螺旋式施肥机及其控制方法与流程

本发明属于农用机械技术领域，具体涉及一种螺旋式施肥机及其控制方法。

背景技术：

化肥是作物和品质的重要保证，施肥不仅能提高土壤肥力，而且也是提高作物单位面积产量的重要措施。但施肥不当，不仅造成经济上的损失，而且引起环境污染。近年来，生态环境的不断恶化，施肥技术受大家的关注度越来越高。施肥技术的目标是通过作物生长的养分环境，在土壤养分好的地方少施肥，在土壤养分差得地方多施肥。

我国精确农业施肥应用方面配套设施还不完善，主要靠国外引进相关机械与技术，且大都是大型机械，价格昂贵并维护不便，在我国北方规模化经营还可以基本接受，但在我国西南地区，以山地丘陵地貌为主，主要以家庭联产承包制为主要经营模式，故大型施肥机械在我国西南地区难以使用。

现在市场上有一种条施定量施肥机是根据地轮转动带动链条传动带排肥器，通过地轮转动带动链条进而带动排肥器，不但结构复杂，而且链条在田间地头里极为容易被泥土堵塞，无法正常施肥，或导致施肥量不可控，肥料也容易在肥料箱内结拱，可靠性、稳定性极差。解决以上问题成为当务之急。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种结构精巧，施肥量精确可调，肥料分散，易于土壤吸收的螺旋式施肥机及其控制方法。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种螺旋式施肥机，其要点在于：包括行走支撑机构和设置在该行走支撑机构上的施肥机构；所述行走支撑机构包括扶手架、设置在该扶手架下端的行走组件以及设置在扶手架上与行走组件支撑配合的支撑杆，所述行走组件包括轴向垂直设置在所述扶手架上的轴套以及可转动地安装在该轴套两端的行走轮；所述施肥机构包括设置在所述扶手架上的料斗、设置在该料斗的排肥口内的排肥组件以及通过检测所述行走组件的行走速度实时调节排肥组件的排肥速度的检测控制系统，所述排肥组件包括螺旋绞龙以及设置在该螺旋绞龙下部的排肥腔室。

采用以上结构，检测控制系统根据检测到的行走组件的行走速度控制排肥口的打开或者关闭，并排肥口打开的情况下控制排肥组件的排肥速度，使施肥量能够根据行走组件的行走速度进行实时自动调节，精确控制施肥量，并且通过设置的排肥腔室，使肥料能够更加均匀、分散地落在土地里，易于土壤吸收，整个设备结构精巧，设计巧妙，体积小，重量轻，工作自动化程度高，且操作简单，便于在山地丘陵地区推广使用，具有极高的实用性和市场经济价值。

作为优选：所述检测控制系统包括设置在所述行走支撑机构或者施肥机构上的控制器、设置在所述行走组件上的速度传感器组件以及驱动所述螺旋绞龙转动的驱动组件。采用以上结构，控制器根据速度传感器组件检测到的行走组件的行走速度，实时控制驱动组件，以改变螺旋绞龙的转动速度，进而精确控制施肥量。

作为优选：所述驱动组件包括设置在所述料斗上的电机，在该电机的输出轴上套设有电机同步轮，在所述螺旋绞龙上套设有绞龙同步轮，该绞龙同步轮和电机同步轮之间通过同步带连接。采用以上结构，结构可靠，且成本低廉。

作为优选：所述速度传感器组件包括永磁铁和磁传感器，在所述行走轮上固定安装有轮盘，多个所述永磁铁环向均匀分布在该轮盘的盘面上，所述磁传感器通过传感器支架固定在所述轴套上，并与设置有永磁铁的所述轮盘的盘面正对。采用以上结构，磁传感器每检测到一个永磁铁从其正下方经过即向控制器发送一个信号，控制器根据相邻的两个信号的时间差确定行走轮的转动速度，即得到行走支撑机构的行走速度，并且采用永磁铁和磁传感器适宜在田地或者土地里工作，即使被飞溅的泥土包裹也能够正常工作。

作为优选：所述排肥腔室包括设置在所述螺旋绞龙正下方的向下倾斜的底挡板，该底挡板通过侧挡板固定安装在所述扶手架上，所述底挡板和侧挡板合围成留有开口的所述排肥腔室。采用以上结构，当肥料从排肥口排出后落在底挡板上，此时肥料受到底挡板的冲击后形成分散的条状，即最后落入土地里的肥料分散且均匀，有利于土壤的吸收，有效提高了施肥效果。

作为优选：在所述底挡板上从左到右均匀设置有多根相互平行的阻挡条，相邻两根阻挡条之间构成排肥滑道。采用以上结构，使对土地的施肥更加均匀。

作为优选：在所述扶手架的扶手上设置有开关，该开关与所述检测控制系统电连接。采用以上结构，便于操作者操控。

作为优选：在所述扶手架上安装有警报器，该警报器与所述检测控制系统电连接。采用以上结构，当行走轮的转速过快，警报器工作，提醒操作人员减速。

一种竖直螺旋式施肥机的控制方法，按照以下步骤进行：

S1：接通电源，设定控制器的单亩施肥量；

S2：控制器检测开关是否打开，若没有打开，则检测排肥口是否关闭，若没有关闭则关闭排肥口，重复本步骤直到工作开关打开；

S3：打开排肥口；

S4：速度传感器组件实时检测行走轮的转速，并将结果实时传输给控制器，控制器根据行走轮的转速不断调节电机的输出轴的转速；

S5：重复步骤S2～S4，完成后关闭电源。

采用以上方法，操作人员根据实际需求设定施肥量，手推螺旋式施肥机向前行进即可自动完成对土地的施肥工作，操作简单、便捷，极大提高了施肥效率的效率，减小了人员的劳动强度，并实现精确控制施肥量。

