阀开度调节单元以调节下料阀的开口大小，从而使本实用新型的施肥装置可根据需肥处方图实现下料阀开口大小和螺旋输送结构输送速度的综合调节，以更准确的控制施肥量，提高施肥效率，满足生态经济需求。
13.进一步地，在所述下料路径上，所述螺旋输送结构位于所述下料阀的下游。
14.其有益效果是：上述结构设置便于所需量的肥料在螺旋输送结构中的输送，可避免肥料堆积在螺旋输送结构中。
15.进一步地，所述下料盒包括上部进料段和下部输送段，上部进料段具有进料口，该进料口与进料仓的下部开口对接，且上部进料段形成下料阀的阀壳，下部输送段具有出料口，下部输送段形成螺旋输送结构的外壳。
16.其有益效果是：上述利用下料盒部分以分别形成下料阀的阀壳和螺旋输送结构的外壳的下料盒结构简单，无需另外设置阀壳和螺旋输送结构的外壳，可简化整个精准变量施肥装置的整体结构。
17.进一步地，上部进料段为长方体段，下部输送段为圆柱段，长方体段的内宽与圆柱段的内径相等。
18.其有益效果是：上述结构设置可方便肥料在下料盒中的下落和输送，避免肥料在下料盒中卡滞，从而可提高精准变量施肥装置的施肥效率。
19.进一步地，下料阀包括挡料板，通过挡料板的位置移动以改变下料阀的阀口开度大小，所述挡料板的位置移动方向与螺旋输送结构的输送方向垂直布置。
20.其有益效果是：上述结构设置便于下料阀开度调节单元和输送速度调节单元在支撑架上的布置，便于整个精准变量施肥装置的拆装和维修。
21.进一步地，所述行走机构包括安装在支撑架上的行走轮，所述行走轮配置有行走速度调节单元，行走速度调节单元包括行走速度调节电机，行走速度调节电机安装在支撑架上，行走速度调节电机与行走轮之间传动连接。
22.其有益效果是：本实用新型的行走轮配置行走速度调节电机，可根据需肥处方图调节整个施肥装置的行驶速度，从而提高对肥料量的控制调节精度；而且行走轮通过行走速度调节电机驱动，有助于提高行走过程中的稳定可靠性。
23.进一步地，所述出料口与所述行走速度调节单元在水平面内错开布置。
24.其有益效果是：上述结构设置以避免行走速度调节单元与肥料的下落路径干涉，从而方便肥料落入指定的需肥位置处。
25.进一步地，所述支撑架包括上下至少两层安装架，所述行走机构安装在最下层安装架上。
26.其有益效果是：上述结构设置可增加精准变量施肥装置底部的重量，有助于精准变量施肥装置在行走过程中的稳定性。
27.进一步地，所述支撑架包括上下三层安装架，所述进料仓安装在上层安装架上，所述下料阀开度调节单元和输送速度调节单元均安装在中层安装架上。
28.其有益效果是：上述结构设置可避免上层安装架承受载荷较大而影响上层安装架的强度。
附图说明
29.图1是本实用新型精准变量施肥装置在具体实施例1中的结构示意图；
30.图2是本实用新型精准变量施肥装置在具体实施例1中另一个视角的结构示意图；
31.图3是本实用新型精准变量施肥装置的具体实施例1中下料盒、螺旋输送结构和挡料板的位置关系结构示意图；
32.图4是本实用新型精准变量施肥装置的具体实施例1中螺旋输送结构的结构示意图；
33.附图标记说明：
34.1、支撑架；11、上层安装架；12、中层安装架；13、下层安装架；2、进料仓；3、下料盒；31、圆柱段；32、进料口；33、出料口；4、挡料板；41、挡料板连接件；42、螺母；43、丝杠轴；44、下料阀开度调节电机；45、下料阀开度调节电机支架；5、螺旋输送结构；51、旋转轴；52、螺旋片；53、轴承；54、轴承盖；55、输送速度调节电机；56、输送速度调节电机支架；6、行走轮；61、轮架；62、轮轴；63、行走速度调节电机；64、行走速度调节电机支架；65、小齿轮；66、大齿轮。
