施肥调节装置以及施肥机的制作方法

本申请涉及农业机械领域，具体而言，涉及施肥调节装置以及施肥机。

背景技术：

施肥是指将肥料施于土壤中或喷洒在植物上，提供植物所需养分，并保持和提高土壤肥力的农业技术措施，因此施肥环节对农作物的产量以及品质有着极为重要的影响。为了提高农业生产效率，农业工作人员常采用施肥机进行施肥，但现有的施肥机无法实现对施肥量的实时监控与调节，经常出现施肥不均的情况，进而影响到农作物的产量与品质。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种施肥调节装置以及施肥机，该施肥调节装置能够实时监测施肥量并能够调节施肥量。

第一方面，本申请实施例提供了一种施肥调节装置，该施肥调节装置包括：施肥箱、检测装置、调节装置以及控制器。施肥箱包括用于向外输出肥料的施肥口；检测装置设置在所述施肥箱上，用于检测所述施肥口的开度；调节装置设置在所述施肥箱上，用于调节所述施肥口的开度；控制器通信连接于所述检测装置以及所述调节装置，用于根据所述检测装置检测到的所述施肥口的开度控制所述调节装置调节所述施肥口的开度的大小。

在上述实现过程中，施肥口的大小直接影响着施肥量的大小。当施肥机的移动速度一定时，施肥口越大，施肥量越大；施肥口越小，施肥量越小。因此施肥口的大小与施肥量的大小之间存在一一对应关系。本申请实施例所提供的施肥调节装置就是通过检测以及调节施肥口的大小来实现对施肥量的实时检测与调节。在施肥过程中，检测装置实时检测施肥口的开度(施肥口的开口大小)，并将施肥口的开度大小的信息传递给控制器，控制器通过比对信息，进行判断是否满足施肥量的需求，当施肥量超出允许误差时，控制器将控制调节装置调节施肥口的大小，进而实现对施肥量的实时检测与调节。

在一种可能的实现方式中，所述调节装置包括滑道、施肥门以及调动机构。滑道设置在所述施肥箱的侧壁上，所述施肥口开设在所述滑道上；施肥门用于遮挡所述施肥口，所述施肥门可沿所述滑道滑动以改变所述施肥口的开度；调动机构设置在所述施肥箱内，用以带动所述施肥门在所述滑道内滑动。

在上述实现过程中，施肥门用于遮挡施肥口，施肥门可在调动机构的带动下沿滑道移动，改变遮挡施肥口的面积，进而实现对施肥口大小的调节，结构简单。施肥口可采用规则图形，例如矩形，方便计算施肥量。

在一种可能的实现方式中，所述滑道包括安装在所述施肥箱的侧壁上的两个滑轨，两个滑轨分布在所述施肥口的两侧。

在上述实现过程中，滑道由两个并排设置的滑轨构建而成，两个滑轨上的凹槽的开口可以相对设置，对应的，施肥门设计为矩形平板，平板的两边分别安装在两个滑轨的凹槽内，结构简单，容易实现。或者，两个滑轨上的凹槽的开口方向垂直于滑道，对应的，板状结构的施肥门的两侧设置安装凸起，安装凸起的高度方向垂直于施肥门，施肥门通过安装凸起滑动安装于滑轨。

在一种可能的实现方式中，所述滑道包括开设在所述施肥箱的侧壁上的两个条形凹槽，两个所述条形凹槽分布在所述施肥口的两侧。

在上述实现过程中，直接在施肥箱的侧壁上开设两个条形凹槽用作滑道，无需另外在施肥箱上设置滑轨，简化了施肥调节装置的结构，降低了成本。

在一种可能的实现方式中，所述调动机构包括电动推杆，所述电动推杆的一端固定安装于所述施肥箱，另一端固定安装于所述施肥门，所述电动推杆的伸缩方向与所述施肥门的滑动方向平行。

