一种自动为棉花施肥的装置的制作方法

本发明涉及一种自动为棉花施肥的装置，具体地说是运用本装置的全方位运动机构、翻土机构和定量施肥机构之间协调配合为棉花施肥，属于农业机械领域。

背景技术：

农业生产中，运用有各种机械代替人力劳动，常见的有各种施肥装置，其中，对棉花自动施肥还没有成熟技术，使得现在的棉花施肥大部分靠人力劳动，费时费力，且人工施肥并不能像机器一样，准确控制肥料用量，容易造成施肥不均的现象，对棉花的生长造成不良影响，减少棉花产量，给农户造成损失；现有市场所使用的大型机械对土地的要求较高，体积较大，容易对棉花植株造成伤害。

技术实现要素：

针对上述的没有自动化施肥设备、人工施肥用量不均、大型机械设备容易伤害棉花植株的问题，本发明提供了一种自动为棉花施肥的装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种自动为棉花施肥的装置，是由定量施肥机构、翻土机构与全方位运动机构组成，其中定量施肥机构底部通过焊接方式固定于全方位运动机构上，定量施肥机构两侧通过螺栓连接固定有上下移动滑轨，翻土机构内侧通过螺栓连接固定有上下移动滑块，定量施肥机构与翻土机构通过各自安装的上下移动滑轨与上下移动滑块嵌套在一起。

定量施肥机构是由肥料盒、左肥料传输管、右肥料传输管、弹簧、挡料板电机、挡料板、压力传感器和蜂鸣器组成的，其中肥料盒的固定端与弹簧刚性固定，弹簧与定量施肥机构的上部框架顶部刚性固定，肥料盒四周被约束在定量施肥机构的上部框架内，肥料盒下部在内部无肥料时与压力传感器上表面接触，压力传感器通过螺栓连接固定于定量施肥机构上，蜂鸣器通过螺栓连接固定于定量施肥机构一侧，肥料盒的两个内孔分别与左肥料传输管上端、右肥料传输管上端通过胶接固定，挡料板电机通过螺栓连接固定于肥料盒下部，挡料板电机的输出轴与挡料板通过过盈配合固定，挡料板置于肥料盒内底面，其中挡料板的两个孔在特定位置分别与肥料盒的两个孔同心。

翻土机构是由左移动框架、右移动框架、气缸、左右移动滑块、左右移动滑轨、连接亚克力板、翻土电机、翻土电机座、翻土电机输出轴、联轴器和翻土刀组成的，其中气缸固定于翻土机构的框架底部，左右移动滑轨通过螺栓连接分别固定于左移动框架与右移动框架底部外侧，左右移动滑块通过螺栓连接固定于与气缸输出轴固定连接的亚克力板上，左右移动滑轨与左右移动滑块通过嵌套配合，翻土电机座通过螺栓连接固定在连接亚克力板下表面，并螺栓连接固定翻土电机，翻土刀过盈配合在翻土电机输出轴，翻土电机输出轴与翻土电机通过联轴器螺栓紧定连接固定，左肥料输出管与右肥料输出管出口处通过胶接分别固定于翻土刀两侧。

全方位移动机构是由气瓶固定支架、气瓶固定杆、气瓶固定片、气瓶、山地轮、山地轮电机和山地轮电机座组成的，其中气瓶固定片与气瓶的瓶口通过过盈配合固定，气瓶固定片通过螺栓连接固定于气瓶固定杆，气瓶固定杆刚性连接在气瓶固定支架上，气瓶固定支架通过螺栓连接固定在全方位移动机构上，山地轮电机座通过螺栓连接固定于全方位运动机构底盘框架下部，山地轮电机通过螺栓连接固定在山地轮电机座，山地轮通过过盈配合固定在山地轮电机上。

该发明的有益之处是，在运用本发明进行棉花施肥时，解放劳动力，它可以自行运动及精准施肥；整体设计小巧，两侧的翻土刀及肥料输出管可在单片机的控制下，根据超声波测距模块检测到棉花植株间的间距进行收缩，避免对棉花植株的伤害。将肥料装在肥料盒内，自动棉花施肥装置会沿单片机设定好的路径进行移动施肥，内部挡料板电机控制的挡料板可以精准控制肥料的用量，避免肥料用量不均的情况出现，压力传感器配合弹簧的使用实时检测肥料剩余量，在余量不足时蜂鸣器报警，提醒农户及时添加肥料，提高施肥效率，当超声波测距模块检测到棉花植株时反馈给单片机，上下移动装置在单片机的控制下向下移动，对植株根部进行精准施肥，避免肥料的浪费，翻土机构与施肥口紧挨，在施肥后可以有效的做到将土壤与肥料混合，让肥料得到更好的吸收，本装置采用两侧对称结构，一次性可以对两侧棉花同时施肥，简单高效。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为定量施肥机构示意图；

附图3为定量施肥机构肥料盒的内部示意图；

附图4为定量施肥机构电机处示意图；

附图5为翻土机构示意图；

附图6为单侧翻土机构示意图；

附图7为气瓶示意图；

附图8为全方位运动机构示意图；

附图9为装置工作原理框图。

图中，1、定量施肥机构，2、翻土机构，3、全方位运动机构，4、气瓶固定支架，5、肥料盒，6、左肥料传输管，7、右肥料传输管，8、弹簧，9、挡料板电机，10、挡料板，11、气瓶固定杆，12、同步带轮，13、同步带，14、同步带压块，15、上下移动滑轨，16、上下移动滑块，17、同步带电机座，18、压力传感器，19、蜂鸣器，20、左移动框架，21、右移动框架，22、气瓶固定片，23、气缸，24、左右移动滑块，25、左右移动滑轨，26、连接亚克力板，27、翻土电机，28、翻土电机座，29、翻土电机输出轴，30、翻土刀，31、山地轮，32、山地轮电机，33、山地轮电机座，34、气瓶，35、同步带电机，36、联轴器。

