一种智能农田整地钻头的制作方法

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种智能农田整地钻头。

背景技术

农田是宝贵的资源，在保障国家粮食安全、区域生态环境安全和区域农业可持续发展中发挥着不可替代的重要作用，整地（sitepreparation）是指作物播种或移栽前进行的一系列土壤耕作措施的总称，整地的主要作业包括浅耕灭茬、翻耕、深松耕、耙地、耢地、镇压、平地、耖田、起垄、作畦等，整地目的是创造良好的土壤耕层构造和表面状态，协调水分、养分、空气，热量等因素，提高土壤肥力，为播种和作物生长、田间管理提供良好条件。

整地方式分为全面整地和局部整地。局部整地又分为带状整地和块状整地，全面整地是翻垦造林地全部土壤，主要用于平坦地区。局部整地是翻垦造林地部分土壤的整地方式，包括带状整地和块状整地，带状整地是呈长条状翻垦造林地的土壤，在山地带状整地方法有：水平带状、水平阶、水平沟、反坡梯田、撩壕等；平坦地的整地方法有：犁沟、带状、高垄等，块状整地是呈块状的翻垦造林地的整地方法，山地应用的块状整地方法有：穴状、块状、鱼鳞坑；平原应用的方法有：坑状、块状、高台等。

目前的整地装置均未能在对土地进行平整的同时对土地施肥或添加土壤改良剂，且无法获知土壤的温湿度信息。

技术实现要素：

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种智能农田整地钻头，利用钻头、电控阀门、内部管道、储料容器、刀片、中央处理装置、用户控制端、湿度传感器、温度传感器、第一信号处理电路、第二信号处理电路、显示装置以及存储装置，能够在整地的同时对土地施肥或添加土壤改良剂，并能够使用中央处理装置以及用户控制端控制施肥或添加土壤改良剂的速率，而且能够获知土壤的温湿度信息。

根据本发明的一种智能农田整地钻头，智能农田整地钻头包括钻头、电控阀门、内部管道、储料容器、刀片、中央处理装置、用户控制端、湿度传感器、温度传感器、第一信号处理电路、第二信号处理电路、显示装置以及存储装置。

其中，钻头设置在智能农田整地钻头的柱体部分的下部，刀片设置在智能农田整地钻头的柱体部分，内部管道贯穿智能农田整地钻头的内部，电控阀门设置在内部管道内，刀片设置在智能农田整地钻头的柱体部分表面，储料容器与内部管道连接，湿度传感器和温度传感器均设置在智能农田整地钻头的柱体部分表面，用户控制端的输出端与中央处理装置的输入端连接，中央处理装置的输出端与电控阀门的输入端连接，湿度传感器的输出端与第一信号处理电路的输入端连接，第一信号处理电路的输出端与中央处理装置的输入端连接，温度传感器的输出端与第二信号处理电路的输入端连接，第二信号处理电路的输出端与中央处理装置的输入端连接，显示装置的输入端和存储装置的输入端均与中央处理装置的输出端连接。

优选的是，湿度传感器设置于智能农田整地钻头的柱体部分表面，在智能农田整地钻头进行整地作业时，湿度传感器将土壤的湿度转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至第一信号处理电路，经过第一信号处理电路处理后的电压信号为v1，第一信号处理电路包括电阻r1-r9，电容c1-c2以及集成运放a1-a2。

其中，电阻r1的一端与湿度传感器的输出端连接，电阻r1的另一端与集成运放a1的反相输入端连接，电阻r1的另一端还与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端与集成运放a1的输出端连接，电阻r2的一端接地，电阻r2的另一端与集成运放a1的同相输入端连接，电阻r2的另一端还与电阻r5的一端连接，电阻r5的一端还与电阻r4的一端连接，电阻r5的另一端接地，电阻r4的另一端与集成运放a1的输出端连接，电阻r6的一端与集成运放a1的输出端连接，电阻r6的另一端与电容c1的一端连接，电阻r6的另一端还与电容c2的一端连接，电容c1的另一端接地，电容c2的另一端与集成运放a2的反相输入端连接，电阻r9的一端与集成运放a2的反相输入端连接，电阻r9的另一端与集成运放a2的输出端连接，电阻r8的一端与集成运放a2的同相输入端连接，电阻r8的另一端接地，电阻r7的一端与电容c2的一端连接，电阻r7的另一端与集成运放a2的输出端连接。

