本發(fā)明涉及一種土壤施藥機(jī)及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

土壤施藥是農(nóng)作物必不可少的，常用的施藥的方式是噴灑，然后再將種子灑到噴灑過農(nóng)藥的土壤上。這種方式對面積大、農(nóng)作物集中且無規(guī)率無間距種植的方式比較適用，但是若要對要求按一定間距進(jìn)行排列種值的農(nóng)作物來說，噴灑的方式會(huì)導(dǎo)致農(nóng)藥的浪費(fèi)。且農(nóng)作物的根莖比較深的話，噴灑的方式不能將農(nóng)藥有效的滲透進(jìn)土壤深處，而只能停留在土壤表面。而采用人工的方式來進(jìn)行施藥會(huì)導(dǎo)致施藥不均，產(chǎn)生浪費(fèi)，且效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種土壤施藥機(jī)及其控制系統(tǒng)，該土壤施藥機(jī)能夠?qū)π枰乳g距種植的農(nóng)作物進(jìn)行有效的施藥，保證施藥孔的間距和施藥深度，且施藥量準(zhǔn)確，減少了農(nóng)藥的浪費(fèi)，且該控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)的使土壤施藥機(jī)進(jìn)行工作，提高了工作效率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明公開了一種土壤施藥機(jī)，土壤施藥機(jī)由機(jī)架、鉆土機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和藥箱構(gòu)成；

所述鉆土機(jī)構(gòu)由鉆頭和升降桿構(gòu)成一個(gè)整體，鉆土機(jī)構(gòu)內(nèi)部開有一盲孔；沿鉆頭縱向方向從上至下，在鉆頭外壁上開設(shè)若干等間距施藥孔且施藥孔均勻的沿圓周方向布置，施藥孔與鉆土機(jī)構(gòu)內(nèi)的盲孔連通；所述升降桿是一螺紋桿；

所述鉆土機(jī)構(gòu)的升降桿下端與機(jī)架下部螺紋連接，升降桿的上端與升降機(jī)構(gòu)連接；

藥箱固定在機(jī)架上部，藥箱底部通過一根輸藥管與鉆土機(jī)構(gòu)連接；輸藥管伸入鉆土機(jī)構(gòu)的盲孔內(nèi)，直至盲孔底部；輸藥管上裝設(shè)有電磁閥；

機(jī)架前后兩端的左右兩側(cè)各有一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，且機(jī)架前端兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上分別連接兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)。

進(jìn)一步的，所述升降機(jī)構(gòu)由齒輪箱、蝸桿和蝸輪構(gòu)成；蝸桿和蝸輪裝設(shè)在齒輪箱內(nèi)部，齒輪箱固定在機(jī)架上，蝸桿一端與固定在機(jī)架上的升降機(jī)構(gòu)電機(jī)相連；渦輪與蝸桿構(gòu)成嚙合關(guān)系。

進(jìn)一步的，所述升降桿的上端與升降機(jī)構(gòu)連接，升降桿貫穿齒輪箱，蝸輪的中心與升降桿構(gòu)成螺紋連接。

進(jìn)一步的，土壤施藥機(jī)的控制系統(tǒng)由PLC、電源、左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、液位傳感器、無線通訊模塊和遙控器構(gòu)成；PLC的輸入端上連接有液位傳感器，輸出端上連接有左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊；電源直接接在PLC的電源輸入端口上；遙控器通過無線通訊模塊和PLC進(jìn)行連接。

進(jìn)一步的，所述液位傳感器安裝在藥箱內(nèi)用于檢測藥箱內(nèi)的農(nóng)藥的液位高度和每次施藥時(shí)的施藥量，將檢測到的液位信息和施藥量信息以模擬量的形式發(fā)送給PLC；

所述左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別接受PLC的信息后控制左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊接收PLC的信號(hào)后用于控制電磁閥的開閉；

所述電源為蓄電池，分別為控制系統(tǒng)、電磁閥、左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電；

所述遙控器與PLC之間的通訊是雙向的，遙控器能夠?qū)崿F(xiàn)土壤施藥機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)向控制；設(shè)置土壤施藥孔的間距S、鉆孔深度L、施藥量Q，并在遙控器顯示屏上顯示以上信息；遙控器能夠讀取PLC中的報(bào)警信號(hào)，并顯示。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)的控制方法步驟如下：

（1）通過遙控器設(shè)定每個(gè)土壤施藥孔的間距S，鉆孔深度L，施藥量Q，并將設(shè)置的參數(shù)顯示在遙控器的顯示屏上；

（2）通過遙控器使鉆土機(jī)構(gòu)原點(diǎn)復(fù)位，遙控器顯示屏上顯示鉆土機(jī)構(gòu)當(dāng)前的位置；在原點(diǎn)時(shí)表示此鉆孔深度為0；

