一种混沌排肥装置的制作方法

本发明涉及农业施肥机械领域，具体涉及一种混沌排肥装置。

背景技术：

我国是目前全世界最大的化肥消费国，但化肥利用率较低。现有的排肥器无法很好的解决固体肥料的受潮结拱，造成施肥不均匀，化肥利用率低。外槽轮排肥器对肥料的物理特性要求比较高，通常只实用于排施干燥的颗粒肥，对于受潮结拱的颗粒肥排施效果较差，而且齿槽易沾满肥料造成阻塞和打滑，从而造成施肥不均匀。螺旋式排肥器对吸水性很，强而松散性较差的化肥适应性较差，在排肥量小时，其排肥均匀性较差。排肥不均会造成化肥的浪费和严重的环境污染。

技术实现要素：

本发明提供了一种混沌排肥装置，旨在通过一种带超声电机搅拌装置的振动式排肥器，能够最大程度避免化肥结拱，排肥均匀、准确且施肥量可调节的排肥装置。能够有效克服现有排肥装置及技术存在的不足。

为实现上述目的，本发明提供的一种混沌排肥装置，其特征在于，包括机架、肥箱、振动板、肥量调节板、混沌振动发生装置、排肥器；所述肥箱装在所述机架上，所述肥箱底面的两侧分别设置下料口，排肥器位于下料口下方；所述振动板设置在肥箱的底部，且中部转动连接在肥箱侧壁上；所述混沌振动发生装置分别设置在振动板的两端的下侧、并装在机架上；所述混沌振动发生装置包括圆形主动轮、主动轮摆臂和从动凸轮，所述主动轮摆臂的一端固定在机架上、并与电机的输出轴固定连接，另一端与主动轮轴心转动连接，所述主动轮装在从动凸轮上的圆形通孔内；所述从动凸轮为的一侧端面上设置有沿其轮廓线分布的滑槽，振动板侧面固定有滑块，所述滑块镶嵌在所述滑槽内。

进一步地，在排肥器的倾斜侧壁上设置粉碎输送装置，粉碎输送装置位于下料口下方；所述粉碎输送装置包括动力源及能够在倾斜平面内旋转的转子，所述转子上设置有条形凸起。

进一步地，所述粉碎输送装置的转子由弯曲旋转超声电机驱动，所述弯曲旋转超声电机包括6片压电陶瓷片、转子以及压紧装置组成，压电陶瓷片由上到下依次逆时针旋转60°层叠设置、且两个压电陶瓷片之间设置垫片，超声电机通常用相位差为90°的双相电源驱动，所述压电陶瓷片均用同一相位的单相电压驱动。

进一步地，排肥器的排肥口处还设置有与步进电机输出轴固定连接的排肥轮，所述步进电机通过步进电机驱动器与单片机控制器相连接。

进一步地，还包括用于检测步进电机转速的传感器，所述传感器与单片机控制器连接，单片机控制器根据测得的步进电机的实时转速，通过步进电机驱动器用来控制步进电机的转速。

进一步地，肥箱底部、两个下料口中间有三角形凸起。

进一步地，所述肥箱上方设置有肥箱盖，所述肥箱内还有压肥板。

进一步地，所述粉碎输送装置的转子与水平面的夹角为30°。

本发明中，在振动板的两侧设置混沌振动发生装置，所述混沌振动发生装置由主动轮和从动凸轮构成，主动轮摆臂绕o点进行周期运动的同时，从动凸轮旋转点o1也在绕主动摆臂所在的圆表面做周期运动，同时从动凸轮也在绕o1点做自转运动，由于系统载荷的变化、主动摆臂、从动凸轮和振动板三种周期的运动混杂在一起，且三者的质心位置有相对运动，可以激发系统的混沌振动。混沌振动指发生在确定系统中貌似随机的不规则振动，混沌振动反映了非线性系统本身的一个重要性质——内在随机性，它具有较宽的频谱和较强的速度变化，使化肥在肥箱中进行混沌振动和翻滚，并进行粉碎，之后化肥沿振动板下落到达下料口。提高受潮结拱化肥粉碎的效率，使施肥更均匀，提高化肥利用率。

