一種果園對靶變量環(huán)形開溝施肥裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領域，特別涉及一種果園對靶變量環(huán)形開溝施肥裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代果園管理中，施肥成為促進果樹產(chǎn)量的一個重要環(huán)節(jié)。果園施肥作業(yè)中大多采用挖穴施肥、條開溝施肥、放射開溝施肥和環(huán)狀開溝施肥的方法，環(huán)狀開溝施肥具有將肥料沿果樹根系均勻分布和促使植物根系生長勻稱的優(yōu)點，被廣大果農(nóng)們采用。但果園的環(huán)狀開溝施肥基本上采用人工挖穴后將肥料撒施再覆蓋的方式，勞動強度大，作業(yè)效率較低。由于機械化作業(yè)過程中，果樹與施肥機相對位置難以確定、環(huán)形開溝半徑難以調(diào)整和果樹環(huán)形開溝裝置缺乏等綜合性技術(shù)難題，目前國內(nèi)仍未出現(xiàn)針對果園進行對靶環(huán)形開溝施肥作業(yè)的智能機械化裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種果園對靶變量環(huán)形開溝施肥裝置，采用液壓傳動系統(tǒng)、環(huán)形開溝施肥裝置、傳感器探測系統(tǒng)和控制器，施肥機沿行向連續(xù)行駛時，可根據(jù)果樹位置和樹型大小自動調(diào)整半環(huán)形開溝位置和開溝半徑，通過排肥器轉(zhuǎn)速和排肥速率的關系，沿環(huán)形開溝半徑均勻施肥，并完成覆土，提高了肥料的利用效率，為果園對靶環(huán)形開溝施肥機械提供了一種解決辦法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種果園對靶變量環(huán)形開溝施肥裝置，包括液壓傳動系統(tǒng)、環(huán)形開溝施肥裝置、傳感器探測系統(tǒng)和控制器4，其特征在于，
[0006]所述液壓傳動系統(tǒng)包括液壓油箱2，設置于拖拉機1前端，通過過濾器33向液壓栗24供油，液壓栗24由拖拉機1的發(fā)動機25提供動力，通過溢流閥32進行限壓保護，流經(jīng)開停閥34通過分流器21向四個3位4通電磁換向閥22供油，調(diào)整電磁換向閥22的油路流向，向左右兩側(cè)水平位移液壓缸9、豎直位移液壓缸8供油，分別用于開溝位置和開溝深度的調(diào)整，水平位移液壓缸9連接豎直導軌15，豎直導軌15前端水平橫梁在水平導軌29內(nèi)運動，末端安裝豎直位移液壓缸8，豎直位移液壓缸8連接豎直伸縮臂14，在豎直導軌15末端豎直導軌內(nèi)移動；
[0007]所述環(huán)形開溝施肥裝置包括肥箱5、排肥裝置和開溝裝置，經(jīng)連接軸3由拖拉機1牽引，所述肥箱5后部固定有排肥裝置，排肥裝置包括排肥器6，由驅(qū)動電機16提供動力，排肥器6的肥料經(jīng)導肥管7進入開溝裝置，開溝裝置包括開溝鏟11和開溝鏟11后側(cè)的覆土板10 ；
[0008]所述傳感器探測系統(tǒng)包括施肥機行駛速度探測裝置和果樹靶標探測裝置；
[0009]所述控制器4設置于肥箱5前端，以單片機為控制核心，用于設置單棵果樹排肥量信息，接收傳感器探測系統(tǒng)的信息，計算施肥機行進速度信息、果樹與施肥機相對位置和樹冠寬度信息，獲得開溝軌跡和排肥速率，控制驅(qū)動電機16的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)排肥速率，控制電磁換向閥22實現(xiàn)水平位移液壓缸9和豎直位移液壓缸8伸縮運動，帶動開溝鏟11沿開溝軌跡運動。
[0010]所述水平位移液壓缸9為多級伸縮式液壓缸，以增大環(huán)形開溝半徑，使安裝結(jié)構(gòu)緊湊。
[0011]所述水平導軌29上安裝有直線位移傳感器30，直線位移傳感器30的探測拉桿跟隨豎直導軌15的水平橫梁移動，用于反饋水平方向伸縮距離信息。
[0012]所述開溝鏟11上端設有開溝鏟連接套筒12，通過萬向軸13與豎直伸縮臂14下端面連接，實現(xiàn)繞豎直伸縮臂14自由轉(zhuǎn)動。
[0013]所述開溝鏟11與開溝鏟連接套筒12下端安裝有限位座30，相差180°安裝于開溝鏟11兩側(cè)，使開溝鏟11在施肥機行進方向±90°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0014]所述開溝鏟11與開溝鏟連接套筒12通過向一側(cè)傾斜的連接臂連接，使開溝鏟11以萬向軸13為中心產(chǎn)生力矩，當開溝鏟11受力時鏟尖自動指向?qū)嶋H運動速度方向。
[0015]所述施肥機行駛速度探測裝置包括速度傳感器20和若干個探測點19，探測點19均勻分布于支撐輪17的轉(zhuǎn)軸18上，探測點19每靠近一次速度傳感器20即產(chǎn)生一次脈沖信號，實現(xiàn)施肥機速度檢測；果樹靶標探測裝置包括固定于拖拉機1前端的傳感器固定桿
26、用于果樹冠層探測的超聲波傳感器28和用于樹干探測的果樹紅外測距傳感器27，實現(xiàn)果樹靶標信息獲取。
