本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械，具體涉及一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

1、化肥作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的基礎(chǔ)物質(zhì)之一，對于提高農(nóng)作物產(chǎn)量、糧食生產(chǎn)安全和農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展方面都具有非常重要的作用。然而，由于化肥施用方式不當(dāng)?shù)仍?，一直處于過度使用狀態(tài)，制約了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2、目前，市場上播種機播種的同時多以條施顆粒肥為主，無法將肥精準(zhǔn)投放在種子附近和易于種子吸收的位置，存在無種也有肥、肥不在種子高效吸收位置的情況，導(dǎo)致化肥施用量大、利用率低的問題?，F(xiàn)有公開專利cn202111427361.0、cn202111437047.0公開的定量定點施肥裝置都是通過施肥機構(gòu)與播種機構(gòu)之間的距離，以及施肥機構(gòu)的動作速度控制施肥點與播種點的距離，這種方式只能根據(jù)施肥需要預(yù)先調(diào)整相關(guān)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且僅適用于等間距播種的情況。如果播種間距變化，或者過程中車速等影響因素發(fā)生變化，會導(dǎo)致實際的施肥位置與預(yù)想位置產(chǎn)生偏差，無法根據(jù)實際播種位置自適應(yīng)的調(diào)整施肥位置。

3、如何將肥料投放在種子能夠高效吸收的位置，自適應(yīng)定點定量施肥，達到種肥匹配，施肥量可控，無種處不施肥，對種子定點施肥，有效降低肥料施用量和提高肥料利用率是目前需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有施肥裝置存在的無法自適應(yīng)定點定量施肥的問題，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置及控制方法。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，包括信號采集單元、施肥控制單元和定量下肥執(zhí)行裝置，所述的定量下肥執(zhí)行裝置包括施肥機構(gòu)和用于驅(qū)動施肥機構(gòu)開啟的下肥電機；信號采集單元包括用于檢測從施肥機構(gòu)排出的肥料下落信號的肥傳感器、用于檢測播種時落種信號的種傳感器，以及用于提供實時定位和車速信息的rtk終端；所述施肥控制單元根據(jù)種傳感器的檢測信號和實時定位確定落種位置，并根據(jù)落種位置選擇預(yù)定落肥位置；施肥控制單元通過控制施肥機構(gòu)的開啟時機向預(yù)定落肥位置施肥，并根據(jù)肥傳感器的檢測信號和實時定位確定實際落肥位置，進而根據(jù)實際落肥位置與預(yù)定落肥位置的偏差調(diào)整控制施肥機構(gòu)的時機。

3、作為上述一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置的進一步優(yōu)化方案，所述的施肥控制單元根據(jù)預(yù)定落肥位置與落種位置的距離以及車速信息控制施肥機構(gòu)的開啟時機。

4、作為上述一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置的進一步優(yōu)化方案，所述施肥控制單元包括用于采集檢測信號并根據(jù)控制策略輸出控制指令的控制器和用于人工輸入信息參數(shù)、并提供信息顯示的顯示屏。

5、作為上述一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置的進一步優(yōu)化方案，所述定量下肥執(zhí)行裝置包括用于控制施肥量的排肥器，所述施肥機構(gòu)設(shè)置在排肥器下方，用于暫存排肥器排出的肥料。

6、作為上述一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置的進一步優(yōu)化方案，所述施肥機構(gòu)的下方設(shè)有下肥管，肥傳感器設(shè)置在下肥管上。

7、作為上述一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置的進一步優(yōu)化方案，所述排肥器的上方連接有肥箱，排肥器通過肥量電機驅(qū)動其內(nèi)部的撥肥輪控制排肥量。

8、作為上述一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置的進一步優(yōu)化方案，所述的施肥機構(gòu)采用鴨嘴結(jié)構(gòu)，下肥電機通過傳動機構(gòu)控制鴨嘴結(jié)構(gòu)開啟，鴨嘴結(jié)構(gòu)上連接有在失去下肥電機作用力后驅(qū)動其閉合的彈簧。

9、一種自適應(yīng)定點定量施肥控制方法，包含以下步驟，

10、s1、通過施肥控制單元設(shè)定播種施肥相關(guān)參數(shù)，包括每畝播種量和施肥量；

11、s2、施肥控制單元從rtk終端獲取實時定位和車速信息，并根據(jù)設(shè)定參數(shù)控制播種；

12、s3、利用種傳感器檢測播種時種子落下情況，當(dāng)檢測到種子下落時向施肥控制單元提供信號，施肥控制單元接收到信號后，根據(jù)實時定位記錄種子下落的落種位置信息；

13、s4、施肥控制單元根據(jù)落種位置選擇預(yù)定落肥位置，并通過下肥電機控制施肥機構(gòu)的開啟時機，向預(yù)定落肥位置施肥；

14、s5、利用肥傳感器檢測肥料的下落情況，當(dāng)檢測到肥料下落時將信號發(fā)送給施肥控制單元，施肥控制單元接收到肥傳感器的信號后，根據(jù)實時定位記錄肥料落下時的實際落肥位置信息；

15、s6、施肥控制單元將預(yù)定落肥位置和實際落肥位置進行比較，基于控制策略判斷落肥位置是提前還是滯后，調(diào)整控制施肥機構(gòu)的開啟時機，使肥料準(zhǔn)確投放到預(yù)定地點；

