一种果园条开沟对靶穴施肥装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业机械领域，特别涉及一种果园条开沟对靶穴施肥装置及方法。
【背景技术】
[0002]果园施肥作业要求肥料覆盖于土壤之下、投放位置精准及肥量控制精确。目前我国果园施肥方法主要有人工施肥及施肥机施肥，人工施肥多采用间断的条开沟或挖坑投放肥料，这种施肥方法虽肥料投放位置准确，但肥量控制精度低，作业效率低，劳动强度大；施肥机多采用条开沟机施肥机和挖坑施肥机，条开沟施肥作业效率高但造成肥料利用率低和环境污染。此外，果园施肥作业因施肥作业具有时节性和劳动强度大的特点，出现了雇工紧张的难题。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种果园条开沟对靶穴施肥装置及方法，采用穴排肥装置、开沟装置、探测装置及控制器，在条开沟的同时，针对果树靶标进行对靶穴排肥，提高了果园施肥作业效率，同时实现了精量排肥，提高肥料的利用率，减少过量使用肥料造成的环境污染。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]—种果园条开沟对靶穴施肥装置，包括:
[0006]用于开沟的开沟装置；
[0007]用于实现施肥的位于开沟装置上侧的穴排肥装置，穴排肥装置包括肥箱11和位于肥箱11下的穴排肥器12，由底架20支撑，肥箱11底部为锥形，使肥料通过重力作用进入穴排肥器12，穴排肥器12由安装孔32通过螺栓与肥箱11连接，包括穴排肥器外壳33、容积调节箱35、上盖31和下盖36，容积调节箱35设置在穴排肥器外壳33内的中部位置，容积调节箱35在穴排肥器外壳33外的部分通过传动螺柱43和联轴器45连接中驱动电机44 ;上盖31连接上推杆30的一端，上推杆30的另一端穿过上圆孔滑座29连接上接头27，上推杆30上有上复位弹簧28，上接头27与上凸轮26接触，上凸轮26与上驱动电机25顶端连接，由上驱动电机25驱动，上凸轮26传动，实现上盖31的推拉运动；下盖36连接下推杆37的一端，下推杆37的另一端穿过下圆孔滑座38连接下接头40，下推杆37上有下复位弹簧39，下接头40与下凸轮41接触，下凸轮41与下驱动电机42顶端连接，下盖36下方为导肥管16，由下驱动电机42驱动，下凸轮41传动，实现下盖36的推拉运动；
[0008]由机具行进速度探测装置和果树靶标探测装置组成的探测装置；
[0009]以及
[0010]用于进行施肥量调节的控制器10，控制器10与探测装置连接获取探测信息，根据靶标和行进速度向中驱动电机44发送信号，控制容积调节箱35在直线导轨34滑动以减小或增大穴排肥器12的排肥容积，实现排肥控制。
[0011]所述开沟装置包括行距调整臂17、开沟铲18、覆土轮13和支撑轮15，行距调整臂17通过销钉与底架20上的安装孔19配合，完成开沟幅宽的调整，开沟铲18固定于行距调整臂17的端面前侧，用于进行条开沟，覆土轮13通过转轴与行距调整臂17端面后侧转动连接，随着开沟深度的变化而上下运动，进行覆土操作，支撑轮15固定于底架(20)后侧，通过调整限高螺杆14实现开沟深度的调节。
[0012]所述上盖31的外伸臂上通过右滑座安装螺丝47安装有右滑座48，通过左滑座安装螺丝51安装有左滑座50，穴排肥器外壳33的外部双侧设置有直线导轨34，分别与右滑座48和左滑座50配合实现沿直线推拉运动。
[0013]所述穴排肥器外壳33中，沿推杆30方向长度小于垂直于推杆30方向长度。
[0014]所述速度探测装置设置于拖拉机5的行走轮21上，包括接近开关传感器23及安装座22，接近开关传感器23安装于安装座22上，安装座22固定连接在拖拉机5的机架上，轮毂24上安装有凸起螺丝，开关传感器23位于凸起螺丝对应的圆周上，通过探测凸起螺丝获得机具行进速度；