（3）PLC接收遙控器發(fā)出的啟動(dòng)信號(hào)后，控制左、右驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)模塊，使左、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；土壤施藥機(jī)每前進(jìn)一個(gè)土壤施藥孔的間距S后，PLC發(fā)出信號(hào)，控制左、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

（4）左、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接收PLC的控制信號(hào)，使升降機(jī)構(gòu)電機(jī)正轉(zhuǎn)，使鉆土機(jī)構(gòu)下降鉆孔，當(dāng)鉆孔深度為L后，PLC控制升降機(jī)構(gòu)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

（5）升降機(jī)構(gòu)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，電池閥驅(qū)動(dòng)模塊接收PLC的控制信號(hào)，使電磁閥打開進(jìn)行施藥，當(dāng)液位傳感器檢測到施藥量為Q后，PLC控制電磁閥關(guān)閉；

（6）電磁閥關(guān)閉5秒后，PLC控制升降機(jī)構(gòu)電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆土機(jī)構(gòu)回到原點(diǎn)后，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

（7）升降機(jī)構(gòu)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，PLC控制土壤施藥機(jī)再前進(jìn)一個(gè)土壤施藥孔的間距S，然后重復(fù)步驟（3）到（6）直到完成施藥或接收到新的控制信號(hào)為止；

（8）當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，PLC接收遙控器的轉(zhuǎn)彎信號(hào)后，控制土壤施藥機(jī)轉(zhuǎn)彎；

（9）當(dāng)液位傳感器檢測到藥箱內(nèi)液位過低時(shí)，將會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，遙控器上顯示報(bào)警信號(hào)，且此時(shí)啟動(dòng)土壤施藥機(jī)無效。

進(jìn)一步的，所述土壤施藥孔的間距是通過控制驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈速，即驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來控制的。

進(jìn)一步的，所述土壤施藥機(jī)轉(zhuǎn)彎是通過改變左驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_左和右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_右來進(jìn)行的，左轉(zhuǎn)時(shí)，V_左<V_右，右轉(zhuǎn)時(shí)，V_左>V_右；改變左驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_左和右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_右的差值△V，能夠使土壤施藥機(jī)轉(zhuǎn)過不同的弧度，△V越大轉(zhuǎn)過的弧度越小，△V越小轉(zhuǎn)過的弧度越大。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)作物的等間距施藥，且施藥孔的深度能夠自動(dòng)進(jìn)行控制，施藥量準(zhǔn)確，不會(huì)造成農(nóng)藥的浪費(fèi)。鉆頭上的施藥孔，均勻的沿圓周方向布置，能夠使農(nóng)藥均勻的滲透入土壤的各層。該土壤施藥機(jī)能夠自動(dòng)施藥，減少了人工控制的繁瑣。結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣和實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的機(jī)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的升降機(jī)構(gòu)放大圖；

圖3是本發(fā)明的鉆土機(jī)構(gòu)放大圖；

圖4是本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖中標(biāo)記：1-藥箱，2-電磁閥，3-機(jī)架，4-升降機(jī)構(gòu)，5-升降機(jī)構(gòu)電機(jī)，6-驅(qū)動(dòng)輪，7-鉆土機(jī)構(gòu)，8-輸藥管，9-齒輪箱，10-蝸桿，11-渦輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-4所示，本發(fā)明公開了一種土壤施藥機(jī)，土壤施藥機(jī)由機(jī)架3、鉆土機(jī)構(gòu)7、升降機(jī)構(gòu)4和藥箱1構(gòu)成；

所述鉆土機(jī)構(gòu)7由鉆頭和升降桿構(gòu)成一個(gè)整體，鉆土機(jī)構(gòu)內(nèi)部開有一盲孔；沿鉆頭縱向方向從上至下，在鉆頭外壁上開設(shè)若干等間距施藥孔且施藥孔均勻的沿圓周方向布置，施藥孔與鉆土機(jī)構(gòu)內(nèi)的盲孔連通；所述升降桿是一螺紋桿；

所述鉆土機(jī)構(gòu)的升降桿下端與機(jī)架3下部螺紋連接，升降桿的上端與升降機(jī)構(gòu)7連接；

藥箱1固定在機(jī)架3上部，藥箱1底部通過一根輸藥管8與鉆土機(jī)構(gòu)7連接；輸藥管8伸入鉆土機(jī)構(gòu)7的盲孔內(nèi)，直至盲孔底部；輸藥管8上裝設(shè)有電磁閥2；

機(jī)架前后兩端的左右兩側(cè)各有一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪6，且機(jī)架前端兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪6上分別連接兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)。