优选的是，温度传感器设置于智能农田整地钻头的柱体部分表面，在智能农田整地钻头进行整地作业时，温度传感器将土壤的湿度转换为电压信号v2，并将电压信号v2传输至第二信号处理电路，经过第二信号处理电路处理后的电压信号为v3，第二信号处理电路包括电阻r10-r20，电容c3-c4以及集成运放a3-a4。

其中，电阻r10的一端与温度传感器的输出端连接，电阻r10的另一端与集成运放a3的反相输入端连接，电阻r10的另一端与电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端与电阻r12的一端连接，电阻r11的另一端还与电阻r13的一端连接，电阻r13的另一端接地，电阻r12的另一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r14的一端接地，电阻r14的另一端与集成运放a3的同相输入端连接，电阻r14的另一端还与电阻r16的一端连接，电阻r16的另一端还与集成运放a3的输出端连接，电阻r14的另一端还与电阻r17的一端连接，电阻r17的一端还与电阻r16的一端连接，电阻r17的另一端接地，电阻r15的一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r15的另一端与电阻r18的一端连接，电阻r18的一端还与电容c3的一端连接，电容c3的另一端接地，电阻r18的另一端与集成运放a4的反相输入端连接，电阻r18的另一端还与电容c4的一端连接，电容c4的另一端与集成运放a4的输出端连接，电阻r15的另一端、电阻r18的一端以及电容c3的一端均与电阻r19连接，电阻r19的另一端与集成运放a4的输出端连接，电阻r20的一端与集成运放a4的同相输入端连接，电阻r20的另一端接地。

优选的是，湿度传感器和温度传感器在智能农田整地钻头进行整地作业时采集土壤的湿度信号和温度信号，湿度传感器将采集的湿度信号传输至第一信号处理电路，第一信号处理电路对接收到的湿度信号进行信号处理，并将处理后的湿度信号传输至中央处理装置的模数转换模块，中央处理装置将接收到的湿度信号传输至显示装置进行显示，中央处理装置将接收到的湿度信号传输至存储装置进行存储；温度传感器将采集的温度信号传输至第二信号处理电路，第二信号处理电路对接收到的温度信号进行信号处理，并将处理后的温度信号传输至中央处理装置的模数转换模块，中央处理装置将接收到的温度信号传输至显示装置进行显示，中央处理装置将接收到的温度信号传输至存储装置进行存储；工作人员通过用户控制端向中央处理装置传输控制信号，中央处理装置根据控制信号控制电控阀门的关闭和开启。

优选的是，设置在同一水平面的刀片的数量不少于三片，设置在同一水平面的刀片均匀分布在智能农田整地钻头的柱体部分表面；电控阀门设置在智能农田整地钻头的柱体部分和钻头的连接处。

优选的是，中央处理装置、用户控制端、第一信号处理电路以及第二信号处理电路均设置于操作箱中，中央处理装置分别与电控阀门、第一信号处理电路以及第二信号处理电路无线连接。

优选的是，储料容器用于放置肥料或土壤改良剂。

优选的是，位于不同水平面的刀片间距为10cm。

优选的是，钻头为螺纹钻头。

优选的是，储料容器位于智能农田整地钻头的柱体部分顶部。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供一种智能农田整地钻头，利用钻头、电控阀门、内部管道、储料容器、刀片、中央处理装置、用户控制端、湿度传感器、温度传感器、第一信号处理电路、第二信号处理电路、显示装置以及存储装置，能够在整地的同时对土地施肥或添加土壤改良剂，并能够使用中央处理装置以及用户控制端控制施肥或添加土壤改良剂的速率，而且能够获知土壤的温湿度信息。

附图说明

图1为本发明的智能农田整地钻头的结构图；

图2为本发明的刀片安装的示意图；

图3为本发明的智能农田整地钻头的示意图；

图4为本发明的第一信号处理电路的电路图；

图5为本发明的第二信号处理电路的电路图。

附图标记：

1-钻头；2-电控阀门；3-内部管道；4-储料容器；5-刀片；6-中央处理装置；7-用户控制端；8-湿传感器；9-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的智能农田整地钻头进行详细说明。