在排肥器的倾斜侧壁上设置粉碎输送装置，所述粉碎输送装置的转子上设有条形凸起，以增加摩擦力。将下料口落下的受潮之后结拱的化肥进行第二次粉碎，并将化肥输送到排肥孔。所述粉碎输送装置采用弯曲旋转超声电机驱动，所述弯曲旋转超声电机具有制造成本低、驱动力矩大、转速均匀性好、转速快、效率高、单相驱动的优点，并且可以弯曲旋转。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为混沌振动发生装置和振动板结构示意图；

图3为混沌振动发生装置主视图、侧视图；

图4为粉碎输送装置转子的结构示意图；

图5为弯曲旋转超声电机驱动的粉碎输送装置结构示意图；

图6为步进电机转速控制流程图。

图中：

1-肥箱盖，2-肥箱，3-振动板，4-下料口，5-排肥器，6-步进电机，7-机架，8-混沌振动发生装置，801-主动轮，802-主动轮摆臂，803-从动凸轮，9-粉碎输送装置，901-转子，902-垫片，903-压电陶瓷片，904-压轴套，905-压紧螺母，10-单片机控制器，11-步进电机驱动器，12-传感器，13-压肥板。

具体实施方式

为使本发明的结构、原理及技术特点易于理解，下面结合附图及实例对本发明作进一步的，但不应该视为对本发明的限定。

如图1所示，本发明提供的混沌排肥装置，主要由机架7、肥箱2、振动板3、肥量调节板、混沌振动发生装置8、排肥器5组成。

所述肥箱2装在所述机架7上，所述肥箱2上方设置有肥箱盖1，所述肥箱2内还有压肥板。所述肥箱2底面的两侧分别设置下料口4，排肥器5位于下料口4下方；所述振动板3设置在肥箱2的底部，且中部转动连接在肥箱2侧壁上。所述混沌振动发生装置8分别设置在振动板3的两端的下侧、并焊接在机架7上，各由一个电动机驱动。如图2、图3所示，所述混沌振动发生装置8包括圆形主动轮801、主动轮摆臂802和从动凸轮803，所述主动轮摆臂802的一端固定在机架7上、并与电机的输出轴固定连接，另一端与主动轮801轴心转动连接，所述主动轮801装在从动凸轮803上的圆形通孔内。所述从动凸轮803为的一侧端面上设置有沿其轮廓线分布的滑槽，振动板3侧面固定有滑块，所述滑块镶嵌在所述滑槽内。

主动轮摆臂802绕o点进行周期运动的同时，从动凸轮803旋转点o1也在绕主动摆臂所在的圆表面做周期运动，同时从动凸轮803也在绕o1点做自转运动，三种周期的运动混杂在一起，可以激发系统的混沌振动并带动振动板3振动，使化肥在肥箱2中进行混沌振动和翻滚，并进行粉碎，之后化肥沿振动板3下落到达下料口4。

在排肥器5的倾斜侧壁上设置粉碎输送装置9，粉碎输送装置9位于下料口4下方；用于将落下的可能受潮结拱的化肥搅拌、打碎，并输送到排肥器5。所述粉碎输送装置9包括动力源及能够在倾斜平面内旋转的转子，所述转子上设置有条形凸起，如图4所示，以增加摩擦力。所述粉碎输送装置9的转子901与水平面的夹角为30°。

两个粉碎输送装置9呈对称设置，下料口为两边各有一个，保证肥料能够从肥箱落到粉碎输送装置上。肥箱2底部、两个下料口4中间有三角形凸起，防止肥料落在两个下料口之间不能排出。所述粉碎输送装置9的转子901由弯曲旋转超声电机驱动，如图5所示，所述弯曲旋转超声电机包括6片压电陶瓷片903、转子901以及904-压轴套、905-压紧螺母组成，压电陶瓷片903由上到下依次逆时针旋转60°层叠设置、且两个压电陶瓷片903之间设置垫片902，所述压电陶瓷片903均用同一相位的单相电压驱动。以激发定子的弯曲模态，产生摩擦力进而驱动转子901转动，极大地简化了电源结构。特有的弯曲转子901的结构较易装配和固定。

排肥器5的排肥口处还设置有与步进电机6输出轴固定连接的排肥轮，所述步进电机6通过步进电机驱动器11与单片机控制器10相连接，保证排肥顺畅。为了能够控制施肥量，由传感器13测得步进电机6转速实时数据，传递给单片机控制器10，通过人机交互调节步进电机的转速和频率，实现变量施肥。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。