進(jìn)一步的，所述升降機(jī)4構(gòu)由齒輪箱9、蝸桿10和蝸輪11構(gòu)成；蝸桿10和蝸輪11裝設(shè)在齒輪箱9內(nèi)部，齒輪箱9固定在機(jī)架3上，蝸桿10一端與固定在機(jī)架3上的升降機(jī)構(gòu)電機(jī)5相連；渦輪11與蝸桿10構(gòu)成嚙合關(guān)系。

進(jìn)一步的，所述升降桿的上端與升降機(jī)構(gòu)4連接，升降桿貫穿齒輪箱9，蝸輪11的中心與升降桿構(gòu)成螺紋連接。

進(jìn)一步的，土壤施藥機(jī)的控制系統(tǒng)由PLC、電源、左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊、液位傳感器、無線通訊模塊和遙控器構(gòu)成；PLC的輸入端上連接有液位傳感器，輸出端上連接有左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊；電源直接接在PLC的電源輸入端口上；遙控器通過無線通訊模塊和PLC進(jìn)行連接。

進(jìn)一步的，所述液位傳感器安裝在藥箱1內(nèi)用于檢測藥箱1內(nèi)的農(nóng)藥的液位高度和每次施藥時(shí)的施藥量，將檢測到的液位信息和施藥量信息以模擬量的形式發(fā)送給PLC；

所述左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊分別接受PLC的信息后控制左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)5的轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊接收PLC的信號(hào)后用于控制電磁閥2的開閉；

所述電源為蓄電池，分別為控制系統(tǒng)、電磁閥2、左驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5供電；

所述遙控器與PLC之間的通訊是雙向的，遙控器能夠?qū)崿F(xiàn)土壤施藥機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)向控制；設(shè)置土壤施藥孔的間距S、鉆孔深度L、施藥量Q，并在遙控器顯示屏上顯示以上信息；遙控器能夠讀取PLC中的報(bào)警信號(hào)，并顯示。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)的控制方法步驟如下：

（1）通過遙控器設(shè)定每個(gè)土壤施藥孔的間距S，鉆孔深度L，施藥量Q，并將設(shè)置的參數(shù)顯示在遙控器的顯示屏上；

（2）通過遙控器使鉆土機(jī)構(gòu)7原點(diǎn)復(fù)位，遙控器顯示屏上顯示鉆土機(jī)構(gòu)7當(dāng)前的位置；在原點(diǎn)時(shí)表示此鉆孔深度為0；

（3）PLC接收遙控器發(fā)出的啟動(dòng)信號(hào)后，控制左、右驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)模塊，使左、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；土壤施藥機(jī)每前進(jìn)一個(gè)土壤施藥孔的間距S后，PLC發(fā)出信號(hào)，控制左、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

（4）左、右驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊接收PLC的控制信號(hào)，使升降機(jī)構(gòu)電機(jī)5正轉(zhuǎn)，使鉆土機(jī)構(gòu)7下降鉆孔，當(dāng)鉆孔深度為L后，PLC控制升降機(jī)構(gòu)電機(jī)5停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

（5）升降機(jī)構(gòu)電機(jī)5停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，電池閥驅(qū)動(dòng)模塊接收PLC的控制信號(hào)，使電磁閥2打開進(jìn)行施藥，當(dāng)液位傳感器檢測到施藥量為Q后，PLC控制電磁閥2關(guān)閉；

（6）電磁閥2關(guān)閉5秒后，PLC控制升降機(jī)構(gòu)電機(jī)5反轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆土機(jī)構(gòu)7回到原點(diǎn)后，升降機(jī)構(gòu)電機(jī)5停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

（7）升降機(jī)構(gòu)電機(jī)停5止轉(zhuǎn)動(dòng)后，PLC控制土壤施藥機(jī)再前進(jìn)一個(gè)土壤施藥孔的間距S，然后重復(fù)步驟（3）到（6）直到完成施藥或接收到新的控制信號(hào)為止；

（8）當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，PLC接收遙控器的轉(zhuǎn)彎信號(hào)后，控制土壤施藥機(jī)轉(zhuǎn)彎；

（9）當(dāng)液位傳感器檢測到藥箱內(nèi)液位過低時(shí)，將會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，遙控器上顯示報(bào)警信號(hào)，且此時(shí)啟動(dòng)土壤施藥機(jī)無效。

進(jìn)一步的，所述土壤施藥孔的間距是通過控制驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈速，即驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來控制的。

進(jìn)一步的，所述土壤施藥機(jī)轉(zhuǎn)彎是通過改變左驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_左和右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_右來進(jìn)行的，左轉(zhuǎn)時(shí)，V_左<V_右，右轉(zhuǎn)時(shí)，V_左>V_右；改變左驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_左和右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速V_右的差值△V，能夠使土壤施藥機(jī)轉(zhuǎn)過不同的弧度，△V越大轉(zhuǎn)過的弧度越小，△V越小轉(zhuǎn)過的弧度越大。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。