在上述实现过程中，上述调动机构直接采用电动推杆推动施肥门，电动推杆的伸缩距离与施肥门的滑动距离相等，控制器可直接根据电动推杆的伸缩量，计算施肥口的开度大小，便于控制器对电推杆进行控制，简化了计算程序。

在一种可能的实现方式中，所述调动机构包括电动推杆、第一连接杆以及第二连接杆；所述电动推杆安装在所述施肥箱内；所述第一连接杆的一端转动连接于所述电动推杆的端部，另一端转动连接于所述第二连接杆，所述第二连接杆的远离所述第一连接杆的一端连接于所述施肥门；所述电动推杆的伸缩方向与所述施肥门的滑动方向呈预定夹角。

在上述实现过程中，上述调动机构在电动推杆与施肥门之间设置第一连接杆与第二连接杆进行连接，第一连接杆与第二连接杆之间转动连接，第一连接杆与第二连接杆的设置可以改变电动推杆的传动方向，使得电动推杆与滑道之间的位置关系设置更为自由，电动推杆可与滑道左右、上下或倾斜布置安装。

在一种可能的实现方式中，所述检测装置包括连杆机构、角度传感器以及计算单元；所述连杆机构包括第三连接杆与第四连接杆，第三连接杆的一端与所述施肥箱转动连接，另一端与所述第四连接杆的一端转动连接，所述第四连接杆远离所述第三连接杆的一端固定连接于所述施肥门；所述角度传感器，用以检测所述第一连接杆的转动角度；第一计算模块，用以根据所述转动角度计算出所述施肥口的开度。

在上述实现过程中，施肥门滑动一定的距离会带动第四连接杆转动一定的角度，第四连接杆带动第三连接杆转动一定的角度，角度传感器可检测到第一连接杆转动的角度，第一计算模块可根据第三连接杆转动的角度计算出施肥门滑动的距离，进而计算出施肥口的开度。

在一种可能的实现方式中，所述检测装置包括位移传感器以及第二计算模块；所述位移传感器用以检测所述施肥门的位移；所述第二计算模块用以根据所述施肥门的位移计算出所述施肥口的开度。

在上述实现过程中，上述检测装置直接采用位移传感器检测施肥门的位移，并将施肥门的位移传递给第二计算模块，第二计算模块根据施肥门的位移计算出施肥口的开度，结构简单。

在一种可能的实现方式中，所述施肥箱内设置有用以将肥料向所述施肥口处挤压的搅轮。

在上述实现方式中，采用搅轮将肥料向所述施肥口处挤压，防止由于肥料未及时达到施肥口，而导致施肥量与施肥口的实际大小关系发生变化，降低对施肥量的检测精度以及控制精度。

第二方面，本申请实施例提供了一种施肥机，该施肥机包括上述任一实施例中的施肥调节装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种施肥调节装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种检测装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种调节装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种调动机构的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种施肥门位移计算原理图。

图标：100-施肥箱；110-施肥口；200-检测装置；210-连杆机构；211-第三连接杆；212-第四连接杆；220-角度传感器；300-调节装置；310-滑道；311-滑轨；312-条形凹槽；320-施肥门；330-调动机构；331-电动推杆；332-第一连接杆；333-第二连接杆。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面，请参考图1与图3，图1为本申请实施例提供的一种施肥调节装置300的结构示意图，图3为本申请实施例提供的一种调节装置的结构示意图。本申请实施例提供了一种施肥调节装置300，该施肥调节装置300包括：施肥箱100、检测装置200、调节装置300以及控制器。施肥箱100包括用于向外输出肥料的施肥口110；检测装置200设置在所述施肥箱100上，用于检测所述施肥口110的开度；调节装置300设置在所述施肥箱100上，用于调节所述施肥口110的开度；控制器通信连接于所述检测装置200以及所述调节装置300，用于根据所述检测装置200检测到的所述施肥口110的开度控制所述调节装置300调节所述施肥口110的开度的大小。