16、s7、重復(fù)步驟s3-s6。

17、作為上述一種自適應(yīng)定點定量施肥控制方法的進一步優(yōu)化方案，所述的施肥機構(gòu)上方設(shè)有排肥器，施肥控制單元根據(jù)設(shè)定參數(shù)控制排肥器定量排肥，并將肥料排入施肥機構(gòu)暫存；施肥機構(gòu)完成一次施肥動作后，再次控制排肥器向施肥機構(gòu)定量排肥；施肥控制單元根據(jù)落種口至落肥口之間的距離以及車速信息確定控制施肥機構(gòu)開啟的提前量，并根據(jù)實際落肥位置和預(yù)定落肥位置的偏差校正控制施肥機構(gòu)開啟的提前量。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、本發(fā)明根據(jù)落種位置自適應(yīng)的調(diào)整落肥位置，能夠達到肥與種子的匹配、有種子才有肥、精準(zhǔn)精量施肥的效果，盡可能減少化肥浪費，降低肥料用量；支持符合要求的播種施肥一體機進行前裝或后裝，對播種施肥一體機設(shè)備類型和種子株距是否規(guī)則無限制，能夠在播種的同時進行自適應(yīng)定位定量施肥，適應(yīng)性強；定量下肥執(zhí)行裝置能夠根據(jù)需求控制每粒種子的用肥量，結(jié)合播種機自身施肥開溝部件將肥料施用在種粒能夠高效吸收的位置，提升了肥料利用率。

技術(shù)特征：

1.一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，其特征在于：包括信號采集單元、施肥控制單元和定量下肥執(zhí)行裝置，所述的定量下肥執(zhí)行裝置包括施肥機構(gòu)和用于驅(qū)動施肥機構(gòu)開啟的下肥電機；信號采集單元包括用于檢測從施肥機構(gòu)排出的肥料下落信號的肥傳感器、用于檢測播種時落種信號的種傳感器，以及用于提供實時定位和車速信息的rtk終端；所述施肥控制單元根據(jù)種傳感器的檢測信號和實時定位確定落種位置，并根據(jù)落種位置選擇預(yù)定落肥位置；施肥控制單元通過控制施肥機構(gòu)的開啟時機向預(yù)定落肥位置施肥，并根據(jù)肥傳感器的檢測信號和實時定位確定實際落肥位置，進而根據(jù)實際落肥位置與預(yù)定落肥位置的偏差調(diào)整控制施肥機構(gòu)的時機。

2.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，其特征在于：所述的施肥控制單元根據(jù)預(yù)定落肥位置與落種位置的距離以及車速信息控制施肥機構(gòu)的開啟時機。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，其特征在于：所述施肥控制單元包括用于采集檢測信號并根據(jù)控制策略輸出控制指令的控制器和用于人工輸入信息參數(shù)、并提供信息顯示的顯示屏。

4.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，其特征在于：所述定量下肥執(zhí)行裝置包括用于控制施肥量的排肥器，所述施肥機構(gòu)設(shè)置在排肥器下方，用于暫存排肥器排出的肥料。

5.如權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，其特征在于：所述施肥機構(gòu)的下方設(shè)有下肥管，肥傳感器設(shè)置在下肥管上。

6.如權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，其特征在于：所述排肥器的上方連接有肥箱，排肥器通過肥量電機驅(qū)動其內(nèi)部的撥肥輪控制排肥量。

7.如權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置，其特征在于：所述的施肥機構(gòu)采用鴨嘴結(jié)構(gòu)，下肥電機通過傳動機構(gòu)控制鴨嘴結(jié)構(gòu)開啟，鴨嘴結(jié)構(gòu)上連接有在失去下肥電機作用力后驅(qū)動其閉合的彈簧。

8.一種自適應(yīng)定點定量施肥控制方法，其特征在于：包含以下步驟，

9.如權(quán)利要求8所述的一種自適應(yīng)定點定量施肥控制方法，其特征在于：所述的施肥機構(gòu)上方設(shè)有排肥器，施肥控制單元根據(jù)設(shè)定參數(shù)控制排肥器定量排肥，并將肥料排入施肥機構(gòu)暫存；施肥機構(gòu)完成一次施肥動作后，再次控制排肥器向施肥機構(gòu)定量排肥；施肥控制單元根據(jù)落種口至落肥口之間的距離以及車速信息確定控制施肥機構(gòu)開啟的提前量，并根據(jù)實際落肥位置和預(yù)定落肥位置的偏差校正控制施肥機構(gòu)開啟的提前量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)定點定量施肥控制裝置及控制方法，包括信號采集單元、施肥控制單元和定量下肥執(zhí)行裝置，施肥控制單元根據(jù)種傳感器的檢測信號和實時定位確定落種位置，并根據(jù)落種位置選擇預(yù)定落肥位置；施肥控制單元通過控制施肥機構(gòu)的開啟時機向預(yù)定落肥位置施肥，并根據(jù)肥傳感器的檢測信號和實時定位確定實際落肥位置，進而根據(jù)實際落肥位置與預(yù)定落肥位置的偏差調(diào)整控制施肥機構(gòu)的時機。本發(fā)明將肥料投放在種子能夠高效吸收的位置，自適應(yīng)定點定量施肥，達到種肥匹配，施肥量可控，無種處不施肥，對種子定點施肥，有效降低肥料施用量和提高肥料利用率，對現(xiàn)有技術(shù)來說，具有很好的市場前景和發(fā)展空間。

技術(shù)研發(fā)人員：房威力,陽俊,雷軍,章明,馮翎瑜,楊玉龍,何漢體,王海風(fēng),譚俊杰,賈木斯,郭楠,楊柳青,李妮妮
受保護的技術(shù)使用者：洛陽拖拉機研究所有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6