如图1-3所示，本发明提供的智能农田整地钻头包括钻头1、电控阀门2、内部管道3、储料容器4、刀片5、中央处理装置6、用户控制端7、湿度传感器8、温度传感器9、第一信号处理电路、第二信号处理电路、显示装置以及存储装置。

其中，钻头1设置在智能农田整地钻头的柱体部分的下部，刀片5设置在智能农田整地钻头的柱体部分，内部管道3贯穿智能农田整地钻头的内部，电控阀门2设置在内部管道3内，刀片5设置在智能农田整地钻头的柱体部分表面，储料容器4与内部管道3连接，湿度传感器8和温度传感器9均设置在智能农田整地钻头的柱体部分表面，用户控制端7的输出端与中央处理装置6的输入端连接，中央处理装置6的输出端与电控阀门2的输入端连接，湿度传感器8的输出端与第一信号处理电路的输入端连接，第一信号处理电路的输出端与中央处理装置6的输入端连接，温度传感器9的输出端与第二信号处理电路的输入端连接，第二信号处理电路的输出端与中央处理装置6的输入端连接，显示装置的输入端和存储装置的输入端均与中央处理装置6的输出端连接。

上述实施方式中，用户控制端7用于向中央处理装置6传输控制信号，中央处理装置6根据控制信号控制电控阀门2的关闭和开启，因此，可根据具体情况，由用户控制端7控制施肥或添加土壤改良剂的速率。

湿度传感器8与第一信号处理电路通过导线连接，温度传感器9与第二信号处理电路通过导线连接。

智能农田整地钻头还包括一电源，该电源用于对智能农田整地钻头提供电力支持。

作为上述的进一步优先，如图4所示，湿度传感器8设置于智能农田整地钻头的柱体部分表面，在智能农田整地钻头进行整地作业时，湿度传感器8将土壤的湿度转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至第一信号处理电路，经过第一信号处理电路处理后的电压信号为v1，第一信号处理电路包括电阻r1-r9，电容c1-c2以及集成运放a1-a2。

其中，电阻r1的一端与湿度传感器8的输出端连接，电阻r1的另一端与集成运放a1的反相输入端连接，电阻r1的另一端还与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端与集成运放a1的输出端连接，电阻r2的一端接地，电阻r2的另一端与集成运放a1的同相输入端连接，电阻r2的另一端还与电阻r5的一端连接，电阻r5的一端还与电阻r4的一端连接，电阻r5的另一端接地，电阻r4的另一端与集成运放a1的输出端连接，电阻r6的一端与集成运放a1的输出端连接，电阻r6的另一端与电容c1的一端连接，电阻r6的另一端还与电容c2的一端连接，电容c1的另一端接地，电容c2的另一端与集成运放a2的反相输入端连接，电阻r9的一端与集成运放a2的反相输入端连接，电阻r9的另一端与集成运放a2的输出端连接，电阻r8的一端与集成运放a2的同相输入端连接，电阻r8的另一端接地，电阻r7的一端与电容c2的一端连接，电阻r7的另一端与集成运放a2的输出端连接。

上述实施方式中，电阻r1的阻值为1kω，电阻r2的阻值为10kω，电阻r3的阻值为15kω，电阻r4的阻值为4kω，电阻r5的阻值为6kω，电阻r6的阻值为10kω，电阻r7的阻值为15kω，电阻r8的阻值为5kω，电阻r9的阻值为10kω，电容c1的电容值为1μf，电容c2的电容值为0.1μf。

由于湿度传感器8采集的信号为微弱的电压信号，因而第一信号处理电路通过电阻r1-r5以及集成运放a1对湿度传感器8输出的电压v0进行放大处理，然后再使用电阻r6-r9，电容c1-c2以及集成运放a2对经过放大后的电压信号进行滤波处理，从而提高了湿度检测的精度。

作为上述的进一步优先，如图5所示，温度传感器9设置于智能农田整地钻头的柱体部分表面，在智能农田整地钻头进行整地作业时，温度传感器9将土壤的湿度转换为电压信号v2，并将电压信号v2传输至第二信号处理电路，经过第二信号处理电路处理后的电压信号为v3，第二信号处理电路包括电阻r10-r20，电容c3-c4以及集成运放a3-a4。