[0015]所述靶标探测装置设置拖拉机5前端双侧，包括双侧的水平调整臂1、高度调整臂3、调整座2和多个红外探测传感器4，水平调整臂I安装于拖拉机5机架上，高度调整臂3通过调整座2与水平调整臂I垂直连接，红外探测传感器(4)安装于高度调整臂3上，通过调节调整座2实现水平和高度的调节，实现果树靶标探测。
[0016]所述水平调整臂I前端向内倾，防止将果树枝条卡住，所述调整座2具有两个互相垂直的接口，分别通过调节螺母a52、调节螺母b53进行水平方向和竖直方向的调节。
[0017]所述控制器10以单片机为核心，操控界面设有多位LED数码管6、排肥容积调节旋钮7和树冠宽度调节旋钮8，通过排肥容积调节旋钮7和树冠宽度调节旋钮9无级调节穴排肥器12排肥容积和树冠宽度设置值，并将设定值实时显示在LED数码管上，从而实现对双侧果树独立进行对靶穴施肥控制。
[0018]本发明还提供了一种基于所述果园条开沟对靶穴施肥装置的施肥方法，包括以下步骤:
[0019]步骤1:利用探测装置获取机具行进速度信息和果树靶标位置信息；
[0020]步骤2:控制器10接收用户设置的排肥容积信息、树冠宽度信息、传感器探测系统获得的机具行进速度信息和果树靶标位置信息，获得果树中心位置信息，计算出探测到靶标后，上盖31和下盖36打开和关闭的延时时间；
[0021]步骤3:控制器10控制穴排肥器12排肥，对靶定量将肥料排入开沟铲18所开沟内，覆土轮13进行覆土 ；
[0022]步骤4:完成上述步骤后，针对其他果树循环上述过程。
[0023]所述步骤I中，树枝稀疏时，采用红外探测传感器4探测树主干方式；枝叶稠密时，采用红外探测传感器4探测树冠方式；当大于等于I个红外探测传感器4探测到靶标信号即作为靶标信息。
[0024]所述步骤2包括以下具体步骤:
[0025]初始状态下，上盖31、容积调节箱35和下盖36均处于闭合状态；
[0026]探测到靶标信息后，采用红外探测传感器4距排肥口水平距离除以机具行进速度所得时间减去穴排肥器排肥至地面所需时间得到上盖31关闭的延时时间；
[0027]下盖36打开延时时间为上盖36关闭延时时间与上盖31完全关闭所需时间之和；
[0028]下盖36关闭延时时间为下盖36打开延时时间与穴排肥器12排肥时间之和；
[0029]所述步骤3包括以下具体步骤:
[0030]首先通过中驱动电机44控制容积调节箱35在直线导轨34滑动以减小或增大穴排肥器12的排肥容积，实现容积调整，然后将上驱动电机25转动180°打开上盖31充肥；
[0031]到达上盖31关闭的延时时间后，上驱动电机25转动180°关闭上盖31 ;
[0032]到达关闭下盖36打开延时时间后，下驱动电机42转动180°打开下盖36排肥；
[0033]到达下盖36关闭延时时间后，下驱动电机42转动180°关闭下盖36，完成一次穴排肥。
[0034]本发明与现有果园机械施肥机相比，由于设有穴排肥器、条开沟铲、探测装置和控制器，通过获取机具行进速度和果树靶标位置信息，计算出果树中心位置，在进行条开沟的同时，针对果树靶标进行精量的穴排肥。设计了易于农户操控的控制器，将肥量控制转换为排肥体积的控制，直观的将每棵果树排肥容积和树冠宽度通过旋钮由农户设置，并通过LED数码管实时显示出来。提出了一种条开沟对靶变量穴施肥的实现方法，实现了半自动化作业，同时具有简单易行且易于推广的优点，提高了果园施肥作业效率和肥料利用率，减少了劳动强度和过度施肥造成的环境污染。
【附图说明】
[0035]图1为本发明主体结构示意图。
[0036]图2为本发明穴排肥器正视示意图。
[0037]图3为本发明穴排肥器上盖俯视示意图。
[0038]图4本发明靶标探测装置调整座示意图。
[0039]图5为本发明控制原理框图。
[0040]图6为本发明条开沟对靶穴施肥实现方法框图。
[0041]图中附图标记的含义:
[0042]1-水平调整臂；2_调整座；3_高度调整臂；4_红外探测传感器；5_拖拉机；6_LED数码管；7_排肥容积调节旋钮；8