具体实施方式
35.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
39.本实用新型的精准变量施肥装置的具体实施例1：
40.如图1和图2所示，精准变量施肥装置包括支撑架1和固定在支撑架1上的行走机构，支撑架1为由各支撑杆焊接形成的四方形框架结构，支撑架1包括上下间隔布置的三层安装架，分别为上层安装架11、中层安装架12和下层安装架13，行走机构安装在下层安装架13底部，用于支撑整个支撑架1，并带动整个支撑架1行走。
41.行走机构包括行走轮6，行走轮6设置有四个，位于前侧的两行走轮6和位于后侧的两行走轮6之间均通过轮轴62连接，前后两个轮轴62均通过轮架61可转动的安装在下层安装架13上。本实施例中，精准变量施肥装置还包括驱动机构，驱动机构包括行走速度调节单元，行走速度调节单元可控制行走机构的形式速度。
42.如图1和图2所示，行走速度调节单元包括行走速度调节电机63，行走速度调节电机63通过行走速度调节电机支架64安装在下层安装架13上，行走速度调节电机63的输出轴上安装有小齿轮65，在位于后侧的轮轴62上安装有大齿轮66，小齿轮65与大齿轮66啮合，以通过行走速度调节电机63带动位于后侧的轮轴62上的两个行走轮6的转动。本实施例中，可通过对行走速度调节电机63的控制操控精准变量施肥装置的行驶速度。
43.本实施例中如图1和图2所示，精准变量施肥装置还包括安装在上层安装架11上的进料仓2，进料仓2具有上下对应布置的上部开口和下部开口，上部开口尺寸大于下部开口，上部开口用于承接肥料，下部开口用于排出肥料。进料仓2下部安装有下料盒3，进料仓2与下料盒3分体设置，且两者之间通过端部法兰连接，进料仓2和下料盒3均安装在上层安装架11上，下料盒3具有与进料仓2的下部开口对接的进料口32，进料口32用于承接从进料仓2的下部开口排出的肥料，下料盒3还具有出料口33，出料口33用于将肥料排出至地面。
44.本实施例中，出料口33在水平面内的投影位于支撑架1在水平面内投影的中心位置，且行走速度调节电机63在水平面内的投影靠后设置，以使出料口33在水平面内与行走速度调节电机63错开布置，避免行走速度调节单元与肥料的出料路径干涉。
45.其他实施例中，出料口在水平面内与行走速度调节电机对应布置，在出料口下连接折弯通道，折弯通道的出口在水平面内的投影相对出料口在水平面内的投影靠后布置，以避免行走速度调节单元与肥料的出料路径干涉。
46.如图1至图3所示，下料盒3具有下料路径，下料路径连通进料口32和出料口33，在下料路径上安装有下料阀和螺旋输送结构，下料阀包括挡料板4，挡料板4横向插入下料路径中，挡料板4与下料方向垂直布置，可通过调节挡料板4插入下料路径的深度实现下料路径开度大小的调节，从而可调节从下料路径中经过的肥料量，即调节从出料口33排出的肥料量。
47.如图1至图3所示，下料盒3包括上部进料段和下部输送段，进料口32设置在上部进料段上，出料口33设置在下部输送段上，上部进料段为长方体段，下部输送段为圆柱段31，长方体段的长度方向沿圆柱段31的轴线布置，长方体段的内宽与圆柱段31的内径相等，以便于肥料在下料盒3中的下落和输送，避免肥料卡滞，进而可提高精准变量施肥装置的施肥效率。