[0016]所述超聲波傳感器28和紅外測距傳感器27擴展為多個，以提高探測系統(tǒng)的探測精度及適用范圍。
[0017]所述控制器4中排肥量信息為人為輸入信息。
[0018]所述控制器4連接排肥器6的驅(qū)動電機16，控制驅(qū)動電機16轉(zhuǎn)速變化從而改變排肥器6排肥速率的改變，在設定排肥量不變的情況下根據(jù)環(huán)形開溝半徑的變化，進行排肥速率的調(diào)控，實現(xiàn)在環(huán)形開溝范圍內(nèi)均勻的將所需排肥量排出。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有施肥機相比，由于設有可隨施肥機行進速度和水平伸縮速度的合速度自動變化轉(zhuǎn)向的環(huán)形開溝裝置，綜合變量施肥和對靶施肥技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)施肥機沿果園果樹行向行駛過程中有針對性的間接半環(huán)形開溝均勻施肥，為果園環(huán)形開溝施肥提供了一種機械化的解決方案，有利于果樹對肥料的充分吸收，增大了現(xiàn)有環(huán)形開溝施肥方案的作業(yè)效率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明整機結(jié)構(gòu)正視圖。
[0021]圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)左視圖。
[0022]圖3為本發(fā)明液壓傳動系統(tǒng)簡圖。
[0023]圖4為本發(fā)明果樹靶標探測裝置信息采集示意圖。
[0024]圖中附圖標記的含義:
[0025]1-拖拉機;2_液壓油箱;3_連接軸;4_控制器;5_肥箱;6_排肥器;7_導肥管;8-豎直位移液壓缸；9_水平位移液壓缸；10_覆土板；11_開溝鏟；12_開溝鏟連接套筒；13-萬向軸；14_豎直伸縮臂；15_豎直導軌；16_驅(qū)動電機；17_支撐輪；18_轉(zhuǎn)軸；19_探測點；20_速度傳感器；21_分流器；22_電磁換向閥；23_油管；24_液壓栗；25_發(fā)動機；26-傳感器固定桿；27_紅外測距傳感器；28_超聲波傳感器；29_水平導軌；30_直線位移傳感器；31_限位座；32_溢流閥；33_過濾器；34_開停閥。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0027]如圖1、圖2和圖3所示，為本實施例提供一種果園對靶變量環(huán)形開溝施肥裝置，包括液壓傳動系統(tǒng)、環(huán)形開溝施肥裝置、傳感器探測系統(tǒng)和控制器4。
[0028]其中，液壓傳動系統(tǒng)包括液壓油箱2，設置于拖拉機1前端，通過過濾器33向液壓栗24供油，液壓栗24由拖拉機1發(fā)動機25經(jīng)變速裝置提供動力，通過油管23經(jīng)溢流閥32進行限壓保護，流經(jīng)開停閥34通過分流器21向四個3位4通電磁換向閥22供油，調(diào)整電磁換向閥22的油路流向，向左右兩側(cè)水平位移液壓缸9、豎直位移液壓缸8供油。水平位移液壓缸9為多級伸縮式液壓缸，增大了環(huán)形開溝半徑，并使安裝結(jié)構(gòu)緊湊。水平位移液壓缸9連接豎直導軌15，豎直導軌15前端水平橫梁在水平導軌29內(nèi)運動，水平導軌29固定在拖拉機機架上，水平導軌29上安裝有直線位移傳感器30，可選用電阻式位移傳感器，直線位移傳感器30的探測拉桿跟隨豎直導軌15的水平橫梁移動，用于實時反饋水平方向伸縮距離信息。豎直導軌15末端安裝豎直位移液壓缸8，豎直位移液壓缸8連接豎直伸縮臂14，在豎直導軌15末端豎直導軌內(nèi)移動。
[0029]其中，環(huán)形開溝施肥裝置包括肥箱5、排肥裝置和開溝裝置，經(jīng)連接軸3由拖拉機1牽引，所述肥箱5后部固定有排肥裝置，排肥裝置包括排肥器6，由驅(qū)動電機16提供動力，排肥器可為外槽輪排肥器，要求槽輪體積較小，從而獲得較小肥量變化的最小單位，通過擴大排肥輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍可以實現(xiàn)沿半環(huán)形開溝均勻的施肥，肥料經(jīng)導肥管7進入開溝裝置，開溝裝置包括開溝鏟11和后側(cè)的覆土板10，開溝鏟11上端設有開溝鏟連接套筒12，通過萬向軸13與豎直伸縮臂14下端面連接，溝鏟11與開溝鏟連接套筒12下端安裝有限位座30，相差180°安裝于開溝鏟11兩側(cè)，開溝鏟11與開溝鏟連接套筒12通過向一側(cè)傾斜的連接臂連接，使開溝鏟11以萬向軸13為中心產(chǎn)生力矩，從而開溝鏟11受力時自動鏟尖指向?qū)嶋H運動速度方向，能夠繞豎直伸縮臂14在與施肥機行進方向±90°范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，覆土板10沿施肥機行進方向成外擴角形狀，能夠?qū)㈤_溝土壤收攏，用于覆土。
[0030]其中，傳感器探測系統(tǒng)包括施肥機行駛速度探測裝置和果樹靶標探測裝置，所述施肥機行駛速度探測裝置包括速度傳感器20和若干個探測點19，探測點19均勻分布于支撐輪17的轉(zhuǎn)軸18上，探測