其中，电阻r10的一端与温度传感器9的输出端连接，电阻r10的另一端与集成运放a3的反相输入端连接，电阻r10的另一端与电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端与电阻r12的一端连接，电阻r11的另一端还与电阻r13的一端连接，电阻r13的另一端接地，电阻r12的另一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r14的一端接地，电阻r14的另一端与集成运放a3的同相输入端连接，电阻r14的另一端还与电阻r16的一端连接，电阻r16的另一端还与集成运放a3的输出端连接，电阻r14的另一端还与电阻r17的一端连接，电阻r17的一端还与电阻r16的一端连接，电阻r17的另一端接地，电阻r15的一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r15的另一端与电阻r18的一端连接，电阻r18的一端还与电容c3的一端连接，电容c3的另一端接地，电阻r18的另一端与集成运放a4的反相输入端连接，电阻r18的另一端还与电容c4的一端连接，电容c4的另一端与集成运放a4的输出端连接，电阻r15的另一端、电阻r18的一端以及电容c3的一端均与电阻r19连接，电阻r19的另一端与集成运放a4的输出端连接，电阻r20的一端与集成运放a4的同相输入端连接，电阻r20的另一端接地。

上述实施方式中，电阻r10的阻值为2kω，电阻r11的阻值为12kω，电阻r12的阻值为12kω，电阻r13的阻值为15kω，电阻r14的阻值为4kω，电阻r15的阻值为16kω，电阻r16的阻值为10kω，电阻r17的阻值为15kω，电阻r18的阻值为15kω，电阻r19的阻值为12kω，电阻r20的阻值为17kω，电容c3的电容值为1μf，电容c4的电容值为0.1μf。

由于温度传感器9采集的信号为微弱的电压信号，因而第二信号处理电路通过电阻r10-r17以及集成运放a3对温度传感器9输出的电压v2进行放大处理，然后再使用电阻r18-r20，电容c3-c4以及集成运放a4对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了温度检测的精度。

具体地，湿度传感器8和温度传感器9在智能农田整地钻头进行整地作业时采集土壤的湿度信号和温度信号，湿度传感器8将采集的湿度信号传输至第一信号处理电路，第一信号处理电路对接收到的湿度信号进行信号处理，并将处理后的湿度信号传输至中央处理装置6的模数转换模块，中央处理装置6将接收到的湿度信号传输至显示装置进行显示，中央处理装置6将接收到的湿度信号传输至存储装置进行存储；温度传感器9将采集的温度信号传输至第二信号处理电路，第二信号处理电路对接收到的温度信号进行信号处理，并将处理后的温度信号传输至中央处理装置6的模数转换模块，中央处理装置6将接收到的温度信号传输至显示装置进行显示，中央处理装置6将接收到的温度信号传输至存储装置进行存储；工作人员通过用户控制端7向中央处理装置6传输控制信号，中央处理装置6根据控制信号控制电控阀门2的关闭和开启。

上述实施方式中，显示装置和存储装置设置在监控室内，显示装置和存储装置均与中央处理装置6无线连接，工作人员能够通过显示装置实时监测智能农田整地钻头在作业时的土壤温度和湿度信息，且工作人员能够通过存储装置读取智能农田整地钻头在作业时的土壤温度和湿度信息，以便于后续研究。

具体地，设置在同一水平面的刀片5的数量不少于三片，设置在同一水平面的刀片5均匀分布在智能农田整地钻头的柱体部分表面；电控阀门2设置在智能农田整地钻头的柱体部分和钻头1的连接处。

上述实施方式中，智能农田整地钻头在电机的驱动下进行运行，智能农田整地钻头上的刀片5进行旋转运动，可进行有效整地。

具体地，中央处理装置6、用户控制端7、第一信号处理电路以及第二信号处理电路均设置于操作箱中，中央处理装置6分别与电控阀门2、第一信号处理电路以及第二信号处理电路无线连接。

具体地，储料容器4用于放置肥料或土壤改良剂。

具体地，位于不同水平面的刀片5间距为10cm。

上述实施方式中，智能农田整地钻头的柱体部分高度为h1，钻头1的高度h2：h1=10:1智能农田整地钻头的柱体部分高度h1大于60cm

具体地，钻头1为螺纹钻头。

具体地，储料容器4位于智能农田整地钻头的柱体部分顶部。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。