48.本实施例中，如图1至图3所示，挡料板4水平设置，且横穿长方体段的截面，以使长方体段形成下料阀的阀壳。如图3所示，驱动机构还包括下料阀开度调节单元，下料阀开度调节单元用于调节挡料板4的位置以改变从出料口33排出的肥料量。下料阀开度调节单元包括下料阀开度调节电机44和丝杠螺母42机构，下料阀开度调节电机44与挡料板4之间通过丝杠螺母42机构传动连接，下料阀开度调节电机44通过下料阀开度调节电机支架45安装在中层安装架12上，下料阀开度调节电机44的输出轴上连接有丝杠轴43，丝杠轴43上螺纹连接有螺母42，螺母42通过挡料板连接件41与挡料板4固定连接，可通过对下料阀开度调节电机44的操控，以带动螺母42沿丝杠轴43移动，在螺母42移动的过程中，挡料板4可靠近或远离下料盒2移动，从而实现下料路径开度大小的调节，即实现出料口33排料量的调节。
49.本实施例中，如图1至图3所示，在下料路径上，螺旋输送结构5位于下料阀的下游，螺旋输送结构5的轴线沿水平方向延伸布置，螺旋输送结构5包括旋转轴51和安装在旋转轴51上的螺旋片52，旋转轴51转动装配在下料盒3的圆柱段31内，并与圆柱段31同轴布置，以使圆柱段31形成螺旋输送结构5的外壳。圆柱段31轴向两端均安装有轴承盖54，旋转轴51两端通过轴承53转动支撑在对应端的轴承盖54中，螺旋片52与圆柱段31的内周壁围成在周向上封闭的螺旋输送路径，螺旋输送路径用于输送肥料，以形成下料路径的一部分。上述结构设置可实现控制排料量后的肥料在螺旋输送路径中的输送，从而避免肥料堆积在螺旋输送路径上，而且将螺旋输送结构5中旋转轴51和螺旋片52设置在下料盒3的圆柱段31上，以便
于在螺旋片52与圆柱段31之间围成周向封闭的螺旋输送路径，从而便于实现肥料在螺旋输送路径中的输送，有助于实现排料量的精准控制。
50.本实施例中，圆柱段31的轴向长度大于长方体段的长度，下料盒3的进料口32设置在长方体段的上端面上，出料口33设置在圆柱段31的外周面上，且朝下布置，以避免从出料口33排出的肥料偏离施肥路径而降低施肥效率。
51.本实施例中，如图1和图2所示，驱动机构还包括输送速度调节单元，输送速度调节单元包括输送速度调节电机55，输送速度调节电机55通过输送速度调节电机支架56安装在中层安装架12上，旋转轴51的一端伸出圆柱段31，并通过旋转轴连接件与输送速度调节电机55的输出轴连接，以通过输送速度调节电机55带动旋转轴51旋转，可通过对输送速度调节电机55的操控，改变旋转轴51的旋转速度，从而实现对螺旋输送结构5输送速度的控制。
52.本实施例中，如如1至图3所示，螺旋输送结构5的输送方向与挡料板4的位置调节方向垂直布置，即输送速度调节电机55的输出轴方向与下料阀开度调节电机44的输出轴方向垂直布置，以便于输送速度调节电机55和下料阀开度调节电机44在中层安装架12上的安装。
53.本实施例中，如图1至图3所示，下料盒3上的出料口33设置在圆柱段31的轴向长度大于长方体段的部分上，即出料口33与进料口32在圆柱段31的轴向上错开布置，可有效避免从进料口32进入的肥料仅在重力作用下直接从出料口33排出，从而有助于实现对排料速度的精确控制。
54.本实施例中，精准变量施肥装置还包括控制系统，控制系统可根据输入的需肥量处方信息，分别控制下料阀开度调节电机44、输送速度调节电机55和行走速度调节电机63的转动速度，从而实现对施肥装置中出料量、出料速度和装置行进速度的控制调节，以适应不同的需肥土壤，使施肥量得到更精确的控制，进而可提高施肥效率，满足生态经济需求。
55.本实用新型的精准变量施肥装置的具体实施例2：
56.其与具体实施例1的区别在于：下料盒包括上部输送段和下部出料段，在下料盒的下料路径中，上部输送段为圆柱段，下部出料段为长方体段，进料口设置在圆柱段的外周面上，并与进料仓的下部开口对接，出料口设置在长方体段的底面上，且开口朝下。挡料板安装在长方体段位置处，以使长方体段形成下料阀的阀壳，螺旋输送结构的旋转轴转动装配在圆柱段中，以使圆柱段形成螺旋输送结构的外壳，从进料仓中排出的肥料先经过螺旋输送结构的输送，以一定的输送速度进入到长方体段中，并在挡料板的部分阻挡作用下从出料口排出，这种结构设置的精确变量施肥装置也可同时实现对排料速度和出料量的控制，从而提高对出料量的控制精度。