在上述实现过程中，施肥口110的大小直接影响着施肥量的大小。当施肥机的移动速度一定时，施肥口110越大，施肥量越大；施肥口110越小，施肥量越小。因此施肥口110的大小与施肥量的大小之间存在一一对应关系。本申请实施例所提供的施肥调节装置300就是通过检测以及调节施肥口110的大小来实现对施肥量的实时检测与调节。在施肥过程中，检测装置200实时检测施肥口110的开度(施肥口110的开口大小)，并将施肥口110的开度大小的信息传递给控制器，控制器通过比对信息，进行判断是否满足施肥量的需求，当施肥量超出允许误差时，控制器将控制调节装置300调节施肥口110的大小，进而实现对施肥量的实时检测与调节。

需要说明的是，施肥箱100上可以开始多个施肥口110，每个施肥口110对应一套检测装置200以及调节装置300，每个施肥口110可以对应一个控制器，或者多个施肥口110共用一个控制器。

应理解，上述调节装置300以及检测装置200可以设置在施肥箱100的内，也可以设置在施肥箱100的外。在一种可能的实现方式中，所述调节装置300包括滑道310、施肥门320以及调动机构330。滑道310设置在所述施肥箱100的侧壁上，所述施肥口110开设在所述滑道310上；施肥门320用于遮挡所述施肥口110，所述施肥门320可沿所述滑道310滑动以改变所述施肥口110的开度；调动机构330设置在所述施肥箱100内，用以带动所述施肥门320在所述滑道310内滑动。

在上述实现过程中，施肥门320用于遮挡施肥口110，施肥门320可在调动机构330的带动下沿滑道310移动，改变遮挡施肥口110的面积，进而实现对施肥口110大小的调节，结构简单。施肥口110可采用规则图形，例如矩形，方便计算施肥量。

应理解，施肥门320可为矩形板状，矩形板状的施肥门320的两侧安装在滑道310的两侧上。

在一种可能的实现方式中，所述滑道310包括安装在所述施肥箱100的侧壁上的两个滑轨311，两个滑轨311分布在所述施肥口110的两侧。

在上述实现过程中，滑道310由两个并排设置的滑轨311构建而成，两个滑轨311上的凹槽的开口可以相对设置，对应的，施肥门320设计为矩形平板，平板的两边分别安装在两个滑轨311的凹槽内，结构简单，容易实现。或者，两个滑轨311上的凹槽的开口方向垂直于滑道310，对应的，板状结构的施肥门320的两侧设置安装凸起，安装凸起的高度方向垂直于施肥门320，施肥门320通过安装凸起滑动安装于滑轨311。

在一种可能的实现方式中，所述滑道310包括开设在所述施肥箱100的侧壁上的两个条形凹槽312，两个所述条形凹槽312分布在所述施肥口110的两侧。

在上述实现过程中，直接在施肥箱100的侧壁上开设两个条形凹槽312用作滑道310，无需另外在施肥箱100上设置滑轨311，简化了施肥调节装置300的结构，降低了成本。

在一种可能的实现方式中，所述调动机构330包括电动推杆331，所述电动推杆331的一端固定安装于所述施肥箱100，另一端固定安装于所述施肥门320，所述电动推杆331的伸缩方向与所述施肥门320的滑动方向平行。

在上述实现过程中，电动推杆331又名直线驱动器，主要是由电机推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构。因此，上述调动机构330直接采用电动推杆331推动施肥门320，电动推杆331的伸缩距离与施肥门320的滑动距离相等，控制器可直接根据电动推杆331的伸缩量，计算施肥口110的开度大小，便于控制器对电推杆进行控制，简化了计算程序。