作为优选：步骤S4中，若控制器检测到行走轮的转速大于控制器的预设值上限或者小于控制器的预设值下限，警报器工作，直到控制器检测到行走轮的转速处于正常速度范围停止。采用以上方法，行走轮的转速过快超出电机能够驱动螺旋绞龙的最大转速时提醒操作人员放慢行进速度，以防止对土地施肥量不足。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的螺旋式施肥机及其控制方法，结构新颖，易于实现，根据自身的行走速度而不断调节施肥量，实现精确控制，操作简单、便捷，极大提高了施肥效率的效率，减小了人员的劳动强度，同时播撒的肥料分散，易于土壤吸收。

附图说明

图1为本发明一个视角的结构示意图；

图2为本发明另一个视角的结构示意图；

图3为图1中A处的放大图；

图4为速度传感器组件和行走组件的装配图；

图5为本发明控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种螺旋式施肥机，包括行走支撑机构和设置在该行走支撑机构上的施肥机构。

请参见图1和图2，所述行走支撑机构包括扶手架2、行走组件和支撑杆19，其中，行走组件位于扶手架2前部的下端，并在扶手架2上设置有向下的支撑杆19所述行走组件包括轴向垂直设置在所述扶手架2上的轴套14以及可转动地安装在该轴套14两端的行走轮4，两个行走轮4和支撑杆19形成三点支撑，十分稳定。

请参见图1～图3，所述施肥机构包括设置在所述扶手架2上的料斗1，在料斗1内设有排肥组件，该排肥组件包括螺旋绞龙3以及设置在该螺旋绞龙3下部的排肥腔室，螺旋绞龙3的下端位于料斗1的排肥口13内。所述施肥机构还包括检测控制系统，检测控制系统包括设置在所述行走支撑机构或者施肥机构上的控制器30、设置在所述行走组件上的速度传感器组件以及驱动所述螺旋绞龙3转动的驱动组件。

请参见图1，所述驱动组件包括设置在所述料斗1上的电机10，电机10通过安装架9安装在料斗1上，在该电机10的输出轴上套设有电机同步轮5，在所述螺旋绞龙3上套设有绞龙同步轮7，该绞龙同步轮7和电机同步轮5之间通过同步带6连接，电机10的输出轴带动电机同步轮5转动，电机同步轮5通过同步带6带动绞龙同步轮7转动，进而绞龙同步轮7带动螺旋绞龙3转动。

请参见图4，所述速度传感器组件包括永磁铁16和磁传感器18，在所述行走轮4上固定安装有轮盘17，多个所述永磁铁16环向均匀分布在该轮盘17的盘面上，所述磁传感器18通过传感器支架15固定在所述轴套14上，并与设置有永磁铁16的所述轮盘17的盘面正对。磁传感器18(优选为霍尔传感器)每检测到一个永磁铁16从其正下方经过即向控制器30发送一个信号，控制器30根据相邻的两个信号的时间差确定行走轮4的转动速度，即得到行走支撑机构的行走速度，并且采用永磁铁16和磁传感器18适宜在田地或者土地里工作，即使被飞溅的泥土包裹也能够正常工作。

请参见图3，所述排肥腔室包括设置在所述螺旋绞龙3正下方的向下倾斜的底挡板12，该底挡板12通过侧挡板11固定安装在所述扶手架2上，所述底挡板12和侧挡板11合围成留有开口的所述排肥腔室，在所述底挡板12上从左到右均匀设置有多根相互平行的阻挡条12a，相邻两根阻挡条12a之间构成排肥滑道12b。当肥料从排肥口排出后落在底挡板上，此时肥料受到底挡板的冲击后形成分散的条状，即最后落入土地里的肥料分散且均匀，有利于土壤的吸收，有效提高了施肥效果。

请参见图1和图3，在所述扶手架2的扶手上设置有开关20，该开关20与所述检测控制系统电连接。在所述扶手架2上安装有警报器(图中未示出)，优选为蜂鸣器，该蜂鸣器与所述检测控制系统电连接，当行走轮的转速过快，蜂鸣器鸣叫，提醒操作人员减速。

如图5所示，一种竖直螺旋式施肥机的控制方法，按照以下步骤进行：

S1：接通电源，设定控制器30的单亩施肥量；

S2：控制器30检测开关20是否打开，若没有打开，则检测排肥口13是否关闭，若没有关闭则关闭排肥口13，重复本步骤直到工作开关20打开；

S3：打开排肥口13；

S4：速度传感器组件实时检测行走轮4的转速，并将结果实时传输给控制器30，控制器30根据行走轮4的转速不断调节电机10的输出轴的转速，期间若控制器30检测到行走轮4的转速大于控制器30的预设值上限或者小于控制器30的预设值下限，警报器工作，直到控制器30检测到行走轮4的转速处于正常速度范围停止；

S5：重复步骤S2～S4，完成后关闭电源。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。