57.本实用新型的精确变量施肥装置的具体实施例3：
58.其与具体实施例1的区别在于：下料盒整体为长方体结构，进料口设置在长方体结构的上端面上，出料口设置在长方体结构的下端面上，旋转轴设置在长方体结构的内部，螺旋输送结构上螺旋片的外径与长方体结构宽度方向上的两内壁面之间的距离相匹配，以满足肥料不会从螺旋片与长方体结构内侧壁之间在长方体结构的宽度方向上的间隙中直接向下漏出，这种结构设置的下料盒也可满足螺旋片与圆柱段内壁面围成螺旋输送路径，且肥料可在旋转轴的作用下沿螺旋输送路径经过。
59.本实用新型的精确变量施肥装置的具体实施例4：
60.其与具体实施例1的区别在于：行走轮不配置行走速度调节单元，在施肥的过程中需要人工推动支撑架移动，仅使下料阀开度大小和螺旋输送结构的输送速度可根据需肥处方图进行调节，以适应不同需肥土壤，并使施肥量得到精确控制。
61.本实用新型的精确变量施肥装置的具体实施例5：
62.其与具体实施例1的区别在于：螺旋输送结构不采用电机驱动的形式，旋转轴伸出圆柱段的端部与液压马达的输出轴传动连接，以通过液压马达驱动旋转轴旋转，液压马达固定在中层安装架上。
63.本实用新型的精确变量施肥装置的具体实施例6：
64.其与具体实施例1的区别在于：挡料板位置的调节不采用电机和丝杠螺母结构驱动的形式，下料阀开度调节单元包括液压缸，挡料板通过挡料板连接件与液压缸的输出端固定连接，通过活塞杆在缸体中的伸缩以带动挡料板位置的调节，从而实现施肥装置排料量的调节。
65.本实用新型的精确变量施肥装置的具体实施例7：
66.其与具体实施例1的区别在于：行走轮行走速度的调节不采用电机驱动，行走速度调节单元包括液压马达，液压马达的输出端通过齿轮啮合以带动轮轴转动，进而使行走轮带动整个支撑架在地面上行走。
67.其他实施例中，行走轮采用电机驱动，电机的输出端通过链传动以带动轮轴转动。
68.本实用新型的精确变量施肥装置的具体实施例8：
69.其与具体实施例1的区别在于：支撑架仅包括上下两层安装架，进料仓、下料盒、下料阀开度调节单元和输送速度调节单元均安装在上层安装架上，行走机构和行走速度调节单元安装在下层安装架上。
70.或者其他实施例中，行走速度调节单元还可以安装在上层安装架上，通过链传动或皮带传动以驱动行走轮转动。
71.本实用新型的精确变量施肥装置的具体实施例9：
72.其与具体实施例1的区别在于：支撑架底部为封闭的座体结构，座体结构中部开孔，以供下落的肥料经过。
73.或者支撑架整体为封闭结构，在支撑架内部设置有肥料下落通道，该肥料下落通道设置在出料口位置处，以供从出料口排出的肥料直接下落至地面。
74.本实用新型的精准变量施肥装置的具体实施例10：
75.其与具体实施例1的区别在于：下料阀包括挡料板，挡料板设置在长方体段中，且挡料板可在长方体段中绕水平轴摆动，以实现下料阀开口大小的调节，挡料板通过转轴转动支撑在长方体段中，转轴一端伸出长方体段，且与下料阀开度调节电机传动连接。
76.本实用新型的精准变量施肥装置的具体实施例11：
77.其与具体实施例1的区别在于：挡料板的位置移动方向与螺旋输送结构的输送方向平行，下料阀开度调节电机固定在上层安装架上，输送速度调节电机安装在中层安装架上，以避免两个电机位置干涉。
78.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。