采用电动推杆331直接与施肥门320连接，需要求电动推杆331的伸缩方向与施肥门320的滑动方向(滑道310的长度延伸方向)平行，即在安装滑道310与电动推杆331时，要求电动推杆331的长度方向与滑道310的长度方向相同，因此上述方式仅适用于空间较大的施肥箱100，对空间较小的施肥箱100存在安装上的限制。

在一种可能的实现方式中，请参考图4，图4为本申请实施例提供的一种调动机构的结构示意图，所述调动机构330包括电动推杆331、第一连接杆332以及第二连接杆333；所述电动推杆331安装在所述施肥箱100内；所述第一连接杆332的一端转动连接于所述电动推杆331的端部，另一端转动连接于所述第二连接杆333，所述第二连接杆333的远离所述第一连接杆332的一端连接于所述施肥门320；所述电动推杆331的伸缩方向与所述施肥门320的滑动方向呈预定夹角。

在上述实现过程中，上述调动机构330在电动推杆331与施肥门320之间设置第一连接杆332与第二连接杆333进行连接，第一连接杆332与第二连接杆333之间转动连接，第一连接杆332与第二连接杆333的设置可以改变电动推杆331的传动方向，使得电动推杆331与滑道310之间的位置关系设置更为自由，电动推杆331可与滑道310左右、上下或倾斜布置安装。

在一种可能的实现方式中，请参考图2，图2为本申请实施例提供的一种检测装置的结构示意图，所述检测装置200包括连杆机构210、角度传感器220以及计算单元；所述连杆机构210包括第三连接杆211与第四连接杆212，第三连接杆211的一端与所述施肥箱100转动连接，另一端与所述第四连接杆212的一端转动连接，所述第四连接杆212远离所述第三连接杆211的一端固定连接于所述施肥门320；所述角度传感器220，用以检测所述第一连接杆332的转动角度；第一计算模块，用以根据所述转动角度计算出所述施肥口110的开度。

在上述实现过程中，施肥门320滑动一定的距离会带动第四连接杆212转动一定的角度，第四连接杆212带动第三连接杆211转动一定的角度，角度传感器220可检测到第一连接杆332转动的角度，第一计算模块可根据第三连接杆211转动的角度计算出施肥门320滑动的距离，进而计算出施肥口110的开度。

下面结合图5具体说明施肥门320位移的计算过程：

设：滑道310的长度延伸方向为竖直方向，垂直于滑道310的长度延伸方向的方向为水平方向，a点为第三连接杆211与施肥箱100的连接点，b点为第四连接杆212与施肥门320的连接点，c点为第三连接杆211与第四连接杆212的连接点，第三连接杆211的长度为l1，第四连接杆212的长度为l2，a点与b点之间的水平距离为l，a点与b点之间的竖直距离为h0，角度传感器220检测到的角度为第三连接杆211与竖直方向夹角θ，第四连接杆212与水平方向夹角θ2，施肥门320的位移h＝h0-h’；

其中：

h’＝l1×cosθ+l2×sinθ2，θ2＝arccos((l1×sinθ-l)/l2)。

在一种可能的实现方式中，所述检测装置200包括位移传感器以及第二计算模块；所述位移传感器用以检测所述施肥门320的位移；所述第二计算模块用以根据所述施肥门320的位移计算出所述施肥口110的开度。

在上述实现过程中，上述检测装置200直接采用位移传感器检测施肥门320的位移，并将施肥门320的位移传递给第二计算模块，第二计算模块根据施肥门320的位移计算出施肥口110的开度，结构简单。

在一种可能的实现方式中，所述施肥箱100内设置有用以将肥料向所述施肥口110处挤压的搅轮。

在上述实现方式中，采用搅轮将肥料向所述施肥口110处挤压，防止由于肥料未及时达到施肥口110，而导致施肥量与施肥口110的实际大小关系发生变化，降低对施肥量的检测精度以及控制精度。

第二方面，本申请实施例提供了一种施肥机，该施肥机包括上述任一实施例中的施肥调节装置300。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。