液态肥料施肥机的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种液态肥料施肥机。

背景技术：

在我国农业生产中，大部分农民仍采用手工扔撒固体化肥的方式进行施肥。采用这种方式，固体化肥利用率低，一般只能被作物吸收30％左右，造成能源浪费；若遇到干旱天气，肥料无法溶解转化成为液体，作物无法吸收，肥效效果差。

近年来，液态肥料日益兴起并得到广泛应用。液态肥料是含有多种农作物生长营养元素的液态产品，它以离子状态融入土壤直接被农作物吸收，具有液态肥肥效好、利用率高；生产使用过程中无粉尘颗粒烟雾，对环境污染小，是一种“绿色肥料”。

对于液态肥料，农民主要通过倾洒的方式进行施肥作业，这种方式容易造成施肥不均，肥料浪费,施肥效率低下的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明实施例的主要目的在于提供一种液态肥料施肥机，其至少部分地解决了如何合理地利用安装空间并控制液态肥料流量且施肥均匀的问题。

为了实现发明目的，采用如下技术方案：

根据一个方面，提供一种液态肥料施肥机，该施肥机包括机动车，机动车的车体上设置有储料箱和安装基板，在所述安装基板上安装有：电磁阀、测速装置、压力变送器、控制器、计量机构、直流升压变压器、继电器和电机，其中，电磁阀、测速装置、压力变送器和电机分别与控制器相连，继电器与电磁阀相连，计量机构和直流升压变压器分别与电机相连。

进一步地，所述控制器包括：

处理器；

电源模块，用于为所述处理器提供内核电压和输入/输出I/O口电压；

复位模块，用于在所述处理器的内核电压和I/O口电压没有达到工作要求，以及电源电压没有达到门限值时，使所述处理器进入复位状态；

JTAG联合测试工作组仿真调试模块，与所述处理器相连，并用于实现在线编程调试；

eCAN总线模块，与所述处理器相连，并用于对在CAN控制器局域网总线上接收到的消息进行解码，以及在CAN总线上发送消息；

时钟模块，用于为所述处理器提供时钟；

串口通信模块，与所述处理器相连，并用于接收每亩地施肥参数。

进一步地，所述计量机构为双缸式活塞联动往复泵。

进一步地，所述双缸式活塞联动往复泵包括：缸筒、推杆、孔端盖、O型圈、活塞和螺纹帽，其中，所述缸筒的两端及所述孔端盖均装配O型圈，所述缸筒的两端用所述螺纹帽紧固拧紧，推杆带动活塞做往复运动。

进一步地，在所述计量机构的出料端设置有缓冲罐，所述缓冲罐上设置有压力表，所述压力变送器用于将所述压力表测得的所述缓冲罐内的压力信号转换成电流信号，并将所述电流信号传送给所述控制器。

进一步地，所述继电器用于驱动所述电磁阀；所述电磁阀受控于所述控制器，以实现对液态肥料流经管道的通断控制。

进一步地，所述测速装置实时地测量所述机动车的行进速度，并将该行进速度信号传送至所述控制器。

进一步地，所述机动车的电源通过开关电源和DC/DC直流/直流变换模块为所述控制器提供工作电源。

进一步地，所述机动车的电源通过所述直流升压变压器为所述电机提供工作电源。

进一步地，所述机动车的电源通过电压转换模块为压力变送器提供工作电源。

采用上述技术方案，本发明较现有技术的优势在于：

由于将电磁阀、测速装置、压力变送器、控制器、计量机构、直流升压变压器、继电器和电机合理地设置在安装基板上，然后将该安装基板安装在机动车上。这样充分地利用了空间，并且保证了各个部件的安全性和牢固性，还实现了机械化地施肥，能够控制液态肥料的流量并且施肥均匀。

当然，实施本发明的任一产品不一定需要同时实现以上所述的所有优点。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1为根据一示例性实施例示出的安装基板上部件安装布置示意图；

图2为根据另一示例性实施例示出的控制器内部结构的示意图。

这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例对本发明进行进一步详细地说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通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，都应当属于本申请的保护范围。