具体实施方式

一种自动为棉花施肥的装置，该装置是由定量施肥机构1、翻土机构2和全方位运动机构3组成的，其中定量施肥机构1底部通过焊接方式固定于全方位运动机构3上，定量施肥机构1两侧通过螺栓连接固定有上下移动滑轨15，翻土机构2内侧通过螺栓连接固定有上下移动滑块16，定量施肥机构1与翻土机构2通过各自安装的上下移动滑轨15与上下移动滑块16嵌套在一起。

定量施肥机构1是由肥料盒5、左肥料传输管6、右肥料传输管7、弹簧8、挡料板电机9、挡料板10、压力传感器18和蜂鸣器19组成的，其中肥料盒5的固定端与弹簧8刚性固定，弹簧8与定量施肥机构1的上部框架顶部刚性固定，肥料盒5四周被约束在定量施肥机构1的上部框架内，肥料盒5下部在内部无肥料时与压力传感器18上表面接触，压力传感器18通过螺栓连接固定于定量施肥机构1上，蜂鸣器19通过螺栓连接固定于定量施肥机构1一侧，肥料盒5的两个内孔分别与左肥料传输管6上端、右肥料传输管7上端通过胶接固定，挡料板电机9通过螺栓连接固定于肥料盒5下部，挡料板电机9的输出轴与挡料板10通过过盈配合固定，挡料板10置于肥料盒5内底面，其中挡料板10的两个孔在特定位置分别与肥料盒5的两个孔同心。

翻土机构2是由左移动框架20、右移动框架21、气缸23、左右移动滑块24、左右移动滑轨25、连接亚克力板26、翻土电机27、翻土电机座28、翻土电机输出轴29、联轴器36和翻土刀30组成的，其中气缸23固定于翻土机构2的框架底部，左右移动滑轨25通过螺栓连接分别固定于左移动框架20与右移动框架21底部外侧，左右移动滑块24通过螺栓连接固定于与气缸23输出轴固定连接的亚克力板26上，左右移动滑轨25与左右移动滑块24通过嵌套配合，翻土电机座28通过螺栓连接固定在连接亚克力板26下表面，并螺栓连接固定翻土电机27，翻土刀30过盈配合在翻土电机输出轴29，翻土电机输出轴29与翻土电机27通过联轴器36螺栓紧定连接固定，左肥料输出管6与右肥料输出管7出口处通过胶接分别固定于翻土刀30两侧。

全方位移动机构3是由气瓶固定支架4、气瓶固定杆11、气瓶固定片22、气瓶34、山地轮31、山地轮电机32和山地轮电机座33组成的，其中气瓶固定片22与气瓶34的瓶口通过过盈配合固定，气瓶固定片22通过螺栓连接固定于气瓶固定杆11，气瓶固定杆11刚性连接在气瓶固定支架4上，气瓶固定支架通过螺栓连接固定在全方位移动机构3上，山地轮电机座33通过螺栓连接固定于全方位运动机构3底盘框架下部，山地轮电机32通过螺栓连接固定在山地轮电机座33，山地轮31通过过盈配合固定在山地轮电机32上。

本装置在对棉花施肥时，安装在全方位移动机构3上的单片机通过设定好的路径控制该装置的运动，单片机通过硅胶软线与hx711模块连接，hx711模块通过硅胶软线与压力传感器18连接，单片机通过硅胶软线分别于蜂鸣器19、山地轮电机32、挡料板电机9、翻土电机27、同步带电机35相连接，单片机通过硅胶软线与安装在全方位移动机构3上的电磁阀连接，电磁阀通过气管与气瓶34和气缸23连接。

在开机时，压力传感器18将自身形变量通过hx711模块转化成电信号传给单片机，单片机根据信号检测肥料盒5内的肥料余量，当余料设定余料最低值时，单片机发出指令停止山地轮电机32运动，并且蜂鸣器19报警，当余料充足时，该装置按照单片机设定路径正常运动。

在运动过程中，当安装在该装置两侧的超声波测距模块检测到棉花植株时，单片机控制同步带电机35运动，通过同步带13与同步带轮12带动翻土机构2向下滑动，单片机控制翻土电机27运动，带动翻土刀30翻土，挡料板10在挡料板电机9带动下旋转一定角度，从而控制施肥量，肥料通过左肥料传输管6和右肥料传输管7传输到翻土刀两侧，在施肥的过程中同步翻土；若超声波测距模块检测到棉花植株距离较远时，单片机输出信号给继电器，继电器控制气缸23运动，伸出连接亚克力板26上的翻土装置，使翻土刀30接触到棉花植株底部土壤，完成施肥过程。它能够沿着单片机设定好的路径自主运动，它整体设计小巧，两侧的翻土刀30及左肥料输出管6、右肥料运输管7可在单片机的控制下，根据超声波测距模块检测到棉花植株间的间距进行收缩，准确检测到棉花植株的位置进行精准施肥，避免自身对棉花植株的伤害。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。