在实际应用中,农业市场缺少配套的液态肥料施肥装置。为了解决如何控制液态肥料施肥量并均匀施肥的问题。对此,本发明实施例提供了一种液态肥料施肥机。该施肥机包括机动车，机动车的车体上设置有储料箱和安装基板。图1为根据一示例性实施例示出的安装基板上部件安装布置示意图。如图1所示，安装基板上安装有：电磁阀、测速装置、压力变送器、控制器、计量机构、直流升压变压器、继电器和电机，其中，电磁阀、测速装置、压力变送器和电机分别与控制器相连，继电器与电磁阀相连，计量机构和直流升压变压器分别与电机相连。

在该实施例中，储料箱采用长方体结构。这样能有效地节省空间。同时，储料箱焊接装有阀门，这样能够实现装置回流清洗的作用。此外，考虑液态肥料具有一定的腐蚀性，储料箱材料选择为不锈钢钢材。

通过将电磁阀、测速装置、压力变送器、控制器、计量机构、直流升压变压器、继电器和电机设置在安装基板上，更加合理地利用了空间，并且保证了安装基板上各个部件的安全性及牢固性。该液态肥料施肥机可以适用于小麦、玉米或棉花等农作物的液态肥料施肥中。

图2为根据另一示例性实施例示出的控制器内部结构的示意图。如图2所示，所述控制器包括：处理器、电源模块、复位模块、JTAG联合测试工作组仿真调试模块、eCAN总线模块、时钟模块和串口通信模块。其中，电源模块用于为处理器提供内核电压和输入/输出I/O口电压；复位模块用于在处理器的内核电压和I/O口电压没有达到工作要求，以及电源电压没有达到门限值时，使处理器进入复位状态；JTAG联合测试工作组仿真调试模块用于实现在线编程调试；eCAN总线模块与处理器相连，并用于解码在CAN控制器局域网总线上接收到的消息，以及在CAN总线上发送消息；时钟模块用于为处理器提供时钟；串口通信模块用于接收每亩地施肥参数。

在该实施例中，处理器例如可以为数字信号处理器。但本领域技术人员应能理解，数字信号处理器仅为举例，其他任意现有的或今后可能出现的处理器(例如现场可编程门阵列)若可适用于本发明，也应包含在本发明的保护范围之内，并在此以引用的方式结合于此。处理器工作时的电压需要两部分：一部分为1.8V或1.9V的内核电压，另一部分为3.3V的I/O口电压。在该实施例中，例如可以采用+5V电源经过DC/DC变换得到其他数值的电源电压，如3.3V、1.8V等。JTAG联合测试工作组仿真调试模块可以对处理器进行实时在线编程，由此提高了调试效率。处理器的时钟来源可以有两种途径。一种途径是利用处理器内部的振荡电路，另一种途径是采用外部振荡器。作为示例，串口通信模块可以为双线异步串行端口，其接线部分为三根线，其中一根为地线，一根为发送通讯线，另一根为接收通讯线。

在一个可选的实施例中，计量机构优选为双缸式活塞联动往复泵。该双缸式活塞联动往复泵包括：缸筒、推杆、孔端盖、O型圈、活塞和螺纹帽，其中，所述缸筒的两端及所述孔端盖均装配O型圈，所述缸筒的两端用螺纹帽紧固拧紧，推杆带动活塞做往复运动。

在该实施例中，活塞将缸体分为两个腔体，推杆带动活塞可以做左右水平移动，分别将左侧腔体或右侧腔体的液体从缸筒两侧的出口排出。同时，缸筒两端的排液管道安装有单向阀，该单向阀限制排液管道内的液态肥料的流向为：从储料箱流向双缸式活塞联动往复泵的内部。在推杆的往复运动中会有液态肥料进入，同时也会有液态肥料被挤压泵出，在往复运动的两个阶段同时可使液态肥料排出，这就使得肥料填满管路，从而保证液态肥料流动的平稳性。这样，推杆往复运动的频率决定着液态肥料的流量。整个双缸式活塞联动往复泵均采用不锈钢材质。这样既保证了双缸式活塞联动往复泵的安全性和可靠性，同时可以防止机械结构被液态肥料腐蚀。

为了保证在一定压力下液态肥料不会溢出，缸筒两端的连接处及孔端盖同时装配O型圈。同时，在活塞里也装配两个O型圈，确保双缸式活塞联动往复泵的密封性能良好。

在一个可选的实施例中，在所述计量机构的出料端设置有缓冲罐，所述缓冲罐上设置有压力表，所述压力变送器用于将所述压力表测得的所述缓冲罐内的压力信号转换成电流信号，并将所述电流信号传送给所述控制器。

其中，缓冲罐安装在计量机构的下端且靠近出料端。缓冲罐的作用主要是存储一部分的液态肥料，保证各条管道内液态肥料的压力，使液态肥料填充满管道，从而保证液态肥料的流量稳定，进而提高施肥流量的控制精确度。

压力表设置在所述缓冲罐上，并用于测量所述缓冲罐内部的空气压力。在实际应用中，压力表可以为注油式弹簧管压力表。该压力表测量的是缓冲罐内部的空气压力。该 压力信号间接地反映了液态肥料在整个管道内的流通状况，因此在管道出现堵塞时，可以及时发现并停止运行设备，以进行必要的检修。另外，该压力表安装中需要连接导压管，导压管的管口与连接处的内部接口保持平齐。

压力变送器的安装主要是取压位置的选择，因为测量的是静压信号，选择的安装部位要能真实地反映被测压力的变化，所以选择在管道被测液态肥料的直线流动位置；同时管道上游部分没有影响管道阻力的元件，此外，安装位置宜选在易于观察和维修的地方，并且避免强烈震动和高温影响。综合考虑，压力变送器的安装位置选在缓冲罐和电磁阀之间，这样能较好地测量管道压力的变化。在实际应用中，因为压力变送器是将压力信号转换为电流信号，所以压力变送器、24V电源以及控制器之间的连线应为串联方式。

在一个可选的实施例中，所述继电器用于驱动所述电磁阀；所述电磁阀受控于所述控制器，以实现对液态肥料流经管道的通断控制。

在该实施例中，由于电磁阀的功率较大，所以采用继电器对电磁阀进行驱动控制。电磁阀起到了节流阀的作用。电磁阀可以为1/4直动式电磁阀。在电磁阀关闭的情况下，计量机构进行往复运动，从而对计量机构内的液态肥料形成挤压，液态肥料从计量机构中流出，进入缓冲罐，这样使得液态肥料在管道内处于填充状态，这样就实现了对液态肥料的加压处理。在电源上电的时候，电磁阀内部的通电线圈通过电磁力将铁芯从阀座上吸起，此时阀门打开，使液态肥料流经的管道形成通路，从而确保肥料在管道中平稳、均匀流动。当电源断电的时候，电磁力就会瞬间消失，被压缩的弹簧就会恢复形变，并把铁芯压在阀座上，阀门关闭，从而阻断液态肥料流过管道。

在一个可选的实施例中，所述测速装置实时地测量所述机动车的行进速度，并将该行进速度信号传送至所述控制器。

在该实施例中，测速装置的链条将机动车行进轮轴上安装的齿轮与测速装置一侧连接的齿轮连接，测速装置的连接轴与机动车的齿轮连接轴为同心连接。通过连接轴实现了对机动车行进速度信号的采集。测速装置通过链条检测机动车的行进速度信号并将该行进速度信号转换成电信号并传入控制器中，控制器通过对接收的该电信号进行处理，生成并输出控制信号，以控制计量机构进行往复运动。

在一个可选的实施例中，所述机动车的电源通过开关电源和DC/DC(直流/直流)变换模块为控制器提供工作电源。

在该实施例中，经过开关电源得到的+5V电源，一般不能直接连接应用到控制器，需要再经过DC/DC变换将之前的电压进行隔离稳压处理。

在一个可选的实施例中，所述机动车的电源通过所述直流升压变压器为电机提供工作电源。

在该实施例中，电机工作电源可以为直流36V，而机动车的电源只能提供12V直流电，所以，需要直流升压变压器将直流12V转换成直流36V来为电机提供工作电源。

在一个可选的实施例中，所述机动车的电源通过电压转换模块为压力变送器提供工作电源。

在该实施例中，压力变送器的作用是将缓冲罐的压力信号转换为4—20mA电流信号，压力变送器工作电压为24V直流电压。为了让设备简便，采用一个电压转换模块，直接将12V直流电压转换为24V直流电压，以为压力变送器供电。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。